一、項目概述

1.1 引言

人們越來越重視自己的生活質量，隨著城市化的不斷擴大以及電子設備的迅速普及，噪聲污染和電測輻射也更加的被人們所關注。本文介紹的家用便攜式噪聲及電磁輻射檢測儀能實現對電磁輻射及噪音的實時監測，并在液晶模塊上同時顯示出來，體積小，易攜帶，測量方便可靠。將來人們會對具有此功能的儀器需求度越來越高。

1.2 項目背景/選題動機

隨著近代工業的發展，環境污染也隨之產生，噪聲污染就是環境污染的一種，已經成為對人類的一大危害。在各大城市的繁華街區和居民區，已有大型環境噪聲顯示器豎立街頭。但目前國內的便攜式噪聲測試儀，多為價格昂貴的進口專用設備，除衛生、計量等環保專業部門擁有外，無法作為民用品推廣普及。并且，隨著人們對電子設備的依賴越來越大，電磁輻射已經成為了人們面對的另一大新型污染源，它對人體的健康有很大的危害。由于電磁輻射看不見摸不著，人們無法通過感覺器官察覺到這種隱形污染。所以，很有必要設計一種能同時檢測噪聲和電磁輻射的便攜民用裝置。

2.1 功能要求

能夠對一定范圍內的噪聲強度及電磁輻射進行實時監測，設備的系統構架如圖1

圖1 系統架構

2.2 性能要求

能夠監測9KHz~100MHz頻率范圍內1v/m~300v/m的場強。還能夠監測20~96db范圍內的噪聲。并同時將數據顯示在液晶屏上。

三、方案設計

3.1 系統功能實現原理

1）：電磁輻射檢測部分

電磁輻射檢測部分由AR公司生產的FM2000場強檢測儀檢測電磁信號，信號首先通過濾波網絡送至放大電路在輸入到高精度模/數轉換中，轉換后的數字信號送入AVR單片機中進行處理。最后將結果反映在液晶屏上。

這里選擇FM2000場強檢測儀是因為它可檢測的電磁輻射的頻率范圍和場強范圍大，頻率范圍為9KHz~100MHz，可測場強范圍為1v/m~300v/m，且測量精度高。放大電路選擇兩級放大，第一級選擇低功耗運算放大器AD620，AD620是完全差分放大器，激光電阻微調工藝，具有很高的共模抑制比和線性度。第二級采用高精度，低失調電壓型運算放大器OP07實現。AD轉換部分使用AD574A，它是美國Analog公司推出的單片高速12位逐次比較型A/D轉換器，內置雙極性電路構成的混合集成轉換顯片，具有外接元件少，低功耗，精度高等特點，并且具有自動較零和自動極性轉換功能，只需外接少量的阻容器件即可構成一個完整的A/D轉換器。其硬件結構框圖如圖2：

圖2電磁輻射檢測部分系統硬件框圖

2）：噪聲檢測部分：

人對不同聲強的感覺：

無法忍受：150dB~130dB

感到疼痛：130dB~110dB

很吵：110dB~70dB

較靜：70dB~50dB

安靜：50dB~30dB

極靜：30dB~10dB

無聲：0dB

首先，采集噪音用膜片式晶體傳聲器來采集，它可以將聲信號轉化為電信號，噪聲的強弱可以使膜片感受聲壓的情況不同，從而轉化為不同大小的電信號。

接著，電信號經過功率放大器進行放大，使其信號的功率達到設計要求。

放大后的信號進入V/F轉換電路，它主要是由LM3331構成的電壓/頻率轉換電路。LM331使用了新型溫度補償能隙基準電路，在規定工作溫度范圍內和4伏電源電壓下都有較高精度。LM331A可得到只有價格高的V/F轉換器才有的高水平精度—溫度。由LM331構成的電壓/頻率轉換電路，輸出的頻率信號變成TTL電平送給AVR單片機，作為T0的計數脈沖。該轉換電路線性良好，抗干擾能力強，輸出頻率范圍在10—10000Hz以上，其變化比達103，優于普通8位并行A/D轉換器，有利于提高系統的測量精度。

最后，轉化后的數字信號進入AVR單片機進行處理，并將處理后的結果反應在液晶屏上。

噪聲檢測部分的系統硬件結構框圖如圖3

圖3噪聲檢測部分的系統硬件結構框圖

3.2 硬件平臺選用及資源配置

為了能很好的實現設計的功能，我們選用EVK1100開發板。EVK1100是一個基于AVR32 AT32UC3A單片機控制器的評估套件和開發系統。它配備一系列豐富的外設、內存，并且可充分開發AVR32設備的全部潛能，這是一款實現我們的想法的最好選擇！

3.3系統軟件架構

系統軟件構架如圖5

圖5系統軟件架構

3.4 系統軟件流程

圖4為噪聲檢測部分軟件流程圖，圖5為電磁輻射檢測部分。

3.4 系統預計實現結果

能夠監測9KHz~100MHz頻率范圍內1v/m~300v/m的場強。還能夠監測20~96db范圍內的噪聲。并同時將數據顯示在液晶屏上。

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