CN111629426A - 一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集*** - Google Patents

一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，包括声音采集装置和触发唤醒装置，所述声音采集装置设置于野外动物的活动区域内，其包括第一供电模块、声音采集组件、控制模组、存储模块以及第一LoRa通信模块；所述触发唤醒装置佩戴于野外动物的身体上，其包括第二供电模块、第二处理模块、第二LoRa通信模块和定位模块；当佩戴有触发唤醒装置的野外动物进入到设有声音采集装置的有效通信区域时，第一LoRa通信模块与第二LoRa通信模块自动建立连接，此时声音采集装置启动声音采集功能，触发唤醒装置将定位数据传送至声音采集装置，当连接失效后，使声音采集功能进入休眠状态，有效降低了声音采集***的功耗，保证了声音采集***能够长时间稳定工作。

Description

一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***
技术领域
本发明涉及声音采集***领域，特别是涉及一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***。
背景技术
野外声音采集设备是研究野外动物常用的一种工具，其通过放置在野外，以记录动物产生的声音，由于野外声音采集装置可能需要长时间设置在野外，因此，其功耗需要很低，以保证设备长时间内正常工作。
为保持低功耗，现有的方法主要是使设备长时间处于休眠状态，也正是由于设备在不记录声音时需要休眠，设备的唤醒就显得尤为重要，目前主要采用两种方法进行设备唤醒：定时采集的方式和声音触发的方式；采用定时采集的方式时，检测间隔越长则有可能漏掉越多希望采集的信息，而检测间隔越短则***平均功耗越大；而采用声音触发的方式时，由于麦克风传感器为独立器件，这种方式要求麦克风传感器保持常开状态，当侦听到声音输入时，再将后级语音处理电路开启，在麦克风传感器中，作为驱动级的放大单元消耗了整个麦克风传感器80％左右的电能，因此这两种方法均不能有效降低声音采集***的功耗。
因此，亟需一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，能够解决现有野外声音采集设备功耗过高的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，以解决现有野外声音采集设备功耗过高的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，包括声音采集装置和触发唤醒装置，所述声音采集装置设置于野外动物的活动区域内，其包括第一供电模块、声音采集组件、控制模组、存储模块以及第一LoRa通信模块，所述第一供电模块、所述声音采集组件、所述第一LoRa通信模块和所述存储模块均与所述控制模组电性连接；
所述触发唤醒装置佩戴于野外动物的身体上，其包括第二供电模块、第二处理模块、第二LoRa通信模块和定位模块，所述第二供电模块、所述第二LoRa通信模块和所述定位模块均与所述第二处理模块电性连接，所述第二LoRa通信模块能够与所述第一LoRa通信模块建立无线连接。
优选地，所述声音采集组件包括拾音器，所述拾音器通过前置放大器与主放大器电性连接，所述主放大器与所述所述控制模组电性连接。
优选地，所述控制模组包括第一处理模块，所述第一处理模块分别连接有主放大器供电电路和音频处理模块，所述第一处理模块还分别与所述第一供电模块、所述存储模块和所述第一LoRa通信模块电性连接。
优选地，所述第一处理模块和所述第二处理模块均采用STM32系列芯片或ESP32系列芯片。
优选地，所述存储模块采用SD存储卡。
优选地，所述第一LoRa通信模块和所述第二LoRa通信模块均采用SX1276系列通信芯片。
优选地，所述定位模块采用AT6558系列定位芯片。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明提供的一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，包括声音采集装置和触发唤醒装置，所述声音采集装置设置于野外动物的活动区域内，其包括第一供电模块、声音采集组件、控制模组、存储模块以及第一LoRa通信模块；所述触发唤醒装置佩戴于野外动物的身体上，其包括第二供电模块、第二处理模块、第二LoRa通信模块和定位模块；当佩戴有触发唤醒装置的野外动物进入到设有声音采集装置的有效通信区域时，第一LoRa通信模块与第二LoRa通信模块自动建立连接，此时声音采集装置启动声音采集功能，触发唤醒装置将定位数据传送至声音采集装置，当连接失效后，使声音采集功能进入休眠状态，有效降低了声音采集***的功耗，保证了声音采集***能够长时间稳定工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***声音采集装置部分结构示意图；
图2为本发明提供的一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***触发唤醒装置部分结构示意图；
图中：1：第一供电模块、2：声音采集组件、21：拾音器、22：前置放大器、23：主放大器、3：控制模组、31：第一处理模块、32：主放大器供电电路、33：音频处理模块、4：存储模块、5：第一LoRa通信模块、6：第二供电模块、7：第二处理模块、8：第二LoRa通信模块、9：定位模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，能够解决现有野外声音采集设备功耗过高的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
本实施例提供一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，包括声音采集装置和触发唤醒装置，声音采集装置设置于野外动物的活动区域内，其包括第一供电模块1、声音采集组件2、控制模组3、存储模块4以及第一LoRa通信模块5，第一供电模块1、声音采集组件2、第一LoRa通信模块5和存储模块4均与控制模组3电性连接；触发唤醒装置佩戴于野外动物的身体上，其包括第二供电模块6、第二处理模块7、第二LoRa通信模块8和定位模块9，第二供电模块6、第二LoRa通信模块8和定位模块9均与第二处理模块7电性连接，第二LoRa通信模块8能够与第一LoRa通信模块5建立无线连接。
具体地，声音采集组件2包括拾音器21，拾音器21通过前置放大器22与主放大器23电性连接，主放大器23与控制模组3电性连接。
进一步地，控制模组3包括第一处理模块31，第一处理模块31分别连接有主放大器供电电路32和音频处理模块33，第一处理模块31还分别与第一供电模块1、存储模块4和第一LoRa通信模块5电性连接。
进一步地，第一处理模块31和第二处理模块7均采用STM32系列芯片或ESP32系列芯片。
进一步地，存储模块4采用SD存储卡。
进一步地，第一LoRa通信模块5和第二LoRa通信模块8均采用SX1276系列通信芯片。
进一步地，定位模块9采用AT6558系列定位芯片。
需要说明的是，由于野外动物流动性较大，为了方便将触发唤醒装置佩戴在野生动物身体上，可以先将触发唤醒装置固定在项圈、耳标等物体上，通过将项圈、耳标佩戴在野外动物身体上，实现触发唤醒装置与野外动物的相对固定。
本发明提供的一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，其工作原理为：将声音采集装置设置在野外，将触发唤醒装置佩戴在野外动物的身体上，当野外动物不在声音采集装置能够感应的范围内时，声音采集装置始终处于休眠状态，这样能够将声音采集装置的功耗降到最低，当佩戴有触发唤醒装置的动物活动到声音采集装置能够感应到的范围内时，此时触发唤醒装置中的第二LoRa通信模块8能够与声音采集装置中的第一LoRa通信模块5建立连接，将距离动物较近的拾音器21启动，此时拾音器21能够将动物发出的声音进行采集，通过前置放大器22与主放大器23的放大，传送至第一处理模块31，第一处理模块31将采集到的声音传送至音频处理模块33进行音频处理，并由存储模块4进行存储，触发唤醒装置中的定位模块9将动物的位置信息发送至第二处理模块7，第二处理模块7将位置信息通过第二LoRa通信模块8与第一LoRa通信模块5之间的连接发送至第一处理模块31，并由存储模块4进行存储，完成野外声音的采集；当佩戴有触发唤醒装置的动物离开声音采集装置能够感应到的范围，第二LoRa通信模块8与第一LoRa通信模块5断开连接，此时第一处理模块31控制拾音器21关闭，声音采集装置继续处于休眠状态，保证低功耗工作。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，其特征在于：包括声音采集装置和触发唤醒装置，所述声音采集装置设置于野外动物的活动区域内，其包括第一供电模块、声音采集组件、控制模组、存储模块以及第一LoRa通信模块，所述第一供电模块、所述声音采集组件、所述第一LoRa通信模块和所述存储模块均与所述控制模组电性连接；
所述触发唤醒装置佩戴于野外动物的身体上，其包括第二供电模块、第二处理模块、第二LoRa通信模块和定位模块，所述第二供电模块、所述第二LoRa通信模块和所述定位模块均与所述第二处理模块电性连接，所述第二LoRa通信模块能够与所述第一LoRa通信模块建立无线连接。
2.根据权利要求1所述的基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，其特征在于：所述声音采集组件包括拾音器，所述拾音器通过前置放大器与主放大器电性连接，所述主放大器与所述所述控制模组电性连接。
3.根据权利要求2所述的基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，其特征在于：所述控制模组包括第一处理模块，所述第一处理模块分别连接有主放大器供电电路和音频处理模块，所述第一处理模块还分别与所述第一供电模块、所述存储模块和所述第一LoRa通信模块电性连接。
4.根据权利要求3所述的基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，其特征在于：所述第一处理模块和所述第二处理模块均采用STM32系列芯片或ESP32系列芯片。
5.根据权利要求1所述的基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，其特征在于：所述存储模块采用SD存储卡。
6.根据权利要求1所述的基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，其特征在于：所述第一LoRa通信模块和所述第二LoRa通信模块均采用SX1276系列通信芯片。
7.根据权利要求1所述的基于LoRa通信的低功耗野外声音采集***，其特征在于：所述定位模块采用AT6558系列定位芯片。
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