噪声传感器采集实验.doc

噪声传感器采集实验 了解噪声传感器的工作原理和对噪声的采集过程，掌握针对一个噪声传感器进行传感器数据采集的过程。 实验原理及基本技术路线图（方框原理图或程序流程图） 本实验是对声音信号采集实验，噪声传感器正是由于传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒,声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压 噪声传感器正是由于传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒,驻极体总的电荷量是不变，当极板在声波压力下后退时，电容量减小，电容两极间的电压就会成反比的升高，反之电容量增加时电容两极间的电压就会成反比的降低。最后再通过阻抗非常高的场效应将电容两端的电压取出来，同时进行放大，可以得到和声音对应的电压了。由于场效应管时有源器件，需要一定的偏置和电流才可以工作在放大状态，因此，驻极体话筒都要加一个直流偏置才能工作。 图1. 噪声传感器采集实验流程图 所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等或使用软件） 1. 带有 CC2530 芯片的基站一个 2. 烧录线一根 3. 噪声传感器一个 4.PC机 5.TinyOS开发环境 6.串口助手 四、实验方法、步骤（或：程序代码或操作过程） 1. 将基站同电脑用烧录线连接好，打开基站的开关 2. 用串口线将基站和 PC 机器连接起来 3. 打开串口助手 4. 打开 Cygwin 开发环境 5. 在 Cygwin 开发环境中执行/opt/atos/apps/Demos/ sensor/ 6. 将光传感器插在基站的旁边的插槽。 7. 在该目录下执行 make antc5 install，进行软件的编译和烧录 8. 烧录完成后，重启基站，看串口输出，如下图2所示。 图2. 串口输出界面 程序中的主要源代码如下所示： #include SensorCollection.h #define DBG_LEV 9 module ADSensorP { uses { interface Boot; interface AdcControl as ADSensorControl; interface Readint16_t as ADSensorRead; } } implementation { uint8_t m_len; task void sensorTask() { call ADSensorControl.enable(ADC_REF_AVDD, ADC_14_BIT, ADC_AIN4); call ADSensorRead.read(); } event void Boot.booted() { ADBG(DBG_LEV, ##############Boot.booted###################\n); call SensorTimer.startPeriodic(1000); } event void SensorTimer.fired() { post sensorTask(); } event void ADSensorRead.readDone(error_t result, int16_t val) { ADBG(DBG_LEV, AD Data = %04x\n ,val); } } 实验过程原始记录( 测试数据、图表、计算等) 实验中通过在噪声传感器附近放置一个手机音乐播放器，通过调节音量来改变声音信号的强弱，从而得到如表1所示数据。 声音信号 强 弱 AD Data 653c 651c 6500 64fc 6498 6490 647c 63f8 63b4 表1. 实验过程原始记录 六、实验结果、分析和结论（误差分析与数据处理、成果总结等。其中，绘制曲线图时必须用计算纸或程序运行结果、改进、收获） 从实验过程中的原始记录可以看到，随着声音信号由强变弱，输出数据结果变小。由于不能严格的控制声音信号，使其按线性变化变化，因此，实验结果中数据的数据变化也不是按线性变化，但从实验的整体结果可以看出，输出数据随声音的减弱而减小。