摘要:聲音定位技術(shù)在軍事探索、地震監(jiān)測(cè)、多媒體通訊和機(jī)器人引導(dǎo)等高智能型社會(huì)中有著廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)主要以STM32F103RB型ARM芯片為核心控制器，采用三路不同位置駐極體作為聲波的檢測(cè)傳感器，通過(guò)前置放大、一階阻容濾波和電壓比較電路來(lái)調(diào)理信號(hào)，并基于到達(dá)時(shí)差法（TDOA）測(cè)得聲波到達(dá)不同位置傳感器的聲波時(shí)間差， 利用“一字型”傳感模型所推導(dǎo)的計(jì)算公式計(jì)算出聲源的相對(duì)坐標(biāo)，最后采用RS232串口通訊，將數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)，界面上顯示出聲源的移動(dòng)折線。通過(guò)36次定位測(cè)試，數(shù)據(jù)分析顯示系統(tǒng)在500mm*350mm的坐標(biāo)范圍聲音定位誤差均在10cm以下。

關(guān)鍵詞：聲音定位  STM32F103RB  到達(dá)時(shí)差法

ABSTRACT:Sound localization technology in the military exploration, seismic monitoring, multimedia communications and high intelligent robot guidance has been widely used in society. This design mainly STM32F103RB type ARM chip as the core controller; adopt different positions electret as a three-way acoustic wave detection sensor, pre-amplifier, a first-order RC filter and a voltage comparator circuit for conditioning the signal, and is based on Time Difference of Arrival (TDOA) measured acoustic sound waves to reach a different position sensor time difference, and the use of "a font" sensor model derived formula to calculate the relative coordinates of the sound source, and finally using RS232 serial communication, data transmission will first bit machine, interface displays the movement of the sound source curve. Through 36 experiments test, The data show that the sound positioning errors in the system of coordinates in the range of 500mm * 350mm were less than 10cm.

Keywords: sounds localization;STM32F103RB; Time Difference of Arrival

　　　本設(shè)計(jì)是以駐極體（聲音傳感器）為傳感器，自主設(shè)計(jì)制作的平面聲音定位系統(tǒng)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，最主要的問(wèn)題是如何將準(zhǔn)確的時(shí)延信號(hào)采集進(jìn)入微控制器。因?yàn)槁曇粜盘?hào)是以振動(dòng)的方式傳播能量，故駐極體通過(guò)采集振動(dòng)信號(hào)來(lái)判斷是否有聲音，因?yàn)楣Ψ潘l(fā)出的聲音能量較低，在不同距離會(huì)有不同的接收情況，故傳感器之間采集到的信號(hào)不是完全與功放發(fā)出聲波相同，會(huì)丟失部分波形。因此，不能將所有的信號(hào)均采集處理，只能夠通過(guò)判斷第一次接收聲波的時(shí)差。

　　　在設(shè)計(jì)之初，將系統(tǒng)當(dāng)做是一個(gè)理想的采集系統(tǒng)，信號(hào)會(huì)完整的接收，故通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)不能得到有效的測(cè)試值，故通過(guò)了多種方式修改設(shè)計(jì)。其中，最開(kāi)始沒(méi)有對(duì)信號(hào)檢測(cè)完全吃透，認(rèn)為是在檢測(cè)電路的放大和隔直過(guò)程中將干擾引入，為電路加入了濾波電路和旁路充電電路，但是收效甚微。