光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括光纖傳感頭、光信號處理模塊和輸出控制電路，還包括遠程監(jiān)控終端，所述光信號處理模塊包括光源、信號處理電路和用于給光信號處理模塊供電的電源模塊，所述光源通過光纖與光纖傳感頭的輸入端連接，光纖傳感頭的輸出端通過光纖與信號處理電路連接，所述信號處理電路經(jīng)一采集存儲模塊后與所述輸出控制電路連接，所述遠程監(jiān)控終端通過無線通信模塊與信號處理電路連接。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，對聲音信號進行原距離傳輸、存儲、選聽及監(jiān)聽的功能，并具有傳輸損耗小、反應靈敏、信噪比高和性能穩(wěn)定的特點。
【專利說明】
光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著安防領(lǐng)域視頻監(jiān)控的不斷發(fā)展，在聲音方面的監(jiān)控，達到“音視頻”同步也越來越成為安防的新熱點。音頻信號可以通過電纜或是光纜進行傳輸。目前，采用電纜進行音頻傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)壓式聲音采集器需要對拾音頭提供額外供電，容易受電磁干擾，并存在信號傳輸損耗大、靈敏度不高、傳輸距離短等缺陷；同時沒有網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸、遠程存儲及監(jiān)控功能，智能化程度低。
[0003]隨著科技的發(fā)展，為解決上述電壓式聲音采集器應用于音頻監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問題，市場上出現(xiàn)了采用光纖拾音器作為聲音采集、傳送、處理、還原等于一體的音頻采集裝置應用于音頻監(jiān)控系統(tǒng)上。使得音頻采集技術(shù)得到飛躍的進步。但現(xiàn)有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的光纖傳感頭對接收的激光光源不能進行整形、聚集的作用，激光光源輸入較分散、使得形成的光纖環(huán)路對外部信號(即聲音)的反應靈敏度不夠快，信號接收較為滯后。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種不需要對拾音頭提供額外的供電電源，具有遠程傳輸功能的光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，且系統(tǒng)的傳輸損耗小、反應靈敏、性能穩(wěn)定。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括光纖傳感頭、光信號處理模塊和輸出控制電路，還包括遠程監(jiān)控終端，所述光信號處理模塊包括光源、信號處理電路和用于給光信號處理模塊供電的電源模塊，所述光源通過光纖與光纖傳感頭的輸入端連接，光纖傳感頭的輸出端通過光纖與信號處理電路連接，所述信號處理電路經(jīng)一采集存儲模塊后與所述輸出控制電路連接，所述遠程監(jiān)控終端通過無線通信模塊與信號處理電路連接。
[0007]上述方案中，所述光纖傳感頭包括一內(nèi)部中空的腔筒和安裝于腔筒內(nèi)的微透鏡陣列，所述腔筒分為前腔筒和后腔筒，在前腔筒上開設(shè)有進音孔，在后腔筒內(nèi)貫穿開設(shè)有一通光口，在前腔筒內(nèi)豎直安裝有一反射膜;所述微透鏡陣列卡接于前腔筒與后腔筒之間、且微透鏡陣列的作用面與所述反射膜相對應;在微透鏡陣列上耦合有輸入光纖和輸出光纖，輸入光纖與光源連接、輸出光纖與信號處理電路連接。
[0008]上述方案中，在所述通光口的兩側(cè)壁體上可設(shè)有橡膠尾套。
[0009]上述方案中，所述微透鏡陣列的軸心與反射膜的中心最好位于同一直線上。
[0010]上述方案中，所述反射膜可以包括設(shè)于中心的非金屬反射膜片和連接于非金屬反射膜片兩端的彈性膜片，且所述非金屬反射膜片與彈性膜片均連接為一體。
[0011]上述方案中，所述信號處理電路包括光電探測器和內(nèi)集成有靈敏度調(diào)節(jié)電路的中央控制器，所述靈敏度調(diào)節(jié)電路的輸入端與光電探測器連接、其輸出端與光源的控制端連接，所述中央控制器分別與采集存儲模塊和遠程監(jiān)控終端連接。
[0012]上述方案中，所述靈敏度調(diào)節(jié)電路主要由放大器、光電二極管和調(diào)節(jié)電阻構(gòu)成，所述放大器與光電二極管連接后、再與調(diào)節(jié)電阻連接，所述調(diào)節(jié)電阻的輸出端與光源連接、且調(diào)節(jié)電阻的可變端與設(shè)于外部的調(diào)節(jié)旋鈕相連。
[0013]上述方案中，所述光電探測器可以為雪崩光電二極管。
[0014]上述方案中，所述中央控制器具體可以采用FPGA芯片。
[0015]上述方案中，所述光纖可以為單模光纖。
[0016]上述方案中，所述光源可以是由激光器產(chǎn)生的激光，并連接有一光源驅(qū)動模塊。
[0017]本實用新型的有益效果為:
[0018]I)本實用新型采用光纖傳感頭、采集存儲模塊、輸出控制電路和主要由光源、信號處理電路、電源模塊構(gòu)成的光信號處理模塊構(gòu)成的音頻監(jiān)控系統(tǒng)，并通過光纖進行傳輸，實現(xiàn)了聲音的采集、獲取及無損傳輸、遠輸出的功能，并通過所設(shè)置的遠程監(jiān)控終端實現(xiàn)了遠程獲取聲音及遠程監(jiān)控的作用；
[0019]2)本實用新型的拾音頭為光纖傳感頭，并運用激光分光干涉原理，通過采用光電探測器和靈敏度調(diào)節(jié)電路實時監(jiān)測光前端的輸出信號，并適時調(diào)整激光器的發(fā)光功率，使光纖傳感頭始終處于最靈敏的狀態(tài)。同時在光纖傳感頭內(nèi)設(shè)有微透鏡陣列，能快速將激光信號進行整形、聚集后，透射至反射膜上，使得光纖傳感頭的響應更快，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有靈敏度高、信噪比高，反應速度快、頻率響應范圍寬的優(yōu)點；
[0020]3)本實用新型的聲音信號以光纖傳輸，衰減比電纜小很多，可以進行遠距離的傳輸和監(jiān)控。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實用新型一種優(yōu)選實施例的原理框圖。
[0022]圖2為所述光纖傳感頭的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中標號為:1、腔筒；1-1、前腔筒；1-2、后腔筒;3、進音孔;4、通光口；5_1、非金屬反射膜片;5-2、彈性膜片;6、微透鏡陣列;7、橡膠尾套8-1、輸入光纖;8-2、輸出光纖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的解釋說明，但不用以限制本實用新型。
[0025]如圖1所示，光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括光纖傳感頭、光信號處理模塊和輸出控制電路，還包括遠程監(jiān)控終端，所述光信號處理模塊包括光源、信號處理電路和用于給光信號處理模塊供電的電源模塊，所述光源通過光纖與光纖傳感頭的輸入端連接，光纖傳感頭的輸出端通過光纖與信號處理電路連接，所述信號處理電路經(jīng)一采集存儲模塊后與所述輸出控制電路連接，所述遠程監(jiān)控終端通過無線通信模塊與信號處理電路連接。其中
[0026]所采用的光纖為單模光纖。
[0027]所述光源具體是激光器產(chǎn)生的激光，并連接有一光源驅(qū)動模塊。
[0028]所述信號處理電路包括光電探測器和內(nèi)集成有靈敏度調(diào)節(jié)電路的中央控制器，所述靈敏度調(diào)節(jié)電路的輸入端與光電探測器連接、其輸出端與光源的控制端連接，所述中央控制器分別與采集存儲模塊和遠程監(jiān)控終端連接。本實施例中，所述光電探測器具體為雪崩光電二極管，所述中央控制器具體為FPGA芯片。
[0029]所述靈敏度調(diào)節(jié)電路主要由放大器、光電二極管和調(diào)節(jié)電阻構(gòu)成，所述放大器與光電二極管連接后、再與調(diào)節(jié)電阻連接，所述調(diào)節(jié)電阻的輸出端與光源連接、且調(diào)節(jié)電阻的可變端與設(shè)于外部的調(diào)節(jié)旋鈕相連。
[0030]在所述輸出控制電路上可設(shè)有數(shù)字輸出端口、網(wǎng)絡輸出端口、麥克風輸出端口、耳機輸出端口，通過所述數(shù)字輸出端口、麥克風輸出端口、耳機輸出端口對任一路語音進行選聽。
[0031]如圖2所示，所述光纖傳感頭包括一內(nèi)部中空的腔筒I和安裝于腔筒I內(nèi)的微透鏡陣列6，所述腔筒I分為前腔筒1-1和后腔筒1-2，在前腔筒1-1上開設(shè)有進音孔3，在后腔筒1-2內(nèi)貫穿開設(shè)有一通光口 4，在前腔筒1-1內(nèi)豎直安裝有一反射膜。本實施例中，所述反射膜包括設(shè)于中心的非金屬反射膜片5-1和連接于非金屬反射膜片5-1兩端的彈性膜片5-2，且所述非金屬反射膜片5-1與彈性膜片5-2均連接為一體。
[0032]所述微透鏡陣列卡6接于前腔筒1-1與后腔筒1-2之間、且微透鏡陣列6的作用面與所述反射膜相對應，同時微透鏡陣列6的軸心與反射膜的中心位于同一直線上，以便于加快光信號的傳輸速度。在微透鏡陣列6上親合有輸入光纖8-1和輸出光纖8-2，輸入光纖8-1與光源連接、輸出光纖8-2與信號處理電路連接。在本實施例中，所述輸入光纖8-1從通光口 4穿入、而輸出光纖8-2也是從通光口 4穿出。
[0033]在所述通光口4的兩側(cè)壁體上設(shè)有橡膠尾套7。
[0034]本實用新型的工作過程為:
[0035]1、光源驅(qū)動模塊控制光源，產(chǎn)生滿足激光干涉條件的激光，激光通過光纖傳輸至光纖傳感頭，所述光纖傳感頭將聲波的振動強弱轉(zhuǎn)換成光信號，經(jīng)光纖傳輸?shù)竭h端的光電探測器上，所述光電探測器輸出光電流，并通過光電轉(zhuǎn)換得到電壓信號；Π、所述信號處理電路接收步驟I中得到的電壓信號，適時調(diào)整激光器的工作功率，以保證光纖傳感頭始終處于最靈敏的狀態(tài)；同時，信號處理電路對此電壓信號進行處理，即將此電壓信號經(jīng)放大、濾波、D/A轉(zhuǎn)換、降噪處理后得到一個數(shù)字化的理想音頻信號；ΙΠ、所述理想音頻信號再分別傳輸至采集存儲模塊中存儲，然后從輸出控制電路中輸出。而通過無線通信模塊與中央控制器連接的遠程監(jiān)控終端具體為客戶端app，能對中央控制器得到的理想音頻信號進行遠程存儲、選聽及監(jiān)聽的操作。
[0036]以上僅為說明本實用新型的實施方式，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括光纖傳感頭、光信號處理模塊和輸出控制電路，其特征在于:還包括遠程監(jiān)控終端，所述光信號處理模塊包括光源、信號處理電路和用于給光信號處理模塊供電的電源模塊，所述光源通過光纖與光纖傳感頭的輸入端連接，光纖傳感頭的輸出端通過光纖與信號處理電路連接，所述信號處理電路經(jīng)一采集存儲模塊后與所述輸出控制電路連接，所述遠程監(jiān)控終端通過無線通信模塊與信號處理電路連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述光纖傳感頭包括一內(nèi)部中空的腔筒(I)和安裝于腔筒(I)內(nèi)的微透鏡陣列(6)，所述腔筒(I)分為前腔筒(1-1)和后腔筒(1-2)，在前腔筒(1-1)上開設(shè)有進音孔(3)，在后腔筒(1-2)內(nèi)貫穿開設(shè)有一通光口(4)，在前腔筒(1-1)內(nèi)豎直安裝有一反射膜;所述微透鏡陣列(6)卡接于前腔筒(1-1)與后腔筒(1-2)之間、且微透鏡陣列(6)的作用面與所述反射膜相對應;在微透鏡陣列(6)上耦合有輸入光纖(8-1)和輸出光纖(8-2)，輸入光纖(8-1)與光源連接、輸出光纖(8-2)與信號處理電路連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:在所述通光口(4)的兩側(cè)壁體上設(shè)有橡膠尾套(7)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述微透鏡陣列(6)的軸心與反射膜的中心位于同一直線上。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述反射膜包括設(shè)于中心的非金屬反射膜片(5-1)和連接于非金屬反射膜片(5-1)兩端的彈性膜片(5-2)，且所述非金屬反射膜片(5-1)與彈性膜片(5-2)均連接為一體。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述信號處理電路包括光電探測器和內(nèi)集成有靈敏度調(diào)節(jié)電路的中央控制器，所述靈敏度調(diào)節(jié)電路的輸入端與光電探測器連接、其輸出端與光源的控制端連接，所述中央控制器分別與采集存儲模塊和遠程監(jiān)控終端連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述靈敏度調(diào)節(jié)電路主要由放大器、光電二極管和調(diào)節(jié)電阻構(gòu)成，所述放大器與光電二極管連接后、再與調(diào)節(jié)電阻連接，所述調(diào)節(jié)電阻的輸出端與光源連接、且調(diào)節(jié)電阻的可變端與設(shè)于外部的調(diào)節(jié)旋鈕相連。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述光電探測器為雪崩光電二極管。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述中央控制器為FPGA芯片。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖音頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述光纖為單模光纖。
【文檔編號】G08C23/06GK205541414SQ201620126907
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月18日
【發(fā)明人】蘇磊
【申請人】桂林航天光比特科技股份公司