【正文】 摘 要為了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)城市區(qū)域環(huán)境噪聲，依據(jù)GB/309693《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，開(kāi)發(fā)了一種基于LabVIEW的新型環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀。以聲壓傳感器和PC機(jī)為硬件基礎(chǔ)，應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)儀器功能的高度集成，實(shí)現(xiàn)了面板輸入控件和顯示控件合理布局。實(shí)時(shí)檢測(cè)并記錄周?chē)h(huán)境噪聲的聲級(jí)、瞬時(shí)聲級(jí)、連續(xù)等效聲級(jí)、最大和最小聲級(jí)；圖形化實(shí)時(shí)顯示噪聲的時(shí)域波形和頻譜；自動(dòng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境聲級(jí)超限報(bào)警并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。并簡(jiǎn)單說(shuō)明了實(shí)現(xiàn)時(shí)頻分析的LabVIEW各子VI功能用法，不僅可以用于對(duì)生存空間環(huán)境噪聲進(jìn)行定量監(jiān)測(cè)與分析，還能推廣到振動(dòng)等信號(hào)監(jiān)測(cè)與分析。關(guān)鍵詞：虛擬儀器；LabVIEW；環(huán)境噪聲；監(jiān)測(cè)儀AbstractFor the purpose of measuring environmental noise of urban area at any moment, a new kind of virtual environmental noise automatic measuring instrument has been developed based on the LabVIEW. This design is according to GB30962008 nvironmental quality standard for noise. The hardware system is based on sound pressure sensor and personal puter. With the application of the virtual instrument technology, high integration was realized for the functions of the traditional sound level meter by software. The layout of controls and indicator in front panel is rational. Using the VI, it can be measured and noted that the ambient noise dB(A) level, the transient dB(A) level, equivalent continuous dB(A) level and the maximum and minimum dB(A) levels at any moment. The VI can realtime display the ambient noise signal waveform and frequency spectrum. At the same time it can give the alarm when the dB(A) level state exceeds standard automatically and recode the correlation data. By means of the system, the noise of life environment could be not only inspected, but also extended to observe and analyze signals such as the vibration .Key words: virtual instrument。 LabVIEW。 environmental noise。 measuring instrum目 錄第1章 概述 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 開(kāi)發(fā)環(huán)境 1第2章 基于虛擬儀器技術(shù)的聲級(jí)計(jì)設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ) 3 噪聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 3 虛擬儀器技術(shù)基礎(chǔ) 4第3章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 11 聲級(jí)計(jì)原理 11 12第4章 系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì) 14 噪聲采集模塊設(shè)計(jì) 14 噪聲信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì) 15 聲級(jí)顯示模塊設(shè)計(jì) 16 18 22第5章 設(shè)計(jì)調(diào)試及技術(shù)難題 23 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及程序調(diào)試 23 技術(shù)難題及解決方法 24結(jié) 論 26參考文獻(xiàn) 27致 謝 28附錄1基于虛擬儀器技術(shù)的聲級(jí)計(jì)前面板 29附錄2基于虛擬儀器技術(shù)的聲級(jí)計(jì)總體設(shè)計(jì)流程圖 30第1章 概述 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)的提出聲級(jí)計(jì)廣泛應(yīng)用于機(jī)械電子產(chǎn)品噪聲、環(huán)境噪聲、交通噪聲等的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量…，還可用于聽(tīng)力校準(zhǔn)以確定噪聲對(duì)人耳聽(tīng)覺(jué)的危害程度。但普通聲級(jí)計(jì)只能進(jìn)種計(jì)權(quán)下噪聲聲壓級(jí)的測(cè)量，并且其噪聲的頻譜分析、圖形顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和打印等功能只能通過(guò)外接配套設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)，當(dāng)應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程監(jiān)測(cè)虛擬儀器將傳統(tǒng)的由硬件實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)分析、處理和顯示等功能改為由功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成 ，使計(jì)算機(jī)與相應(yīng)的信號(hào)分析與處理技術(shù)，編制具有測(cè)量功能的程序就可以構(gòu)成相應(yīng)的測(cè)試儀器 J，降低了儀器的開(kāi)發(fā)和維護(hù)費(fèi)用，縮短了技術(shù)更新周期；基于相同的硬件系統(tǒng)，通過(guò)編制不同的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)量?jī)x器的功能，顯著提高了儀器的柔性和性?xún)r(jià)比。 設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)（1） 瞬時(shí)聲壓級(jí)、等效聲壓級(jí)、統(tǒng)計(jì)聲壓級(jí)的時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、顯示、記錄。（2） 聲壓信號(hào)的時(shí)域分析和頻域分析。（3） 超限報(bào)警。 開(kāi)發(fā)環(huán)境 軟件環(huán)境LabVIEW是目前唯一的編譯型圖形化編程語(yǔ)言，使用“所見(jiàn)即所得”的可視化技術(shù)建立人機(jī)界面，用圖標(biāo)表示功能模塊，用圖標(biāo)之間的連線(xiàn)來(lái)表示各模塊間的數(shù)據(jù)傳遞。同時(shí)，LabVIEW繼承了高級(jí)編程語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)化和模塊化編程的優(yōu)點(diǎn)，支持模塊化與層次化設(shè)計(jì)，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)增強(qiáng)了程序的可讀性，其界面非常直觀(guān)形象。虛擬儀器是以計(jì)算機(jī)作為儀器的硬件支撐，充分利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算、存儲(chǔ)、調(diào)用、顯示及文件管理等功能，把傳統(tǒng)儀器的專(zhuān)業(yè)化功能軟件化，使之與計(jì)算機(jī)結(jié)合起來(lái)融為一體，這樣便構(gòu)成了一臺(tái)從外觀(guān)到功能都完全與傳統(tǒng)儀器相同，同時(shí)又充分享用了計(jì)算機(jī)資源的儀器系統(tǒng)。傳統(tǒng)儀器通常由信號(hào)采集、信號(hào)分析、信號(hào)輸出三部分組成；虛擬儀器同樣可以劃分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理、顯示結(jié)果三大功能模塊。 硬件環(huán)境計(jì)算機(jī)與聲壓傳感器通過(guò)DAQ數(shù)據(jù)采集卡連接組成環(huán)境噪聲測(cè)量?jī)x，對(duì)采集到的環(huán)境噪音信號(hào)實(shí)施顯示、存儲(chǔ)、分析及過(guò)線(xiàn)報(bào)警。 設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)是基于LabVIEW的設(shè)計(jì)[1]。LabVIEW是美國(guó)NI公司推出的一種通用虛擬儀器(Virtual Instrument即VI)開(kāi)發(fā)軟件，他包含豐富的功能函數(shù)庫(kù)和完備的總線(xiàn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。LabVIEW的一大特色是其基于圖形的編程方式是采用數(shù)據(jù)流（Data Stream）而非傳統(tǒng)的文本方式的編程方法。這種編程方式強(qiáng)調(diào)信號(hào)處理的實(shí)際過(guò)程，有利于簡(jiǎn)化編程，縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間和降低開(kāi)發(fā)難度。LabVIEW的編程包括前面板設(shè)計(jì)和后臺(tái)設(shè)計(jì)。前面板對(duì)應(yīng)一臺(tái)儀器的面板，實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表的控制和信號(hào)的表達(dá)功能。LabVIEW提供了一套豐富的控制模板庫(kù)，用戶(hù)通過(guò)這些模板來(lái)設(shè)計(jì)面板的內(nèi)容。后臺(tái)對(duì)應(yīng)一臺(tái)儀器的內(nèi)部工作部分，用于實(shí)現(xiàn)儀表對(duì)信號(hào)的采集處理等操作。對(duì)應(yīng)的LabVIEW提供了一套功能模板庫(kù)，用來(lái)幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)程序改造、儀器控制數(shù)據(jù)分析等功能。LabVIEW集眾多優(yōu)點(diǎn)于一身，它是一款能夠使設(shè)計(jì)人員進(jìn)行快速簡(jiǎn)便的設(shè)計(jì)自己產(chǎn)品的軟件，其功能全面而強(qiáng)大，LabVIEW完全能夠完成本設(shè)計(jì)。第2章 基于虛擬儀器技術(shù)的聲級(jí)計(jì)設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ) 噪聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)新頒發(fā)的GB 3096200GB 123482008和GB 223372008等三個(gè)環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新標(biāo)準(zhǔn)”），已經(jīng)在2008年10月1日開(kāi)始實(shí)施。新標(biāo)準(zhǔn)中，都涉及到室內(nèi)環(huán)境噪聲的測(cè)量。作為環(huán)境噪聲的監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，如何按新標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)室內(nèi)環(huán)境噪聲測(cè)量，進(jìn)行認(rèn)真而正確的運(yùn)作，這在全檢測(cè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)急需研討的實(shí)際課題。 但是，在新標(biāo)準(zhǔn)頒布前，我國(guó)僅有《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》、GB30969《城市區(qū)域環(huán)境噪聲測(cè)量方法》GB/T1462393，以及《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB123489《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界噪聲測(cè)量方法》GB/T1462393（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“原標(biāo)準(zhǔn)”）。在其適用范圍上，基本是環(huán)境保護(hù)部門(mén)的依法行政的依據(jù)。進(jìn)入新千年后，室內(nèi)環(huán)境噪聲污染監(jiān)測(cè)需求量大，檢測(cè)機(jī)構(gòu)呈現(xiàn)多元化，從而促進(jìn)了噪聲監(jiān)測(cè)市場(chǎng)的建立和發(fā)展。然而，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在適用性和操作的可行性上都有很大的局限，很難滿(mǎn)足不同環(huán)境條件的、不同委托方對(duì)噪聲監(jiān)測(cè)的具體要求，特別是在為維護(hù)人身健康權(quán)的環(huán)境噪聲危害爭(zhēng)議的司法判決上，存在依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不當(dāng)?shù)睦Ь场Ｒ虼?，急需滿(mǎn)足上述要求的一系列環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)的頒布，達(dá)到適應(yīng)委托檢測(cè)方的需要，推動(dòng)環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)市場(chǎng)健康發(fā)展的目的。 新標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)同原標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)在很多方面，有了很大的進(jìn)步，也在一定程度上滿(mǎn)足了檢測(cè)機(jī)構(gòu)開(kāi)展室內(nèi)環(huán)境噪聲的實(shí)際需要，具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)特點(diǎn)上。 （1）把聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)分為“聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”和“噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)”。由環(huán)境保護(hù)部和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局共同頒發(fā)的新標(biāo)準(zhǔn)中，把