一种基于zynq平台播放局放信号音频的方法
技术领域
1.本发明属于超声波局部放电检测和数字音频技术领域，具体涉及了一种基于zynq平台播放局放信号音频的方法。


背景技术：

2.近年来，随着电网的发展，带电测试越来越重要，已成为电网安全运行的重要保障手段。对运行中的电力设备进行局部放电检测是电网维护的重要组成部分。电力设备局部放电发生时，会产生声光电热磁等物理现象。其中声为超声波，超声波是20khz以上的声波，人耳听不到，它以声源为中心，以球面波的形式向周围传播；超声波为机械波，不受电磁环境的影响。用接收超声波信号来判断局放存在及定位的方法，比红外摄像仪、紫外摄像仪更易优先发现局放故障，因为局放发生时往往先有振动产生超声后才有热光磁等物理信号。因此，人们也提出了各种基于超声波检测局放的技术方案，例如中国专利申请号为cn201810522322.0公开了一种基于超声波的便携式局部放电检测仪，包括超声波采集设备和主机，所述超声波采集设备通过转动轴连接固定架，所述转动轴由电机驱动旋转；所述超声波采集设备包括超声波采集电路，用于采集超声波信号；所述主机，用于控制和处理，内设置有地图模块，所述地图模块内置监测电网点线路图，通过gps实时定位确定当前检测位置，当检测到漏电时，标记放电点编号和记录位置信息。又如中国专利申请号为202010250704.x公开了一种在线局部放电监测系统及实施方法，包括后台监测系统、数据采集装置和超声波局部放电监测装置、实时数据数模转换模块，所述后台监测系统分别连接多个数据采集装置，每个数据采集装置上均通过无线通讯或现场总线的方式连接一个超声波局部放电监测装置，通过后台监测系统计算机将该实时信号经过数模转换并经过功率放大后由后台监测系统所配备扬声器或耳机播放出来还原为人耳可听到的声音，从而达到持续重点监测该设备是否确实出现了局部放电超标现象的目的，使工程人员可以通过声音监听的方式来实时监测局放信号的方法，帮助工程人员进一步确定是否有局部放电发生及严重程度，降低误报和漏报的可能性。
3.随着国民经济的发展，电网规模迅速扩大，定期检修工作量剧增，检修人员紧缺、停电越来越难。之前采取常规超声波局放仪用听声音方式进行检测，听取的声音底噪较大不清晰，不能快速的根据声音特征进行判断，耗时较长，检测效率低、检测质量低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种基于zynq平台播放局放信号音频的方法。该方法能够实现用耳机监听异常信号的声音特性，根据声音的特性进行初步判断排除干扰，适用于多种带电检测场景，实用性强，降低了检测成本。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于zynq平台播放局放信号音频的方法，包括以下步骤：步骤一，超声波传感器将采集到的声音信号经过放大电路后输入到音频转换芯
片；步骤二，音频转换芯片将接收到的声音信号进行模数转换，生成数字信号并输出至zynq平台的pl端；步骤三，pl端首先将接收到的数字信号通过算法处理模块进行降噪与声音放大处理，然后将其转换为符合i2s协议的串行数据并输出至立体声音频编解码器；步骤四，立体声音频编解码器对接收到的串行数据进行数字音频处理，通过耳机播放，实现局放信号监听。
6.本发明进一步说明，所述音频转换芯片是一个完整的模拟到数字的转换器，具有采样、模数转换和抗混叠滤波的功能，用于将模拟音频信号转换为数字信号。
7.本发明进一步说明，所述zynq平台包括ps端和pl端；所述pl端设有i2s转换器，用于将接收的数字信号转换为符合i2s协议的串行数据。
8.本发明进一步说明，所述立体声音频编解码器具有数字音频处理功能，可对立体声录音和回放，并支持数字音量控制。
9.本发明进一步说明，所述立体声音频编解码器播放音频以及保存录音过程按照以下逻辑步骤实现，具体为：1）系统上电并初始化；2）超声波传感器采集声音信号并开始播放音频；3）zynq平台的ps端调节播放音频的音量；4）zynq平台的ps端下发开启录音指令到pl端，pl端检测到ps端发出的指令后进行设置，ps端进行录音文件的保存；5）zynq平台的ps端下发停止录音指令到pl端，pl检测到ps端发出的指令后进行设置，ps端停止录音，并再次播放音频。
10.本发明的优点：能够实现用耳机监听异常信号的声音特性，根据声音的特性进行初步判断排除干扰，适用于多种带电检测场景，实用性强，降低了检测成本。
附图说明
11.图1是本发明一实施例的系统整体框图。
12.图2是本发明中播放音频与保存录音的逻辑流程图。
具体实施方式
13.下面结合附图对本发明进一步说明。
14.实施例：如图1、图2所示，一种基于zynq平台播放局放信号音频的方法，包括以下步骤：步骤一，超声波传感器将采集到的声音信号经过放大电路后输入到音频转换芯片；步骤二，音频转换芯片将接收到的声音信号进行模数转换，生成数字信号并输出至zynq平台的pl端；步骤三，pl端首先将接收到的数字信号通过算法处理模块进行降噪与声音放大处
理，然后将其转换为符合i2s协议的串行数据并输出至立体声音频编解码器；步骤四，立体声音频编解码器对接收到的串行数据进行数字音频处理，通过耳机播放，实现局放信号监听。
15.所述超声波传感器，将超声信号转换为电信号，并进一步放大后传到音频转换芯片，以达到采集局放声音的目的；所述音频转换芯片是一个完整的模拟到数字的转换器，具有采样、模数转换和抗混叠滤波的功能，用于将模拟音频信号转换为数字信号。
16.所述zynq平台包括ps端和pl端；所述pl端设有i2s转换器，用于将接收的数字信号转换为符合i2s协议的串行数据。
17.所述立体声音频编解码器具有数字音频处理功能，可对立体声录音和回放，并支持数字音量控制。
18.所述立体声音频编解码器播放音频以及保存录音过程按照以下逻辑步骤实现，具体为：1）系统上电并初始化；2）超声波传感器采集声音信号并开始播放音频；3）zynq平台的ps端调节播放音频的音量；4）zynq平台的ps端下发开启录音指令到pl端，pl端检测到ps端发出的指令后进行设置，ps端进行录音文件的保存；5）zynq平台的ps端下发停止录音指令到pl端，pl检测到ps端发出的指令后进行设置，ps端停止录音，并再次播放音频。
19.显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本发明所作的举例，而并非对本发明实施的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。


技术特征：
1.一种基于zynq平台播放局放信号音频的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，超声波传感器将采集到的声音信号经过放大电路后输入到音频转换芯片；步骤二，音频转换芯片将接收到的声音信号进行模数转换，生成数字信号并输出至zynq平台的pl端；步骤三，pl端首先将接收到的数字信号通过算法处理模块进行降噪与声音放大处理，然后将其转换为符合i2s协议的串行数据并输出至立体声音频编解码器；步骤四，立体声音频编解码器对接收到的串行数据进行数字音频处理，通过耳机播放，实现局放信号监听。2.根据权利要求1所述的基于zynq平台播放局放信号音频的方法，其特征在于：所述音频转换芯片是一个完整的模拟到数字的转换器，具有采样、模数转换和抗混叠滤波的功能，用于将模拟音频信号转换为数字信号。3.根据权利要求2所述的基于zynq平台播放局放信号音频的方法，其特征在于：所述zynq平台包括ps端和pl端；所述pl端设有i2s转换器，用于将接收的数字信号转换为符合i2s协议的串行数据。4.根据权利要求3所述的基于zynq平台播放局放信号音频的方法，其特征在于：所述立体声音频编解码器具有数字音频处理功能，可对立体声录音和回放，并支持数字音量控制。5.根据权利要求4所述的基于zynq平台播放局放信号音频的方法，其特征在于：所述立体声音频编解码器播放音频以及保存录音过程按照以下逻辑步骤实现，具体为：1）系统上电并初始化；2）超声波传感器采集声音信号并开始播放音频；3）zynq平台的ps端调节播放音频的音量；4）zynq平台的ps端下发开启录音指令到pl端，pl端检测到ps端发出的指令后进行设置，ps端进行录音文件的保存；5）zynq平台的ps端下发停止录音指令到pl端，pl检测到ps端发出的指令后进行设置，ps端停止录音，并再次播放音频。

技术总结
本发明公开了一种基于ZYNQ平台播放局放信号音频的方法，包括以下步骤：步骤一，超声波传感器将采集到的声音信号经过放大电路后输入到音频转换芯片；步骤二，音频转换芯片将接收到的声音信号进行模数转换，生成数字信号并输出至ZYNQ平台的PL端；步骤三，PL端首先将接收到的数字信号通过算法处理模块进行降噪与声音放大处理，然后将其转换为符合I2S协议的串行数据并输出至立体声音频编解码器；步骤四，立体声音频编解码器对接收到的串行数据进行数字音频处理，通过耳机播放，实现局放信号监听。本发明能够实现用耳机监听异常信号的声音特性，根据声音的特性进行初步判断排除干扰，适用于多种带电检测场景，实用性强，降低了检测成本。检测成本。检测成本。


技术研发人员：唐明 钟进 吕永勃 高原 梁建国
受保护的技术使用者：珠海华网科技有限责任公司
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2021/11/28