人耳之所以可以听到声音是因为经空气振动后的音波经耳道传到耳膜再引起鼓膜的振动，再经耳内的听小骨带动绒毛接收声音。不同的生物可听见的频率也不同，如蝙蝠可以听到高音频，鲸鱼则可听到低音频音。而大多数的人类音不同的年纪可以听见 20-20kHz；声音值大约为 0-120 分贝的声音。而一般对于噪音的定义是声音对人发生干扰，各国对于噪音的定义也多不相同如发生时间、频率、分贝和持续时间。噪音对人产生引响也使众所皆知如引起的听力损伤、高分贝下肾上腺激素则分泌升高导致交感神经被激动引起心脏血管伤害、对睡眠的影响及对心理的影响。依我国噪音管制法的定义上分做四类管制区和早晚、日间、夜间三个时段，其标准由45分贝至85分贝；另工作场所声音则为超过90分贝以上且持续8小时。对于此种需求我们提出的方案是使用常用的电容式麦克风作为一传感器拾取环境声音高阻抗之微弱信号后经OMPAMP放大位准后送至微处理器处理换算所需要的数据后再经LoRa传递此距离数据至云端成为可供利用的信息。
过去此类应用大都是以将收集到的把信息或是警告讯号以有线电话PSTN、无线网络Wifi、蓝芽BLE或移动电话网络GPRS等方式传送出去。但此类的通讯方式或多或少有着高耗电、距离短等等的缺点无法兼具。但在现今物联网的兴起让市场上开始寻找新技术可以把周遭的一些物品透过低省电及长距离的无线技术互相沟通，这个趋势更是需要在无线技术上可以支持全球共通网络(LoRaWAN)即可以区域性网络(Proprietary) 的弹性需求。而Semtech LoRa长距离无线产品就是符合这一需求，Semtech长距离的无线传输技术的优点是在极低耗电下可以提供高达-148dB的灵敏度让应用可以使用在长距传输及高穿透性的传输。此点可以提供应用者可以简单并确实传输到数据收集器再经网络上传至云端如Exosite以供监控及应用。
云端 (Exosite) 资料收集图:
►场景应用图
►展示板照片
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►方案方块图
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►核心技术优势
① 传感器端 : 以单芯片接收由高感度电容式麦克风传感器送来的音频信号后经OPAMP放大处理后再由UART送至LoRa模块发送至空中。 ② 数据接收端 : 由LoRa模块接收到数据后经UART把数据送至单芯片以判读到有效数值后以UART接口经ESP8266W Wifi 模块送至Internet。 ③ 网络端 : 把由单芯片送来的API、Sensor ID、Device ID及Co Data送至云端服务纪录数据。 ④ 客户端 : 用户以计算机或是手机随时可以上网检查数据。
►方案规格
① 超长距离，低成本 : 因其Sensitivity 可达-148dB，此点可以让传感器部件的范围大幅增加。此点可减少repeater 用量节省成本。 ② 延长使用时间 : 由于待机电流低至2.5uA, 此低耗电特性比起GPRS来可以大大的减少耗电。所以可减小电池体积而增加其传感器待机时间。