基于智能手机传感器的风向测量系统设计.pdfVIP

2015年 第34卷 第 12期 传感器与微系统 (TransducerandMicrosystemTechnologies) 69 DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)12--0069-03 基于智能手机传感器的风 向测量系统设计 王晓辉 ，徐文渊，吴燕静 (浙江大学 电气工程学院，浙江 杭州310027) 摘 要：提出了基于手机麦克风和姿态传感器的风向测量方案。首先建立了风引起的噪声和风与麦克风 夹角两者之间的关系模型。通过实验，观察到风从对称角度吹向麦克风产生的噪声相似。入射角均匀变 化下 ，记录的风噪声具有对称特性，对称轴对应于风向角度。设计了基于卷积的循环 自卷积(CAC)算法， 定位序列中的对称轴。基于此算法 ，提出了从风噪声信号中计算风向的方案。最后在 Matlab上实现算法 并测试了测量效果。 关键词：传感器应用；普适计算 ；环境感知 中图分类号：TP212．9 文献标识码 ：A 文章编号：1000-9787(2015)12-0069-03 Design ofwinddirectionmeasurementsystem based onsensorsofsmartphone WANGXiao—hui．XUWen—yuan．WUYan-jing (CollegeofElectricalEngineering，Zh~iangUniversity，Hangzhon310027，China) Abstract：Proposeacreativeapproach toidentifywinddirection usingmicrophoneofsma~phoneandattitude sensor．Buildamodelforrelationshipbetweennoisesgeneratedbywindblowingmicrophoneandincidentangleof airflow．Theapproachrelieson observationthatthenoisesgenerated attwosymmetricalincidentan~lesbythe samewindaresimilar．Whileincidentangleschangeuni~rmly，therecordedwindnoiseshascharacterofsymmetry andsymmetricalaxiscorrespondsto angleofwind direction．Thus，proposea convolution—based circularauto— convolution(CAC)algorithm tolocatethesymmetricalxaisinsequence．Basedonthisalgorithm，proposean approach，calledWindCompass，tocalculatewinddirectionfrom windnoisesignals．Implementthealgorithm on Matlabandtesteffeetofmeasurement． Keywords：sensorapplication；pervasivecomputing；environmentawareness 0 引 言 吹向麦克风产生的风噪声和风的入射角度的关系；然后设 随着普适计算、物联网概念的深入，智能手机传感器应 计算法从风噪声数据中识别出风向；最后在 Matlab上完成 用得到越来越多的关注，研究的范围覆盖诸多领域，如，行 算法仿真和性能分析。 为感知