完全可以,而且这是STM32非常擅长的领域。 相比于你做"发射器"时遇到的巨大工程障碍,做"检测器"才是STM32这样的微控制器的"舒适区"。
简单来说,你是用STM32读取传感器、运行算法,最后在屏幕上画出次声波的"样子"或给出分析结果。
✅ 为什么说"很合适"?
学术界和工业界早已验证了这条路线的可行性。STM32做次声检测的核心逻辑可以概括为:传感器拾音 → 电路调理 → STM32运算分析 → 结果展示/传输。
· 核心计算(FFT):检测次声波的关键是分析信号的频率成分。STM32的数学库(CMSIS-DSP)里有现成的快速傅里叶变换(FFT)函数,能帮你快速把采集到的波形数据转换成频谱图。
· 实际应用验证:已有大量基于STM32F103的成功案例,比如便携式次声检测仪、输气管道泄漏定位系统、泥石流次声采集系统等。
🛠️ 你需要构建的硬件系统
一个完整的次声检测器通常包含以下三个核心部分,STM32在这里负责"大脑"的角色:
-
次声传感器:这是整个系统的"耳朵",负责将空气中的微弱次声压力波转换成电信号。常用的有电容式或MEMS式超低频传感器,频率响应范围需要覆盖0.1Hz~20Hz。
-
信号调理电路:传感器输出的信号极其微弱(微伏级)且混杂着高频噪声,不能直接送入STM32。你需要设计电路进行高精度放大和低通滤波(例如用MAX293芯片滤掉20Hz以上的声音)。
-
主控与数据输出:
· STM32核心板:就是你之前了解的核心板。它通过ADC(模数转换器)读取经过调理的模拟信号。
· 交互与显示:你可以用OLED屏幕实时显示波形和频谱,用按键切换模式。如果需要远程监测,还可以挂载ESP8266 Wi-Fi模块发送数据。
💻 你需要编写的软件逻辑
在STM32内部,程序的主要任务如下:
-
数据采集:用ADC以合适的采样率(比如100Hz)采集传感器信号,并用DMA(直接存储器访问)技术自动将数据搬运到内存,不占用CPU时间。
-
算法处理:CPU对采集到的一批数据执行FFT运算,计算出各个频率(特别是20Hz以下)的幅度信息。
-
逻辑判断与输出:根据分析结果做判断(比如发现5Hz信号突然增强,可能是管道泄漏特征),然后驱动屏幕更新显示,或通过串口发送数据。