声音信息无线传输系统设计(声源定位)
可移动声源定位系统设计
可移动声源定位系统设计一、引言移动声源定位系统是一种通过检测声音信号的时间差来确定移动声源位置的技术。
通过将多个麦克风分布在不同位置，系统可以获取到声音在不同麦克风间的传播时间差，从而计算出声源的位置。
二、系统设计1. 麦克风布局系统中需要布置多个麦克风，麦克风的位置应该均匀分布在待测区域内。
布局时需考虑到麦克风之间的间距不能太近，以避免相似的信号在多个麦克风间传播导致误差增大。
麦克风应该尽量远离任何可能引入噪音干扰的设备或物体。
2. 声音信号采集系统需要使用麦克风对环境中的声音信号进行采集。
为了保证声音信号的质量，麦克风应选择品质良好的麦克风，并且布局时应考虑到麦克风与声源之间的距离，以保证信号损失最小。
采集到的声音信号需要经过放大、滤波等处理，以提高信噪比和信号质量。
为了实现高精度的定位，采集的声音信号应具有足够的频率范围，以便能够捕捉到波长较短的高频声音信号。
3. 时间差计算系统通过计算声音信号在不同麦克风间的传播时间差来确定声源位置。
计算过程需要知道声音在介质中的传播速度，可以使用已知的声速数值。
假设某一时刻声源发出信号，到达麦克风a的时间为ta，到达麦克风b的时间为tb，则时间差Δt = ta - tb。
根据声音在介质中传播的速度，可以通过Δt计算出声源与两个麦克风的距离差。
4. 声源定位算法根据多个麦克风对声音信号的时间差测量结果，可以得到多个声源与麦克风之间的距离差。
结合麦克风的位置信息，可以使用三角定位法或者最小二乘等算法来计算声源的位置。
三、系统实现1. 硬件设计系统的硬件部分主要包括麦克风、放大器、滤波器、模数转换器等。
麦克风用于采集声音信号，放大器用于放大信号，滤波器用于滤除噪音，模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号。
系统的软件部分主要包括信号处理和声源定位算法。
信号处理部分负责对采集到的声音信号进行放大、滤波等处理，以提高信噪比和信号质量。
声源定位算法部分负责根据处理后的信号和麦克风位置信息计算声源的位置。
可移动声源定位系统设计
可移动声源定位系统设计近年来，移动声源定位系统被广泛应用于语音识别、声音增强、语音通话等领域，因为它能够有效地解决人们在使用这些设备时遇到的问题。
在本文中，我们将详细介绍可移动声源定位系统的设计。
一、系统需求分析在设计可移动声源定位系统之前，首先需要对其需求进行分析。
根据用户的需求和使用场景，我们可以得出以下要求：（1）系统需要具备实时性和准确性，以满足用户对实际环境变化的要求。
（2）系统需要具备较高的定位精度，以满足用户对移动目标位置的要求。
（3）系统需要能够自适应地调整定位参数，以满足不同环境下的定位需求。
（4）系统需要能够满足不同科技应用的要求，包括虚拟现实、增强现实、游戏等。
二、系统设计方案在了解了用户需求后，我们可以考虑采用以下系统设计方案：（1）系统架构设计: 可移动声源定位系统可以分为两部分，即移动声源及其监测设备和声源定位分析器。
移动声源监测设备主要用于捕捉声源的声音信号，并将其传输到声源定位分析器。
声源定位分析器根据声音信号以及其他参数，实现对移动声源的精确定位。
（2）声音信号采集: 在移动声源监测设备中，我们采用微机电系统（MEMS）麦克风阵列。
由于MEMS麦克风阵列的体积小、灵敏度高、容易集成，可以满足我们对移动声源信号采集的要求。
（3）声音信号处理: 在声源定位分析器中，我们将使用数字信号处理技术，对采集到的声音信号进行处理。
主要包括滤波、能量计算、谱计算等操作。
其中，滤波操作用于滤除杂音和干扰信号；能量计算用于估计声源能量；谱计算用于估计频谱特征，如功率谱密度、频率、相位等。
（4）声源定位: 对于声源定位算法，我们将采用传统的波束形成算法或基于深度学习的算法进行。
波束形成算法基于麦克风阵列的均衡化和音源宽带响应特性，将目标声源的方向信息提取出来。
基于深度学习的算法利用深度卷积神经网络，提取输入特征的抽象表示，以此获得更好的分类和定位精度。
（5）优化算法: 在系统设计中，我们需要考虑优化算法以提高系统性能。
[声音定位系统]声音定位系统设计
![[声音定位系统]声音定位系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/0775c7d2ba4cf7ec4afe04a1b0717fd5360cb20c.png)
[声音定位系统]声音定位系统设计篇一: 声音定位系统设计I声音定位系统设计摘要从GPS到手机定位，定位系统在我们的日常生活中越来越重要。
［］声音定位，即确定声源在空间中的位置，其在地质勘探、人员搜救、目标跟踪等方面有着广泛的应用。
现在已将声音定位应用在可视电话、视频会议等系统中。
本系统由两部分组成。
声源模块是用单片机产生一个音频信号，该信号用三极管进行放大后输入到扬声器作为声源；接收模块使用麦克风进行接收，然后对接收的信号经过放大，接着经过带通滤波，去除周围环境的噪声，滤波后的信号正好是扬声器发出的声音信号。
声源定位是通过对四个拾音器接收到信号的时间先后进行处理，经过一套比较完善的算法可得声源的坐标，即可进行声源定位，最后将声源的具体坐标显示在液晶屏上。
设计完成后，进行了整体测试，基本能够达到设计要求。
关键词：定位，时间差，滤波，设计IIDesign of Sound Positioning SystemABSTRACTFrom the GPS to the phone positioning, positioning system in our daily life plays an increasingly important role. Sound localization, that determines sound source position in space, and its geological exploration, search and rescue personnel, target tracking, and so has a wide range of applications. Now sound positioning has been applying in video telephony, video conferencing systems.This system is to use MCU produce a audio signal, which is amplified by the transistor input to the speaker as the sound source. Receiving section for receiving the microphone, the first of the received signal after amplification and then through a band-pass filter, remove ambient noise, the filtered signal just beep emitted sound signal. Sound source localization is achieved by the four pickups have received the signal processing time, through a more perfect sound source algorithm can be obtained coordinates to the sound source localization. Finally, the sound source the specific coordinates displayed on the LCD screen.After the completion of the design, has carried on the overall test, basic can meet the requirements.KEY WORDS: positioning, time gap, filtering, designIII目录摘要................................................................................................................ .. (I)ABSTRACT ................................................................................................ . (II)1 绪论................................................................................................................ (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 设计任务................................................................................................................ (2)2 定位分类及原理................................................................................................................ . (4)2.1 定位系统的概述 (4)2.2 常用定位技术介绍 (5)2.2.1 GPS定位系统 (5)2.2.2 TDOA技术 (5)2.2.3 时差定位技术的优势 (9)2.3 本章小结................................................................................................................ (9)3 总体设计方案................................................................................................................ (10)3.1 系统方案论证............................................................................................................103.1.1 信源模块 (10)3.1.2 声音接收模块 (10)3.1.3 滤波模块 (11)3.1.4 信号处理模块 (11)3.1.5 数据显示模块 (11)3.2 系统总体设计............................................................................................................113.3 本章小结................................................................................................................ . (12)4 硬件设计................................................................................................................ .. (13)4.1 声响模块电路的设计 (13)4.2 声音接收放大电路设计 (13)4.2.1 LM358芯片资料 (13)4.2.2 信号接收与放大电路 (14)4.3 选频电路设计............................................................................................................144.3.1 LM567选频电路资料 (14)4.3.2 选频电路 (15)4.4 显示电路设计............................................................................................................164.4.1 1602 ............................................................................................................. (16)4.4.2 显示电路 (17)IV4.5 本章小结................................................................................................................ . (18)5 软件设计................................................................................................................ .. (19)5.1 声源模块软件设计 (19)5.1.1 声源模块软件流程图 (19)5.1.2 声源模块参数计算 (19)5.2 数据处理及控制显示 (21)5.2.1 1602的指令说明及时序 (21)5.2.2 数据获得与处理的原理 (23)5.2.3 软件流程图 (24)6 总结与展望................................................................................................................ . (26)6.1 设计总结................................................................................................................ . (26)6.2 设计展望................................................................................................................ .... 26 致谢........................................................................................................ 错误！未定义书签。
可移动声源定位系统设计
可移动声源定位系统设计可移动声源定位系统是一种能够实现对可移动声源精确定位的系统。
在日常生活中，我们经常会遇到需要定位可移动声源位置的情况，比如音乐会现场、演讲、体育比赛等。
而通常情况下，我们无法直接通过肉眼观察或听觉判断的方式来准确判断声源位置。
可移动声源定位系统的出现，能够帮助我们更加准确地了解声音的来源和位置。
可移动声源定位系统主要由以下几部分组成：声源、麦克风阵列、信号处理模块和位置计算模块。
声源是指产生声音的物体，比如人的声音、乐器的声音等。
麦克风阵列是一种通过多个麦克风组成的阵列，用来接收声音信号。
信号处理模块负责对接收到的声音信号进行处理，主要包括放大、滤波和时域/频域分析等。
位置计算模块则根据处理后的声音信号，通过计算声音传播的时间差以及声音震级等信息，进而计算出声源的位置。
在可移动声源定位系统设计中，需要关注以下几个关键问题：麦克风阵列的设计、信号处理算法的选择以及位置计算算法的设计。
首先是麦克风阵列的设计。
为了获得较好的定位精度，麦克风之间的间距需要适当选择，过小或过大的间距都会影响定位精度。
麦克风之间的位置配置也需要合理安排，可采用线性阵列、圆形阵列或其他布局方式来适应不同的场景需求。
其次是信号处理算法的选择。
信号处理算法主要包括声音增强、降噪、谐波分析等。
不同的算法对信号的处理效果不同，需要根据实际需求选择合适的算法。
最后是位置计算算法的设计。
位置计算算法是可移动声源定位系统的核心，根据接收到的声音信号和麦克风阵列的布局，通过计算声音传播时间差、声音震级等信息，可以精确定位声源的位置。
常用的位置计算算法包括交叉相关算法、传播时间差算法和最小二乘法等。
可移动声源定位系统设计
可移动声源定位系统设计一、引言随着科技的发展，可移动声源定位系统已经在各种领域得到了广泛的应用，比如安防监控、智能家居、虚拟现实等。
可移动声源定位系统主要是通过对声音的采集和处理实现对声源定位的功能。
本文将介绍一种基于传感器和信号处理的可移动声源定位系统的设计。
二、系统设计1. 硬件设计可移动声源定位系统的硬件设计主要包括传感器部分和信号处理部分。
传感器部分主要包括麦克风阵列和加速度计。
麦克风阵列通过多个麦克风的布置来实现对声音的采集，从而实现声源的定位。
而加速度计则用于感知设备的移动和方向变化，从而实现移动声源的定位。
信号处理部分主要包括声音信号的采集和处理以及移动定位算法。
声音信号的采集主要通过麦克风阵列实现，而处理则包括声音信号的放大、滤波和数字化。
移动定位算法则通过对加速度计的数据进行处理实现对声源的定位。
控制部分主要包括对传感器的控制和数据采集，以及系统的运行状态管理。
通过对传感器的控制和数据采集，系统可以实现对声源的实时定位和跟踪。
系统的运行状态管理可以实现对系统的开关和参数设置等功能。
三、系统工作原理1. 声音信号采集声音信号的采集主要通过麦克风阵列实现。
麦克风阵列通过多个麦克风的布置来实现对声音的多方位采集。
通过对麦克风阵列采集到的声音信号进行处理，可以实现对声源的方位和距离的估计。
2. 加速度计数据处理加速度计用于感知设备的移动和方向变化。
通过对加速度计采集到的数据进行处理，可以实现对设备的方向和移动状态的估计。
通过对设备的方向和移动状态的估计，可以实现对声源的移动定位和跟踪。
3. 移动定位算法四、系统应用1. 安防监控可移动声源定位系统在安防监控领域可以实现对可疑声音的实时定位和跟踪。
通过对可疑声音的实时定位和跟踪，可以实现对潜在危险的及时排除和处理，从而提高安防监控系统的效率和准确性。
2. 智能家居3. 虚拟现实可移动声源定位系统在虚拟现实领域可以实现对虚拟声音的实时定位和重建。
基于麦克风阵列的声源定位技术毕业设计
基于麦克风阵列的声源定位技术毕业设计声源定位技术是指通过麦克风阵列系统来确定声源的位置。
这个技术在很多领域都有广泛的应用，比如音频会议、语音识别、无线通信等。
在这项毕业设计中，我将设计一个基于麦克风阵列的声源定位系统，并对其进行实验和改进。
首先，我将使用麦克风阵列来捕捉声音信号。
麦克风阵列是一组麦克风按照特定方式排列在一起，可以同时捕捉到声源的多个方向的声音信号。
在我的设计中，我将使用四个麦克风组成一个线性阵列，这种方式可以较为精确地确定声源的方向。
接下来，我将使用信号处理算法来定位声源的位置。
首先，我会对捕捉到的声音信号进行时域和频域分析，以提取相关的特征。
然后，通过比较这些特征与已知声源信号的特征，可以得到声源的大致位置。
最后，我会使用多普勒效应和相位差等方法来进一步提高定位的精度。
为了验证这个声源定位系统的有效性，我将进行一系列的实验。
首先，我会使用已知位置的声源发出声音信号，然后通过麦克风阵列捕获这些信号，并使用我的定位算法来确定声源的位置。
我会与已知位置进行比较，以评估定位系统的准确性和精度。
在毕业设计过程中，我还计划改进声源定位系统的性能。
首先，我将尝试使用更复杂的麦克风阵列配置，如圆形阵列或三维阵列，以提高定位的精度和稳定性。
其次，我会优化信号处理算法，通过引入机器学习和深度学习的方法，来提高定位的准确性。
最后，我还计划设计一个用户友好的界面，方便用户使用和控制定位系统。
总之，这个基于麦克风阵列的声源定位技术的毕业设计将使我深入了解声源定位技术的原理和应用，并通过实验和改进来验证和提高系统的性能。
希望通过这个设计，我能够对声源定位技术有更深入的理解，并为相关领域的研究和应用做出一定的贡献。
可移动声源定位系统设计
可移动声源定位系统设计一、系统原理可移动声源定位系统基于声波的传播特性，通过收集声波信号的时间差和相位差信息，计算声源位置。
该系统由多个节点组成，每个节点都有麦克风接收声波信号，然后将信号通过无线传输方式发送到一个中心节点，中心节点计算出声源位置并将位置信息反馈给用户。
二、系统硬件设计1. 麦克风阵列麦克风阵列是收集声波信号的核心部件，其设计要求能够有效地捕捉声源的声波信号。
本系统采用了六个麦克风组成的线性阵列，阵列中每个麦克风之间的距离为1.5厘米。
2. 数据采集卡数据采集卡是用来将麦克风阵列收集到的声波信号转换为数字信号，以便进行后续计算。
本系统采用了PCIe接口的数据采集卡，采样率为48kHz，位深为24位。
3. 中央处理器中央处理器是系统的核心，用于计算声源位置和与用户进行交互。
本系统采用了英特尔i7处理器，主频为3.6GHz，内存为16GB。
4. 无线模块无线模块是用来将数据从分布式节点传输到中心节点。
本系统采用了2.4Ghz的无线模块，最大传输速率为2Mbps。
1. 信号处理算法信号处理算法是用来对从麦克风阵列收集到的声波信号进行处理，以得到时间差和相位差信息。
本系统采用了交叉相关算法（Cross-Correlation）和相位差算法（Phase Difference），以提高定位精度。
2. 定位算法定位算法是用来计算声源位置的核心算法。
本系统采用了三边定位算法（Three-Side Localization Algorithm），能够通过三个节点接收到的信号时间差信息计算出声源位置。
3. 用户界面设计用户界面是用来与用户进行交互的重要组成部分。
本系统采用了图形用户界面（Graphical User Interface），将声源位置以地图图像的形式展现给用户，增强用户体验。
四、实验结果通过对可移动声源定位系统进行实验测试，得到了较为理想的实验结果，可正确地计算出声源位置。
在不同环境下进行测试，定位误差在1-2米之间，可以满足实际应用需求。
可移动声源定位系统设计
可移动声源定位系统设计一、引言可移动声源定位系统是指通过一定的技术手段，对可移动的声源进行定位和跟踪。
该系统可以广泛应用于各种场合，如会议室、演播室、舞台等，为用户提供高质量的音频体验。
本文将介绍一个基于声源定位技术的可移动声源定位系统的设计。
二、系统设计1. 硬件设备硬件设备包括麦克风阵列、声卡、传感器等。
麦克风阵列用于采集声音信号，声卡用于将模拟信号转换为数字信号，传感器用于获取声源的位置信息。
2. 软件设计软件设计包括声源信号处理、声源定位算法和界面设计等。
声源信号处理主要包括信号增强、噪声抑制和语音识别等，以提高声音信号的质量。
声源定位算法可以分为传统算法和深度学习算法，传统算法包括交叉相关算法和波达法等，深度学习算法包括卷积神经网络和循环神经网络等。
界面设计主要包括用户交互界面和可视化界面，以方便用户使用和展示声源定位结果。
三、系统流程系统流程包括声源信号采集、声源信号处理、声源定位算法和声源位置显示等步骤。
1. 声源信号采集通过麦克风阵列采集声音信号，将模拟信号转换为数字信号，传送给声卡进行处理。
声卡将数字信号传送给计算机进行后续处理。
2. 声源信号处理对声音信号进行增强、噪声抑制和语音识别等处理。
增强处理可以提高声音信号的信噪比，噪声抑制可以减小背景噪声的影响，语音识别可以提取声源的语音信息。
3. 声源定位算法根据声源信号处理的结果，采用声源定位算法对声源进行定位。
传统算法可以利用声音在麦克风阵列中的到达时间差、相位差等信息进行定位，深度学习算法可以利用深度神经网络对声音数据进行高级特征提取和定位预测。
4. 声源位置显示将声源的位置信息显示在界面上，方便用户进行观察和操作。
可以使用二维坐标系或三维空间模型来表示声源的位置，同时可以通过红色标记等方式突出显示当前活动的声源。
四、系统性能评价对于可移动声源定位系统，可以通过定位精度、定位速度和系统响应时间等指标对系统性能进行评价。
定位精度是指系统对声源位置的估计误差，定位速度是指系统对声源位置的更新速度，系统响应时间是指系统对操作的快速响应能力。
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摘要关键词：声源定位；传感器阵列；无线数传；串行通信接口声源定位就是利用声波的传输特性，来确定发声对象的空间位置的技术。
被动声源定位一般采用声传感器阵列来探测声信号达到各阵元的时间差，由此推算出声源距坐标基点的距离和方向角。
本文介绍了声源定位系统的工作原理、系统组成及传感器阵列与微机无线通信的实现，设计了传声器阵列模块（包括时延差计算系统）、无线传输模块及微机通信模块，并完成了相关的电路设计和连接。
ABSTRACTKeyword: Acoustic Emission Source Location；sensors’ array；wireless transmission；serial communications interfaceAcoustic Emission Source Location (AESL) is a technology which uses the transfer characteristic of sound wave to locate the space position of acoustic emission source. Passive AESL generally uses acoustic sensors’array to detect the time difference of acoustic signal arrive each array element, then calculate the distance and direction angle from acoustic emission source to origin of coordinates. In this paper, the author introduces the operational theory and the composition of AESL system, then realizing the communication between the acoustic sensors’array and the microcomputer. Acoustic sensors’array module (including the time difference computing system), wireless transmission module and microcomputer communication module are designed. The circuit designing and connecting have also been accomplished.目录0 引言 (1)1 声源定位概述 (2)1．1 声源定位概念 (2)1．2 声源定位技术的研究意义及现状 (2)1．3 声源定位的技术分类 (3)1．4 声源定位的目标声音频率 (4)2 系统总体设计目标、方案及原理 (5)2．1 设计目标 (5)2．2 采用的声源定位方法 (5)2．3 总体设计方案 (5)3 传感器阵列模块 (7)3．1 声传感器（传声器）概述 (7)3．1．1 传声器的作用及电路图形符号 (7)3．1．2 传感器的种类 (7)3．1．3 驻极体电容传声器 (8)3．2 传感器阵列的布置方式及定位模型 (9)3．2．1 传感器阵列布置图 (9)3．2．2 传感器阵列的定位模型 (9)3．3 声传感器的具体实现电路 (10)3．3．1 声传感器选择 (10)3．3．2 SG9745传声器 (10)3．3．3 前置放大电路 (12)3．4 声达时间差计算系统 (13)3．4．1 音调译码器 (13)3．4．2 时达差计算单片机 (14)3．4．3时达差计算系统的计算原理和电路连接 (17)3．4．4 与无线发射端的其他连接 (18)4 无线收发模块 (19)4．1 无线收发模块概述 (19)4．2 nRF401型单片射频收发器 (19)4．2．1 nRF401性能特点 (19)4．2．2 nRF401主要技术指标 (19)4．2．3 nRF401的引脚功能 (20)4．2．4 nRF401的电气技术要求 (21)4．2．5 nRF401的内部结构及外围元件框图 (23)4．2．6 待机与发射、接收模式间转换的定时信息 (23)4．3 无线收发模块的组成 (24)4．3．1 无线收发模块具体实现电路 (24)4．3．2 增益天线 (25)4．3．3 其他元件组成介绍 (27)5 微机连接 (30)5．1 串行通信接口RS-232 (30)5．1．1 RS-232接口的适用范围 (30)5．1．2 RS-232接口的信号特性 (30)5．1．3 RS-232C的引脚说明 (30)5．2 MAX232E (31)5．2．1 MAX232E引脚 (31)5．2．2 MAX232E典型参数及典型操作电路 (32)5．3 无线接收端与微机间的硬件连接电路 (33)附：传感器阵列模块电路连接图 (35)结束语 (36)参考文献 (37)英文资料中文翻译英文资料0 引言随着传感器技术的迅猛发展，生活中的每个角落都可以发现传感器的存在，声信号的感知也成为了传感器技术的重要应用领域。
无人职守概念的引进，使得声源定位在未来战场及民用安保任务中都起到极其重要的作用。
基于声传感器技术的位置探测是声源定位的基本实现前提，对目标位置的被动探测，既不会暴露本身位置又容易实现，多传感器组网（列阵）能全面的覆盖目标区域，通过与无线收发技术的结合，能实现中、近距离的声源探测和定位。
本篇设计说明书的设计内容主要有：基于驻极体电容传声器阵元的前端探测阵列及声达时延差计算系统、无线发射及接收器和微机通信接口。
简单的介绍了驻极体电容传声器SG9745、LM324运算放大器、LM567音调译码器、8751单片机、nRF401无线射频收发器、MAX232电平转换器、微机的RS-232接口以及相关的连接，并由目标定位推导得到的公式，带入单片机得到的时延差数据，算出具体声源目标的距离和方向角，从而实现声源定位。
1 声源定位概述1．1 声源定位概念声源定位就是利用波的传输特性来确定未知对象的空间位置，对发声物体发声时的所在位置进行定位。
1．2 声源定位技术的研究意义及现状近十年来，我国在声发射技术的理论与实验研究、仪器研制及实际应用等方面都取得了可喜的进展。
声源定位是在声发射技术研究基础上形成的新一门学科。
声源定位技术及思想在地震研究、无损检测（NDT）和全球定位系统（GPS）等民用高端方面已产生重要应用，同时在安保系统、噪声控制、音场效果等低端方面也广泛应用。
军用方面，声源定位技术的应用在各军种中都起到重要作用。
潜艇及水面舰船的声纳系统、海底近岸的无线探测网络，地面战场的无人职守单元、声引爆雷管、火炮定位，空中的无人驾驶探测机等都运用到了声源定位技术，该技术在中、近距离的探测系统中的应用使得现代战争已无“短兵相接”的必要。
因此声源定位是一个既有应用背景又有前沿技术特点的研究课题。
在美国，声学定位系统已经在无人机上配备，该系统能够探测到威胁声源，当敌人发射导弹时，发出的声音可被声学定位系统捕捉到，并提示其他无人机上的传感器进行数据处理。
地面战场部分，目前，俄亥俄州正在开发“沙地直线”，这是一种无线传感器网络系统，这个系统能够散射电子绊网到任何地方，也就是到整个战场，以声探测原理为内容之一，侦测运动的高金属含量目标。
这种能力意味着一个特殊的军事用途，例如侦察和定位敌军坦克和其他车辆。
这项技术有着广泛的应用可能，正如所提及的这些现象，它不仅可以感觉到运动的或静止的金属，而且可以感觉到声音、光线、温度、化学物品，以及动植物的生理特征。
国内方面，声源定位技术主要已在海军应用，采用水声传感器基阵，用以侦听潜艇（或用外部主动声源产生声脉冲，并侦听回声脉冲），并确定声源位置；另外，兵器工业总公司系统总体部也正在进行地面战场多功能传感器阵列等技术的研究；空军的新大型预警机系统中也已采用该项技术。
无线传感器网络技术，预示着为战场上带来新的电子眼和电子耳，能够在未来几十年内变革战场环境。
无线传感器网络技术将会在战场上带来革命性的变化，并将改变战争的样式。
1．3 声源定位的技术分类现有的声源定位技术基本上可以分为3类，首先是基于最大输出功率的可控波束形成技术，它的基本思想就是将各阵元采集来的信号进行加权求和形成波束，通过搜索声源的可能位置来引导该波束，修改权值使得传声器阵列的输出信号功率量最大。
在传统的简单波束形成器中，仅值取决于各阵元上信号的相位延迟，同时相位延迟和声达时间延迟DOA有关，因此叫作延时求和波束形成器。
后来出现的一引起更复杂的波束形成系统中，在进行时间校正的同时，还对信号进行了滤波，根据不同的滤波器形成了不同的算法。
其次就是高分辨率谱估计技术，这类的声源定位技术基于高分辨率的谱估计算法，其中包括了自回归AR模型、最小方差谱估计（MV）和特征值分解方法（如Music算法）等，所有这些方法都通过获取了传声器阵列的信号来计算空间谱的相关矩阵。
这时如果所需的矩阵未知，则必须通过已得到的数据进行估计，这就要求空间中的声源或噪声必须平稳时不变的，但这对于语音信号来说，这种实际的声学环境很难实现；同时，基于高分辨率的谱估计声源定位还有很多的假设条件，这对一个实时实现的系统来说也不可能；而且在计算中，这种谱估计方法的运算量很大，还很容易导致定位不准确，因而在现代的声源定位系统中很少采用。
最后就是基于声达时间差（TDOA）的定位技术，这类声源定位方法一般分为2个步骤进行：先进行声达时间差估计，并从中获取传声器阵列中阵元间的声延迟TDOA；再利用获取的声达时间差，结合已知的传声器阵列的空间位置进一步定出声源的位置。
这种方法的计算量一般比前2种要小，更利于实时处理，所以它在语音信号的声源定位中占有很大的比重。
声达时差法也称为点定位法，它又分为线定位和面定位，面定位又分为三角形定位和矩形定位等。
这些方法都是根据声源信号到达同一阵列内不同传感器时所形成的一组时差，经过几何关系的计算确定声源的位置。
1．4 声源定位的目标声音频率人耳所能听到的声音频率范围大约在20至20000 Hz之间。
若发音体的振动频率太低或太高，我们便听不到此发声体发出的声音。
震动频率超过20000 Hz的声音，称为超声波，其广泛的在主动目标寻地中使用。
当物体振动时，必然产生声音，当其停止振动时，声音也就停止。
本设计说明书的声源定位的目标声音频率范围主要是人耳所能听见的频率范围（20至20000 Hz）。
2 系统总体设计目标、方案及原理2．1 设计目标本毕业设计说明书所要实现的是在1公里范围内的二维坐标的声源定位系统，其中：环境假定在标准气候（15℃）下的纯水平地面定位，探测的对象是频率范围在20至20000Hz内的声信号，并在传感器阵列后利用单片机实现时差计算，随后采用无线传输技术，用以实现至终端一千米的无线传输，无线接收端收到信息后进行电平转换，最后实现与微机的通信。