Elektronický modul pro akustickou detekci

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a realizací elektronického modulu pro akustickou detekci. Modul má za úkol detekovat předem definované akustické signály pomocí na ně naučeného klasifikačního modelu. Modul slouží převážně pro zabezpečovací účely. Pro identifikaci a klasifikaci je navržen model pomocí technik strojového učení. Vzhledem k možnosti přeučení na jinou sadu zvuků se modul stává univerzálním akustickým detektorem. Pro snímání akustického zvuku je použit digitální MEMS mikrofon, pro který je navržen a realizován převodní filtr. Výsledný systém je implementován do firmwaru mikrokontroléru s operačním systémem reálného času. Jednotlivé funkce systému jsou realizovány s ohledem na možnou optimalizaci (méně výkonný MCU nebo bateriové napájení). Modul předává výsledky detekce nadřazené stanici pomocí Ethernetové sítě. V případě více modulů připojených do sítě se vytvoří distribuovaný systém, pro který je navržena přesná časová synchronizace pomocí PTP protokolu definovaného normou IEEE-1588.This diploma thesis deals with the design and implementation of an electronic module for acoustic detection. The module has the task of detecting a predetermined acoustic signals through them learned classification model. The module is used mainly for security purposes. To identify and classify the proposed model using machine learning techniques. Given the possibility of retraining for a different set of sounds, the module becomes a universal sound detector. With acoustic sound using the digital MEMS microphone, for which it is designed and implemented conversion filter. The resulting system is implemented into firmware microcontroller with real time operating system. The various functions of the system are realized with regard to the possible optimization (less powerful MCU or battery power). The module transmits the detection results of the master station via Ethernet network. In the case of multiple modules connected to the network to create a distributed system, which is designed for precise time synchronization using PTP protocol defined by the IEEE-1588 standard.