Author(s):

　　L.P. Sanchez-F - Center for Computing Research, National Polytechnic Institute

Industry:

　　Education, Research

Products:

　　Sound and Vibration Measurement Suite, USB-9234, LabVIEW

The Challenge:

　　在墨西哥城(感覺好像平時用墨西哥城的多點)中心歷史區域的不同部分監視和記錄噪聲等級，使政府能夠設計和頒布法規，控制或預防這些噪聲。

The Solution:

　　開發包含十個節點的(感覺不大通，用“自主式”)分布式無線監視系統，布置在墨西哥城的不同位置，每隔30秒對噪聲等級進行測量，每隔五分鐘將數據傳回主監視站。

　　"在硬件評估過程中，我們決定使用NI產品，因為它相比成本更低的噪音測試儀具備了更好的測量質量、堅固性和可靠性。"

位于控制中心的中央服務接口

　　墨西哥城市中心全天24小時都有持續的交通流量。在早晨和夜晚高峰時期的繁忙交通造成了難以解決的噪聲問題。目前的標準建議噪聲應該控制在白天68 db(A)以下，夜晚65 db(A)以下。但是，在大部分地區的噪聲等級測量結果在77 db(A)至82 db(A)之間，已經達到令人煩躁的程度，并且接近因為過度接觸噪聲而導致聽力喪失的程度。因此，墨西哥城政府決定使用高性價比的分布式系統，利用稱為墨西哥市噪聲監視系統(SIMAR-CH)的Wi-Fi無線程序，監視并測量在中心歷史區域不同部分的噪聲等級。

　　我們將許多監視節點放置在Zócalo Capitalino(即城市廣場)附近，其四周環繞著帶有宗教特色建筑設計和新西班牙中央政權的建筑物。國家宮殿是在總都任期內作為公共管理活動場所而建造的，它位于東面。北面是城市教堂，它以五個教堂正廳的結構將巴羅克風格和新經典風格結合在一起。墨西哥市政府辦公室及其附屬建筑位于南面。

使用NI硬件和軟件開發無線監視系統

　　我們選擇建立在有線體系結構上的無線拓撲結構，因為它降低了成本，提供了設置監視系統時的靈活性。每個監視節點基于運行Windows XP并帶有無線適配器的無顯示器(這點拿不準)工業PC和NI USB-9234動態信號分析儀(DSA)。在硬件評估過程中，我們決定使用NI產品，因為它相比成本更低的噪音測試儀能夠提供更好的測量質量、堅固性和可靠性。

　　每個節點包含半英寸長的預極化IEC 61672級別1的麥克風，安裝在位于道路地面上方4米處包含擋風板、防雨器、鳥刺的箱子內。盡管每個節點都連接到城市電力系統，我們使用不間斷電源防止停電時丟失數據。節點每隔30秒對噪聲等級進行測量，每隔五分鐘將數據傳送到主監視站中。

　　我們使用NI LabVIEW作為遠程節點，控制中心應用程序和NI聲音與振動測量套件與聲音等級測量、加權濾波器、倍頻分析的國際標準兼容(根據IEC 61260——電子聲學、倍頻頻帶與分數倍頻頻帶濾波器以及IEC 61672——電子聲學、噪音測試儀)，使測量更為精確和具有可重復性。

　　LabVIEW的簡單易用性可以方便開發用于中央服務器操作員的定制用戶界面，這也是一個重要考慮。我們僅用了18個月的業余時間就完成了整個解決方案，如果使用了任何其他編程語言或工具，我們估計需要連續全職工作長達四年。服務器自動檢測、配置并管理遠程節點。此外，三維系統噪聲地圖顯示是最令城市官員印象深刻的特色。

　　我們原來計劃使用在2008年安裝的公共無線網降低成本。但是，因為在公共網絡上傳送視頻數據容量導致的ID沖突問題，我們必須將一些節點轉換到由無線載體提供的較慢的3G(國際移動電信-2000，IMT-2000)網絡上。3G網絡允許同時使用語音和數據服務，但是數據速率大大降低了，上行至數據中心的數據速率大約為5.8 Mbps，而無線網絡(801.11n)為54至100 Mbps。通過保留噪聲監視系統的某些通道，我們必須能夠在擴展系統的時候去除這些較慢的3G連接。

　　除了例如在不同平均周期和時間下的等效聲音等級(Leq)等用于道路交通噪聲的傳統度量之外，系統能夠記錄分數倍頻分析和測量突出的頻點。如果超出了任何閾值，系統將會把聲音文件發送到中央服務器進行研究。我們還提供了實時聲音片斷，可以方便在不同地區之間進行選擇切換，這對于找出噪聲源很有幫助，從而將找出潛在噪聲問題的困難度降到了最低。

成功的NI產品實現推動健康“噪聲”環境

　　使用NI硬件和軟件，我們成功地為墨西哥城開發了無線環境噪聲監視系統。墨西哥政府計劃使用采集到的數據找出噪聲問題最嚴重的時間和地點，創建噪聲地圖，討論和頒布法規對噪聲進行控制和預防，促進健康“噪聲”環境，讓這個城市的噪聲等級達到世界上其他大城市的相當水平。