Smart Attack: Some Thoughts on Internet Noise Monitoring

历史

There’s nothing like moving house or office to unearth some old project from the past, and while unloading all my shelves of documentation, I happened upon an old presentation I put together more than 20 years ago when I started AcSoft. Lovingly crafted on overhead transparencies using Word Perfect and Freelance Graphics, it extolled the virtues of PC-based instrumentation, which is what we peddled at the time, but also made some rash predictions for the next 20 years. One prediction was that PC-based systems would become commonplace, based on emerging operating systems and hardware, and that dedicated instruments would not fade away, but become more “consumerist”. This means that sound or vibration meters would be built for specific tasks, become cheaper, and much more widely available.
可以说，基于PC的系统现在是行业标准的，大多数噪声和振动采集系统现在由前端组成，结合了PC或类似设备上的软件。同样，专用的声音水平仪现在很普遍，成本要低得多。过去几乎超过1,000英镑的1级音响分析仪现在可以使用超过10,000英镑，而特定的应用程序（例如stipa）可以内置在低成本设备中。
那么，这不是一个不好的预测，除了在噪声和振动应用程序中使用Internet的想法完全传递给了我。至少我是一个好陪伴 - 微软犯了同样的错误，可以说他们近年来才赶上！不过，总的来说，我们现在将现代套件用于与20年前一样广泛的目的。噪音强制执行，飞机和道路噪音，产品开发，产品质量，建筑声学，健康和安全等都有一组我们遵守的程序标准，并具有仪器标准，以确保我们的仪器质量。这些年来，这些当然已经被收紧了，现在BS EN 61672：2013制定了一些艰难的标准，必须在仪器系统标记为1类之前满足这些标准。
这是应该的，但是它也创造了一个“封闭”的市场，其中一些创新被扼杀了，以做同样的事情，但更快/更便宜。与其扩大声学测量的吸引力和应用，不如将其保留在“专业人士”中。
Ultimately, a Class 1 sound level meter can only be made so cheap, a large part of that cost coming from the condenser microphone, which in many cases is still hand-built by angels on the south face of Happy Mountain.

嘈杂的东西

现在，互联网的无处不在，以及新技术，现在挑战了这一挑战，并在使噪声测量的民主化时构成了全新的可能性。
首先出现的想法是“物联网”（IoT），现在可以通过Internet连接任何设备以提供数据并控制我们的环境。This is not just happening with noise – it applies also to your refrigerator (order some more milk on Supermarket.com when you’re running low), your car (tells the dealer when you need a service and what parts might be needed), weather data (real-time online weather for the budding sailor) or air pollution (redirect traffic to avoid build-up of particulates). The list is endless, but one thing is clear – all the information is easily available to Joe Public, and perhaps no longer in the hands of the closed-shop professional. Noise is just another number (albeit a difficult to understand decibel), but it makes sense that noise, pollution, vibration, temperature, UV radiation, rain, etc. are just part of the information flow.
现在，“智能城市”的想法与我们同在，我们的环境可以设法改善城市生活的质量，并节省大量效率。

Smart cities

IOA中的测量和仪器（M＆I）组定期进行一日会议，涵盖噪声和振动测量的各个方面。去年，我们委员会成员本·派珀（Ben Piper）组织了一次这样的会议，称为智慧城市的声音感知。这是一个有趣的一天，涵盖了仪器和数据管理上的令人兴奋的内容。
NPL多年来一直在研究新的麦克风技术，例如MEMS，以查看是否有可能使低成本的麦克风达到公认的准确性标准。这样做的想法是使噪声监视器变得如此便宜，以至于可以将其广泛地部署在网络中，用于城市和其他应用程序。开发了一个基于MEMS的麦克风并证明可以符合1级，尽管它以“传统”软件包为单位。同样，Dreamsys项目展示了如何将来自此类系统的数据作为噪声管理计划的一部分进行整理和公开介绍。
我最近有机会访问NPL并查看最新发展。
Ben和他的同事现在正在使用基于Raspberry Pi的一个小盒子，其中1类MEMS麦克风，测量LEQ和1/3八度（！）并将数据传递到Interweb。考虑到整个硬件成本比传统系统便宜的数量级，非常令人印象深刻。试用地点包括伦敦市中心的大型铁路开发项目以及伦敦地区的一个大型机场。
当然，他们并不是唯一做这种事情的人 - 法国的Azimut监视具有衡量噪声和其他空气污染物的网络；纽约项目的声音实时部署了许多噪声监视器和馈送数据；诸如Dynamap之类的欧洲项目正在努力进行动态噪声映射。

测量质量

作为M＆I组，我们当然应该问有关此类噪声数据质量的问题。它是否符合BS EN 61672等公认的标准？您如何校准？如果部署和维护的成本占主导地位，硬件中的成本是否无关紧要？应该是类型批准的吗？任何系统的测量精度通常由使用数据的目的定义。如果证明机器的声音功能，或者设置限制了噪音曝光，或者对飞机发动机进行认证或测试汽车的测试，则仪器必须显然必须符合非常紧密的标准，而且很明显。大区域噪声监视/映射是否相同？
Perhaps we are more interested in trends, rather than absolute accuracy. Is it noisier today than it was yesterday? What was that loud noise at two in the morning? Do we only need to measure over a limited range? Noise in London for example rarely falls outside the range 45-65 dBA, so why measure it with an instrument that can measure linearly from 20 up to 140 dBA? Taking the example of the Raspberry Pi, some even have a MEMS microphone on the PCB, so why not use this and forget Class 1 completely? Perhaps we can use a different quality-of-life indicator too, on a simple scale A-G instead of confusing decibels?

校准

我们都使用参考源来确认我们正在测量正确的水平，都熟悉校准声音测量仪器。对于远程噪声监视系统，这也可以通过静电致动或插入电压等技术来完成。
Regular calibration of, say, 300 noise monitors could be a real chore and cost for the operator, negating the cost advantage of the hardware. Perhaps other techniques could be used.
同样，NPL正在研究这一点 - 通过查看测量数据的统计数据，例如50岁的洛杉矶，可以发现缓慢的趋势，表明系统校准漂移或系统故障（显然是错误的数据）。由于网络如此普遍，因此您需要做的就是标记或忽略数据，直到监视器被访问和固定，就像在下一个维护回合中，路障中的灯泡有故障的灯泡。您还可以放入几个常规的昂贵噪音监视器，以向数据提供理智检查。
这是一个很好的例子，就是做不同的事情，而不仅仅是做同样的事情，但更便宜。

加起来

The idea of this article was to be thought-provoking, as we move to an even more connected world. Of course, all the traditional players are watching with interest – is this the end of the sound level meter? How will we pay the mortgage in five years’ time?
当然，“法律”计量学将继续以相关的费用，标准和程序继续进行，无疑将为M＆I集团的未来会议提供。
但是，通过完全不同的技术和方法论，在广泛区域进行噪音（和其他污染物）监测将变得广泛。令人兴奋的时刻！

约翰·谢尔顿（Mioa）is with AcSoft and Svantek UK, and isthe chairman of the IOA Measurement and Instrumentation Group.