团队成员：王桢 刘飞 朱莉珏

由于职业特点，很多人不得不在充满噪声的环境下工作。例如纺织厂、钢铁厂的工人师傅，炮兵部队的战士们等。他们长期在高噪声环境下工作，非常容易造成听力损伤。因此，从事这些工作的人们经常会选择佩戴耳塞、隔音耳罩等劳动保护装置以降低噪声对自己的伤害。但是，传统的耳塞、隔音耳罩的功能较为单一，虽然能够阻挡噪声进入耳朵，但是会影响使用者和他人之间的语言交流。

那么能否有一种装置，能够智能化地识别噪声和正常的声音，能够针对噪声进行过滤和处理，同时又不阻碍大家正常的对话交流？

针对上述情况，我们研究出了一套既能自主屏蔽、过滤、高强度噪声又能放大微弱语音信号的智能听力保护系统。

该系统能够在有效去除大响度声音的同时保证语音信号无损传输，实现了听力保护和正常语音交流的双重功能。

实施方案

本作品实现的智能听力保护系统，能够对处于高分贝噪声环境中的人耳实施一定程度的保护。此举明显突破了当前助听产品以及一般听力保护产品的传统设计思路：不仅对微弱声音信号实施了合理的放大措施，而且能智能地“控制”声音，屏蔽噪声。结合助听与保护两大功能于一身，使得作品功能更加人性化，这也是“助听”和“听力保护”等相关领域重要的发展方向。

在具体实现过程中，系统采用双声音传感器。一路传感器A用来实时监测工作环境中的声音强度，另一路传感器B用来实时采集并处理放大外界音频信号，且其工作状态受控于监测传感器A。(www.daowen.com)

A、B两路传感器协调工作，性能稳定，能够保证正常的语音信号不失真，且受控的音频信号范围可根据不同应用场合的需求进行适当调节。当系统所采集到的环境声音强度高于所设阈值时，A路传感器将给出相应的控制信号，切断助听开关。

智能听力保护系统采用AGC自动增益控制技术放大处理声音信号，即使输入声音信号在较大范围内动态变化，其输出仍能维持在一定范围内，既保证放大器对弱信号有足够的增益，又不至于因信号过强而堵塞饱和。因此系统在实际噪声环境中工作时，可在较大的动态范围内合理放大语音信号，同时有效实现稳定的助听放大功能。

目前，根据ISo制定的听力保护标准，规定每周40小时，每年50周，连续噪声容许的最高限为LA＝90分贝。考虑系统默认对正常语音信号的增益约为20分贝，放大后人耳接收到的强度不应超过90分贝。为达到良好的听力保护效果，当系统所在工作环境中声音强度大于设定的阈值时，声音传感器A将自动切断助听放大功能。

为了实现有效稳定的保护措施，本作品设计了合理有效的延时触发电路，统筹安排两路声音传感器的工作时序，有效抑制因传感器工作状态突然跳变所产生的噪声。系统采用两个NE555调节延时来保证声音信号开关的稳定性。当NE555被触发时，其两路输出通过逻辑电路变换后输出控制电平，并通过三极管放大后驱动光耦开关，进而控制实现助听放大功能的声音传感器的开关。

为控制整个系统的体积和重量，并保证其能够较长时间稳定可靠地工作，专门设计了电源供电电路。系统采用一节5号电池供电，经电源电路转换后可输出稳定的3.3V电压。

借鉴市场上常见的听力保护隔音耳塞和国外相关产品，系统在耳罩前端置入隔音材料，能够在助听功能关闭时减轻约30分贝的声音，既起到良好的消音作用，又不至于完全阻断声音而影响正常交流。