BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH TRUYỀN THÔNG VÀ MẠNG MÁY TÍNH Đề tài ĐO TIẾNG ỒN BẰNG SMARTPHONE/TABLET Sinh viên: Từ Chánh Trung Mã số: 1111470 Khóa: 37 Cần Thơ, 05/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG BỘ MÔN TRUYỀN THÔNG VÀ MẠNG MÁY TÍNH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH TRUYỀN THÔNG VÀ MẠNG MÁY TÍNH Đề tài ĐO TIẾNG ỒN BẰNG SMARTPHONE/TABLET Người hướng dẫn Ths Đoàn Hòa Minh Sinh viên thực Từ Chánh Trung Mã số: 1111470 Khóa: 37 Cần Thơ, 05/2015 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực đề tài luận văn em nhận giúp đỡ quý báu từ quý thầy cô, anh chị, bạn bè động viên, ủng hộ người thân, gia đình để em hoàn thành đề tài Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn cha mẹ, người ủng hộ mặt tinh thần vật chất cho em nhiều, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đề tài luận văn Tiếp theo em xin trân trọng cảm ơn Thầy Đoàn Hòa Minh - Phó trưởng khoa Khoa Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông, trường Đại Học Cần Thơ trực tiếp hướng dẫn em thực đề tài Thầy nhiệt tình giúp đỡ, cho em ý kiến quý báu, giúp em nhận vấn đề gặp phải để giải cách tốt Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ nói chung quý thầy cô khoa Công nghệ thông tin Truyền thông nói riêng, quý thầy cô truyền cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt năm qua để em có đủ hành trang nghị lực bước vào đời trở thành người có ích cho xã hội Tiếp đến em chân thành cảm ơn người bạn thân mình, đặc biệt bạn thành viên lớp DI11Y9A2 ủng hộ, giúp đỡ em nhiều suốt thời gian học tập giảng đường đại học, giúp em tìm kiếm tài liệu cần thiết cho ý kiến đề tài mà em nghiên cứu, giúp cho trình nghiên cứu thuận lợi Và em không quên cảm ơn người lập diễn đàn, người trước, nghiên cứu lập trình android, quy chuẩn tiếng ồn Tại diễn đàn thảo luận, em tìm nhiểu tài liệu cách giải nhiều vấn đề mà em gặp phải trình nghiên cứu Mặc dù cố gắng hoàn thành luận văn phạm vi khả cho phép chắn không tránh khỏi thiếu sót Em kính mong nhận cảm hông tận tình bảo quý Thầy Cô Bạn Một Lần nữa, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến người giúp đỡ, hỗ trợ, ủng hộ động viên em suốt thời gian làm đề tài Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Từ Chánh Trung SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC TỪ KHÓA KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT DANH SÁCH HÌNH DANH SÁCH BẢNG TÓM TẮT ABSTRACT PHẦN GIỚI THIỆU 10 ĐẶT VẤN ĐỀ 10 LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 10 MỤC TIÊU 12 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI 12 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - HƯỚNG GIẢI QUYẾT 13 NHỮNG ĐÓNG GÓP CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI 13 BỐ CỤC CỦA QUYỂN LUẬN VĂN 13 PHẦN NỘI DUNG 15 CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15 1.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA ÂM THANH 15 1.1.1 Tính chất vật lý âm 15 1.1.2 Đặc điểm cảm thụ âm tai người 23 1.1.3 Đo âm 27 1.2 Ô NHIỄM TIẾNG ỒN 29 1.2.1 Phân loại nguồn ồn 29 SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 1.2.2 Các phương pháp đo đánh giá tiếng ồn 31 1.2.3 Nguồn tiếng ồn 32 1.2.4 Ảnh hưởng tiếng ồn người 34 1.2.5 Tiêu chuẩn mức ồn cho phép 36 1.2.6 Quy định xử phạt hành tiếng ồn 37 1.3 TỔNG QUAN HỆ ĐIỀU HÀNH DI ĐỘNG GOOGLE ANDROID 38 1.3.1 Khái niệm 38 1.3.2 Lịch sử phát triển 38 1.3.3 Android Media 39 CHƯƠNG II THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT GIẢI PHÁP 40 2.1 THU NHẬN TIẾNG ỒN VÀ XỬ LÝ 40 2.2 XÂY DỰNG ỨNG DỤNG ĐO TIẾNG ỒN 41 3.2.1 Ghi âm từ microphone 41 3.2.2 Đo mức áp suất âm tiếng ồn thu 42 3.2.3 Sử dụng kĩ thuật lập trình đa luồng 42 CHƯƠNG KIỂM THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ 44 MỤC TIÊU KIỂM THỬ 44 KỊCH BẢN VÀ KẾT QUẢ KIỂM THỬ 44 2.1 Trường hợp kiểm thử : Bật - Tắt ứng dụng 44 2.2 Trường hợp kiểm thử : Đo mức âm 60 dB 46 2.3 Trường hợp kiểm thử : Đo mức âm từ 60 dB đến 80 dB 47 2.4 Trường hợp kiểm thử : Đo mức âm từ 80 dB đến 100 dB 47 2.5 Trường hợp kiểm thử : Đo mức âm lớn 100dB 48 PHẦN KẾT LUẬN 49 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 49 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 49 TẢI LIỆU THAM KHẢO 50 SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang TỪ KHÓA STT Ý NGHĨA TỪ KHÓA Android Android hệ điều hành chạy thiết bị di dộng công ty Google phát triển Smartphone Smartphone điện thoại thông minh, điện thoại tích hợp hệ điều hành di động với nhiều tính hỗ trợ tiên tiến điện toán kết nối dựa tảng điện thoại thông thường Tablet Là loại thiết bị máy tính với hình cảm ứng, sử dụng bút cảm ứng (nếu có) hay ngón tay để nhập liệu thông tin thay cho bàn phím chuột máy tính Android Media Các lớp quản lý âm hệ điều hành Android WHO Tổ chức Y Tế Thế Giới Microphone Thiết bị thu âm, biến lượng âm học sang cảm biến điện tử Nó chuyển đổi âm sang tín hiệu điện tử KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT STT Ý NGHĨA TỪ VIẾT TẮT TBDĐ Thiết bị di động HĐH Hệ điều hành SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang DANH SÁCH HÌNH STT TÊN HÌNH NỘI DUNG Hình Sóng âm Hình Sóng âm kết hợp Hình Độ nhạy tai người Hình Biểu đồ đường đồng mức to Robinson Dadson DANH SÁCH BẢNG STT TÊN BẢNG NỘI DUNG Bảng Vận tốc âm số môi trường Bảng Mức âm số nguồn thường gặp Bảng Tần số âm bát độ thứ Bảng Giới hạn tối đa cho phép tiếng ồn SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang TÓM TẮT Ô nhiễm tiếng ồn thực trạng đáng lưu ý thời đại ngày nay, nước phát triển Ở Việt Nam, đặc biệt đô thị, tình trạng ô nhiễm môi trường sống lên tới mức nghiêm trọng, có ô nhiễm tiếng ồn.Tiếng ồn dạng ô nhiễm môi trường nguy hại, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng lại quan tâm loại ô nhiễm khác Bộ Tài Nguyên Môi trường nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam ban hành thông tư "số 39/2010/TT-BTNMT, QCVN 26:2010/BTNMT Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia tiếng ồn" nhằm quy định giới hạn tối đa mức tiếng ồn khu vực có người sinh sống, hoạt động làm việc Mục đích luân văn nhằm nghiên cứu lý thuyết tiếng ồn đơn vị đo, xây dựng giải thuật đo tiếng ồn thiết bị di động (TBDĐ) để tiến hành phát triển ứng dụng đo cảnh báo tiếng ồn theo chuẩn quy định TBDĐ Android Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm để rút số liệu xác định tính xác kết thu Nội dung luận văn bao gồm phần sau: - - Nghiên cứu lập trình di động kỹ thuật lập trình phát triển ứng dụng hệ điều hành Android Tìm hiểu lý thuyết âm cảm nhận tai người âm thanh, với tài liệu, văn qui định tiếng ồn quan có thẩm quyền ban hành Xây dựng giải thuật đo tiếng ồn xác lập ngưỡng tiếng ồn ảnh hướng đển sức khỏe người TBDĐ Phát triển ứng dụng TBDĐ, cho phép đo tiếng ồn địa điểm thời điểm xác định đưa mức cảnh báo ô nhiễm tiếng ồn môi trường Luận văn bước đầu tìm hiểu tiếng ồn phát triển ứng dụng đo tiếng ồn TBDĐ, kết đạt chưa mong đợi, trình bày góc nhìn lý thuyết tiếng ồn xây dựng thành công ứng dụng đo tiếng ồn TBDĐ, thay máy đo tiếng ồn chuyên dụng SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang ABSTRACT Noise pollution is a remarkable situation in the time today, especially in developing countries In Vietnam, especially in urban areas, environmental pollution has reached a serious level, including noise pollution The Noise is a form of environmental pollution is very harmful, affect public health but little attention as other types of pollution Ministry of natural resources and environment of the Socialist Republic Vietnam also issued circulars "số 39/2010/TT-BTNMT, QCNV 26:2010/BTNMT Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia tiếng ồn" in order to limit the maximum noise levels in areas that people living, activities and working The purpose of the thesis was to study the noise theory and measurement unit, construction algorithm for measuring noise on mobile devices (MD), to conduct application development of noise measurement and warning according to the prescribed standards on Android MD Combination studies with empirical theory to draw the data and determine the accuracy of the results obtained Content of thesis includes the following sections: - Study on programming and programming techniques to develop applications on the Android operating system Learn the theory of sound and feel of the ear for sound, along with the documents, written about noise regulations are the competent bodies to enact Construction of noise measurement algorithm and establishing noise thresholds affect human health on MD Application development on MD, for the measurement of noise at a time and put out a warning about noise pollution of the environment This thesis is only the first step to learn about noise and noise measurement application development on TBDĐ, the results achieved have not been as expected, but has presented another view on the theory of noise and building successful applications for measuring noise on MD, can replace a dedicated noise meter SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang PHẦN GIỚI THIỆU ĐẶT VẤN ĐỀ Kể từ chào đời, sống môi trường tràn ngập âm sinh động câu hò, câu hát, hay lời ru êm dịu từ mẹ lời dạy dỗ đầy tình cảm cha Nhờ có âm mà giao tiếp lời nói, cảm nhận lời hát ru đó, nhờ có âm mà sống trở nên tươi đẹp Ngày với phát triển xã hội, nhiều nhà máy mọc lên nhanh chóng, phương tiện giao thông tăng lên đáng kể, sở kinh doanh sản xuất dịch vụ phát triển không Bên cạnh phát triển vấn đề ô nhiễm môi trường, ô nhiễm không khí, nguồn nước, đặc biệt ô nhiễm tiếng ồn Tiếng ồn âm gây cảm giác khó chịu cho cản trở việc giao tiếp, ngăn cản cảm nhận âm mong muốn, quấy rầy không cho tập trung làm việc học tập Hay chí âm khiến giật mình, phá giấc ngủ gây căng thẳng tâm lý, âm đủ lớn gây bệnh điếc tạm thời vĩnh viễn Và để giải tình trạng ôn nhiễm tiếng ồn Bộ Tài Nguyên Môi trường nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam ban hành thông tư tiếng ồn để quy định mức tiếng ồn khu vực có người sinh sống, hoạt động làm việc, nhằm giảm thiểu trình trạng ô nhiễm tiếng ồn Mặt khác thiết bị di động smartphone tablet ngày phổ biến gắn bó với người Tất thiết bị hỗ trợ chức thu xử lý tín hiệu âm Từ có ý tưởng xây dựng phần mềm đo xác định mức ồn nơi với hi vọng thay cho thiết bị chuyên dùng chừng mực định LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Hiện vấn đề ô nhiễm tiếng ồn quan chức quan tâm có quy định mức tiếng ồn Năm 1995 Ban kĩ thuật tiêu chuẩn Âm học TCVN/TC 43 biên soạn "Tiêu Chuẩn Việt Nam", Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng đề nghị Bộ khoa học, Công nghệ Môi Trường ban hành gồm : - TCVN 5964:1995 Âm học: mô tả đo tiếng ồn môi trường đại lượng phương pháp đo SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 10 - 50 dBA : phá rối giấc ngủ rõ rệt, điều kiện tốt cho sinh hoạt nghỉ ngơi nói chung 65 dBA : Quấy rầy công việc, sinh hoạt Bắt đầu có ảnh hưởng xấu tâm sinh lý người 80 dBA : Bắt đầu gây bệnh nặng tai bệnh điếc tạm thời 100 dBA : Gây tổn thương không hồi phục tai 120 dBA : Gây đau tai 150 dBA : Tức khắc gây tổn thương thính giác 1.2.5 Tiêu chuẩn mức ồn cho phép Tiêu chuẩn mức ồn cho phép khu vực công cộng dân cư Việt Nam (QCVN 26:2010/BTNMT) giới thiệu bảng : Bảng - Giới hạn tối đa cho phép tiếng ồn (theo mức âm tương đương), dBA TT Khu vực Từ đến 21 Từ 21 đến Khu vực đặc biệt 55 45 Khu vực thông thường 70 55 Khu vực đặc biệt: Là khu vực hàng rào sở y tế, thư viện, nhà trẻ, trường học, nhà thờ, đình, chùa khu vực có quy định đặc biệt khác Khu vực thông thường: Gồm: khu chung cư, nhà riêng lẻ nằm cách biệt liền kề, khách sạn, nhà nghỉ, quan hành Tuy nhiên tiêu chuẩn chưa cho phép đạt môi trường âm tiện nghi làm việc, nghỉ ngơi giấc ngủ Nguyên nhân đặc điểm kiến trúc thoáng hở nước ta với cửa sổ gần mở quanh năm, làm cho mức ồn nhà nhà chênh lệch (từ đến 5dB) Tiêu chuẩn mức ồn cho phép nhà máy, xí nghiệp quy định mức âm tương đương suốt ca lao động (8 giờ) không vượt 85 dBA Mức cực đại không vượt 115 dBA (TCVN 3985-1999) SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 36 1.2.6 Quy định xử phạt hành tiếng ồn Để xử lý hành vi vi phạm lĩnh vực bảo vệ môi trường phủ ban hành nghị định số "179/2013/NĐ-CP xử lý vi phạm pháp luật lĩnh vực bảo vệ môi trường" có nêu rõ điều 17 Vi phạm quy định tiếng ồn Phạt tiền từ 1.000.000 đồng đến 5.000.000 đồng hành vi gây tiếng ồn vượt quy chuẩn kỹ thuật tiếng ồn dBA Phạt tiền từ 5.000.000 đồng đến 20.000.000 đồng hành vi gây tiếng ồn vượt quy chuẩn kỹ thuật tiếng ồn từ 05 dBA đến 10 dBA Phạt tiền từ 20.000.000 đồng đến 40.000.000 đồng hành vi gây tiếng ồn vượt quy chuẩn kỹ thuật tiếng ồn từ 10 dBA đến 15 dBA Phạt tiền từ 40.000.000 đồng đến 60.000.000 đồng hành vi gây tiếng ồn vượt quy chuẩn kỹ thuật tiếng ồn từ 15 dBA đến 20 dBA Phạt tiền từ 60.000.000 đồng đến 80.000.000 đồng hành vi gây tiếng ồn vượt quy chuẩn kỹ thuật tiếng ồn từ 20 dBA đến 25 dBA Phạt tiền từ 80.000.000 đồng đến 100.000.000 đồng hành vi gây tiếng ồn vượt quy chuẩn kỹ thuật tiếng ồn từ 25 dBA đến 30 dBA Phạt tiền từ 100.000.000 đồng đến 120.000.000 đồng hành vi gây tiếng ồn vượt quy chuẩn kỹ thuật tiếng ồn từ 30 dBA đến 35 dBA Phạt tiền từ 120.000.000 đồng đến 140.000.000 đồng hành vi gây tiếng ồn vượt quy chuẩn kỹ thuật tiếng ồn từ 35 dBA đến 40 dBA Phạt tiền từ 140.000.000 đồng đến 160.000.000 đồng hành vi gây tiếng ồn vượt quy chuẩn kỹ thuật tiếng ồn 40 dBA 10 Hình thức xử phạt bổ sung: a) Đình hoạt động gây ô nhiễm tiếng ồn sở từ 03 tháng đến 06 tháng trường hợp vi phạm quy định Khoản 3, 4, Điều này; b) Đình hoạt động sở từ 06 tháng đến 12 tháng trường hợp vi phạm quy định Khoản 7, Điều 11 Biện pháp khắc phục hậu quả: a) Buộc thực biện pháp giảm thiểu tiếng ồn đạt quy chuẩn kỹ thuật thời hạn người có thẩm quyền xử phạt ấn định định xử phạt vi phạm hành vi phạm quy định điều gây b) Buộc chi trả kinh phí trưng cầu giám định, đo đạc phân tích mẫu môi trường trường hợp có vi phạm tiếng ồn vượt quy chuẩn SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 37 kỹ thuật môi trường gây ô nhiễm tiếng ồn theo định mức, đơn giá hành vi phạm quy định Điều 1.3 TỔNG QUAN HỆ ĐIỀU HÀNH DI ĐỘNG GOOGLE ANDROID 1.3.1 Khái niệm Android hệ điều hành điện thoại di động mã nguồn mở, miễn phí Google phát triển dựa tảng Linux Bất kì hãng sản xuất phần cứng tự sử dụng hệ điều hành Android cho thiết bị mình, miễn thiết bị đáp ứng tiêu chuẩn Google đặt (có cảm ứng chạm, GPS,3G) Trong vài năm trở lại đây, nói Android hệ điều hành gây tiếng vang lớn có phát triển nhanh làng công nghệ nói chung mảng thiết bị di dộng nói riêng 1.3.2 Lịch sử phát triển Năm 2003 công ty hoạt động lĩnh vực phát triển phần mềm cho thiết bị di động mang tên Android thành lập thành viên Andy Rubin (nhà đồng sáng lập công ty Danger - công ty chuyên tảng, phần mềm, thiết kế, dịch vụ cho thiết bị điện toán di động) Rich Miner (nhà đồng sáng lập công ty truyền thông Wildfire Communications) Nick Sears (một vị phó chủ tịch nhà cung cấp mạng viễn thông di động T-Mobile Mỹ) Chris White (trưởng phận thiết kế phát triển giao diện WebTV) Năm 2005, sau năm hoạt động Android Google mua lại phát triển Android tảng cho thiết bị di động bao gồm hệ điều hành, midware số ứng dụng chủ đạo Bộ công cụ Android SDK cung cấp công cụ thư viện hàm API (Application programing Interface) cần thiết để phát triển ứng dụng cho tảng Android sử dụng ngôn ngữ lập trình java Những tính mà tảng Android hỗ trợ :  Appication framework : cho phép tái sử dụng thay thành phần sẵn có Android  Dalvik virtual machine : máy ảo java tối ưu hóa cho thiết bị di động SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 38  Intergrated browser : Trình duyệt web tích hợp xây dựng dựa WebKit engine  Optimized graphics : Hỗ trợ thư viện 2D 3D dựa vào đặc tả OpenGL ES 1.0  SQLite : Hệ quản trị sở liệu (Database Managerment System DBMS) dùng để lưu trữ liệu có cấu trúc  Hỗ trợ định dạng media phổ biến : MPEG4, H.264, MP3, AAC, ARM, JPG, PNG, GIF  Hỗ trợ thoại tảng GSM (phụ thuộc vào phần cứng thiết bị)  Bluetooth, EDGE, 3G Wifi (phụ thuộc vào phần cứng thiết bị)  Camera, GPS, la bàn cảm biến (phụ thuộc vào phần cứng thiết bị)  Bộ công cụ phát triển ứng dụng mạnh mẽ 1.3.3 Android Media Các API Media Android sử dụng để chơi ghi lại tập tin media Bao gồm âm (như MP3) video  AudioFormat : lớp AudioFormat sử dụng để truy cập số định dạng âm cấu hình kênh liên hệ  AudioManager : lớp AudioManager cung cấp quyền truy cập kiểm soát chế độ chuông  AudioRecord : lớp AudioRecord quản lý nguồn tài nguyên âm cho ứng dụng Java để ghi lại âm  AudioTrack : lớp quản lý chơi nguồn âm đơn ứng dụng Java  MediaPlayer : lớp MediaPlayer sử dụng để kiểm soát việc phát lại tập tin âm video  MediaRecorder : sử dụng để ghi lại âm video Trong nghiên cứu này, lớp AudioRecord sử dụng để phục vụ cho việc ghi âm tiếng ồn AudioRecord lớp quản lý nguồn tài nguyên âm cho ứng dụng Java để ghi lại âm từ phần cứng âm đầu vào Điều thực cách đọc liệu từ đối tượng AudioRecord Ứng dụng sử dụng đối tượng AudioRecord để đọc liệu âm từ phần cứng âm để ghi vào đệm : Read(byte[], int, int) SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 39 Read(short[],int,int) Read(ByteBuffer,int) Việc chọn lựa phương thức sử dụng dựa định dạng liệu âm cho thuận tiện cho người sử dụng Sau tạo đối tượng AudioRecord khởi tạo đệm liên quan đến âm để điền liệu âm Kích thước đệm qui định trình xây dựng Để sử dụng AudioRecord ta khai báo : new AudioRecord(audioSource, sampleRateInHz, channelConfig, audioFormat, bufferSizeInBytes) Trong : - - audioSource : Nguồn thu, ví dụ MIC, VOICE_CALL, DEFAULT quản lý lớp MediaRecorder.AudioSource sampleRateInHz : tần suất lấy mẫu thể Hertz Có thể 8000Hz, 11025Hz, 22050Hz, 44100Hz channelConfig : kênh sử dụng, lựa chọn kênh AudioFormat CHANNEL_CONFIGURATION_MONO AudioFormat CHANNEL_CONFIGURATION_STEREO audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT kiểu mã hóa sử dụng bufferSizeInBytes vùng đệm mảng byte, kích thước tối thiểu lấy hàm AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRateInHz, channelConfig, audioFormat) CHƯƠNG II THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT GIẢI PHÁP 2.1 THU NHẬN TIẾNG ỒN VÀ XỬ LÝ Android hệ điều hành mở thiết bị di động sử dụng hệ điều hành Android cho phép ta sử dụng phần cứng điện thoại cho ứng dụng tùy vào mục đích sử dụng, cụ thể ta sử dụng microphone điện thoại để hỗ trợ cho việc ghi âm Tiếng ồn microphone thiết bị di động thu nhận vào lưu trữ nhớ tạm thời thiết bị, sau ứng dụng đo mức áp suất âm âm theo chuẩn qui định TCVN 7878-1:2008 SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 40 2.2 XÂY DỰNG ỨNG DỤNG ĐO TIẾNG ỒN 3.2.1 Ghi âm từ microphone Tiếng ồn microphone ghi âm lại lưu trữ mảng byte có kích thước 4096 (kích thước tối thiểu dùng làm đệm), kích thước lấy thông qua hàm : AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRateInHz, channelConfig, audioFormat); Trong : - - sampleRateInHz = 44100 tần suất lấy mẫu âm channelConfig : kênh sử dụng, lựa chọn kênh AudioFormat CHANNEL_CONFIGURATION_MONO AudioFormat CHANNEL_CONFIGURATION_STEREO audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT kiểu mã hóa sử dụng Để khởi tạo đối tượng dùng để ghi âm ta sử dụng phương thức sau : new AudioRecord(audioSource, sampleRateInHz, channelConfig, audioFormat, bufferSizeInBytes) Trong : - - audioSource = MediaRecorder.AudioSource.MIC lựa chọn nguồn thu âm Microphone sampleRateInHz = 44100 tần suất lấy mẫu âm channelConfig : kênh sử dụng, lựa chọn kênh AudioFormat CHANNEL_CONFIGURATION_MONO AudioFormat CHANNEL_CONFIGURATION_STEREO audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT kiểu mã hóa sử dụng bufferSizeInBytes vùng đệm mảng byte, kích thước tối thiểu lấy hàm AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRateInHz, channelConfig, audioFormat) (đã đề cập phía trên), để mở rộng kích thước vùng đệm ta nhân kích thước tối thiểu với số nguyên ứng dụng mở rộng kich thước đệm lên 30 lần cách nhân kích thước tối thiếu với 30 Khởi tạo mảng kiểu short với kích thước độ rộng 30 để lưu trữ âm short[] tempBuffer = new short[BUFFERSIZE]; SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 41 Sau sử dụng phương thức mGhiAm.read(tempBuffer,0,BUFFERSIZE) để ghi âm lưu mẫu vào đệm tempBuffer 3.2.2 Đo mức áp suất âm tiếng ồn thu Mức áp suất âm tiếng ồn tính mười lần logarit số 10 bình phương tỷ số giá trị trung bình bình phương áp suất âm áp suất âm tham chiếu, theo trọng số tần số chuẩn trọng số thời gian chuẩn.[3] CHÚ THÍCH 1: Áp suất âm tham chiếu 20 Pa CHÚ THÍCH 2: Đơn vị đo áp suất âm Pascal (Pa) CHÚ THÍCH 3: Trọng số tần số chuẩn trọng số A (theo đặc tính tần số A) trọng số C (theo đặc tính tần số C) qui định IEC 61672-1, trọng số theo thời gian chuẩn trọng số F trọng số S qui định IEC 61672-1 CHÚ THÍCH 4: Mức áp suất âm theo trọng số tần số trọng số thời gian đo decibel (dB) Cụ thể ta có công thức sau : 𝑝 𝑝 𝑝0 𝑝0 Lp = 10.lg( ) = 20.lg Để tính mức áp suất âm ta phải tính giá trị trung bình bình phương áp suất âm tức giá trị p  Trước tiên ta tính tổng giá trị bình phương mẫu : ValueSUM = ∑𝑆𝐼𝑍𝐸−1 (tempBuffer[i]) 𝑖=0  Sau ta tính giá trị trung bình cách chia cho SIZE : P = ValueSUM / SIZE Giá trị p0 = 20 Pa tức mức áp suất âm tham chiếu Từ ta tính mức áp suất âm : Lp = 20.lg (P/P0) 3.2.3 Sử dụng kĩ thuật lập trình đa luồng a Mô tả luồng Một luồng dòng xử lý hệ thống Mỗi luồng xử lý đoạn code nó, sở hữu trỏ lệnh, tập ghi vùng nhớ stack riêng Mỗi luồng tương tác với phần riêng hệ thống, đĩa, I/O mạng, người dùng SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 42 Các luồng lập lịch để thực số luồng chờ biến cố xảy chờ kết thúc công việc từ luồng khác Các luồng tiến trình chia sẻ với đoạn mã (code), đoạn liệu (data) tài nguyên hệ thống khác tệp mở, tín hiệu.[5] b Lợi ích tiến trình đa luồng Tiến trình đa luồng mang lại lợi ích :  Đáp ứng nhanh : cho phép chương trình tiếp tục thực chí phận bị khóa thực hoạt động dài  Chia sẻ tài nguyên : cho phép ứng dụng có số luồng khác hoạt động không gian địa  Kinh tế : tạo chuyển ngữ cảnh luồng kinh tế so với tiến trình Sử dụng CPU hiệu  Thực kiến trúc multiprocessor Lợi ích đa luồng tăng lên kiến trúc multiprocessor, luồng chạy song song processor.[5] c Áp dụng kĩ thuật đa luồng Nhận thấy ứng dụng cần liên tục để đạt hiệu quả, nên em sử dụng kĩ thuật đa luồng để giúp ứng dụng hoạt động liên tục không bị gián đoạn lúc thực thi Mỗi luồng tiến trình thu tiếng ồn xử lý để tính mức ồn, sau kết đo gửi qua chương trình để hiển thị lên hình Để thực việc gửi tiến trình ta sử dụng lớp Handler gói android.os.Handler Để trao đổi tiến trình Handler sử dụng thông điệp kiểu Message Phương thức khởi tạo thông điệp Handler.obtainMessage(what, obj) có trị trả kiểu Message Và để gửi thông điệp ta sử dụng phương thức Handler.sendMessage(msg); Ở tiến trình nhận thông điệp ta phải tái định nghĩa phương thức public void handleMessage(Message msg) để nhận thông điệp tiến trình vừa gửi SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 43 CHƯƠNG KIỂM THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ MỤC TIÊU KIỂM THỬ - Kiểm tra chương trình có chạy với đặc tả ban đầu hay không Làm tài liệu cho giai đoạn bảo trì Lập kế hoạch kiểm thử cho dự án phần mềm Liệt kê yêu cầu kiểm thử Liệt kê kết quả, tài liệu có sau trình thực thi kiểm thử KỊCH BẢN VÀ KẾT QUẢ KIỂM THỬ 2.1 Trường hợp kiểm thử : Bật - Tắt ứng dụng a Mô tả Cho phép người dùng bật tắt chức đo tiếng ồn b Tiền điều kiện - Ứng dụng cài đặt thiết bị di động SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 44 c Kịch Mô tả bước Kết mong đợi Kết thực tế Thành công/ thất bại Bước 1: Nhấn Ứng dụng bật vào Button Start thu tiếng ồn vào để đo Ứng dụng bật Thành công Thanh Progressbar hiển thị mức ồn dạng ngang Các TextView hiển thị thông tin xác Một TextView hiển thị cụ thể thông số mức ồn Button Start đổi tên thành Button Stop Thanh ProgressBar hoạt động tốt TextView cảnh báo hiển thị thông tin cảnh báo mức ồn Button Start đổi tên thành nút Stop Bước : Nhấn vào Button Stop Ứng dụng ngưng thu tiếng ồn Ứng dung dừng hoạt động Thanh ProgressBar TextView không hoạt động, Các thông số giữ nguyên từ lúc vào Button Stop Thông số ProgressBar TextView dừng lại SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Thành công Trang 45 2.2 Trường hợp kiểm thử : Đo mức âm 60 dB a Mô tả Đo mức âm mức 60 dB, xem mức cảnh báo Môi trường kiểm thử Tầng Trung tâm học liệu trường Đại Học Cần Thơ vào 14h Ngày 7/5/2015 b Tiền điều kiện - Ứng dụng cài đặt thiết bị di động Ứng dụng hoạt động c Kịch Mô tả bước Kết mong đợi Kết thực tế Thành công/ thất bại Bước 1: Nhấn Khi đo mức ồn vào Button Start 60 dB TextView cảnh báo hiển thị "Mức an toàn, không gây khó chịu cho tai" Ứng dụng hoạt động, mức cảnh báo hiển thị "Mức an toàn, không gây khó chịu cho tai" Thành công SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 46 2.3 Trường hợp kiểm thử : Đo mức âm từ 60 dB đến 80 dB a Mô tả Đo mức âm từ 60 dB đến 80 dB, xem mức cảnh báo Môi trường kiểm thử siêu thị Coop mart Cần Thơ 01 Hoà Bình, Phường Tân An, Quận Ninh Kiều, Thành phố Cần Thơ vào lúc 19h30 (thời điểm có nhiều người mua sắm) Ngày 7/5/2015 b Tiền điều kiện - Ứng dụng cài đặt thiết bị di động Ứng dụng hoạt động c Kịch Mô tả bước Kết mong đợi Kết thực tế Thành công/ thất bại Bước 1: Nhấn Khi đo mức ồn vào Button Start mức 60 dB đến 80 dB TextView cảnh báo hiển thị "Mức cảnh báo 1, gây khó chịu cho tai" Ứng dụng hoạt động, mức cảnh báo hiển thị "Mức cảnh báo 1, gây khó chịu cho tai" Thành công 2.4 Trường hợp kiểm thử : Đo mức âm từ 80 dB đến 100 dB a Mô tả Đo mức âm từ 80 dB đến 100 dB, xem mức cảnh báo Môi trường kiểm thử công viên Lưu Hữu Phước vào lúc 20h ngày 28/4/2015 diễn chương trình Lễ kỷ niệm 40 năm Ngày Giải phóng miền Nam, thống đất nước vào tiết mục diễn văn nghệ b Tiền điều kiện - Ứng dụng cài đặt thiết bị di động Ứng đụng hoạt động SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 47 c Kịch Mô tả bước Kết mong đợi Kết thực tế Thành công/ thất bại Bước 1: Nhấn vào Button Start Khi đo mức ồn mức 80 dB đến 100 dB TextView cảnh báo hiển thị "Mức cảnh báo 2, gây đau tai" Ứng dụng hoạt động, mức cảnh báo hiển thị "Mức cảnh báo 2, gây chói tai gây điếc" Thành công 2.5 Trường hợp kiểm thử : Đo mức âm lớn 100dB a Mô tả Đo mức âm lớn 100 dB, xem mức cảnh báo Môi trường kiểm thử tiệc đám cưới có chương trình ca nhạc đường Nguyễn Chí Thanh tỉnh Kiên Giang vào lúc 19h ngày3/5/2014 Ứng dụng đo tiếng ồn đặt cách thùng loa 5m b Tiền điều kiện - Ứng dụng cài đặt thiết bị di động Ứng dụng hoạt động c Kịch Mô tả bước Kết mong đợi Kết thực tế Thành công/ thất bại Bước 1: Nhấn Khi đo mức ồn vào Button Start mức lớn 100 dB TextView cảnh báo hiển thị "Cảnh báo nguy hiểm, gây tổn thương thính giác" Ứng dụng hoạt động, mức cảnh báo hiển thị "Cảnh báo nguy hiểm, gây đau tai, tổn thương thính giác" Thành công SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 48 PHẦN KẾT LUẬN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Sau thời gian nghiên cứu thực luận văn với đề tài "Nghiên cứu tiếng ồn phát triển ứng dụng đo tiếng ồn điện thoại Android" em đạt số kết sau : - - Củng cố lại kiến thức học :  Lập trình hướng đối tượng  Phân tích thiết kế giải thuật Học thêm kiến thức : lập trình thiết bị di động, xử lý âm cách đo mức âm Tích lũy nhiều kĩ kinh nghiệm lập trình hệ điều hành Android Tiếp cận văn pháp luật tiếng ồn đo tiếng ồn Yêu cầu ứng dụng đo mức ồn xem hoàn thành :  Giao diện tương đối dễ sử dụng thân thiện  Ghi âm tiếng ồn hoạt động ổn định, đáp ứng yêu cầu  Phân tính đo mức âm tương đối xác số thiết bị di động HƯỚNG PHÁT TRIỂN Luận văn bước đầu tìm hiểu tiếng ồn phát triển ứng dụng đo tiếng ồn thiết bị di động gặp nhiều khó khăn chưa có thiết bị chuyên dùng để kiểm chứng độ xác ứng dụng Vì để kiểm chứng em tải ứng dụng có để so sánh kết quả, kết thu từ kiểm chứng cho thấy mức âm đo vị trí thời điểm tương đương Luận văn tiếp tục phát triển để đạt hiệu cao sử dụng : So sánh kết với thiết bị chuyên dùng để kiểm chứng độ xác, từ điều chỉnh giải thuật chỉnh sửa phần mềm chưa đạt độ xác cao Cải thiện tính đo tiếng ồn để đo xác mức ồn nhiều thiết bị di động khác Nghiên cứu tìm hiểu thêm tảng thiết bị di động để phát triển ứng dụng nhiều tảng iOS Windows Phone SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 49 TẢI LIỆU THAM KHẢO [1] Đoàn hòa Minh - Giáo trình Kĩ thuật Audio Video Trường ĐH Cần Thơ, Khoa Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông [2] Phạm Đức Nguyên - Âm học kiến trúc cở sở lý thuyết & giải pháp ứng dụng, Chương Nhà xuất khoa học kĩ thuật Hà Nội 2000 [3] Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia tiếng ồn rung động - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia tiếng ồn - QCVN 26:2010/BTNMT - Hà Nội 2010 [4] Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 43 Âm học - TCVN 78781:2008 - Âm học – Mô tả, Đo đánh giá tiếng ồn môi trường – Phần 1: Các đại lượng phương pháp đánh giá [5] Ngô Bá Hùng Nguyễn Công Huy - giáo trình lập trình truyền thông Trường ĐH Cần Thơ, Khoa Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông [6] Nghị Định Chính Phủ - Số: 179/2013/NĐ-CP Nghị định - quy định xử phạt vi phạm hành lĩnh vực bảo vệ môi trường Điều 17 SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 50 [...]... tải c Tiếng ồn kết cấu Là tiếng ồn lan truyền trong các kết cấu nhà cửa hay trong các vật chất ở thể rắn nói chung, nguồn gốc của nó có thể là tiếng ồn không khí hay va chạm 1.2.1.3 Phân loại theo thời gian tác dụng của tiếng ồn a Tiếng ồn ổn định Những tiếng ồn có mức ồn theo giời gian thay đổi không quá 5dB như là tiếng ồn của máy phát điện, tiếng ồn của máy bơm nước đang hoạt động b Tiếng ồn không... cộng theo thang A (dB, A) để đánh giá tiếng ồn sinh hoạt, giao thông và cả tiếng ồn mức cao trong công nghiệp Đo tiếng ồn bằng các thiết bị chuyên dụng Tuy nhiên, do đặc điểm bức xạ tiếng ồn của các nguồn khác nhau, người ta quy định các phương pháp đo và đánh giá riêng cho mỗi loại nguồn ồn đã đề cập đến 1.2.2.1 Các nguồn ồn ổn định và cố định Phổ tiếng ồn hoặc mức ồn tổng cộng theo thang A (dB A) thường... nhằm nghiên cứu về tiếng ồn và đánh giá tác động của tiếng ồn đối với sức khỏe con người, cung cấp những thông tin và cảnh báo mức ồn tại môi trường đang sinh sống Xây dựng phần mềm đo tiếng ồn trên TBDĐ có thể sử dụng trong nghiệp vụ xử lý tiếng ồn Tìm hiểu các văn bản pháp luật, các qui định của Nhà nước về tiếng ồn Tạo ra tài liệu tham khảo về tiếng ồn và ảnh hưởng của tiếng ồn đối với con người... tiếng ồn có mức ồn thay đổi theo thời gian trên 5dB Đó là tiếng ồn của các phương tiện giao thông vận tải, tiếng ồn từ các sân chơi, sân thể thao Loại tiếng ồn không ổn định có thể được chia ra 2 loại là : - Tiếng ồn ngắt quãng : mỗi tác động ồn kéo dài trên 1 giây xen kẽ quãng nghỉ Tiếng ồn xung : nếu mỗi tác động ồn không quá 1 giây SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 30 1.2.2 Các phương pháp đo. .. NHIỄM TIẾNG ỒN 1.2.1 Phân loại các nguồn ồn Tiếng ồn là tất cả những âm thanh gây cho chúng ta cảm giác khó chịu, quấy rối điều kiện làm việc, sinh hoạt, nghỉ ngơi và cảm nhận âm thanh của con người Tiếng ồn rất đa dạng và có nhiều nguồn gốc khác nhau Tiếng ồn được phân thành các loại sau đây : SVTH : Từ Chánh Trung - 1111470 Trang 29 1.2.1.1 Phân loại theo vị trí nguồn ồn a Tiếng ồn trong nhà Những tiếng. .. khoảng cách nguồn xác định Khi kích thước nguồn ồn khá nhỏ, các điểm xác định mức ồn thường đặt trên một bán cầu cách nguồn ồn 1m Đối với những nguồn ồn có kích thước như trạm biến thế, sân thể thao, sân chơi các điểm đo tiếng ồn đặt cách chu vi nguồn ồn một khoảng nhất định, thường lấy bằng 7,5m Các phép đo chính xác phải tiến hành trong trường âm tự do, không có sóng phản xạ với mức ồn nền rất thấp... qui định tiếng ồn được cơ quan có thẩm quyền ban hành  Tìm hiểu các giải thuật xử lý âm thanh, lựa chọn giải thuật xử lý phù hợp  Nghiên cứu những giải thuật đo tiếng ồn, từ đó chọn ra giải thuật thích hợp để ứng dụng trong việc đo tiếng ồn  Tiến hành kiểm thử và rút ra các biện pháp tốt nhất trong vấn đề đo tiếng ồn trên điện thoại 6 NHỮNG ĐÓNG GÓP CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI Ứng dụng đo mức ồn bằng Smart... pháp đo và đánh giá tiếng ồn Tiếng ồn có thể đo và đánh giá theo : - Phổ tiếng ồn, trong phạm vi tần số từ 63 đến 8000Hz, theo dải tần số 1 octa hoặc 1/3 octa Mức ồn tổng cộng theo thang A, B, hoặc C của máy đo tương ứng với mức âm thấp trung bình hoặc cao của nguồn Tuy nhiên các phương pháp đánh giá và tiêu chuẩn tiếng ồn hiện nay của nước ta và trên thế giới cho phép chỉ dùng mức ồn tổng cộng theo... của âm thanh, là cơ sở để thực hiện công trình nghiên cứu tiếng ồn Trình bày về vấn đề ô nhiễm tiếng ồn, phân loại các nguồn ồn và ảnh hưởng của tiếng ồn đối với con người và những qui đinh của Nhà nước về tiếng ồn Giới thiệu nền tảng Android, nền tảng được sử dụng để phát triển ứng dụng Chương 2 - Mô tả cách thức phát triển ứng dụng đo tiếng ồn và các kĩ thuật đã sử dụng để phát triển ứng dụng Chương... của con người 1.2.1.2 Phân loại theo nguồn gốc phát sinh và đặc điểm lan truyền a Tiếng ồn không khí Là tiếng ồn phát ra và lan tryền trong môi trường không khí như tiếng nói, tiếng hát, tiếng từ các loa phóng thanh b Tiếng ồn va chạm Là tiếng ồn được tạo ra do sự va chạm của các vật thể, lan truyền theo kết cấu nhà cửa, trong các vật thể rắn, trong đất Chẳng hạn tiếng chân người hoặc các vật rơi trên ... tiếng ồn a Tiếng ồn ổn định Những tiếng ồn có mức ồn theo giời gian thay đổi không 5dB tiếng ồn máy phát điện, tiếng ồn máy bơm nước hoạt động b Tiếng ồn không ổn định Những tiếng ồn có mức ồn. .. theo nguồn gốc phát sinh đặc điểm lan truyền a Tiếng ồn không khí Là tiếng ồn phát lan tryền môi trường không khí tiếng nói, tiếng hát, tiếng từ loa phóng b Tiếng ồn va chạm Là tiếng ồn tạo va... nhiễm tiếng ồn môi trường Luận văn bước đầu tìm hiểu tiếng ồn phát triển ứng dụng đo tiếng ồn TBDĐ, kết đạt chưa mong đợi, trình bày góc nhìn lý thuyết tiếng ồn xây dựng thành công ứng dụng đo tiếng