噪音检测仪
简介
本项目将指导您使用micro:bit开发板制作一款简易噪音检测仪。通过板载麦克风模块实时采集环境声音信号，经数据处理后在OLED矩阵显示噪音等级，实现对环境噪音的可视化监测。
教学目标
了解micro:bit是如何检测噪音强度的。
掌握使用micro:bit控制LED灯的基本编程技能。
教学准备
在开始教学之前，请确保您已经准备好以下必要的材料：
| 图片 | 名称 | 数量 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 智能家居探索者套装 | 1 | ||
 | micro:bit | 1 | 自行准备 |
 | PC | 1 | 自行准备 |
这些材料将为您提供一个完整的体验，确保您可以顺利地进行后续的操作和学习。如果您已准备好以上内容，我们可以继续进入下一步。
课程引入
声学环境小课堂
- 正常谈话声：40-60分贝
- 城市交通噪音：70-85分贝（超过80分贝可能损害听力）
- 工业设备噪音：100分贝以上（需佩戴防护设备）
思考互动：观察身边的噪音源，思考噪音监测对环境保护和健康管理的意义？
项目制作
硬件连接
将OLED显示屏连接到花瓣基础扩展板的IIC接口。
编程平台
我们通常使用图形化编程平台makecode对micro:bit进行编程
编程平台入口：https://makecode.microbit.org/
新建项目
打开https://makecode.microbit.org/
新建项目
输入项目名称并点击创建。
添加软件库
在makecode编程界面的Toolbox点击Extensions。
在弹出页面搜索petal，并点击选择petal的软件库。
编写程序
示例程序：https://makecode.microbit.org/_XDP81wYyXbf8
你也可以通过以下网页直接下载程序。
如何将程序下载到micro:bit？
使用USB线连接PC和micro:bit V2。
连接成功后，电脑上会识别出一个名为MICROBIT的盘符。
点击左下角的
，选择Connect Device。
点击
。
点击
。
在弹出窗口选择BBC micro:bit CMSIS-DAP，然后选择连接，至此，我们的micro:bit就已经连接成功。
点击下载程序。
结果
开机后，OLED显示屏显示当前噪音强度，并在LED矩阵上显示柱状图进行提示。
扩展知识
噪音作为现代社会的 “隐形污染”，对人类生活、健康和环境的影响广泛且深远。以下从多个维度解析噪音的具体影响：
一、对人体健康的危害
- 听觉系统损伤 听力下降：长期暴露于 85 分贝以上的噪音（如交通、工厂机械）会导致耳蜗毛细胞受损，引发噪声性耳聋。例如，施工现场工人、机场地勤人员的听力损伤率显著高于普通人群。 耳鸣：40% 的长期噪音暴露者会出现持续性耳鸣，影响睡眠和注意力。
- 心血管系统影响 血压升高：噪音刺激交感神经，导致肾上腺素分泌增加，长期可引发高血压。研究显示，居住在交通主干道旁的人群高血压发病率比安静区域高 15%~20%。 心率异常：突发强噪音（如飞机起降）可能诱发心律失常，增加心脏病发作风险。
- 神经系统与心理健康 睡眠障碍：30 分贝以上的噪音即可干扰浅睡眠，导致入睡困难、多梦易醒。长期睡眠不足会引发焦虑、抑郁等心理问题。 注意力分散：办公室背景噪音超过 50 分贝时，员工工作效率下降 20%，错误率增加 30%。
- 其他生理影响 消化系统：噪音可能通过神经内分泌系统抑制胃肠功能，导致消化不良、胃溃疡。 儿童发育：胎儿期或婴幼儿期暴露于高分贝环境，可能影响语言发育和认知能力。
二、对日常生活的干扰
- 沟通与社交障碍 餐厅、商场等公共场所噪音超过 65 分贝时，正常交谈需提高音量（“噪音螺旋” 效应），长期可能引发社交疲劳。 电话会议中背景噪音超过 55 分贝时，信息传递准确率下降 40%。
- 居住质量下降 城市居民投诉中，建筑噪音（如装修、施工）和交通噪音占比超 60%，严重影响居住舒适度。 机场周边居民因夜间航班噪音，平均睡眠时间比正常人群少 1.5 小时 / 晚。
- 生态环境破坏 野生动物影响：海洋噪音（如航运、石油勘探）干扰鲸类、海豚的声呐通讯，导致觅食、繁殖受阻，甚至搁浅死亡。 鸟类生存：城市噪音迫使鸟类调整鸣叫声频率，可能降低求偶成功率和领地防御能力。
三、对生产与安全的威胁
- 工业生产效率 工厂噪音超过 85 分贝时，工人误操作率增加 25%，工伤事故风险上升。 噪音环境下，精密仪器的校准精度可能下降，影响产品质量。
- 公共安全隐患 交通噪音掩盖紧急警报声（如消防车、救护车），可能延误救援时机。 建筑工地噪音干扰周边居民，易引发邻里纠纷甚至群体投诉事件。
四、经济成本影响
- 健康医疗支出 世界卫生组织（WHO）估算，欧洲每年因噪音导致的健康损失超 1000 亿欧元，包括医疗费用、生产力下降等。 美国研究表明，噪音污染每年造成约 400 亿美元经济损失，主要来自听力损伤赔偿和工作效率降低。
- 城市规划成本 为降低交通噪音，城市需投入巨资建设隔音屏障、低噪音路面等设施。例如，东京高速公路隔音墙建设成本达每公里 2000 万美元。 机场周边房产因噪音贬值约 20%~30%，影响区域经济发展。
五、噪音污染的应对措施
- 个人防护 佩戴降噪耳机或耳塞（适用于通勤、施工现场）。 选择低噪音家电（如一级能效冰箱、静音风扇）。
- 城市规划优化 实施 “声环境功能区划”，分离居住区与工业区。 推广绿色建筑，使用隔音材料（如双层中空玻璃、吸音墙板）。
- 技术革新 开发低噪音交通工具（如电动汽车、降噪飞机引擎）。 工业设备安装减震装置、隔音罩，降低声源强度。
- 政策与法规 各国制定噪音排放标准：如中国《社会生活环境噪声排放标准》规定，居住区夜间噪音限值为 40 分贝。 建立噪音投诉机制，加强施工、交通噪音监管。
总结
噪音污染已成为全球关注的环境问题之一，其影响贯穿健康、生活、经济多个层面。减少噪音需要个人习惯的改变、技术创新与政策协同作用，最终实现 “安静城市” 与 “可持续生活” 的目标。正如 WHO 指出：“安静是一种基本人权，也是健康生态的必要条件。”