随着智能化技术的飞速发展,音频信号作为识别控制对象成为现阶段各行各业研究的重要对象。目前所采用的技术手段大多数基于物联网,其工作原理大致为,前端进行数据采集,通过网络将数据传递到后台进行大数据处理,再将处理的结果反馈至前端;对于无网络地带以及要求实时控制应用场景,该技术路线便不适用。为使音频信号真正应用于工业领域的列车临近预警监控中,本课题通过采集列车运行时铁轨中的音频信号,利用16位单片机作为控制器核心进行数字音频信号的处理、识别,并结合触摸屏,无线通讯,设计具有操作便捷,高识别率,抗干扰能力强的便携式列车专用预警器。本文详细介绍了特定音频识别系统的硬件电路设计和软件程序设计,其中硬件电路设计采用PROTEL进行设计,其主要包括电压转换电路,音频信号采集电路,音频信号前置放大电路,音频信号高频滤波电路,单片机基本工作电路,单片机与无线模块、触摸屏通讯电路等。软件程序设计主要采用C语言与汇编语言混合编程,其主要包括A/D采样程序的设计,音频信号FFT变换程序的设计,因FFT变换结果是倒序输出的设计了位反转程序,音频特征参数提取程序的设计,单片机与无线模块SPI、触摸屏UART、数据存储器I~2C通讯程序的设计等。本文利用示波器对音频信号采集、前置处理电路进行分析,其结果与期望具有一致性;利用逻辑分析仪检验单片机各个通讯程序的正确性;利用MATLAB软件对采集到的音频信号进行FFT变换分析,并提取特征参数,该特征参数作为参考与单片机软件程序设计得出的结果进行比对具有一致性。因此本识别系统在针对特定音频识别上具有较强的识别能力。