本發(fā)明涉及樂器調音領域，尤其涉及一種基于無線傳感網絡的弦樂器自動調音方法。
背景技術：
調音是弦樂器演奏前基本的音高校準工作，由于弦樂器的樂器組成特性，琴弦是由可轉動的轉軸固定在樂器上，并通過轉軸對琴弦施加張力，琴弦的振動頻率變隨著張力施加的大小改變，進而改變發(fā)出聲音的音高。目前在樂團普遍采用的技術為使用調音器提供音高的提示信號，再由樂手依照信號的指示轉動琴弦的轉軸調整音高；若是在舞臺上即將演出的場合，則多不采用調音器提示信號而是通過樂手自身的音感調整音高。然而，人體畢竟不是精確的機器，每個樂手對于音高的感知也有所不同，因此，在樂團中往往多個相同的樂器所發(fā)出的音高仍會存在誤差，由于音頻并不完全相同，在物理上無法達到建設性干涉的共振效果，使得樂團中該分部樂器的聲音無法產生共鳴放大。如何使得整個團體中的弦樂器校準在相同音高一直是現(xiàn)有技術尚未解決的問題。
現(xiàn)有技術分為被動式與主動式調音方是兩類，以下分別就這兩個類別技術所產生的缺點加以描述。被動式調音技術直接由樂手一其自身音感對琴弦松緊進行調整，或是采用一個與樂器本身分離的調音器，通過燈號顯示的方式引導樂手手動調整琴弦至適當松緊度，其缺點有：
(1)每個樂手的音感準確度不一，較難達到音高校準精確的準度。
(2)樂手人依照調音器只是的燈號進行琴弦調整時，由于仍是通過人手轉動琴軸，人體肌肉對琴軸施加力道具個體差異，導致調整精準度有較大誤差。
(3)調音器與樂器本體分離，在舞臺上進行表演時很難在短時間內對琴弦音高進行調整，不適合大型演出等需要實時性應用的場合使用。
現(xiàn)有主動式調音技術存在的缺點如下：
(1)與樂器分離的類型須手持裝置并通過手機APP對琴軸進行調整，無法達到使用方便且不適合于樂團演出場合使用。
(2)與樂器本體結合的類型目前僅有提供吉他使用的產品與設計，其他弦樂器并無適用商品。
(3)調音以單一樂器為主體，并無統(tǒng)一對樂團組成樂器進行調校的機制，缺乏群體統(tǒng)一性。
(4)現(xiàn)有產品僅針對絕對音高設計，例如中央A(A4)在物理上對應到的絕對音高頻率是440Hz，故既有產品皆以此頻率為A4的音高進行調整，然而許多實際應用場合為了配合樂曲的意境與演奏效果，許多樂手會將A4調整在對應到442Hz的音高上，現(xiàn)有主動調音器無法做到這點。
(5)現(xiàn)有調音技術僅以單一樂器個體為對象進行設計，在樂團演出的場合中，負責樂曲呈現(xiàn)效果的音樂總監(jiān)僅能在演出前預先將樂曲呈現(xiàn)的效果要求傳達給樂手，無法在演出過程中適當進行微調。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種基于無線傳感網絡的弦樂器自動調音方法。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術方案是：一種基于無線傳感網絡的弦樂器自動調音方法，通過無線傳感網絡節(jié)點自帶的通訊功能建構出信息傳遞網絡，并通過傳感器感知琴弦的振動頻率，與無線傳感網絡沉入點傳來的基準頻率經過差分器比較后發(fā)出反饋信號，控制節(jié)點上的琴弦軸進行對應的拉緊或放松動作。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，本發(fā)明的具體步驟包括：
步驟一，構建無線傳感網絡，傳感器用于感知琴弦的振動頻率，沉入點用于接收傳感器輸出的琴弦振動頻率、基準頻率，差分器用于比較琴弦振動頻率和基準頻率，控制器用于控制琴弦軸轉動；建構完整的無線傳感網絡拓樸后，沉入點應能通過傳感網絡節(jié)點間的鏈接與拓樸中的任一傳感器節(jié)點進行通信；
步驟二，將傳感器調整至調音模式，傳感器感知琴弦的振動，將琴弦振動信號傳送至沉入點；
步驟三，沉入點接收基準頻率，將琴弦振動頻率和基準頻率傳輸至差分器；
步驟四，差分器將琴弦振動頻率與基準頻率比對，識別振動差距，反饋控制信號；
步驟五，控制器接收控制信號，轉動琴弦軸，調整琴弦拉緊或放松，完成調音；
步驟六，調音完成后，回傳結果至沉入點。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明引進無線傳感網絡技術通過傳感網絡節(jié)點結合主動調音機制，除了能自動對弦樂器的音準進行調校之外，更提供音樂總監(jiān)通過無線傳感網絡的沉入點下達指令修正各節(jié)點樂器的音準。除了提升弦樂器演奏的音準之外，更跳脫傳統(tǒng)以單一樂器為主體的調音方式，音樂總監(jiān)可以從中控端統(tǒng)一下達指令給對應的樂器或是選擇性的調整其中的幾個樂器個體的音高。
具體實施方式
下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
一種基于無線傳感網絡的弦樂器自動調音方法，通過無線傳感網絡節(jié)點自帶的通訊功能建構出信息傳遞網絡，并通過傳感器感知琴弦的振動頻率，
與無線傳感網絡沉入點傳來的基準頻率經過差分器比較后發(fā)出反饋信號，控制節(jié)點上的琴弦軸進行對應的拉緊或放松動作。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，本發(fā)明的具體步驟包括：
步驟一，構建無線傳感網絡，傳感器用于感知琴弦的振動頻率，沉入點用于接收傳感器輸出的琴弦振動頻率、基準頻率，差分器用于比較琴弦振動頻率和基準頻率，控制器用于控制琴弦軸轉動；
步驟二，將傳感器調整至調音模式，傳感器感知琴弦的振動，將琴弦振動信號傳送至沉入點；
步驟三，沉入點接收基準頻率，將琴弦振動頻率和基準頻率傳輸至差分器；
步驟四，差分器將琴弦振動頻率與基準頻率比對，識別振動差距，反饋控制信號；
步驟五，控制器接收控制信號，轉動琴弦軸，調整琴弦拉緊或放松，完成調音；
步驟六，調音完成后，回傳結果至沉入點。音高校準完畢后，最終調校結果通過信息傳遞網絡傳回給信息沉入點提供音樂總監(jiān)檢視。當配合樂曲演出需要對音高調校進行微調時(例如將A4的對應頻率由440Hz提升為442Hz，其他各空弦對應頻率亦隨之調整)，音樂總監(jiān)由數(shù)據沉入點送出調整指令給指定節(jié)點，節(jié)點收到指令后即再次進行音高調校工作。
本發(fā)明采用無線傳感網絡進行數(shù)據搜集以及傳送標準音頻，無線傳感網絡的網絡拓樸建設可以采用多種不同的通訊協(xié)議達成，包括使用藍牙、紅外線、Wifi、WiFAX、無線電波等。
在本實施例中，差分器主要由運算放大器組成，控制器為內嵌在琴弦軸內部的電動步進馬達。差分器輸出端信號為正值則控制步進馬達將琴弦軸旋松、若為負值則控制步進馬達將琴軸旋緊，若輸出為零表示琴弦振動頻率已校準至和目標頻率一致。
所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。