近年来,随着全球性经济的蓬勃发展,意外事件的爆发随之增多,全球关注的焦点已经趋向于维护公共安全。从前倾向于采取事后监测的措施对犯罪对象予以监控,如今随着局势发展,事先预防在所难免。因此,借助专业技术手段对监控对象进行识别和分析应运而生。目前国内针对声源方位判断和目标视频数据采集的研究较少,其在安防声像采集装置中的模块化应用更加匮乏。因此研究并实现高效的安防声像采集装置对维护公共安全、保障人民出行具有重要的现实意义。本文在深入研究双耳效应和听觉掩蔽现象的基础上,充分调研分析了国内外同类产品的设计与实现方法,提出了以实现声音信号采集与摄像头根据声源方位旋转为目标的设计方案。将安防声像采集装置划分为声音信号采集、声音信号处理以及摄像头定位声源方位这几个主要模块。其中,各功能模块以单片机作为控制核心,连接上位机系统与实体装置,实现了总体系统的目标功能,即接收声源信号参数并以此为依据控制摄像头的旋转方位、旋转角度、旋转速率和启停等。依据整个系统的功能分析,本文设计并实现了完整装置的各项功能:采用隔音性能良好的吸音壁纸作为制作声源隔音装置的材料,搭建内部吸收目标声源且外部反射干扰声源的隔音装置;针对实现输出与声波相对应的电压信号以作为反应声音幅值与变化的依据,提出了设计以驻极体电容话筒为核心的声音信号采集电路;针对实现直观比较声音大小与分析参数相关性的目的,将采集到的声音信号通过放大电路、整形电路与A/D转换等信号处理后,由单片机接收数字量参数并存储;针对实现摄像头能够定位声源从而高效智能地采集视频数据,提出以单片机作为控制核心以实现各部分功能模块的联结与控制。搭建了各部分硬件设计模块,包括步进电机驱动、声音信号传输、数码管显示、按键输入、延时与USB供电等;在Keil μVision4环境下进行系统模块化结构软件设计。最后,在实验室环境下进行了声音信号采集与摄像头定位声源方位的功能测试。根据R语言曲线拟合函数的基本原理将声源信号参数进行RGui函数拟合,利用拟合函数进行测试角度计算,得到与真实测量值在合理误差范围内的结果。在OriginPro 8.5环境下分析并绘制由拟合函数得到的计算角度与真实测试角度之间的对比曲线图。分析实验结果得出结论,即测试角度与测试数据之间存在一定的线性相关关系,可以根据三个方向上数值的相对大小来估测声源方向,验证了声音信号采集模块的功能完整性。依据声音信号参数与测试角度之间的相关性,测试基于单片机控制的摄像头的旋转方向、旋转角度、旋转速率与启停等。测试结果表明,系统各项功能指标均满足设计需求,验证了设计方案的可行性与完整性。