一种声压感应器及其报警方法
【专利摘要】本发明涉及一种声压感应器及其报警方法。该报警方法包括：输入监控区域的音频信号；将所述音频信号进行处理；对所述音频信号进行多次采样后，计算出与所述音频信号对应的声音分贝值；根据所述声音分贝值的大小，确定是否输出报警信号。本发明通过采集监控区域的音频信号，根据音频信号计算对应的声音分贝值，再根据声音的分贝值确定是否输出报警信号，可有效地提高监控系统的使用效能，有效地防范自助银行、金库等敏感区域在夜间或高危时段可能出现的突发事件，保障人身设备安全。
【专利说明】一种声压感应器及其报警方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及感应器领域，尤其涉及一种声压感应器及其报警方法。
【背景技术】
[0002]目前安防领域存在的一大问题就是预警功能不足，通常只能在事故发生之后进行追踪分析。即便找出了原因，损失往往也无法弥补。
[0003]对于视频监控，目前主要采用以硬盘录像机为主的集中监控系统，一般在应急场所安装摄像机，由监控中心集中监控。很多监控中心所连接的摄像机数量过多，可能多至数千台，值班人员往往没有能力和精力对每个画面进行监看。视频分析软件作为辅助手段应用在极少数监控中心，但当前存在功能不完善、误报漏报率高等缺点，无法有效提高视频监控效率。因此，应急场所一旦出现问题往往无法及时解决，遇到紧急情况更是求助无门。
[0004]对于音频监控，目前主要通过拾音器对监控区域的声音进行录制，但因为监控场所过多，并不对声音进行实时监听。现场发出异常声音并不能及时被监控系统所识别并报警，例如受害者的呼救声或是对取款设备的打砸声。另一种监控方式是通过对讲机和现场进行对话，比如，当求助者按下求助按钮，监控中心会有报警提示并弹出视频，值班人员可以与求助者进行通话并给予帮助。然而当发生暴力事件时，歹徒可能会破坏对讲机。再者，求助者会因为根本不会使用对讲机而无法得到帮助，或者会使用对讲机但迫于歹徒的威胁或当时环境混乱，而难以使用对讲机进行求助。迄今为止，尚未有利用对讲机进行报警的案例。
[0005]对于报警器监控，目前主要通过红外或双鉴报警器对应急场所人员出入进行监控，通过震动报警器对取款设备进行监控。但红外或双鉴报警器只能识别人员的进出和移动，无法区分正常与异常情况。震动报警器只对满足一定力度和频度的震动进行报警，无法对打砸取款设备显示屏等不满足报警条件的震动进行报警。因此报警器更多的是应用在判断是否有人，而不是应用在对异常情况进行报警。
[0006]综上所述，如何能实现实时监控，对异常情况及时进行报警，变“事后追踪”为“事前预防”，成为安防行业亟待解决的问题。
[0007]目前还未发现有对音频进行实时监控报警的相关产品。
【发明内容】
[0008]本发明的目的旨在解决现有技术中存在事前预警功能不足的问题，从而提供一种声压感应器及其报警方法。
[0009]在第一方面，本发明提供了一种声压感应器的报警方法。该方法包括:输入监控区域的音频信号；将所述音频信号进行处理；对所述音频信号进行多次采样，计算出与所述音频信号对应的声音分贝值；根据所述声音分贝值的大小，确定是否输出报警信号。
[0010]在第二方面，本发明还提供了一种用于报警的声压感应器。该声压感应器包括:音频信号输入模块，用于输入监控区域的音频信号；音频信号处理模块，用于将所述音频信号进行相关处理后再送入微处理器；以及微处理器，用于计算所述音频信号对应的声音分贝值，并根据声音分贝值确定是否输出报警信号。
[0011]本发明通过采集监控区域的音频信号，根据音频信号计算对应的声音分贝值，再根据声音的分贝值确定是否输出报警信号，可有效地提高监控系统的使用效能，有效地防范自助银行、金库等敏感区域在夜间或高危时段可能出现的突发事件，保障人身设备安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是根据本发明实施例的用于报警的声压感应器电路原理图；
[0013]图2是根据本发明实施例的用于报警的声压感应器结构框图；以及
[0014]图3是根据本发明实施例的声压感应器的报警方法流程图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本【技术领域】的人员更好的理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一电路实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016]图1是根据本发明实施例的用于报警的声压感应器电路原理图。
[0017]如图1所示，该实施例的电路原理图包括电源供给部分、感应信号输入端、音频信号输入端、音频信号处部分、单片机、按键设置部分、报警输出部分和数码管显示部分。
[0018]电源供给部分包括+12V电源、防反极性二极管D1、线性稳压电源U2和线性稳压电源U3。线性稳压电源具有输出电压波纹小、噪音低、输入电压范围宽等优点，并具有过流、过热及反接保护功能。防反极性二极管Dl的正极和电源+12V电源正端相连，负极和线性稳压电源U2、U3的输入端相连。+12V电源通过二极管Dl后分两路，一路接线性稳压电源U2，一路接线性稳压电源U3，线性稳压电源U2采用7805，线性稳压电源U3采用7809，继而产生稳定的+5V和+9V的电压。线性稳压电源U2用于驱动单片机U1、按键U5、继电器U7、数码管U6和发光二极管D2、D3。线性稳压电源U3用于为音频处理电路供电，+9V电压经电阻R4和R5串联分压后，产生+4.5V的电压供给音频处理电路。本领域的普通技术人员应当理解，电源供给部分还可以采取其它类型的稳压电路。
[0019]感应信号输入端内接电阻Rl—引脚，经电阻Rl另一引脚与单片机一引脚相接，用于将检测到的感应信号输入单片机。感应信号输入端可外接入侵探测器或继电器，进而获取监控区域的感应信号。单片机获取感应信号后，将相应的控制信号经电阻R2后，点亮发光二极管D2，指示声压感应器正在运行。
[0020]音频信号输入端内接音频信号处理电路中运算放大器的反相输入端，用于将采集到的音频信号送入音频处理电路。可外接有源拾音器或无源拾音器，进而采集音频信号。
[0021]音频信号处理电路包括运算放大器，用于对采集到的音频信号进行滤波、隔直、衰减和偏移处理，使单片机能采到准确的信号。由于单片机AD的采样范围为0-5V，而输入的音频信号含有负电压值，所以采样前需叠加一个直流分量。即将线性稳压电源U2的+9V电压经电阻R4和R5串联分压，用电压跟随器输出+4.5V做偏移电压，送入运算放大器的同相输入端，反相输入端与音频信号米集电路的拾音器相接，输出端与单片机一引脚相接。
[0022]单片机用于接收感应信号和音频信号，并根据感应信号和音频信号产生驱动控制信号，单片机预先将设定的报警阈值存储在E2PROM存储器中。当感应信号检测电路检测到监控区域有感应信号时，单片机点亮发光二级管D2，同时控制音频信号采集装置进行音频信号的采集，采集到的音频信号经音频信号处理器处理后再送入单片机，单片机对输入的音频信号进行多次采样，根据声压级的理论公式算出音频信号对应的声音分贝值，若得出的声音分贝值超过E2PROM存储器中设定的报警阈值，则单片机输出报警控制信号，控制继电器U7吸合，点亮发光二极管D3，指示报警状态。
[0023]按键设置部分可完成声压感应器的一系列功能设置，上电时，通过按键设置报警阈值、数码管显示时间、报警信号持续时间(继电器保持时间)、拾音器接入类型(有源拾音器或无源拾音器)和感应信号的输入类型(常开或常闭)。每次设置完成，单片机自动将设置的信息存储在E2PROM存储器中，即使断电，设置信息也不会丢失。
[0024]报警输出部分包括继电器U7、三极管Q1、电阻R3和发光二极管D3，继电器U7触点容量为1A030VDC，同时提供常开点和常闭点，并通过发光二极管D3指示报警状态。还可接灯泡、报警主机、DVR等进行报警联动。三极管Ql用于放大单片机Ul输出的电流信号，以驱动继电器U7。三极管Ql的基极与单片机U7的一引脚相接，用于接收单片机输出的报警信号，发射极接地，集电极与继电器U7的一引脚相接。
[0025]数码管显示部分包括数码管U6，与单片机一引脚相接，用于显示状态及设置信息。
[0026]图2是根据本发明实施例的用于报警的声压感应器结构框图。
[0027]如图2所示，该声压感应器包括电源供给模块、微处理器、感应信号输入模块、音频信号输入模块、音频信号处理模块、按键设置模块、报警输出模块和数码管显示模块。其中，感应信号输入模块、音频信号处理模块、按键设置模块、报警输出模块和数码管显示模块分别于处理器相接，音频信号输入模块与音频信号处理模块相接。
[0028]声压感应器工作时，首先通过按键设置模块进行一系列参数设置，如设置报警阈值、数码管显示模块的显示时间、报警输出模块的继电器保持时间、音频信号接入模块的拾音器类型和感应信号输入模块的信号输入类型(常开或常闭)。每次设置完成，自动将设置的信息存储在E2PROM存储器中，即使断电，设置信息也不会丢失。当感应信号输入模块输入感应信号后，微处理器控制与音频信号输入模块外接的拾音器进行音频信号的采集，通过音频信号输入模块将音频信号送入音频信号处理模块，音频信号处理模块将音频信号进行滤波、隔直、衰减及偏移等处理后在送入微处理器，微处理器对接收到的音频信号进行多次采样，并根据声压级的理论计算公式计算出声音分贝值。若得出的声音分贝值大于微处理器E2PROM存储器中预设的报警阈值时，则将报警信号送入报警输出模块，通过报警输出模块进行报警指示。
[0029]图3是根据本发明实施例的声压感应器的报警方法流程图。
[0030]在步骤301，输入监控区域的音频信号，其中，在输入监控区域的音频信号之前还包括:确定是否有感应信号输入，若有，则执行音频信号的采集，若无，则不进行音频信号采集。
[0031]在步骤302，将步骤301所输入的音频信号进行滤波、隔直、衰减和偏移处理后送入微处理器。[0032]在步骤303，对步骤302中的输入的音频信号进行多次采样，计算出与所述音频信号对应的声音分贝值。
[0033]在步骤304，根据步骤303中所述声音分贝值的大小，确定是否输出报警信号。若声音分贝值大于报警阈值，则进行报警指示。
[0034]专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0035]结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程存储器(EPR0M)、电可擦除可编程存储器(E2PR0M)、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或【技术领域】内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0036]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种声压感应器的报警方法，其特征在于，包括以下步骤: 输入监控区域的音频信号； 将所述音频信号进行处理； 对所述音频信号进行多次采样后，计算出与所述音频信号对应的声音分贝值； 根据所述声音分贝值的大小，确定是否输出报警信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在输入监控区域的音频信号之前还包括:确定是否有感应信号输入，若有，则执行音频信号的采集，若无，则不进行音频信号采集。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对音频信号进行处理具体包括:将音频信号进行滤波、隔直、衰减及偏移处理，以便微处理器获取准确的信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算得出声音分贝值大于预设的报警阈值时，则输出报警信号，并通过LED灯指示报警状态。
5.一种用于报警的声压感应器，其特征在于，包括: 音频信号输入模块，用于输入监控区域的音频信号； 音频信号处理模块，用于将所述音频信号进行相关处理后再送入微处理器；以及 微处理器，用于计算所述音频信号对应的声音分贝值，并根据声音分贝值确定是否输出报警信号。
6.根据权利要求5所述的声压感应器,其特征在于,还包括感应信号输入模块,用于输入监控区域的感应信号，以便微处理器决定是否对输入的音频信号进行采样计算。
7.根据权利要求6所述的声压感应器，其特征在于，所述感应信号输入模块外接入侵探测器或继电器。
8.根据权利要求5所述的声压感应器，其特征在于，所述音频信号输入模块外接有源拾音器或无源拾音器。
9.根据权利要求5所述的声压感应器，其特征在于，所述音频信号处理模块包括运算放大器，用于将所述音频信号进行滤波、隔直、衰减及偏移处理，以便微处理器获取准确的信号。
10.根据权利要求5所述的声压感应器，其特征在于，还包括数码管显示模块，用于显示状态和设置信息。
11.根据权利要求5所述的声压感应器,其特征在于，还包括报警输出模块，用于报警输出。
12.根据权利要求5所述的声压感应器，其特征在于，还包括按键设置模块，用于设置报警阈值、数码管显示时间、报警持续时间、拾音器接入类型和感应信号的输入类型。
【文档编号】G08B13/16GK103632474SQ201310598320
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】李胜利, 柏正超, 邱骏, 嵇海燕 申请人:南京新索奇科技有限公司