一种基于语音关键词匹配技术的安防报警装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，包括语音采集设备和报警设备，同时还包括关键词提取与匹配装置和微控制器，关键词提取与匹配装置读取经过处理之后的现场语音信息并与事先保存好的关键词语音数据匹配，微处理器读取并控制关键词提取与匹配装置，若匹配成功则控制GPRS无线发射模块发送报警信息，通过该系统，可以使报警更加安全、及时。
【专利说明】—种基于语音关键词匹配技术的安防报警装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及信号控制、处理技术，具体涉及一种基于语音关键词匹配技术的智能报警系统。
【背景技术】
[0002]网络金融服务业和一些如金店的商铺的安全保卫关系到社会稳定和人民财产安全，一直以来都是安全防范行业发展的重点。随着银行网点，和贵重商店的日益普及和社会治安形势的日益严峻，针对如银行机构的刑事、治安案件明显上升。银行系统对于安防产品的需求已经从简单的产品需求，向完善的全系列产品和解决方案的需求、高新技术的需求转变。利用先进的报警装置来避免更大的损失已经成为人们关注的重点。
[0003]现有报警装置一般设置手动、脚挑式和无线遥控紧急报警装置及联防警铃，安装在营业柜台、出纳室、金库保安室等处。当发生意外情况时，工作人员必须移动身体去触发报警装置。但当劫匪限制了工作人员的人身自由时，报警装置将无法触发。
[0004]目前我国现场安全防范技术取得了很大的进步，报警监控系统也已遍布全国各金融机构，但是随着银行、金店等的快速发展，传统的安防系统已不适应时代的需要了，必须对其进行升级改造，确保工作人员和财产安全。
实用新型内容
[0005]为了解决上述问题，本实用新型涉及一种基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，包括语音采集设备和报警设备，还包括关键词提取与匹配装置和微控制器及GPRS无线发射接口，通过语音采集设备采集并处理现场声音，并由关键词提取与匹配装置将现场声音进行关键词提取以及与存储芯片中的关键词进行匹配，如果匹配成功，再利用与报警系统互联的GPRS无线发射接口来触发报警系统进行报警。
[0006]优选的是，所述语音采集设备连接滤波芯片的起始端。
[0007]在上述任一方案中优选的是，所述滤波芯片末端连接语音放大芯片的起始端。
[0008]在上述任一方案中优选的是，所述语音放大芯片末端连接所述关键词提取与匹配装置的起始端。
[0009]在上述任一方案中优选的是，所述关键词提取与匹配装置的起始端还连接关键词数据存储芯片。
[0010]在上述任一方案中优选的是，关键词提取与匹配模块读取经过处理之后的现场语音信息并与事先保存好的关键词语音数据匹配，微处理器读取并控制关键词提取与匹配装置，若匹配成功则控制GPRS无线发射模块发送报警信息。
[0011]在上述任一方案中优选的是，所述关键词提取与匹配装置的控制口连接所述微控制器。
[0012]在上述任一方案中优选的是，所述微控制器另一端连接GPRS无线发射接口。
[0013]在上述任一方案中优选的是，所述GPRS无线发射接口为标准异步通信串口RS232。
[0014]在上述任一方案中优选的是，所述语音放大芯片采用8002B语音放大器。
[0015]在上述任一方案中优选的是，该放大器具有关断功能，高电平状态下将进入关断模式，此时功耗极低，电流仅为0.6uA。
[0016]在上述任一方案中优选的是，由于现场声音环境复杂，故选用专业的拾音器，所述语音采集设备采用KZ-502B降噪拾音器。
[0017]在上述任一方案中优选的是，声音信号经过两个管脚进入KZ-502B降噪拾音器后，采用两个电容来起到隔直流滤波的作用。
[0018]在上述任一方案中优选的是，所述数据存储芯片为W25P40芯片。
[0019]在上述任一方案中优选的是，所述W25P40芯片容量大小为32Mbit，以每个关键词语音为1Kbit计算，该芯片可以存储约3200个语音关键词，足够包括常见的敏感语音信息，并通过微控制器STC10L08XE进行控制。
[0020]在上述任一方案中优选的是，所述控制端口选用普通I/O 口控制。
[0021]在上述任一方案中优选的是，所述的微控制器采用STC10L08XE单片机作为信息处理的核心部分。
[0022]在上述任一方案中优选的是，所述关键词提取与匹配装置的内置芯片为集成语音识别技术的LD3320芯片。
[0023]在上述任一方案中优选的是，所述LD3320芯片有外接晶振提供22.1184MHz的时钟。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是按照本实用新型的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置的一优选实施例的结构图。
[0025]图2是按照本实用新型的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置的图1所示实施例的语音功率放大与滤波示意图。
[0026]图3是按照本实用新型的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置的图1所示实施例的数据存储芯片示意图。
[0027]图4是按照本实用新型的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置的图1所示实施例的关键词提取与匹配装置的LD3320芯片工作原理图。
[0028]图5是按照本实用新型的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置的图1所示实施例的GPRS接口电路示意图。
[0029]图6是按照本实用新型的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置的图1所示实施例的报警系统流程图。
【具体实施方式】
[0030]为了使报警更及时、更安全，本实用新型涉及一种基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，包括语音采集设备和报警设备，还包括关键词提取与匹配装置和微控制器及GPRS无线发射接口，通过语音采集设备采集并处理现场声音，并由关键词提取与匹配装置将现场声音进行关键词提取以及与存储芯片中的关键词进行匹配，如果匹配成功，再利用与报警系统互联的GPRS无线发射接口来触发报警系统进行报警。
[0031]如图1所示，为整个系统的总体设计框图，语音采集模块采集现场声音，由于现场声音环境复杂，故选用专业的拾音器，采集到的语音信息经过功率放大和滤波处理得到比较清晰的现场环境语音信息。关键词提取与匹配模块读取经过处理之后的现场语音信息并与事先保存好的关键词语音数据匹配。微处理器读取并控制关键词提取与匹配模块，若匹配成功则控制GPRS无线发射模块发送报警信息。
[0032]在本实施例中，拾音器的选择采用安防/监控专用KZ-502B降噪拾音器，GPRS无线发射模块的选择采用SIM800E的GSM/GPRS发射模块。
[0033]KZ-502B降噪拾音器作为通用的安防监控设备，是用来采集现场声音的一个配件，一种靠接收声音震动，将声音放大的电声学仪器，灵敏度较高，在80平方米教室里采集对话音频信号很清晰。如图2所示，拾音器接收到的语音信号连接到ADC_R和ADC_L，并通过电容C29、C30的过滤之后连接到语音功率放大芯片进行功率放大输出。
[0034]功率放大器选用音频专用放大器8002B，该放大器具有关断功能，如图2所示，当I管脚为高电平时将进入关断模式，此时功耗极低，电流仅为0.6uA。
[0035]SIM800E是一款纯数据的双频GSM/GPRS模块，SMT封装，可以低功耗地实现短消息、数据和传真信息的传输。模块尺寸紧凑(24*21*3mm)，适用于各种紧凑型的产品设计。其领先的工业级特性非常适合于纯数据传输应用，如智能表计、无线POS等。
[0036]在本实施例中，所述语音采集设备连接滤波芯片的起始端，滤波芯片末端连接语音放大芯片的起始端，所述关键词提取与匹配装置的起始端还连接关键词数据存储芯片，关键词提取与匹配模块读取经过处理之后的现场语音信息并与事先保存好的关键词语音数据匹配，微处理器读取并控制关键词提取与匹配模块，若匹配成功则控制GPRS无线发射模块发送报警信息。
[0037]如图3所示，数据存储选用W25P40芯片，该芯片容量大小为32Mbit，以每个关键词语音为1Kbit计算，该芯片可以存储约3200个语音关键词，足够包括常见的敏感语音信息。STC10L08XE单片机通过普通I/O 口控制。
[0038]上述的STC10L08XE单片机作为作为信息处理的核心部分集成在微控制器中，并通过控制口控制所述关键词提取与匹配装置，同时，也控制GPRS无线发射接口。
[0039]语音关键词的提取与匹配是本系统的核心，本装置选用一种带语音识别的芯片LD3320,图4为LD3320的工作原理图，LD3320芯片是一款语音识别专用芯片，它集成了语音识别处理器和一些外围电路。芯片时钟有外接晶振提供22.1184MHz的时钟，该芯片提供了两种操作方式，分别是SPI串行控制和8位并行控制。考虑到实时性要求，本设计采用并行控制。数据端口接STC10L08XE的PO 口，控制口接单片机的P3.6和P3.7。
[0040]其中关键词提取与匹配用到了语音处理专用芯片LD3320，微控制器使用STC10L08XE单片机，STC10L08XE单片机的PO 口连接LD3320的数据口，STC10L08XE单片机的P3.6，P3.7 口分别连接LD3320的第42和第45管脚，控制LD3320的读写。
[0041]在本实施例中，STC10L08XE单片机与GPRS无线发射模块通过标准UART串口连接，所以STC10L08XE单片机的P3.0 口连接GPRS模块的TXD，P3.1 口连接GPRS模块的RXD。
[0042]如图4所示，现场语音声音信号经过放大滤波之后接入LD3320的13和14管脚，数据存储器接入LD3320的39，40, 41管脚，微控制器STC10L08XE连接LD3320的34至38管脚和第42和第45管脚，图4为LD3320的工作原理图，LD3320集成了语音识别处理器和一些外围电路，包括AD、DA装换器、麦克风接口、声音输出接口等，该芯片不需要编写复杂的声音识别算法，可以自动匹配识别声音，具体控制流程为，通过STC10L08XE单片机向LD3320输入LD_reSet O函数，使芯片复位，之后需要语音识别用初始化，并把语音关键词写入识别列表。
[0043]由于GPRS模块的数据传输接口为标准异步通信串口 RS232，故本设计需要设计标准RS232接口电路，如图5所示，通过两个管脚分别连接微控制器STC10L08XE单片机P3.0，P3.1管脚，STC10L08X单片机通过串口中断向GPRS模块发送信息。
[0044]系统程序主要包括主程序和中断处理子程序，如图6所示，主要步骤如下:
[0045]步骤一:发送指令LD_init O使LD3320语音识别芯片初始化；
[0046]步骤二:串口中断初始化，发送指令ES=I，设置为串口中断；
[0047]步骤三:语音识别对比，进入语音对比子程序，对比事先录制好的语音关键词；
[0048]步骤四:向串口发送识别结果。
[0049]在步骤三中，语音关键词对比如果相同则进行报警，如果不匹配，则返回语音识别，从新判断下一条语音是否与语音存储芯片中的语音相同。
[0050]采用语音识别技术进行自动报警具有如下优势:
[0051]I)通过语音识别芯片，自动识别语音关键词。
[0052]2)采用独立系统，方便与现有报警系统互联。
[0053]3)比现有手动报警装置更及时安全。
[0054]4) 识别率高。
[0055]需要说明的是，按照本实用新型的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置括上述实施例中的任何一项及其任意组合，但上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，包括语音采集设备和报警设备，其特征在于还包括关键词提取与匹配装置和微控制器。
2.如权利要求1所述的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，其特征在于:所述语音采集设备连接滤波芯片的起始端。
3.如权利要求2所述的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，其特征在于:所述滤波芯片末端连接语音放大芯片的起始端。
4.如权利要求3所述的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，其特征在于:所述语音放大芯片末端连接所述关键词提取与匹配装置的起始端。
5.如权利要求4所述的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，其特征在于:所述关键词提取与匹配装置的起始端还连接关键词数据存储芯片。
6.如权利要求5所述的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，其特征在于:所述关键词提取与匹配装置的控制口连接所述微控制器。
7.如权利要求6所述的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，其特征在于:所述微控制器另一端连接GPRS无线发射接口。
8.如权利要求7所述的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，其特征在于:所述GPRS无线发射接口为标准异步通信串口 RS232。
9.如权利要求3所述的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，其特征在于:所述语音放大芯片采用8002B语音放大器。
10.如权利要求1所述的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，其特征在于:所述语音采集设备采用KZ-502B降噪拾音器。
11.如权利要求5所述的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，其特征在于:所述数据存储芯片为W25P40芯片。
12.如权利要求1所述的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，其特征在于:所述的微控制器采用STC10L08XE单片机作为信息处理的核心部分。
13.如权利要求1所述的基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，其特征在于:所述关键词提取与匹配装置的内置芯片为集成语音识别技术的LD3320芯片。
【文档编号】G08B13/00GK204044950SQ201420236095
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】高美娟, 张松松, 田景文, 朱学葵, 戈广双, 李尚年, 徐启槟, 孙啸 申请人:北京联合大学