一种不需要按钮的门铃及其实现方法

1.本发明涉及一种门铃及其实现方法。


背景技术：

2.传统的门铃一定要在门上安装一个按钮，按钮与蜂鸣器连接。当按钮被按下时触发蜂鸣器报警，从而告知主人来开门。例如在先公开的专利《一种门铃结构》里设计门前底部设置一个脚垫，在脚垫里设置门铃按钮，从而无论人们高矮、无论人们是否方便用手(如手里提着东西)，都可以容易地使用脚踩的方式进行按铃。而专利《懒人门铃》使用电子通信手段，在进门者按下门铃后触发门上摄像头抓取人脸，通过wifi发送到主人手机；主人根据需要决定是否与进门者通话(喊话)，或者也可以进行远程控制开门，而不必走到门边处。这里也有一个按钮装置，且触发开门的方式更复杂，也更方便、更人性化和自动化。
3.从上面两个例子看到，门铃几乎都有按钮和按钮按下后触发的报警装置(在懒人门铃里就是发送照片到主人手机)两个组成部分。这意味着这两部分之间无论使用有线还是无线都需要一定的通信成本，也意味着系统一定的复杂程度，从而意味着系统因复杂而增加了的故障率。图1为传统的门铃结构。


技术实现要素：

4.为了克服已有门铃的系统复杂、故障率较高的不足，本发明提供了一种简化结构、降低故障率的不需要按钮的门铃及其实现方法
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种不需要按钮的门铃，包括电池模块、接触式麦克风、主控mcu芯片和蜂鸣器，所述电池模块与接触式麦克风、主控mcu芯片和蜂鸣器连接，所述接触式麦克风与主控mcu芯片连接，所述主控mcu芯片与蜂鸣器连接；所述接触式麦克风是能够接收固体传导声音，却对空气传导声音不敏感的传感器，接触式麦克风在供电时处于开启状态，用于实时监听墙面或门面传递的固体表面声波；所述主控mcu模块分析采集的声波数据，滤除偶尔误触碰门面，或者风吹门面，以及关门开门的碰击声，识别出间隔短促、持续两三下的敲击声脉冲，将其识别为敲门声，然后出发蜂鸣器报警。
7.一种不需要按钮的门铃的实现方法，包括以下步骤：
8.1).接触式麦克风开启处于工作状态，并与门面或墙面保持接触；
9.2).接触式麦克风采集固体表面声波数据；
10.3).主控mcu模块分析声波数据，识别出敲门声；
11.4).主控mcu模块触发蜂鸣器发声报警。
12.进一步，所述步骤3)中，检测识别敲门声的步骤如下，
13.3.1)计算实时的声波能量，当当前帧能量高于设定分贝，且是时间线上的峰值，则判定为声脉冲；
14.3.2)如果碰到一个脉冲，则缓存后面3秒的数据；
15.3.3)分析这3秒数据里是否还有其它峰值脉冲，如果有，说明能提取出脉冲，则计算这些峰值的时间间隔，如果没有，说明提取不出脉冲，则返回3.1)；
16.3.4)当这些峰值数时间间隔在设定毫秒以上时，判断为敲门声，否则返回3.1)。
17.优选的，所述3.1)中，设定分贝为60分贝。当然，也可以是其他数值。
18.所述3.3)中，所述峰值脉冲的能量高于60分贝。当然，也可以是其他数值。
19.所述3.4)中，设定毫秒为100毫秒。当然，也可以是其他数值。
20.本发明的有益效果主要表现在：简化结构、降低故障率。
附图说明
21.图1是传统的门铃的二元结构图。
22.图2是本发明的使用场景图，其中，1是门，2是不需要按钮的门铃，3是墙壁。
23.图3是本发明的原理框图。
24.图4是本发明的工作流程图。
25.图5是通过表面声波识别敲门声的流程图。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明作进一步描述。
27.参照图2～图5，一种不需要按钮的门铃，包括电池模块、接触式麦克风、主控mcu芯片和蜂鸣器，所述电池模块与接触式麦克风、主控mcu芯片和蜂鸣器连接，所述接触式麦克风与主控mcu芯片连接，所述主控mcu芯片与蜂鸣器连接；所述接触式麦克风是能够接收固体传导声音，却对空气传导声音不敏感的传感器，接触式麦克风在供电时处于开启状态，用于实时监听墙面或门面传递的固体表面声波；所述主控mcu模块分析采集的声波数据，滤除偶尔误触碰门面，或者风吹门面，以及关门开门的碰击声，识别出间隔短促、持续两三下的敲击声脉冲，将其识别为敲门声，然后出发蜂鸣器报警。
28.一种不需要按钮的门铃的实现方法，包括以下步骤：
29.1).接触式麦克风开启处于工作状态，并与门面或墙面保持接触；
30.2).接触式麦克风采集固体表面声波数据；
31.3).主控mcu模块分析声波数据，识别出敲门声；
32.4).主控mcu模块触发蜂鸣器发声报警。
33.进一步，由于家居环境里，大门在非访客敲门时仍有几种被“触碰”或“敲击”的可能，分别是是风吹、人或宠物的身体触碰，开门或关门，等等，这几种情形也会引起门及墙面的振动发声，所以需要和访客敲门进行区分。
34.具体的通过表面声波数据的分析，算法框图如图5；
35.所述步骤3)中，检测识别敲门声的步骤如下，
36.3.1)计算实时的声波能量，当当前帧能量高于60分贝，且是时间线上的峰值，则判定为声脉冲；
37.3.2)如果碰到一个脉冲，则缓存后面3秒的数据；
38.3.3)分析这3秒数据里是否还有其它峰值脉冲，所述峰值脉冲的能量高于60分贝，如果有，说明能提取出脉冲，则计算这些峰值的时间间隔，如果没有，说明提取不出脉冲，则
返回3.1)；
39.3.4)当这些峰值数时间间隔在100毫秒以上时，判断为敲门声，否则返回3.1)。
40.本实施例提供一个不需要按钮的门铃设计，它只包含报警装置，结构简单，安装简便。它触发报警装置的机制仍旧是传统的手指叩门(或者任意的轻轻敲击门面)，无论门面被敲击的声音大小如何，都会触发报警装置发出“叮咚”声。图2示意了门铃的使用场景。
41.本实施例的装置可以安装在门后的门面，也可以安装在离门稍远的墙面上。该装置的结构图如图3。
42.本说明书的实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，仅作说明用途。本发明的保护范围不应当被视为仅限于本实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本发明构思所能想到的等同技术手段。


技术特征：
1.一种不需要按钮的门铃，其特征在于，所述门铃包括电池模块、接触式麦克风、主控mcu芯片和蜂鸣器，所述电池模块与接触式麦克风、主控mcu芯片和蜂鸣器连接，所述接触式麦克风与主控mcu芯片连接，所述主控mcu芯片与蜂鸣器连接；所述接触式麦克风是能够接收固体传导声音，却对空气传导声音不敏感的传感器，接触式麦克风在供电时处于开启状态，用于实时监听墙面或门面传递的固体表面声波；所述主控mcu模块分析采集的声波数据，滤除偶尔误触碰门面，或者风吹门面，以及关门开门的碰击声，识别出间隔短促、持续两三下的敲击声脉冲，将其识别为敲门声，然后出发蜂鸣器报警。2.一种如权利要求1所述的不需要按钮的门铃的实现方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1).接触式麦克风开启处于工作状态，并与门面或墙面保持接触；2).接触式麦克风采集固体表面声波数据；3).主控mcu模块分析声波数据，识别出敲门声；4).主控mcu模块触发蜂鸣器发声报警。3.如权利要求2所述的不需要按钮的门铃的实现方法，其特征在于，所述步骤3)中，检测识别敲门声的步骤如下，3.1)计算实时的声波能量，当当前帧能量高于设定分贝，且是时间线上的峰值，则判定为声脉冲；3.2)如果碰到一个脉冲，则缓存后面3秒的数据；3.3)分析这3秒数据里是否还有其它峰值脉冲，如果有，说明能提取出脉冲，则计算这些峰值的时间间隔，如果没有，说明提取不出脉冲，则返回3.1)；3.4)当这些峰值数时间间隔在设定毫秒以上时，判断为敲门声，否则返回3.1)。4.如权利要求3所述的不需要按钮的门铃的实现方法，其特征在于，所述3.1)中，设定分贝为60分贝。5.如权利要求3所述的不需要按钮的门铃的实现方法，其特征在于，所述3.3)中，所述峰值脉冲的能量高于60分贝。6.如权利要求3所述的不需要按钮的门铃的实现方法，其特征在于，所述3.4)中，设定毫秒为100毫秒。

技术总结
一种不需要按钮的门铃，包括电池模块、接触式麦克风、主控MCU芯片和蜂鸣器，电池模块与接触式麦克风、主控MCU芯片和蜂鸣器连接，接触式麦克风与主控MCU芯片连接，主控MCU芯片与蜂鸣器连接；接触式麦克风是能够接收固体传导声音，却对空气传导声音不敏感的传感器，接触式麦克风在供电时处于开启状态，用于实时监听墙面或门面传递的固体表面声波；所述主控MCU模块分析采集的声波数据，滤除偶尔误触碰门面，或者风吹门面，以及关门开门的碰击声，识别出间隔短促、持续两三下的敲击声脉冲，将其识别为敲门声，然后出发蜂鸣器报警。以及提供一种不需要按钮的门铃的实现方法。本发明简化结构、降低故障率。降低故障率。降低故障率。


技术研发人员：陆成刚
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2021.07.12
技术公布日：2021/11/23