一种可预警提示的电声通话装置及使用方法与流程

1.本发明属于防毒面具通话技术领域，特别涉及一种可预警提示的电声通话装置及使用方法。


背景技术：

2.目前，现有防毒面具电声通话器多为扩音型电声通话器，不具备远程通讯及预警能力，已经难以满足现代化信息化作业需求，作业人员在作业过程中，往往需要多种通信方式与班组和指挥中心通信互联，及时了解作业人员现场情况，同时作业人员进入复杂的毒气环境，当出现中毒等情况需要紧急救援时，若不能及时预警，提醒附近作业人员及指挥中心进行施救，会给作业人员的现场作业带来极大的安全隐患。针对上述问题，急需设计一种可预警提示的电声通话装置。
3.例如专利号为“cn204272379u”名称为“防毒面具电声通话器”的专利，公开了一种由主体、拾音器组成，主体扣装在防毒面具前端的外侧，拾音器安装在防毒面具前端的内侧，且拾音器上连接送话插座；主体由壳体和设置在壳体内的扬声器、电池、电路板构成，且扬声器位于壳体内前方、电池位于壳体内后方；壳体的后端面上具有送话插头，并使送话插头与送话插座连接；电路板上设有信号处理器、音频功率放大器，信号处理器输入端与送话插头连接，输出端与音频功率放大器输入端连接，音频功率放大器输出端接扬声器；壳体的下部具有呼气通路，且呼气通路的进口端与防毒面具前端的呼气阀出口对应，出口端位于壳体下方；本实用新型能够显著提高佩戴人员的语音交流能力，具有话音失真小、通话距离远等特点。但是该装置依然无法解决在地下、封闭空间等通信不佳的环境中，对使用者出现紧急情况时提供快速响应、及时预警并迅速救援的功能。
4.因此，需要设计一种可预警提示的电声通话装置及使用方法来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种可预警提示的电声通话装置及使用方法，可以提供多种通信方式与班组之间和指挥中心通信互联，及时了解作业人员现场情况，同时当出现中毒等情况时，可以及时的进行智能预警，自动提醒附近作业人员及指挥中心进行施救；可以通过判定使用人员姿态从而判断佩戴者的安全状况，并及时通过电声之间蓝牙组网互联，将相关数据在场景中的其余电声装置间进行共享，可以通过任意其他一台电声将待救援的电声的位置、姿态信息传输给指挥中心以及附近的其它使用者，从而进行快速施救，避免了使用环境信号不佳时导致的数据传递不畅、影响施救效率的问题；可有效解决现场作业人员远程通话问题，保障作业人员生命安全。
6.为实现上述技术效果，本发明所采用的技术方案是：一种可预警提示的电声通话装置，包括电声通话主腔体，电声通话主腔体正面设置有按键模块和扩音通话口，扩音通话口上设置有微型扩音器；电声通话主腔体侧面设置有充电接口；电声通话主腔体固定于连接底座上，通过连接底座与防毒面具连接，拾音器设置于防毒面具内部；电声通话主腔体内
部设置有音频系统、信号系统、运动功能系统以及电源系统。
7.进一步地，连接底座为卡扣式底座，连接底座与防毒面具接口有缝隙，不影响作业人员通过防毒面具呼气阀门片呼气。
8.进一步地，充电接口选用micro母座接口；电池为可充电锂电池，电压转换模块可输出多种电压；电池和电压转换模块给整个装置提供电源。
9.优选地，音频系统包括设置于电声通话主腔体内部的音频处理模块、存储模块以及音频解码模块。
10.优选地，信号系统包括设置于电声通话主腔体内部的功率放大模块、蓝牙模块、lte模块、射频模块和天线安装腔体, 天线安装腔体内设置有天线。
11.优选地，运动功能系统包括设置于电声通话主腔体内部的运动传感器、定位模块和姿态报警模块。
12.优选地，电源系统包括设置于电声通话主腔体内部的电压转换模块和电池仓，电池仓内设置有电池。
13.优选地，电声通话主腔体内部设置有微处理器；音频处理模块、蓝牙模块、运动传感器、定位模块、lte模块、按键模块、姿态报警模块、射频模块、存储模块和音频解码模块分别与微处理器电连接。
14.进一步地，微处理器采用高速处理器；按键模块由四个按键构成；姿态报警模块采用蜂鸣器。
15.优选地，拾音器与音频处理模块电连接，音频解码模块输出口与功率放大模块输入口电连接，功率放大模块输出口与微型扩音器电连接，天线与射频模块天线底座电连接；充电接口与电池电连接。
16.优选地，音频处理模块包括音频滤波放大处理及模数转换电路；拾音器包括单指向驻极体咪头；运动传感器包括6轴mems运动传感器。
17.优选地，射频模块为全双工射频模块。
18.优选地，上述一种可预警提示的电声通话装置的使用方法，包括以下步骤：s1：初始化音频处理模块、存储模块、微处理器、蓝牙模块、运动传感器、定位模块、lte模块、姿态报警模块、射频模块，打开微处理器中断；s2：读取运动传感器数据；读取拾音器数据；s3：读取定位模块和lte模块数据；s4：音频处理模块获取拾音器音频数据，功率放大模块驱动微型扩音器进行扩声；s5：微处理器获取拾音器音频数据，通过lte模块远程发送至外部指挥中心；s6：所有射频模块之间互联；微处理器获取拾音器音频数据，微处理器通过射频模块将音频数据发送至同频段的其他电声通话装置；各节点电声通话装置通过各自射频模块将音频数据发送至其他节点电声通话装置；同时，各节点电声通话装置通过微处理器将音频数据发送至耳机；在野外、地下以及封闭空间环境中，在依赖任何通信网络基础设施的情况下提供一种通信支撑环境，实现作业区域之间应急语音通话；s7：指挥中心发送音频数据时，微处理器获取lte模块接收指挥中心的音频数据，微处理器将音频数据发送至射频模块，通过射频模块使语音数据在工作区域内互通；同时通过微处理器输出，将音频数据发送至佩戴的耳机设备，并设置lte模块和射频模块优先
级，当同时接收到lte模块以及拾音器的音频信息时，优先将lte模块接收指挥中心的音频数据发送至耳机设备；s8：微处理器对运动传感器的姿态数据进行处理，当出现跌倒后禁止，则判断为异常姿态1，当出现静止时间大于20s，则判断为异常姿态2；s9：判断作业人员工作姿态，当作业人员出现异常姿态1或者异常姿态2，姿态报警模块发出声音报警信号，提示附近作业人员，同时lte模块将异常姿态报警数据及定位模块实时位置数据发送至指挥中心，指挥中心根据异常姿态报警数据及定位模块实时位置数据，及时对作业人员进行施救；s10：蓝牙模块与附近其他电声通话装置互联，所有蓝牙模块之间互联；当姿态报警模块发出声音报警信号时，蓝牙模块将异常姿态报警数据及定位模块实时位置数据发送至附近其他电声通话装置，通过其他电声通话装置的lte模块将异常资态报警数据及定位模块实时位置数据发送至指挥中心，避免作业人员的lte模块通信中断时，数据能及时发送至指挥中心；s11：蓝牙模块与附近其他电声互联，定位模块位置数据通过蓝牙模块在小组作业区域内共享，当两个位置数据较为接近时，微处理器对最近的一台电声位置进行标记，当姿态报警模块报警时，微处理器通过将报警信号发送至附近被标记的一台电声，进行报警提示，提示最近作业人员进行施救，可实现在野外、地下以及封闭环境中，lte模块无信号或者信号不佳时，指挥中心无法获取中毒人员异常姿态报警数据及定位模块实时位置数据紧急情况下的施救，保障作业人员安全；s12：循环s2~s11。
19.进一步地，同时投入使用的多个电声通话装置的射频模块和蓝牙模块均彼此互联，互联后每个节点都不是单独存在的无线中继器，它们之间互相联结，也就是每个节点都连接看若干个通道，以此构成一个整体的网络，这样的好处是当某条线路被阻塞或无响应时，节点可自主选择其他线路进行数据传输，不会因为某个节点的故障而影响网络访问，可靠性非常强。
20.本发明的有益效果为：本发明不仅可提供射频通信方式，可以多人同时通话，实现全双工通话，非常适用于班组之间通信，同时提供lte通信方式，可远程和指挥中心通信互联，让指挥中心及时了解作业人员现场情况，同时当出现中毒等情况时，可以及时的进行智能预警，自动提醒附近作业人员及指挥中心进行施救；可以通过判定使用人员姿态从而判断佩戴者的安全状况，并及时通过电声之间蓝牙组网互联，将相关数据在场景中的其余电声装置间进行共享，可以通过任意其他一台电声将待救援的电声的位置、姿态信息传输给指挥中心以及附近的其它使用者，从而进行快速施救，操作方便、尺寸小、模块化设计，可有效解决现场作业人员班组之间及远程通话问题，同时避免了使用环境信号不佳时导致的数据传递不畅、影响施救效率的问题；保障作业人员生命安全。
附图说明
21.图1 为本发明总体结构示意图；图2 为本发明总体结构正面示意图；
图3 为本发明总体结构背面示意图；图4 为本发明电路结构框图图中附图标记为：音频处理模块1，存储模块2，功率放大模块3，微型扩音器4，拾音器5，微处理器6，蓝牙模块7，运动传感器8，定位模块9，lte模块10，按键模块11，姿态报警模块12，射频模块13，天线14，电池15，电压转换模块16，电池仓17，天线安装腔体18，电声通话主腔体19，扩音通话口20，连接底座21，充电接口22，音频解码模块23。
具体实施方式
22.实施例1：如图1~图4所示，一种可预警提示的电声通话装置，包括电声通话主腔体19，电声通话主腔体19正面设置有按键模块11和扩音通话口20，扩音通话口20上设置有微型扩音器4；电声通话主腔体19侧面设置有充电接口22；电声通话主腔体19固定于连接底座21上，通过连接底座21与防毒面具连接，拾音器5设置于防毒面具内部；电声通话主腔体19内部设置有音频系统、信号系统、运动功能系统以及电源系统。
23.进一步地，连接底座21为卡扣式底座，连接底座21与防毒面具接口有缝隙，不影响作业人员通过防毒面具呼气阀门片呼气。
24.进一步地，充电接口22选用micro母座接口；电池15为可充电锂电池15，电压转换模块16可输出多种电压；电池15和电压转换模块16给整个装置提供电源。
25.优选地，音频系统包括设置于电声通话主腔体19内部的音频处理模块1、存储模块2以及音频解码模块23。
26.优选地，信号系统包括设置于电声通话主腔体19内部的功率放大模块3、蓝牙模块7、lte模块10、射频模块13和天线14安装腔体, 天线14安装腔体内设置有天线14。
27.优选地，运动功能系统包括设置于电声通话主腔体19内部的运动传感器8、定位模块9和姿态报警模块12。
28.优选地，电源系统包括设置于电声通话主腔体19内部的电压转换模块16和电池仓17，电池仓17内设置有电池15。
29.优选地，电声通话主腔体19内部设置有微处理器6；音频处理模块1、蓝牙模块7、运动传感器8、定位模块9、lte模块10、按键模块11、姿态报警模块12、射频模块13、存储模块2和音频解码模块23分别与微处理器6电连接。
30.进一步地，微处理器6采用dsp；按键模块11由四个按键构成；姿态报警模块12采用蜂鸣器。
31.优选地，拾音器5与音频处理模块1电连接，音频解码模块23输出口与功率放大模块3输入口电连接，功率放大模块3输出口与微型扩音器4电连接，天线14与射频模块13天线14底座电连接；充电接口22与电池15电连接。
32.优选地，音频处理模块1包括音频滤波放大处理及模数转换电路；拾音器5包括单指向驻极体咪头；运动传感器8包括6轴mems运动传感器8。
33.优选地，射频模块13为全双工射频模块13。
34.进一步地，蓝牙优选的是mesh组网。
35.实施例2：
优选地，上述一种可预警提示的电声通话装置的使用方法，包括以下步骤：s1：初始化音频处理模块1、存储模块2、微处理器6、蓝牙模块7、运动传感器8、定位模块9、lte模块10、姿态报警模块12、射频模块13，打开微处理器6中断；s2：读取运动传感器8数据；读取拾音器5数据；s3：读取定位模块9和lte模块10数据；s4：音频处理模块1获取拾音器5音频数据，功率放大模块3驱动微型扩音器4进行扩声；s5：微处理器6获取拾音器5音频数据，通过lte模块10远程发送至外部指挥中心；s6：所有射频模块13之间互联；微处理器6获取拾音器5音频数据，微处理器6通过射频模块13将音频数据发送至同频段的其他电声通话装置；各节点电声通话装置通过各自射频模块13将音频数据发送至其他节点电声通话装置；同时，各节点电声通话装置通过微处理器6将音频数据发送至耳机；在野外、地下以及封闭空间环境中，在依赖任何通信网络基础设施的情况下提供一种通信支撑环境，实现作业区域之间应急语音通话；s7：指挥中心发送音频数据时，微处理器6获取lte模块10接收指挥中心的音频数据，微处理器6将音频数据发送至射频模块13，通过射频模块13使语音数据在工作区域内互通；同时通过微处理器6输出，将音频数据发送至佩戴的耳机设备，并设置lte模块10和射频模块13优先级，当同时接收到lte模块10以及拾音器5的音频信息时，优先将lte模块10接收指挥中心的音频数据发送至耳机设备；s8：微处理器6对运动传感器8的姿态数据进行处理，当出现跌倒后禁止，则判断为异常姿态1，当出现静止时间大于20s，则判断为异常姿态2；s9：判断作业人员工作姿态，当作业人员出现异常姿态1或者异常姿态2，姿态报警模块12发出声音报警信号，提示附近作业人员，同时lte模块10将异常姿态报警数据及定位模块9实时位置数据发送至指挥中心，指挥中心根据异常姿态报警数据及定位模块9实时位置数据，及时对作业人员进行施救；s10：蓝牙模块7与附近其他电声通话装置互联，所有蓝牙模块7之间互联；当姿态报警模块12发出声音报警信号时，蓝牙模块7将异常姿态报警数据及定位模块9实时位置数据发送至附近其他电声通话装置，通过其他电声通话装置的lte模块10将异常资态报警数据及定位模块9实时位置数据发送至指挥中心，避免作业人员的lte模块10通信中断时，数据能及时发送至指挥中心；s11：蓝牙模块7与附近其他电声互联，定位模块9位置数据通过蓝牙模块7在小组作业区域内共享，当两个位置数据较为接近时，微处理器6对最近的一台电声位置进行标记，当姿态报警模块12报警时，微处理器6通过将报警信号发送至附近被标记的一台电声，进行报警提示，提示最近作业人员进行施救，可实现在野外、地下以及封闭环境中，lte模块10无信号或者信号不佳时，指挥中心无法获取中毒人员异常姿态报警数据及定位模块9实时位置数据紧急情况下的施救，保障作业人员安全；s12：循环s2~s11。
36.进一步地，同时投入使用的多个电声通话装置的射频模块和蓝牙模块均彼此互联，互联后每个节点都不是单独存在的无线中继器，它们之间互相联结，也就是每个节点都连接看若干个通道，以此构成一个整体的网络，这样的好处是当某条线路被阻塞或无响应
时，节点可自主选择其他线路进行数据传输，不会因为某个节点的故障而影响网络访问，可靠性非常强。
37.实施例3：本发明的工作过程和工作原理为：当防毒面具使用电声通话功能时，作业人员按照所明书的要求将电声通话主腔体19装于防毒面具外侧，拾音器5安装于防毒面具内部，佩戴好防毒面具；按压按键模块11的开机键，装置通电开始工作，当作业人员通话时，微处理器6读取运动传感器8数据；微处理器6读取拾音器5数据；微处理器6读取定位模块9和lte模块10数据；音频处理模块1获取拾音器5音频数据，微处理器6获取音频数据，通过音频解码模块23对音频数据进行处理，将音频数据通过功率放大模块3驱动微型扩音器4进行扩声；微处理器6获取拾音器5音频数据，通过lte模块10远程发送至外部指挥中心；所有射频模块13之间互联；微处理器6获取拾音器5音频数据，微处理器6通过射频模块13将音频数据发送至同频段的其他双工通信的电声通话装置；各节点电声通话装置通过各自射频模块13将音频数据发送至其他节点电声通话装置；同时，各电声通话装置通过微处理器6对音频数据解码输出，将音频数据发送至耳机；指挥中心发送音频数据时，微处理器6获取lte模块10接收指挥中心的音频数据，微处理器6将音频数据发送至射频模块13，通过视频模块使语音数据在工作区域内互通；同时通过微处理器6解码输出，将音频数据发送至佩戴的耳机设备，并设置lte模块10和射频模块13优先级，当同时接收到lte模块10以及拾音器5的音频信息时，优先将lte模块10接收指挥中心的音频数据发送至耳机设备；微处理器6对运动传感器8的姿态数据进行处理，当出现跌倒后禁止，则判断为异常姿态1，当出现静止时间大于20s，则判断为异常姿态2；判断作业人员工作姿态，当作业人员出现异常姿态1或者异常姿态2，微处理器6驱动姿态报警模块12发出声音报警信号，提示附近作业人员，同时lte模块将异常姿态报警数据及定位模块9实时位置数据发送至指挥中心，指挥中心根据异常姿态报警数据及定位模块9实时位置数据，及时对作业人员进行施救；蓝牙模块7与附近其他电声通话装置互联，所有蓝牙模块7之间互联；当姿态报警模块12发出声音报警信号时，蓝牙模块7将异常异常报警数据及定位模块9实时位置数据发送至附近其他电声通话装置，通过其他电声通话装置的lte模块10将异常资态报警数据及定位模块9实时位置数据发送至指挥中心，避免作业人员的lte模块10通信中断时，数据能及时发送至指挥中心；蓝牙模块7与附近其他电声互联，定位模块9位置数据通过蓝牙模块7在小组作业区域内共享，当两个位置数据较为接近时，微处理器6对最近的一台电声位置进行标记，当姿态报警模块12报警时，微处理器6通过将报警信号发送至附近被标记的一台电声，进行报警提示，提示最近作业人员进行施救。
38.上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本技术中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。