CN105156870A - 智能区域保护*** - Google Patents

Abstract

智能区域保护***，本发明属机器设备保护***的一个技术领域。为了让运行中的机器设备能只根据警戒范围内的特殊声音做出应有动作，本发明采取了如下技术措施：在机器设备的警戒范围内或机器设备的警戒范围外的适当地方设置多个拾音器，拾音器连接模数转换电路，模数转换电路连接计算机，计算机内存储有多个声音的声纹或声纹特征的电子数据，这些声纹或声纹特征的电子数据与计算机指令关联在一起，计算机连接机器设备的控制电路。这样做的好处是：计算机可根据各拾音器的具体安装的空间位置和声音到达各拾音器时的时间差，计算出声源的准确位置和方向。使计算能够做到只识别来自警戒区内的声音并做出应有反应，使机器具备一定的智能。

Description

智能区域保护***

技术领域

本发明属机器设备保护***的一个技术领域。

背景技术

很多机器设备，例如建筑机械、各行业的生产设备、运输工具特别是扶手电梯，在使用过程中都有一定的危险性。因此，为保护人员的安全，它们都装设有紧急停机保护***。但是，这些紧急停机保护***基本上都需要人工手动操作才能发挥作用。以扶手电梯为例，扶手电梯上装有紧急停机保护***，它可以通过紧急停止开关来控制。当发生意外事件时，例如有人的手脚被卡或在扶手电梯上跌倒等，如果有人在这时能及时按下紧急停止开关，终止扶手电梯的运行，这样就可避免意外事件的进一步扩大，对所有的使用者起到一定的保护作用；像扶手电梯一样装有紧急停止开关，并通过停止开关来控制保护***运行的机器还有很多。可见紧急停止开关是各类型机器设备保护***,使用较多的保护指令输入方式。但是现有机器设备的紧急停止开关，只能固定装在机器或工作场所的某一个地方，它距离使用者或受害者总有一定的距离，给机器的使用者或受害者需要使用它时带来一定的困难；例如扶手电梯在它的多个部位都装有紧急停止开关，只要按下它，扶手电梯就会停止运行。但是，扶手电梯的紧急停止开关都装在了扶手电梯的上下两端，而且都在较隐蔽处。所以，在运行中的扶手电梯上，如果有人受伤需要紧急停止它的运行时，往往很难及时做到。究其原因是多方面的，当发生意外事故时，人的心理都是处在恐慌之中，很少人会想到可以通过紧急停止开关来停止扶手电梯的运行。而最大的原因还在于大多数人都不知道扶手电梯上装有紧急停止开关，更不知道它安装的具体所在位置。即使知道它的安装位置，基于上述原因，要及时按下它也不是立刻能办到的事。在危险发生的情况下，如果不能及时停扶手电梯的运行后果将会更加严重；其他的生产机器设备都有类似扶手电梯那样，在发生危险情况时，很难及时按下紧急停止开关相类似的情况。可见，如何让运行中的机器设备，在发生突发事件时，无须按下紧急停止开关就能根据具体情况及时地停下来，是一件非常有意义的事。可惜在现有技术下，对于这个问题并没有多大的进展。

发明内容

大家都知道，声音能反映现场的情况。特别是人在遭受突然的意外伤害时，都会发出痛苦和惶恐的惊叫声。可见惊叫声能最快地反映事故的发生。如果能用计算机“监听”现场的声音情况，在发生突发的意外事件，计算机“听到”惊叫声时,就让计算机或计算机控制的机器以最快的速度做出应有的反应，例如紧急停止机器的运行。这样就相当于由计算机“按下”了机器设备的紧急停止开关，起到了第一时间保护人员的作用；但是如果只凭惊叫声作为“按下”紧急停止开关的依据，肯定会产生很多的误动作。因为，四面八方的惊叫声都会传来，这些声音一定会令保护***产生误动作。因此计算机“监听”的范围一定要是与本机器设备有关的范围。这个范围在本申请中定名为警戒范围。同时计算机对警戒范围外的声音必须要做到“听而不闻”这样才能减小保护***产生误动作的可能。

为了让运行中的机器设备能只根据警戒范围内的特殊声音（例如惊叫声或紧急停机的声音指令）做出应有动作，本发明采取了如下技术措施：在机器设备的警戒范围内或机器设备的警戒范围外的适当地方设置多个拾音器，拾音器连接模数转换电路，模数转换电路连接计算机，计算机内存储有多个声音的声纹或声纹特征的电子数据，这些声纹或声纹特征的电子数据与计算机指令关联在一起，计算机连接机器设备的控制电路。

这样做的好处是：在机器设备的警戒范围内或机器设备的警戒范围外的适当地方设置多个拾音器，拾音器连接模数转换电路，模数转换电路连接计算机。这样使拾音器可以拾取警戒区内的声音，同时计算机可根据各拾音器的具体安装的空间位置和声音到达各拾音器时的时间差，计算出声源的准确位置和方向。当计算机接收到人发出的声音的声纹信号，并确认其声源来自警戒区内时，计算机便将它与存储器中的声纹电子数据进行识别比对；当计算机接收到人发出的声音的声纹信号，并确认其声源来自警戒区外时，计算机将拒绝对该声纹信号的比对。这样就使计算机只限于识别警戒区内的声音声纹，这样就使机器具备一定的智能。当当前的声纹信号与存储器中的声纹或声纹特征的电子数据比对成功时，则计算机按既定程序，发出执行该声纹所关联的计算机语言指令相对应的机器指令。并通过控制电路，控制各指令的执行机构或保护***的执行机构执行。使机器设备能完成设定的动作或停机。

具体实施方式

本申请所述的机器设备的警戒范围，指的是机器设备的使用者合理的或需要的活动空间范围，或机器设备可能会伤到人的、需要对它提高警惕的空间范围，当然也可以是由人工任意指定的空间范围；本申请所述的在机器设备的警戒范围内或警戒范围外的适当地方设置多个拾音器（话筒），是指在能够清楚地拾取警戒范围内的声音和通过计算机能判断警戒范围内声源方向和位置的地方安装多个拾音器。

本发明确定声源的方向和位置的原理是基于多个拾音器的空间分布位置和声源发出的声音到达各拾音器的时间差等因数综合运算的结果。因此，多个拾音器的组合安装（数量不同）形式和安装位置的组合有多种多样。当警戒范围内有人发出声音，例如紧急停机的语言指令声或人在遭受意外时的惊叫声，若计算机确认这些声音是来自警戒范围内时，计算机就对拾音器传来的声纹电子数据与存储器中的声纹电子数据进行分析比对。当拾音器传来的声纹电子数据与存储器中的某一声纹电子数据比对成功时，计算机便按既定程序，发出该声音关联的指令到控制电路，通过控制电路驱动执行机构执行指令。

本发明可以指定计算机“监听”某一区域的声音，这样令机器设备的使用者在发生意外事件时发出的惊叫声能成为“按下”紧急停止开关的动作，使他们得到尽可能大的保护。总的来说，本发明就是一种能使计算机只对指定区域（警戒区）内的声音进行识别和执行的声音指令识别***，它能非常有效地排除区域外的干扰，能通过现场的声音及时发现突发事件的发生，并及时保护人员的安全，防止突发事件的进一步扩大。

本实施方式就以扶手电梯的声控紧急停机来说明本发明的工作原理。为了让运行中的扶手电梯能根据警戒区内的声音指令做出应有动作，本发明采取了如下技术措施：在扶手电梯的警戒范围内或扶手电梯的警戒范围外的适当地方设置多个拾音器，拾音器连接模数转换电路，模数转换电路连接计算机，计算机内存储有可执行的多个声音指令的声纹或声纹特征的电子数据，这些声纹或声纹特征的电子数据与计算机指令关联在一起，计算机连接扶手电梯的控制电路。

扶手电梯（简称电梯）的警戒范围，主要就是它的梯级移动所经过的空间范围。这个警戒范围基本上是一个长方形，由于梯级在这个范围内移动，所以经常造成危险事故的发生。在发生危险事故，例如有乘客的手、脚被夹或在乘梯时跌倒等情况，由于人体遭受了预想不到的痛苦时，人的本能反应是发出惊叫声。这种反应是本能的，而且不同的人所发出的惊叫声都基本有共同的声纹特征。本例的应用就是基于这一特性，给电梯的保护***提供动作的依据；但是应用电梯的场合都是人流大，声音嘈杂的场所。为了排除其他方向传来的干扰，本发明在电梯的警戒范围内或电梯的警戒范围外的适当地方设置多个拾音器，拾音器具体布置方式有多种多样，其中的一种是，在警戒范围的四个角都安装拾音器。把拾音器连接模数转换电路，模数转换电路连接计算机。这样的结构就可以使计算机能根据拾音器的分布位置和各拾音器得到同一声音的时间差，综合计算出声源的空间位置；当电梯上发生意外事件，例如，电梯上有人受伤并因此发出惊叫声。计算机接收到惊叫声的声音声纹，同时通过各拾音器的时间差，确认该声纹的声源来自警戒区内时，计算机便按既定程序发出执行该声纹关联的计算机指令（停机指令）；计算机连接了控制电路，控制电路连接保护***的执行机构，为执行该指令提供了硬件的基础。控制电路收到停机指令后便马上通过保护***的执行机构执行停机指令，使电梯停止运行，避免事态进一步恶化，保护了使用者。这一过程，相当于由计算机“听到”惊叫声后迅速“按下”了紧急停止开关，第一时间保护了电梯的使用者。

Claims (1)

1.智能区域保护***，主要包括拾音器、计算机、控制电路，其特征在于：在机器设备的警戒范围内或机器设备的警戒范围外的适当地方设置多个拾音器，拾音器连接模数转换电路，模数转换电路连接计算机，计算机内存储有多个声音的声纹或声纹特征的电子数据，这些声纹或声纹特征的电子数据与计算机指令关联在一起，计算机连接机器设备的控制电路。