CN105632096A - 个人可穿戴的环境声音检测报警装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种个人可穿戴的环境声音检测报警装置及其方法，该装置包括穿戴本体、设置在穿戴本体上的麦克风模块、需人体表面接触的警示模块和置于穿戴本体内的主控模块；麦克风模块与主控模块的输入端连接，且所述主控模块的输出端分别与警示模块连接。本发明通过麦克风模块、主控模块及警示模块的配合，对人体周围声音进行分析处理，并转换为人体体表能感觉的触觉信号等，让个人在对周围声音信息不敏感的时候，及时通过体表触觉感知周围声音，以起到提醒和报警的作用，通过穿戴本发明的装置，使得一些特殊人群可对周围环境的突发声音及时警觉，避免危险状况的发生，为特殊人群的生命提供了保障。

Description

个人可穿戴的环境声音检测报警装置及其方法

技术领域

本发明涉及环境声音检测技术领域，尤其涉及一种个人可穿戴的环境声音检测报警装置及其方法。

背景技术

在目前市面上，一些特殊人群对环境声音的识别有有要求，但是对环境的声音又不敏感。例如有听力障碍的人，或听力退化的中老年人，在很多公共场合，因为这些人的听力不敏感，对周围的突发声音不能及时的发现，因此会发生一些危险的事故；又例如在一些大型的工矿企业，工人周围长时间的环境噪音嘈杂，如果有一些机器或其它的警报声音响起时，工人一般不能及时发现，而造成无法及时的躲避危险，由此发生安全事故。

因此，目前市面上的一些声音检测装置无法满足这些特殊人群的要求，进而造成突发性危险事故的发生。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种个人可穿戴的环境声音检测报警装置及其方法，对人体周围环境声音进行分析处理，并转换为人体体表能感觉的触觉信号等，让个人在对周围声音信息不敏感的时候，及时通过体表触觉感知周围声音，以起到提醒和报警的作用。

为实现上述目的，本发明提供一种个人可穿戴的环境声音检测报警装置，包括穿戴本体、设置在穿戴本体上的麦克风模块、需人体表面接触的警示模块和置于穿戴本体内的主控模块；

所述麦克风模块与主控模块的输入端连接，且所述主控模块的输出端分别与警示模块连接；

所述麦克风模块对人体周围环境不同方向的声音进行采样检测，并发送至主控模块中，由主控模块对采样到的声音信号进行分析处理及声源方向、强度进行判断，当分析处理出来的环境声音满足预先设置的敏感触发条件时，立即触发与人体表面接触的警示模块产生与声源方向、强度一致的震动和/或对人体体表皮肤产生与声源方向、强度一致的弱电刺激，以达到提醒和报警的效果；若当分析处理出来的环境声音未满足预先设置的敏感触发条件时，麦克风模块继续采样检测。

其中，所述主控模块包括对环境声音信号进行分析处理及对声源方向、强度进行判断的处理单元、存储有预先设置的敏感触发条件的存储单元和电源管理单元，所述麦克风模块和存储单元分别与处理单元的输入端电连接，所述处理单元的输出端与警示模块连接，且电源管理单元与处理单元的电源端电连接；所述处理单元将麦克风模块采集到的声音信号与存储单元内的敏感触发条件进行对比，并将对比结果发送给警示模块。

其中，所述主控模块还包括按键/显示单元和配置/通讯单元，所述处理单元与按键/显示单元连接，且该处理单元通过配置/通讯单元与移动终端网络通讯连接。

其中，所述麦克风模块包主麦克风组、扩展麦克风组、主信号采集电路和扩展信号采集电路，所述主麦克风组通过主信号采集电路连接至处理单元，所述扩展麦克风组通过扩展信号采集电路连接至处理单元。

其中，所述警示模块为需与人体表面接触的震动模块和/或体表电极模块，所述震动模块和体表电极模块均与处理单元的输出端连接。

其中，所述震动模块包括震动电机驱动电路和均匀分布在穿戴本体底表面上的主左震动电机、主后震动电机及主右震动电机，所述处理单元的输出端通过震动驱动电路分别与主左震动电机、主后震动电机及主右震动电机连接；若是麦克风模块采集检测到主左、主后或主右方向的声音信号满足预先设置的敏感触发条件时，对应方向的震动电机立即触发震动。

其中，所述体表电极模块包括电极驱动电路和均匀分布在穿戴本体底表面上的主左电极、主后电极及主右电极，所述处理单元的输出端通过电极驱动电路分别与主左电极、主后电极及主右电极连接；若是麦克风模块采集检测到主左、主后或主右方向的声音信号满足预先设置的敏感触发条件时，对应方向的体表电极立即对人体体表皮肤产生弱电刺激。

其中，所述主麦克风组包括均匀分布在穿戴本体顶表面上的主左麦克风、主后麦克风及主右麦克风；所述扩展麦克风组由多个辅助扩展麦克风组成，且均连接在设置在穿戴本体上的扩展麦克风接口上。

其中，所述穿戴本体为项圈或项链，且穿戴本体的两连接端之间通过挂扣可拆卸连接。

为实现上述目的，本发明还提供一种个人可穿戴的环境声音检测报警方法，包括以下步骤：

步骤1，将该穿戴本体穿戴在人体的脖子或人体其他位置上，并对该穿戴进行初始化；

步骤2，由穿戴本体顶表面上不同方向的麦克风对周围对应方向的环境声音进行采集检测；

步骤3，将采集检测到的声音信号处理并判断该声源的方向及强度；

步骤4，将处理得到的结果与预先设置的敏感触发条件进行对比，若是声音结果满足预先设置的敏感触发条件时，根据声源的方向及强弱，立即触发产生震动和/或对人体体表皮肤产生弱电刺激；若当声音结果未满足预先设置的敏感触发条件时，则跳转步骤2。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的个人可穿戴的环境声音检测报警装置及其方法，通过麦克风模块、主控模块及警示模块的配合，对人体周围声音进行分析处理，并转换为人体体表能感觉的触觉信号等，让个人在对周围声音信息不敏感的时候，及时通过体表触觉感知周围声音，以起到提醒和报警的作用，通过将人体对声音感知延伸体表的感，以提高使用者对敏感声音的敏感性。通过穿戴本发明的装置，使得一些特殊人群可对周围环境的突发声音及时警觉，避免危险状况的发生，为特殊人群的生命提供了保障。

附图说明

图1为本发明的个人可穿戴的环境声音检测报警装置的工作方框图；

图2为该装置的正面示意图；

图3为该装置的底面示意图；

图4为该装置的使用状态示意图一；

图5为该装置的使用状态示意图二；

图6为本方法的步骤流程图。

主要元件符号说明如下：

1、穿戴本体2、麦克风模块

3、警示模块4、主控模块

5、扩展麦克风接口6、开关电源

7、挂扣8、声音

41、处理单元42、存储单元

43、电源管理单元44、按键/显示单元

45、配置/通讯单元21、主麦克风组

22、扩展麦克风组23、主信号采集电路

24、扩展信号采集电路31、震动模块

32、体表电极模块211、主左麦克风

212、主后麦克风213、主右麦克风

221、辅助扩展麦克风311、震动电机驱动电路

312、主左震动电机313、主后震动电机

314、主右震动电机321、电极驱动电路

322、主左电极323、主后电极

24、主右电极。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

请参阅图1，本发明的个人可穿戴的环境声音检测报警装置，包括穿戴本体1、设置在穿戴本体1上的麦克风模块2、需人体表面接触的警示模块3和置于穿戴本体内的主控模块4；

麦克风模块2与主控模块4的输入端连接，且主控模块4的输出端分别与警示模块3连接；

麦克风模块2对人体周围环境不同方向的声音进行采样检测，并发送至主控模块4中，由主控模块4对采样到的声音信号进行分析处理及声源方向、强度进行判断，当分析处理出来的环境声音满足预先设置的敏感触发条件时，立即触发与人体表面接触的警示模块3产生与声源方向、强度一致的震动和/或对人体体表皮肤产生与声源方向、强度一致的弱电刺激，以达到提醒和报警的效果；若当分析处理出来的环境声音未满足预先设置的敏感触发条件时，麦克风模块继续采样检测。

相较于现有技术的情况，本发明提供的个人可穿戴的环境声音检测报警装置，通过麦克风模块2、主控模块4及警示模块3的配合，对人体周围声音进行分析处理，并转换为人体体表能感觉的触觉信号等，让个人在对周围声音信息不敏感的时候，及时通过体表触觉感知周围声音，以起到提醒和报警的作用，通过将人体对声音感知延伸体表的感，以提高使用者对敏感声音的敏感性。通过穿戴本发明的装置，使得一些特殊人群可对周围环境的突发声音及时警觉，避免危险状况的发生，为特殊人群的生命提供了保障。

在本实施例中，主控模块4包括对环境声音信号进行分析处理及对声源方向、强度进行判断的处理单元41、存储有预先设置的敏感触发条件的存储单元42和电源管理单元43，麦克风模块2和存储单元41分别与处理单元42的输入端电连接，处理单元42的输出端与警示模块3连接，且电源管理单元43与处理单元42的电源端电连接；处理单元42将麦克风模块2采集到的声42与按键/显示单元44连接，且该处理单元42通过配置/通讯单元45与移动终端网络通讯连接。配置/通讯单元45可将结果发送至手机等移动设备终端，以供聋人、对声音不敏感人群的监护人员查看；也可以是发送给监控工矿现场的人员查看。

请进一步参阅图2-5，麦克风模块2包主麦克风组21、扩展麦克风组22、主信号采集电路23和扩展信号采集电路24，主麦克风组21通过主信号采集电路23连接42。主麦克风组21包括均匀分布在穿戴本体1顶表面上的主左麦克风211、主后麦克风212及主右麦克风213；扩展麦克风组22由多个辅助扩展麦克风221组成，且均连接在设置在穿戴本体1上的扩展麦克风接口5上。当然，本案中并不局限于主麦克风的数量，可以根据实际需要安装在穿戴本体上的位置，由此采集不同位置的声音。

警示模块3为需与人体表面接触的震动模块31和/或体表电极模块32，震动模块31和体表电极模块32均与处理单元42的输出端连接。警示模块3可以是震动模块，也可以是体表电极模块，或者是同时设置这两个，同时设置，警示效果更好。震动模块31包括震动电机驱动电路311和均匀分布在穿戴本体1底表面上的主左震动电机312、主后震动电机313及主右震动电机314，处理单元42的输出端通过震动驱动电路311分别与主左震动电机312、主后震动电机313及主右震动电机314连接；若是麦克风模块2采集检测到主左、主后或主右方向的声音信号满足预先设置的敏感触发条件时，对应方向的震动电机立即触发震动。体表电极模块32包括电极驱动电路321和均匀分布在穿戴本体1底表面上的主左电极322、主后电极323及主右电极324，处理单元42的输出端通过电极驱动电路321分别与主左电极、主后电极及主右电极连接；若是麦克风模块2采集检测到主左、主后或主右方向的声音信号满足预先设置的敏感触发条件时，对应方向的体表电极立即对人体体表皮肤产生弱电刺激。若是震动电机和电极是在同一个穿戴本体上设置的，则两者的位置可以重叠设置或相邻设计。震动电机或电极的数量也都不局限，只要设计与麦克风数量相同即可。震动电机可隔着衣服分布，电机需要直接与人体表面接触。

在本实施例中，穿戴本体1为项圈或项链，且穿戴本体1的两连接端之间通过挂扣7可拆卸连接。本案中穿戴本体为项圈，扩展麦克风接口设置在的一末端，开关开关6设置在项圈的另一末端。当然，本案中穿戴本体并不局限于是项圈或项链的表达方式，可以根据实际的需要改变其具体结构。

请进一步参阅图6，本发明还提供一种个人可穿戴的环境声音检测报警方法，包括以下步骤：

步骤S1，将该穿戴本体穿戴在人体的脖子或人体其他位置上，并对该穿戴进行初始化；

步骤S2，由穿戴本体顶表面上不同方向的麦克风对周围对应方向的环境声音进行采集检测；

步骤S3，将采集检测到的声音信号处理并判断该声源的方向及强度；

步骤S4，将处理得到的结果与预先设置的敏感触发条件进行对比，若是声音结果满足预先设置的敏感触发条件时，根据声源的方向及强弱，立即触发产生震动和/或对人体体表皮肤产生弱电刺激；若当声音结果未满足预先设置的敏感触发条件时，则跳转步骤S2。

本发明在具体使用例：在主左麦克风的方向发生巨响，这声巨响声音信号通过全部的麦克风将声音信号送到主控模块中处理单元，这里的处理单元为MCU/DSP，处理单元对多路声音信号进行分析处理，可以判断出巨响声音从左侧传来，同时巨响声音强度大于预设设定的触发强度的话，处理单元就会做出报警，驱动主左震动电机震动和/或主左电极对体表产生电刺激；震动的强度和电刺激的强度可以与巨响声音的强度相关联。而关于触感触发条件和报警的一些具体配置信息，可以由按键/显示模块和配置/通讯模块来实现，这些设置条件可以根据实际需要进行设置修改。

本发明主要是应用在那些对环境声音识别有要求，但是对环境声音又不敏感的人群。例如说有听力障碍的人或听力退化的中老年人，在很多公共场合，因为这些人的听力不敏感，对周围的突发声音不能及时的发现，而配戴了本装置，对周围的突发声音，本装置能及时的提醒和报警。又例如在一些大型的工矿企业，工人周围长时间的环境噪音嘈杂，如果有一些机器或其它的警报声音响起时，工人一般不能及时发现，而如果配戴了本装置，可以配置对某些报警声音敏感，当这些报警声音响起时，装置能马上通过人体体表的震动和电刺激提醒配戴者。本装置的目的就是通过将人体对声音感知延伸体表的感，以提高使用者对敏感声音的敏感性。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种个人可穿戴的环境声音检测报警装置，其特征在于，包括穿戴本体、设置在穿戴本体上的麦克风模块、需人体表面接触的警示模块和置于穿戴本体内的主控模块；所述麦克风模块与主控模块的输入端连接，且所述主控模块的输出端分别与警示模块连接；所述麦克风模块对人体周围环境不同方向的声音进行采样检测，并发送至主控模块中，由主控模块对采样到的声音信号进行分析处理及声源方向、强度进行判断，当分析处理出来的环境声音满足预先设置的敏感触发条件时，立即触发与人体表面接触的警示模块产生与声源方向、强度一致的震动和/或对人体体表皮肤产生与声源方向、强度一致的弱电刺激，以达到提醒和报警的效果；若当分析处理出来的环境声音未满足预先设置的敏感触发条件时，麦克风模块继续采样检测。

2.根据权利要求1所述的个人可穿戴的环境声音检测报警装置，其特征在于，所述主控模块包括对环境声音信号进行分析处理及对声源方向、强度进行判断的处理单元、存储有预先设置的敏感触发条件的存储单元和电源管理单元，所述麦克风模块和存储单元分别与处理单元的输入端电连接，所述处理单元的输出端与警示模块连接，且电源管理单元与处理单元的电源端电连接；所述处理单元将麦克风模块采集到的声音信号与存储单元内的敏感触发条件进行对比，并将对比结果发送给警示模块。

3.根据权利要求1所述的个人可穿戴的环境声音检测报警装置，其特征在于，所述主控模块还包括按键/显示单元和配置/通讯单元，所述处理单元与按键/显示单元连接，且该处理单元通过配置/通讯单元与移动终端网络通讯连接。

4.根据权利要求1所述的个人可穿戴的环境声音检测报警装置，其特征在于，所述麦克风模块包主麦克风组、扩展麦克风组、主信号采集电路和扩展信号采集电路，所述主麦克风组通过主信号采集电路连接至处理单元，所述扩展麦克风组通过扩展信号采集电路连接至处理单元。

5.根据权利要求1所述的个人可穿戴的环境声音检测报警装置，其特征在于，所述警示模块为需与人体表面接触的震动模块和/或体表电极模块，所述震动模块和体表电极模块均与处理单元的输出端连接。

6.根据权利要求5所述的个人可穿戴的环境声音检测报警装置，其特征在于，所述震动模块包括震动电机驱动电路和均匀分布在穿戴本体底表面上的主左震动电机、主后震动电机及主右震动电机，所述处理单元的输出端通过震动驱动电路分别与主左震动电机、主后震动电机及主右震动电机连接；若是麦克风模块采集检测到主左、主后或主右方向的声音信号满足预先设置的敏感触发条件时，对应方向的震动电机立即触发震动。

7.根据权利要求5所述的个人可穿戴的环境声音检测报警装置，其特征在于，所述体表电极模块包括电极驱动电路和均匀分布在穿戴本体底表面上的主左电极、主后电极及主右电极，所述处理单元的输出端通过电极驱动电路分别与主左电极、主后电极及主右电极连接；若是麦克风模块采集检测到主左、主后或主右方向的声音信号满足预先设置的敏感触发条件时，对应方向的体表电极立即对人体体表皮肤产生弱电刺激。

8.根据权利要求3所述的个人可穿戴的环境声音检测报警装置，其特征在于，所述主麦克风组包括均匀分布在穿戴本体顶表面上的主左麦克风、主后麦克风及主右麦克风；所述扩展麦克风组由多个辅助扩展麦克风组成，且均连接在设置在穿戴本体上的扩展麦克风接口上。

9.根据权利要求1所述的个人可穿戴的环境声音检测报警装置，其特征在于，所述穿戴本体为项圈或项链，且穿戴本体的两连接端之间通过挂扣可拆卸连接。

10.一种个人可穿戴的环境声音检测报警方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将该穿戴本体穿戴在人体的脖子或人体其他位置上，并对该穿戴进行初始化；步骤2，由穿戴本体顶表面上不同方向的麦克风对周围对应方向的环境声音进行采集检测；步骤3，将采集检测到的声音信号处理并判断该声源的方向及强度；步骤4，将处理得到的结果与预先设置的敏感触发条件进行对比，若是声音结果满足预先设置的敏感触发条件时，根据声源的方向及强弱，立即触发产生震动和/或对人体体表皮肤产生弱电刺激；若当声音结果未满足预先设置的敏感触发条件时，则跳转步骤2。