CN114854918A - 高炉料仓卸料小车堵料判定***及方法 - Google Patents

高炉料仓卸料小车堵料判定***及方法 Download PDF

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CN114854918A CN202210329247.2A CN202210329247A CN114854918A CN 114854918 A CN114854918 A CN 114854918A CN 202210329247 A CN202210329247 A CN 202210329247A CN 114854918 A CN114854918 A CN 114854918A
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Wuhan Zhiyuan Intelligent Control Technology Co ltd
Xinyu Iron and Steel Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种高炉料仓卸料小车堵料判定***及方法，所述***包括：拾音装置、拾音器、音频采集卡以及音频特征分析服务器。通过在高炉料仓卸料小车进行卸料时，采集卸料过程中的声音信息并转化为声音信号，将声音信号存储在预设数据缓存区并生成候选信号，通过滤波器去除候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据目标声音信号确定高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，以判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。从而通过上述结构设置以及对高炉料仓卸料小车卸料过程中声音特征的分析，能够智能识别出小车是否发生堵料现象，可以从功能上取代现场操作人员的值守，避免了现场操作人员出现错判、误判的情况。

Description

高炉料仓卸料小车堵料判定***及方法
技术领域
本发明涉及冶金领域和声音智能识别领域技术领域，尤其涉及一种高炉料仓卸料小车堵料判定***及方法。
背景技术
高炉料仓卸料小车在卸料过程中时常发生堵料现象，如果没有操作人员现场值守，堵料现象发生后，原料会掩埋料仓卸料设备，从而导致卸料设备损坏，严重的时候会影响高炉的原料供给，停止生产。为此需要设置一名现场操作人员值守，发现问题，及时停止卸料过程，保证设备与生产的安全。高炉料仓卸料过程中，产生大量的粉尘与极高的噪音，给现场操作人员身心健康带来威胁。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种高炉料仓卸料小车堵料判定***及方法，旨在解决如何智能判定高炉料仓卸料过程中是否发生了堵料现象，从功能上取代现场操作人员的值守，避免现场操作人员出现错判、误判的情况的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种高炉料仓卸料小车堵料判定***，所述高炉料仓卸料小车堵料判定***包括：拾音装置、拾音器、音频采集卡以及音频特征分析服务器，所述拾音装置设置在所述高炉料仓卸料小车的卸料斗上，所述拾音器与所述拾音装置连接，所述音频采集卡与所述拾音器连接；
所述拾音装置，用于在所述高炉料仓卸料小车进行卸料时，采集卸料过程中的声音信息，并将所述声音信息发送至所述拾音器；
所述拾音器，用于将所述声音信息转化为声音信号，并将所述声音信号发送至所述音频采集卡；
所述音频采集卡，用于将所述声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数据缓存区中缓存的声音信号生成候选信号，并将所述候选信号发送至音频特征分析服务器；
所述音频特征分析服务器，用于通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号确定所述高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，并根据所述卸料噪音判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
可选地，所述拾音装置焊接设置在所述卸料斗的表面，所述拾音器与所述拾音装置采用螺纹连接，所述音频采集卡与所述拾音器之间通过屏蔽电缆连接；
所述拾音器，还用于将所述声音信息转化为预设电压形式的模拟信号，将所述模拟信号作为声音信号，并将所述声音信号通过所述屏蔽电缆发送至所述音频采集卡。
可选地，所述高炉料仓卸料小车堵料判定***还包括：以太网传输***，所述以太网传输***与所述音频采集卡连接；
所述音频采集卡，还用于将第一预设时间段内的声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数量将所述预设数据缓存区中缓存的声音信号分割为多个声音信号片段，将多个声音信号片段按照时间进行排序，得到声音信号序列，根据所述声音信号序列生成候选信号，将所述候选信号发送至所述以太网传输***；
所述以太网传输***，用于将所述候选信号发送至所述音频特征分析服务器。
可选地，所述音频特征分析服务器，还用于通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号采用排序算法计算FFT，根据所述FFT生成当前声压级，将所述当前声压级与预设声压级阈值进行比较，并根据比较结果判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
可选地，所述音频特征分析服务器，还用于在所述当前声压级大于等于预设声压级阈值时，判定所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中不存在堵料的情况；在所述当前声压级小于预设声压级阈值时，判定所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中存在堵料的情况；
所述音频特征分析服务器，还用于在所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中存在堵料的情况时，生成堵料提示信息，并将所述堵料提示信息在所述高炉料仓卸料小车对应的显示设备上进行显示，以提示操作人员当前存在堵料情况。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种高炉料仓卸料小车堵料判定方法，所述高炉料仓卸料小车堵料判定方法适用于如上所述的高炉料仓卸料小车堵料判定***，所述高炉料仓卸料小车堵料判定***包括：拾音装置、拾音器、音频采集卡以及音频特征分析服务器，所述拾音装置设置在所述高炉料仓卸料小车的卸料斗上，所述拾音器与所述拾音装置连接，所述音频采集卡与所述拾音器连接；
所述高炉料仓卸料小车堵料判定方法包括：
所述拾音装置在所述高炉料仓卸料小车进行卸料时，采集卸料过程中的声音信息，并将所述声音信息发送至所述拾音器；
所述拾音器将所述声音信息转化为声音信号，并将所述声音信号发送至所述音频采集卡；
所述音频采集卡将所述声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数据缓存区中缓存的声音信号生成候选信号，并将所述候选信号发送至音频特征分析服务器；
所述音频特征分析服务器通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号确定所述高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，并根据所述卸料噪音判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
可选地，所述拾音装置焊接设置在所述卸料斗的表面，所述拾音器与所述拾音装置采用螺纹连接，所述音频采集卡与所述拾音器之间通过屏蔽电缆连接；
所述拾音器将所述声音信息转化为声音信号，并将所述声音信号发送至所述音频采集卡，包括：
所述拾音器，还用于将所述声音信息转化为预设电压形式的模拟信号，将所述模拟信号作为声音信号，并将所述声音信号通过所述屏蔽电缆发送至所述音频采集卡。
可选地，所述高炉料仓卸料小车堵料判定***还包括：以太网传输***，所述以太网传输***与所述音频采集卡连接；
所述音频采集卡将所述声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数据缓存区中缓存的声音信号生成候选信号，并将所述候选信号发送至音频特征分析服务器，包括：
所述音频采集卡将第一预设时间段内的声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数量将所述预设数据缓存区中缓存的声音信号分割为多个声音信号片段，将多个声音信号片段按照时间进行排序，得到声音信号序列，根据所述声音信号序列生成候选信号，将所述候选信号发送至所述以太网传输***；
所述以太网传输***将所述候选信号发送至所述音频特征分析服务器。
可选地，所述音频特征分析服务器通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号确定所述高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，并根据所述卸料噪音判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况，包括：
所述音频特征分析服务器通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号采用排序算法计算FFT，根据所述FFT生成当前声压级，将所述当前声压级与预设声压级阈值进行比较，并根据比较结果判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
可选地，所述根据比较结果判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况之后，还包括：
所述音频特征分析服务器在所述当前声压级大于等于预设声压级阈值时，判定所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中不存在堵料的情况；在所述当前声压级小于预设声压级阈值时，判定所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中存在堵料的情况；
所述音频特征分析服务器在所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中存在堵料的情况时，生成堵料提示信息，并将所述堵料提示信息在所述高炉料仓卸料小车对应的显示设备上进行显示，以提示操作人员当前存在堵料情况。
本发明提出的高炉料仓卸料小车堵料判定***包括：拾音装置、拾音器、音频采集卡以及音频特征分析服务器，所述拾音装置设置在所述高炉料仓卸料小车的卸料斗上，所述拾音器与所述拾音装置连接，所述音频采集卡与所述拾音器连接；所述拾音装置，用于在所述高炉料仓卸料小车进行卸料时，采集卸料过程中的声音信息，并将所述声音信息发送至所述拾音器；所述拾音器，用于将所述声音信息转化为声音信号，并将所述声音信号发送至所述音频采集卡；所述音频采集卡，用于将所述声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数据缓存区中缓存的声音信号生成候选信号，并将所述候选信号发送至音频特征分析服务器；所述音频特征分析服务器，用于通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号确定所述高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，并根据所述卸料噪音判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。从而通过上述结构设置以及对高炉料仓卸料小车卸料过程中声音特征的分析，能够智能识别出小车是否发生堵料现象，可以从功能上取代现场操作人员的值守，避免了现场操作人员出现错判、误判的情况。
附图说明
图1为本发明高炉料仓卸料小车堵料判定第一实施例的功能模块示意图；
图2为本发明高炉料仓卸料小车堵料判定***一实施例的各功能模块的连接方式示意图；
图3为本发明高炉料仓卸料小车堵料判定方法第一实施例的流程示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
10 拾音装置 20 拾音器
30 音频采集卡 40 音频特征分析服务器
50 高炉料仓卸料小车
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明高炉料仓卸料小车堵料判定***第一实施例的功能模块示意图。
所述高炉料仓卸料小车堵料判定***包括：拾音装置10、拾音器20、音频采集卡30以及音频特征分析服务器40，所述拾音装置10设置在所述高炉料仓卸料小车50的卸料斗上，所述拾音器20与所述拾音装置10连接，所述音频采集卡30与所述拾音器20连接。
所述拾音装置10，用于在所述高炉料仓卸料小车50进行卸料时，采集卸料过程中的声音信息，并将所述声音信息发送至所述拾音器20；
所述拾音器20，用于将所述声音信息转化为声音信号，并将所述声音信号发送至所述音频采集卡30；
所述音频采集卡30，用于将所述声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数据缓存区中缓存的声音信号生成候选信号，并将所述候选信号发送至音频特征分析服务器40；
所述音频特征分析服务器40，用于通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号确定所述高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，并根据所述卸料噪音判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
需要说明的是，针对现有技术中存在的难题，本方案应用先进的声音识别技术于高炉料仓卸料小车堵料判定中，开发出高炉料仓卸料小车堵料判定***。能够根据高炉料仓卸料小车卸料过程中产生声音的特征，智能识别出高炉料仓卸料小车是否发生堵料现象。
应当理解的是，本方案在高炉料仓卸料小车的卸料斗上设置一个或多个拾音装置，该拾音装置能够准确的获取高炉料仓卸料小车卸料过程中的声音。但是，由于此拾音过程把卸料过程中产生的环境噪音也采集到***中，比如：电机转动的声音、滚筒旋转产生的声音等等。因此，为了达到更好的检测效果，在上位机处理过程中必须把这些环境噪音滤除掉。
可以理解的是，声音变化的频率比较高，必须快速采集声音信号，为此，在拾音器附近设置高速声音采集器，把采集声音信号，并缓存在采集器中，经过分析，高炉料仓卸料小车卸料过程中产生的声音的频率主要集中在500～10kHz，为了保证采集到的声音不失真，本方案中的音频采集卡采集频率为40KHz，声音被转化为±10V信号，为后期声音分析提供基础。为了保证采集声音信号的准确性、完整性和整个***的实时性，本方案中的音频采集卡每2ms通过以太网向音频特征分析服务器传送信号，每次传输的内容为2ms内采集到的声音信号。
可以理解的是，音频特征分析服务器通过以太网接收到声音信号后，通过滤波器去除掉环境噪音，通过排序法求得FFT，进而求得高炉料仓卸料小车卸料过程中的噪音，当噪音低于设置后，则***判定高炉料仓卸料小车卸料过程堵料，这其中原因为：高炉料仓卸料小车堵料后，没有落料的噪音，所以卸料小车的料斗相对于正常卸料过程要安静很多。并且，还可以在服务器中变化颜色提示主控人员，以便采取相应措施。
需要说明的是，本实施例中的预设数据缓存区可为音频采集卡对应的数据缓存区，本实施例对此不作限制。高炉料仓卸料小车在进行卸料时，会产生对应的卸料噪音，同时，由于卸料现场一般较为嘈杂，因此，卸料现场除了卸料噪音外，还可能存在环境噪音。在本方案中，通过拾音装置可以采集卸料过程中卸料现场的卸料噪音以及环境噪音等声音信息，并发送给拾音器，拾音器对声音信息进行转换处理，将声音信息转化为声音信号后发送给音频采集卡，音频采集卡将声音信号存储在对应的预设数据缓存区，并对预设数据缓存区内存储的声音信号进行分离，以生成候选信号发送给音频特征分析服务器。为了提高检测精度，音频特征服务器可先通过滤波器去除候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，进而根据目标声音信号来确定高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，根据卸料噪音来判断高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
在一实施例中，所述拾音装置焊接设置在所述卸料斗的表面，所述拾音器与所述拾音装置采用螺纹连接，所述音频采集卡与所述拾音器之间通过屏蔽电缆连接；所述拾音器，还用于将所述声音信息转化为预设电压形式的模拟信号，将所述模拟信号作为声音信号，并将所述声音信号通过所述屏蔽电缆发送至所述音频采集卡。
需要说明的是，可如图2所示，图2为各功能模块的连接方式示意图。高炉料仓卸料小车的卸料斗的材质可以是钢制的，其传音效果极佳，只需在卸料斗一个侧面贴上拾音装置就能够准确获得卸料小车卸料斗中落料情况，拾音装置也可为钢制材质。可以把拾音装置焊接到卸料斗的侧面，但是焊接时必须满焊。
需要说明的是，本实施例中的预设电压形式可为±10V，本实施例对此不作限制。拾音器与拾音装置之间的连接采用螺纹连接，拾音器输出采用±10V的模拟信号，拾音器输出的±10V的模拟信号通过屏蔽电缆传到音频采集卡中，其中，音频采集卡采集频率可为40KHz，本实施例对此不作限制。
在一实施例中，所述高炉料仓卸料小车堵料判定***还包括：以太网传输***，所述以太网传输***与所述音频采集卡连接；所述音频采集卡，还用于将第一预设时间段内的声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数量将所述预设数据缓存区中缓存的声音信号分割为多个声音信号片段，将多个声音信号片段按照时间进行排序，得到声音信号序列，根据所述声音信号序列生成候选信号，将所述候选信号发送至所述以太网传输***；所述以太网传输***，用于将所述候选信号发送至所述音频特征分析服务器。
需要说明的是，本实施例中的第一预设时间段可为10ms，预设数量可为5，可根据实际情况进行设置，本实施例对此不作限制。
需要说明的是，可以在音频采集卡中设置预设数据缓存区，通过预设数据缓存区至少能够缓存10ms的声音信号等采集数据。可以将10ms内的声音信号数据分成5份，每份为2ms的声音信号数据，将这5份声音信号数据按照先进先出的原则通过以太网上传到服务器中。
在具体实现中，为了更加便捷的按照先进先出的原则将上述5分声音信号数据进行上传，本实施例中可以将预设数据缓存区中缓存的声音信号分割为多个声音信号片段，并获取各声音信号片段对应的缓存进入时间，然后根据这些缓存进入时间将多个声音信号片段按照时间先后进行排序，并根据排序结果对多个声音信号片段进行组合，得到声音信号序列，进而根据声音信号序列生成候选信号并通过以太网发送至音频特征分析服务器进行后续的音频分析。
在一实施例中，所述音频特征分析服务器，还用于通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号采用排序算法计算FFT，根据所述FFT生成当前声压级，将所述当前声压级与预设声压级阈值进行比较，并根据比较结果判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
需要说明的是，音频特征分析服务器在接收到候选信号之后，为了避免环境噪音对检测结果造成影响，以进一步提高检测精度，可以通过滤波器去除掉候选信号中的环境噪音，然后根据得到的目标声音信号采用排序法求得快速傅立叶变换(FFT)，进而根据FFT生成当前声压级(db)，其中，可通过现有的多种方式来计算FFT以及生成db，可根据实际情况进行选择，本实施例对此不作限制。
应当理解的是，技术人员可以预先进行多次测试和试验，以设置对应的预设声压级阈值。音频特征分析服务器在计算出当前卸料过程中的卸料噪音对应的当前声压级之后，可以将当前声压级与预设声压级阈值进行比较。如果当前声压级大于等于预设声压级阈值，则说明高炉料仓卸料小车的卸料过程中不存在堵料的情况；如果当前声压级小于预设声压级阈值，则说明高炉料仓卸料小车的卸料过程中存在堵料的情况。
应当理解的是，为了在存在堵料的情况下，更加方便地对操作人员进行提示，以及时解决堵料问题。在确定存在堵料情况的情况下，音频特征分析服务器还可以生成堵料提示信息，并在高炉料仓卸料小车对应的显示设备上进行显示，以提示操作人员当前存在堵料情况。
在具体实现中，本实施例中的堵料提示信息可以包括但不限于文字提示信息、语音提示信息以及颜色变化提示信息等，本实施例对此不作限制。例如，在堵料提示信息为颜色变化提示信息时，如果不存在堵料情况，可以在显示设备的对应区域内显示绿色，如果存在堵料情况，可以在显示设备的对应区域内显示红色，通过这种方式，可以通过颜色变化简洁、直接地提示操作人员存在堵料情况，以达到更好的提示效果。
在本实施例中，所述高炉料仓卸料小车堵料判定***包括：拾音装置、拾音器、音频采集卡以及音频特征分析服务器，所述拾音装置设置在所述高炉料仓卸料小车的卸料斗上，所述拾音器与所述拾音装置连接，所述音频采集卡与所述拾音器连接；所述拾音装置，用于在所述高炉料仓卸料小车进行卸料时，采集卸料过程中的声音信息，并将所述声音信息发送至所述拾音器；所述拾音器，用于将所述声音信息转化为声音信号，并将所述声音信号发送至所述音频采集卡；所述音频采集卡，用于将所述声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数据缓存区中缓存的声音信号生成候选信号，并将所述候选信号发送至音频特征分析服务器；所述音频特征分析服务器，用于通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号确定所述高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，并根据所述卸料噪音判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。从而通过上述结构设置以及对高炉料仓卸料小车卸料过程中声音特征的分析，能够智能识别出小车是否发生堵料现象，可以从功能上取代现场操作人员的值守，避免了现场操作人员出现错判、误判的情况。
参照图3，本发明提出一种高炉料仓卸料小车堵料判定方法，所述高炉料仓卸料小车堵料判定方法适用于如上所述的高炉料仓卸料小车堵料判定***，所述高炉料仓卸料小车堵料判定***包括：拾音装置、拾音器、音频采集卡以及音频特征分析服务器，所述拾音装置设置在所述高炉料仓卸料小车的卸料斗上，所述拾音器与所述拾音装置连接，所述音频采集卡与所述拾音器连接；
所述高炉料仓卸料小车堵料判定方法包括：
步骤S10，所述拾音装置在所述高炉料仓卸料小车进行卸料时，采集卸料过程中的声音信息，并将所述声音信息发送至所述拾音器。
步骤S20，所述拾音器将所述声音信息转化为声音信号，并将所述声音信号发送至所述音频采集卡。
步骤S30，所述音频采集卡将所述声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数据缓存区中缓存的声音信号生成候选信号，并将所述候选信号发送至音频特征分析服务器。
步骤S40，所述音频特征分析服务器通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号确定所述高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，并根据所述卸料噪音判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
应当理解的是，本方案在高炉料仓卸料小车的卸料斗上设置一个或多个拾音装置，该拾音装置能够准确的获取高炉料仓卸料小车卸料过程中的声音。但是，由于此拾音过程把卸料过程中产生的环境噪音也采集到***中，比如：电机转动的声音、滚筒旋转产生的声音等等。因此，为了达到更好的检测效果，在上位机处理过程中必须把这些环境噪音滤除掉。
可以理解的是，声音变化的频率比较高，必须快速采集声音信号，为此，在拾音器附近设置高速声音采集器，把采集声音信号，并缓存在采集器中，经过分析，高炉料仓卸料小车卸料过程中产生的声音的频率主要集中在500～10kHz，为了保证采集到的声音不失真，本方案中的音频采集卡采集频率为40KHz，声音被转化为±10V信号，为后期声音分析提供基础。为了保证采集声音信号的准确性、完整性和整个***的实时性，本方案中的音频采集卡每2ms通过以太网向音频特征分析服务器传送信号，每次传输的内容为2ms内采集到的声音信号。
可以理解的是，音频特征分析服务器通过以太网接收到声音信号后，通过滤波器去除掉环境噪音，通过排序法求得FFT，进而求得高炉料仓卸料小车卸料过程中的噪音，当噪音低于设置后，则***判定高炉料仓卸料小车卸料过程堵料，这其中原因为：高炉料仓卸料小车堵料后，没有落料的噪音，所以卸料小车的料斗相对于正常卸料过程要安静很多。并且，还可以在服务器中变化颜色提示主控人员，以便采取相应措施。
需要说明的是，本实施例中的预设数据缓存区可为音频采集卡对应的数据缓存区，本实施例对此不作限制。高炉料仓卸料小车在进行卸料时，会产生对应的卸料噪音，同时，由于卸料现场一般较为嘈杂，因此，卸料现场除了卸料噪音外，还可能存在环境噪音。在本方案中，通过拾音装置可以采集卸料过程中卸料现场的卸料噪音以及环境噪音等声音信息，并发送给拾音器，拾音器对声音信息进行转换处理，将声音信息转化为声音信号后发送给音频采集卡，音频采集卡将声音信号存储在对应的预设数据缓存区，并对预设数据缓存区内存储的声音信号进行分离，以生成候选信号发送给音频特征分析服务器。为了提高检测精度，音频特征服务器可先通过滤波器去除候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，进而根据目标声音信号来确定高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，根据卸料噪音来判断高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
在一实施例中，所述拾音装置焊接设置在所述卸料斗的表面，所述拾音器与所述拾音装置采用螺纹连接，所述音频采集卡与所述拾音器之间通过屏蔽电缆连接；所述拾音器将所述声音信息转化为声音信号，并将所述声音信号发送至所述音频采集卡，包括：所述拾音器，还用于将所述声音信息转化为预设电压形式的模拟信号，将所述模拟信号作为声音信号，并将所述声音信号通过所述屏蔽电缆发送至所述音频采集卡。
需要说明的是，可如图2所示，图2为各功能模块的连接方式示意图。高炉料仓卸料小车的卸料斗的材质可以是钢制的，其传音效果极佳，只需在卸料斗一个侧面贴上拾音装置就能够准确获得卸料小车卸料斗中落料情况，拾音装置也可为钢制材质。可以把拾音装置焊接到卸料斗的侧面，但是焊接时必须满焊。
需要说明的是，本实施例中的预设电压形式可为±10V，本实施例对此不作限制。拾音器与拾音装置之间的连接采用螺纹连接，拾音器输出采用±10V的模拟信号，拾音器输出的±10V的模拟信号通过屏蔽电缆传到音频采集卡中，其中，音频采集卡采集频率可为40KHz，本实施例对此不作限制。
在一实施例中，所述高炉料仓卸料小车堵料判定***还包括：以太网传输***，所述以太网传输***与所述音频采集卡连接；所述音频采集卡将所述声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数据缓存区中缓存的声音信号生成候选信号，并将所述候选信号发送至音频特征分析服务器，包括：所述音频采集卡将第一预设时间段内的声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数量将所述预设数据缓存区中缓存的声音信号分割为多个声音信号片段，将多个声音信号片段按照时间进行排序，得到声音信号序列，根据所述声音信号序列生成候选信号，将所述候选信号发送至所述以太网传输***；所述以太网传输***将所述候选信号发送至所述音频特征分析服务器。
需要说明的是，本实施例中的第一预设时间段可为10ms，预设数量可为5，可根据实际情况进行设置，本实施例对此不作限制。
需要说明的是，可以在音频采集卡中设置预设数据缓存区，通过预设数据缓存区至少能够缓存10ms的声音信号等采集数据。可以将10ms内的声音信号数据分成5份，每份为2ms的声音信号数据，将这5份声音信号数据按照先进先出的原则通过以太网上传到服务器中。
在具体实现中，为了更加便捷的按照先进先出的原则将上述5分声音信号数据进行上传，本实施例中可以将预设数据缓存区中缓存的声音信号分割为多个声音信号片段，并获取各声音信号片段对应的缓存进入时间，然后根据这些缓存进入时间将多个声音信号片段按照时间先后进行排序，并根据排序结果对多个声音信号片段进行组合，得到声音信号序列，进而根据声音信号序列生成候选信号并通过以太网发送至音频特征分析服务器进行后续的音频分析。
在一实施例中，所述音频特征分析服务器通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号确定所述高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，并根据所述卸料噪音判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况，包括：所述音频特征分析服务器通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号采用排序算法计算FFT，根据所述FFT生成当前声压级，将所述当前声压级与预设声压级阈值进行比较，并根据比较结果判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
需要说明的是，音频特征分析服务器在接收到候选信号之后，为了避免环境噪音对检测结果造成影响，以进一步提高检测精度，可以通过滤波器去除掉候选信号中的环境噪音，然后根据得到的目标声音信号采用排序法求得快速傅立叶变换(FFT)，进而根据FFT生成当前声压级(db)，其中，可通过现有的多种方式来计算FFT以及生成db，可根据实际情况进行选择，本实施例对此不作限制。
应当理解的是，技术人员可以预先进行多次测试和试验，以设置对应的预设声压级阈值。音频特征分析服务器在计算出当前卸料过程中的卸料噪音对应的当前声压级之后，可以将当前声压级与预设声压级阈值进行比较。如果当前声压级大于等于预设声压级阈值，则说明高炉料仓卸料小车的卸料过程中不存在堵料的情况；如果当前声压级小于预设声压级阈值，则说明高炉料仓卸料小车的卸料过程中存在堵料的情况。
应当理解的是，为了在存在堵料的情况下，更加方便地对操作人员进行提示，以及时解决堵料问题。在确定存在堵料情况的情况下，音频特征分析服务器还可以生成堵料提示信息，并在高炉料仓卸料小车对应的显示设备上进行显示，以提示操作人员当前存在堵料情况。
在具体实现中，本实施例中的堵料提示信息可以包括但不限于文字提示信息、语音提示信息以及颜色变化提示信息等，本实施例对此不作限制。例如，在堵料提示信息为颜色变化提示信息时，如果不存在堵料情况，可以在显示设备的对应区域内显示绿色，如果存在堵料情况，可以在显示设备的对应区域内显示红色，通过这种方式，可以通过颜色变化简洁、直接地提示操作人员存在堵料情况，以达到更好的提示效果。
在一实施例中，所述拾音装置在所述高炉料仓卸料小车进行卸料时，采集卸料过程中的声音信息，并将所述声音信息发送至所述拾音器；所述拾音器将所述声音信息转化为声音信号，并将所述声音信号发送至所述音频采集卡；所述音频采集卡将所述声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数据缓存区中缓存的声音信号生成候选信号，并将所述候选信号发送至音频特征分析服务器；所述音频特征分析服务器通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号确定所述高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，并根据所述卸料噪音判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。从而通过上述结构设置以及对高炉料仓卸料小车卸料过程中声音特征的分析，能够智能识别出小车是否发生堵料现象，可以从功能上取代现场操作人员的值守，避免了现场操作人员出现错判、误判的情况。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该估算机软件产品存储在如上所述的一个估算机可读存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台智能设备(可以是手机，估算机，局域网安全状态检测设备，或者网络局域网安全状态检测设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高炉料仓卸料小车堵料判定***，其特征在于，所述高炉料仓卸料小车堵料判定***包括：拾音装置、拾音器、音频采集卡以及音频特征分析服务器，所述拾音装置设置在所述高炉料仓卸料小车的卸料斗上，所述拾音器与所述拾音装置连接，所述音频采集卡与所述拾音器连接；
所述拾音装置，用于在所述高炉料仓卸料小车进行卸料时，采集卸料过程中的声音信息，并将所述声音信息发送至所述拾音器；
所述拾音器，用于将所述声音信息转化为声音信号，并将所述声音信号发送至所述音频采集卡；
所述音频采集卡，用于将所述声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数据缓存区中缓存的声音信号生成候选信号，并将所述候选信号发送至音频特征分析服务器；
所述音频特征分析服务器，用于通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号确定所述高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，并根据所述卸料噪音判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
2.如权利要求1所述的高炉料仓卸料小车堵料判定***，其特征在于，所述拾音装置焊接设置在所述卸料斗的表面，所述拾音器与所述拾音装置采用螺纹连接，所述音频采集卡与所述拾音器之间通过屏蔽电缆连接；
所述拾音器，还用于将所述声音信息转化为预设电压形式的模拟信号，将所述模拟信号作为声音信号，并将所述声音信号通过所述屏蔽电缆发送至所述音频采集卡。
3.如权利要求1所述的高炉料仓卸料小车堵料判定***，其特征在于，所述高炉料仓卸料小车堵料判定***还包括：以太网传输***，所述以太网传输***与所述音频采集卡连接；
所述音频采集卡，还用于将第一预设时间段内的声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数量将所述预设数据缓存区中缓存的声音信号分割为多个声音信号片段，将多个声音信号片段按照时间进行排序，得到声音信号序列，根据所述声音信号序列生成候选信号，将所述候选信号发送至所述以太网传输***；
所述以太网传输***，用于将所述候选信号发送至所述音频特征分析服务器。
4.如权利要求1至3中任一项所述的高炉料仓卸料小车堵料判定***，其特征在于，所述音频特征分析服务器，还用于通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号采用排序算法计算FFT，根据所述FFT生成当前声压级，将所述当前声压级与预设声压级阈值进行比较，并根据比较结果判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
5.如权利要求4所述的高炉料仓卸料小车堵料判定***，其特征在于，所述音频特征分析服务器，还用于在所述当前声压级大于等于预设声压级阈值时，判定所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中不存在堵料的情况；在所述当前声压级小于预设声压级阈值时，判定所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中存在堵料的情况；
所述音频特征分析服务器，还用于在所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中存在堵料的情况时，生成堵料提示信息，并将所述堵料提示信息在所述高炉料仓卸料小车对应的显示设备上进行显示，以提示操作人员当前存在堵料情况。
6.一种高炉料仓卸料小车堵料判定方法，其特征在于，所述高炉料仓卸料小车堵料判定方法适用于如权利要求1至5中任一项所述的高炉料仓卸料小车堵料判定***，所述高炉料仓卸料小车堵料判定***包括：拾音装置、拾音器、音频采集卡以及音频特征分析服务器，所述拾音装置设置在所述高炉料仓卸料小车的卸料斗上，所述拾音器与所述拾音装置连接，所述音频采集卡与所述拾音器连接；
所述高炉料仓卸料小车堵料判定方法包括：
所述拾音装置在所述高炉料仓卸料小车进行卸料时，采集卸料过程中的声音信息，并将所述声音信息发送至所述拾音器；
所述拾音器将所述声音信息转化为声音信号，并将所述声音信号发送至所述音频采集卡；
所述音频采集卡将所述声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数据缓存区中缓存的声音信号生成候选信号，并将所述候选信号发送至音频特征分析服务器；
所述音频特征分析服务器通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号确定所述高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，并根据所述卸料噪音判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
7.如权利要求6所述的高炉料仓卸料小车堵料判定方法，其特征在于，所述拾音装置焊接设置在所述卸料斗的表面，所述拾音器与所述拾音装置采用螺纹连接，所述音频采集卡与所述拾音器之间通过屏蔽电缆连接；
所述拾音器将所述声音信息转化为声音信号，并将所述声音信号发送至所述音频采集卡，包括：
所述拾音器，还用于将所述声音信息转化为预设电压形式的模拟信号，将所述模拟信号作为声音信号，并将所述声音信号通过所述屏蔽电缆发送至所述音频采集卡。
8.如权利要求6所述的高炉料仓卸料小车堵料判定方法，其特征在于，所述高炉料仓卸料小车堵料判定***还包括：以太网传输***，所述以太网传输***与所述音频采集卡连接；
所述音频采集卡将所述声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数据缓存区中缓存的声音信号生成候选信号，并将所述候选信号发送至音频特征分析服务器，包括：
所述音频采集卡将第一预设时间段内的声音信号存储在预设数据缓存区，根据预设数量将所述预设数据缓存区中缓存的声音信号分割为多个声音信号片段，将多个声音信号片段按照时间进行排序，得到声音信号序列，根据所述声音信号序列生成候选信号，将所述候选信号发送至所述以太网传输***；
所述以太网传输***将所述候选信号发送至所述音频特征分析服务器。
9.如权利要求6至8中任一项所述的高炉料仓卸料小车堵料判定方法，其特征在于，所述音频特征分析服务器通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号确定所述高炉料仓卸料小车卸料过程产生的卸料噪音，并根据所述卸料噪音判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况，包括：
所述音频特征分析服务器通过滤波器去除所述候选信号中的环境噪音，得到目标声音信号，根据所述目标声音信号采用排序算法计算FFT，根据所述FFT生成当前声压级，将所述当前声压级与预设声压级阈值进行比较，并根据比较结果判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况。
10.如权利要求9所述的高炉料仓卸料小车堵料判定方法，其特征在于，所述根据比较结果判断所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中是否存在堵料的情况之后，还包括：
所述音频特征分析服务器在所述当前声压级大于等于预设声压级阈值时，判定所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中不存在堵料的情况；在所述当前声压级小于预设声压级阈值时，判定所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中存在堵料的情况；
所述音频特征分析服务器在所述高炉料仓卸料小车的卸料过程中存在堵料的情况时，生成堵料提示信息，并将所述堵料提示信息在所述高炉料仓卸料小车对应的显示设备上进行显示，以提示操作人员当前存在堵料情况。
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