声音复核报警探测器的制作方法

1.本实用新型属于博物馆安防技术领域，具体涉及一种声音复核报警探测器。


背景技术：

2.展馆内，廊道等相对安静且人员流动的场所内会安装有音频采集设备，通常使用拾音器来进行音频采集，同时模拟信号借助网络摄像机转换为数字音频，配合视频传入系统中，对现场进行声音采集。这种普通的拾音器只能进行音频的采集，功能单一，不能通过语音识别实现报警的功能。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是克服现有技术的不足而提供一种声音复核报警探测器，可在采集现场声音的同时对设定的关键词语进行分析，及时报警。
4.本实用新型的技术方案如下：
5.声音复核报警探测器，包括cpu模块、bnpu模块、与bnpu模块连接的至少一个麦克风、与bnpu模块连接的音频转换模块、报警输出模块和用于为元器件供电的供电模块；所述bnpu模块、所述音频转换模块和报警输出模块分别与cpu模块电连接；所述bnpu模块内部包括agc电路；
6.所述麦克风采集的声音经agc电路处理放大后经bnpu模块进行转为数字信号进行降噪和关键词识别，并输出识别结果信号，所述cpu模块接收识别结果信号并经报警输出模块输出给外部报警设备，同时，用于识别的数字音频经i2s同步输出，经bnpu模块同步输出的i2s音频信号由cpu模块转换为pcm语音信号并经网络模块回传后台服务器。
7.进一步的，所述声音复核报警探测器还包括用于连接网络的网络模块，所述网络模块包括与cpu模块连接的收发模块、与收发模块连接的网络变压器和与网络变压器连接的网口j5；经bnpu模块同步输出的i2s音频信号由cpu模块转换为pcm语音信号并经网络模块回传后台服务器。
8.进一步的，所述bnpu模块电连接有存储器、调试串口接线座j4和两个麦克风连接座，所述麦克风经麦克风连接座连接至bnpu模块。
9.进一步的，所述报警输出模块为光耦隔离输出模块；所述供电模块包括用于外部电力接入的电源接口j8和电压输出端3v3、电压输出端1v2。
10.进一步的，所述cpu模块与音频转换模块之间连接有抬升模块，所述抬升电路将音频转换模块输出的基准电平抬升，所述抬升模块连接有模拟音频输出测试座j2，经音频转换模块转化为i2s音频信号后可经抬升模块放大后经模拟音频输出测试座j2输出。
11.进一步的，所述cpu模块还连接有调试接口模块，所述调试接口模块包括与cpu模块连接的调试座j3。
12.进一步的，还包括用于安装在安装面上的底座和与底座可拆卸连接的护罩，所述护罩内设置有电路板，所述cpu模块、bnpu模块、麦克风、音频转换模块、报警输出模块、网络
模块和供电模块均设置在所述电路板上；所述护罩上设置有进声孔。
13.进一步的，所述护罩螺纹连接或卡钩连接在所述底座的正面，所述护罩的内侧还设置有锁定块，所述锁定块内设置有螺纹盲孔，所述底座上设置有与所述螺纹盲孔对应的固定孔，所述护罩通过设置在螺纹盲孔和固定孔内的固定件固定。
14.进一步的，所述护罩的内壁设置有至少2个支撑块，所述电路板通过螺栓固定在所述支撑块上。
15.进一步的，所述电路板设置在支撑块朝向底座的一侧，便于电路板的安装与拆卸。
16.进一步的，所述麦克风设置在电路板的背面，更加的靠近进声孔。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型除了能够配合摄像机进行画面的同步声音采集外，还能够通过关键词识别并发出识别结果信号，识别结果信号作为告警信号；告警信号在本地进行设备连动的同时同步的将告警状态经网络传输给后台服务器，同时，麦克风采集的语音经格式转换后直接经网络传回至后台服务器用于复核，后台服务器对现场的告警状态和回传的复核语音进行核对，确保告警状态与复核的音频一致，防止误报。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例的方框图。
20.图2为本实用新型实施例的cpu模块、报警输出模块和调试接口模块的电路原理图。
21.图3为本实用新型实施例的bnpu模块的电路原理图。
22.图4为本实用新型实施例的音频转换模块的电路原理图。
23.图5为本实用新型实施例的抬升模块的电路原理图。
24.图6为本实用新型实施例的供电模块的电路原理图。
25.图7为本实用新型实施例的倒置的底座和护罩的结构示意图。
26.图8为本实用新型实施例的锁定块的正视示意图。
27.图9为本实用新型实施例的正放的底座和护罩的配合示意图。
28.图10为本实用新型实施例的底座和护罩的立体示意图。
29.图中，底座1、安墙孔2、连接部3、电路板4、麦克风5、6、护罩7、支撑块8、进声孔9、锁定块10、螺纹盲孔11。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.如图1至图6所示，声音复核报警探测器，包括cpu模块、bnpu模块、与bnpu模块连接的至少一个麦克风5、与bnpu模块连接的音频转换模块、报警输出模块、用于连接网络的网络模块和用于为元器件供电的供电模块；所述bnpu模块、所述音频转换模块和报警输出模块分别与cpu模块电连接；所述bnpu模块内部包括agc电路；
32.所述麦克风5采集的声音经agc电路处理放大后送入bnpu模块进行转为数字信号进行降噪和关键词识别，并输出识别结果信号，所述cpu模块接收识别结果信号并经报警输出模块输出给外部报警设备，同时，用于识别的数字音频经i2s同步输出，经bnpu模块同步输出的i2s音频信号由cpu模块转换为pcm语音信号并经网络模块回传后台服务器；设备具备网络接口，也便于安装独立工作，无需配套专用音频编码设备；识别结果信号即作为告警信号；
33.即告警信号输出是两种模式，一种通过网络模块和网线将告警信号传输给后台服务器、告知外部报警设备的告警状态，另一种是继电器直接输出告警状态，驱动外部报警设备如告警灯和告警喇叭，两种模式同步进行；后台服务器同时也对接收到的语音信号进行关键词识别并将识别结果与告警状态核对，若后台服务器语音识别的结果与告警状态一直，则说明切实要告警；由于本地bnpu的识别准确率不是100％，因此，通过后台复核来防止误报；且因为分析数字音频与实际输出同步，也不存在采集模拟信号后转换为数字信号再次分析的延迟问题，能够保证及时性；
34.音频转换模块内部采用cs4344元件，cpu模块内部采用at32f407系列高效能微控制器，bnpu模块内部采用bnpu芯片u3，bnpu芯片u3内部集成自动增益控制电路，即agc电路，而且bnpu只能分析数字音频，并不能对音频进行编码，所以借助i2s这种专用数字音频接口，进行了输出，但是i2s无法通过网络传送，所以用at32f407进行了一次转换。bnpu模块通过双麦克风5对现场采集到的声音直接进行agc处理放大后转为数字信号进行运算处理，集成降噪，语音模糊识别功能一体，可在采集现场声音的同时对设定的关键词语进行分析，bnpu芯片u3将语音数据的采集、计算、决策均放在本地进行，不依赖网络，时延小，即便是在断网的情况下依然能实现语音触发对本地的外部报警设备的触发控制；本实施例的bnpu芯片可采用ci1103语音芯片，支持远场远距离拾音，可达5米-10米，能够满足博物馆高层高的使用需求，支持双麦克风5及高性能的波束形成算法，支持多达100条的本地命令词，且工作功耗小，可设置关键词如“救命”、“着火”、“110”、“快来人”、“救命啊”、“着火啦”，在声音采集范围内如果人员交谈或者呼喊“快来人救命啊”“前面着火了快嘁人”只要语言内含有相关词语即可准确识别并相应发出告警信号。
35.进一步的，所述网络模块包括与cpu模块连接的收发模块、与收发模块连接的网络变压器和与网络变压器连接的网口j5；所述收发模块内部可采用dm9162ep以太网收发器芯片，网络变压器可采用h1102网口变压器，网口j5采用4针网络接口，节约成本；网络模块为成熟的技术，不再赘述。
36.进一步的，如图3所示，所述bnpu模块电连接有存储器、调试串口接线座j4和两个麦克风5连接座，所述麦克风5经麦克风5连接座连接至bnpu模块；两个麦克风5通过波束形成阵列，以有效降低环境内噪声的影响，便于现场声音的降噪；存储器采用25q64存储芯片。
37.进一步的，如图2所示，所述报警输出模块为光耦隔离输出模块，所述cpu模块还连接有调试接口模块，所述调试接口模块包括与cpu模块连接的调试座j3；如图6所示，所述供电模块包括me3116稳压器、lm1117-3v3/sop223芯片、lm1117-1v2/sop223芯片和用于外部电力接入的电源接口j8，lm1117-3v3/sop223芯片输出3v3电压，lm1117-1v2/sop223芯片输出1v2电压。at32f407系列高效能微控制器、调试座j3、以太网收发芯片、bnpu芯片、cs4344放大电路连接3v3电压端，bnpu芯片还连接1v2电压端。
38.进一步的，如图5所示，所述cpu模块与音频转换模块之间连接有抬升模块，所述抬升电路将音频转换模块输出的基准电平抬升，因为音频转换模块输出得音频是以0电平为基准得正负电平，所以cpu芯片没办法识别到负压，把电平基准抬高到1.6v，这样cpu内部处理以后可以识别完整得波形；所述抬升模块包括三个lmv358放大器，其中一个lmv358放大器的输出端连接至at32f407系列高效能微控制器的引脚21，另一个lmv358放大器的输出端连接有模拟音频输出测试座j2，经音频转换模块转化为i2s音频信号后可经抬升模块放大后经模拟音频输出测试座j2输出。
39.进一步的，如图7和图8所示，所述声音复核报警探测器还包括用于安装在安装面上的底座1和与底座1可拆卸连接的护罩7，所述底座1上设置有若干安墙孔2，所述护罩7内设置有电路板4，所述cpu模块、bnpu模块、麦克风5、音频转换模块、报警输出模块、网络模块和供电模块均设置在所述电路板4上；所述护罩7上设置有进声孔9、出线孔可以设置在护罩1上或底座1上均可，进声孔9可以是多个；在安装时，首先将底座1安装在墙面上，将护罩7安装在底座1上，线材通过连接接头连接至博物馆内的线路；在需要维护拆卸时，将线材与线路的连接接头断开，然后将护罩7从底座1上拆下，无需拆下底座1以及在此从底座1上拆下护罩7即可将电路板4暴露，简化了拆装过程，便于电路板4的安装与维护。
40.进一步的，如图7至图10所示，所述护罩7螺纹连接或卡钩连接在所述底座1的正面，所述底座1的正面靠近边沿处设置有环形的连接部3，所述护罩7匹配连接在连接部3上并在安装后与底座1的外边沿基本对齐，造型美观；
41.所述护罩7的内壁设置有若干支撑块8，所述电路板4通过螺栓固定在所述支撑块8上，所述电路板4设置在支撑块8朝向底座1的一侧，便于电路板4的安装与拆卸；优选的，所述麦克风5设置在电路板4的背面，更加的靠近进声孔9；优选的，所述底座1内壁设置有加强筋。
42.进一步的，如图8所示，所述护罩7的内侧还设置有锁定块10，所述锁定块10内设置有螺纹盲孔11，所述底座1上设置有与所述螺纹盲孔11对应的固定孔，所述护罩7通过设置在螺纹盲孔11和固定孔内的固定件固定；在护罩7拧紧或卡紧在底座1上后，再通过螺栓将护罩7再次固定，固定更牢固，防止长久使用后护罩7松动脱落。
43.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。