一种用于分析设备异常的声源监控报警系统及方法与流程

1.本发明涉及报警监控技术领域，更具体地说，它涉及一种用于分析设备异常的声源监控报警系统及方法。


背景技术：

2.报警监控技术是指监测系统针对特定情形，由其报警系统发出警示，提示工作人员出现了监测过程中的特定情形。目前，具有代表性的报警系统有火灾监测报警系统、高温监测报警系统、水位监测报警系统、气压监测报警系统等等。该报警系统利用监测系统针对出现的特定火灾情形、特定高温情形、特定水位情形以及特定气压情形，并由报警系统发出监测警示，提醒工作人员。
3.然而，现代社会中，安全生产和高质量生产是一个重要主题，尤其在工厂设备加工领域，当设备运转过程中出现了一些非正常运转的情形，如何针对该非正常运转情形进行监测和报警成为了研究开发方向，如：设备运转出现异响、设备运转速度加快或变慢出现异响以及出现卡料导致异响等。当出现该情形时，需要快速警报，快速解决异常提高生产的整体质量。
4.现有技术针对工厂设备运转的智能声源监测报警系统技术开发不多，目前主要是通过设备自身内部的传感器等进行参数监测，但设备内部的参数监测针对设备异响、卡料异响等声音因素无法进行良好的监测报警，因此，如何开发一套智能的声源监测报警系统成为了研究必要主题。


技术实现要素：

5.针对背景技术中提出的的技术问题，本发明利用分析设备异常的声源监控报警系统，以达到通过视频声源发现设备异常的，比如声音异常或者运行声音异常的目的。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案一：一种用于分析设备异常的声源监控报警系统，包括：视听监控模块，用于针对特定设备进行收音录音和视频录像的实时视听监控，并输出声源数据；对比分析模块，用于接收所述视听监控模块输出的声源数据，并将该声源数据转化为声源参数进行对比分析，对比分析处理后当出现报警情形时发出报警指令，所述声源参数包括振幅a、频率f和波形t；声源分析模块包括以下子模块：存储模块，用于存储录音声源数据（电子数据）以及预先设定标准声源的标准声源参数振幅a1、频率f1和波形t1（代号形式）；声源数据分析模块，用于对录音生源数据的响度、音调和音色分别进行分析，分别形成三个声源参数：振幅a2（响度db）、频率f2（音调hz）和波形t2（音色，代号）；处理器模块，用于通过其内部算法分别分析a=|a1-a2|、f=|f1-f2|和t=|t1-t2|，
当a和f在一定范围内时，且当t=0时，则声音无异常，当a和f超过一定范围内时，或当t≠0时，则声音异常，并发出报警指令；报警模块，报警模块接收报警指令并执行报警操作。
7.通过上述技术方案，基于一种设备运行发出的声音基本保持不变的设备，当设备出现运转异常时，且设备运转声音具有变化的情形，基于此角度，如何对声音声源参数进行分析，以此来判断是否出现设备运转异常。因此，本发明系统中声源分析模块分别对声源的振幅a、频率f和波形t三个参数进行分析，从而达到通过对视频声源进行分析判断，从而发现设备异常，比如声音异常或者运行声音异常的目的。
8.本发明进一步设置为：所述视听监控模块配置为具有采集声音功能的摄像头模组。
9.本发明进一步设置为：所述存储模块配置为能够存储声音数据的存储单元，所述声源数据分析模块配置为能够分析声源参数的软件模块。
10.本发明进一步设置为：所述处理器模块配置为存储有计算机程序的存储介质。
11.本发明进一步设置为：所述报警模块配置为声音报警器或光报警器。
12.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案二：一种用于分析设备异常的声源监控报警方法，包括以下步骤：视听监控步骤，针对特定设备进行收音录音和视频录像的实时视听监控，并输出声源数据；对比分析步骤，该步骤接收声源数据，并将该声源数据转化为声源参数进行对比分析，对比分析处理后当出现报警情形时发出报警指令，声源参数包括振幅a、频率f和波形t；声源分析步骤包括以下子步骤：存储步骤，首先存储录音声源数据以及预先设定标准声源的标准声源参数振幅a1、频率f1和波形t1；声源数据分析步骤，再对录音生源数据的响度、音调和音色分别进行分析，分别形成三个声源参数：振幅a2（响度db）、频率f2（音调hz）和波形t2（音色，代号）；处理步骤，通过处理器内部计算机程序分别分析a=|a1-a2|、f=|f1-f2|和t=|t1-t2|，当a和f在一定范围内时，且当t=0时，则声音无异常，当a和f超过一定范围内时，或当t≠0时，则声音异常，并发出报警指令；报警步骤，报警器接收报警指令并执行报警操作。
13.通过上述技术方案，基于一种设备运行发出的声音基本保持不变的设备，当设备出现运转异常时，且设备运转声音具有变化的情形，基于此角度，如何对声音声源参数进行分析，以此来判断是否出现设备运转异常。因此，本发明系统中声源分析模块分别对声源的振幅a、频率f和波形t三个参数进行分析，从而达到通过对视频声源进行分析判断，从而发现设备异常，比如声音异常或者运行声音异常的目的。
14.本发明进一步设置为：所述视听监控步骤中收音方法可采用收音器进行收音的方法。
15.本发明进一步设置为：所述声源分析步骤中的波形t采用数字标记形成来记录波形t，如：正弦波t=1，方波t=2，锯齿波t=3等等。
16.本发明进一步设置为：所述处理步骤中a和f均为绝对值的正值。
17.本发明进一步设置为：所述报警步骤中采用声音报警方法或光报警方法。
18.综上所述，本发明具有以下有益效果：（1）本发明系统中声源分析模块分别对声源的振幅a、频率f和波形t三个参数进行分析，从而达到通过对视频声源进行分析判断，从而发现设备异常，比如声音异常或者运行声音异常的目的；（2）本发明系统具有高智能化；（3）本发明系统应用场景较广，可应用于异常声源发生改变的领域监测。
附图说明
19.图1为声源监控报警系统原理示意图；图2为声源监控报警方法流程图。
20.附图标记：1、视听监控模块；2、对比分析模块；2-1、存储模块；2-2、声源数据分析模块；2-3、处理器模块；3、报警模块。
具体实施方式
21.下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
22.在展开说明本发明方案之前，首先介绍下与本发明有关的技术内容。声音的特性参数。（一）响度（loudness）：人主观上感觉声音的大小（俗称音量），由振幅和距离声源的距离决定，振幅越大响度越大，人和声源的距离越小，响度越大。（二）音调（pitch）：声音的高低（高音、低音），由频率（frequency）决定，频率越高音调越高，频率的单位为赫兹，人耳听觉范围20-20000hz。（三）音色（timbre）：又称音品，波形决定了声音的音色。声音因不同物体材料的特性而具有不同特性，音色本身是一种抽象的东西，但波形能够将这个抽象特性只管表现，音色不同，波形则不同。典型的音色波形有方波、锯齿波、正弦波、脉冲波等等。不同的音色通过波形完全可以分辨出来。
23.基于以上针对声音特性的分析，因此可以对设备在不同状态下声音特性进行分析，以达到智能分析设备是否运行异常。因此，本发明公开了一种用于分析设备异常的声源监控报警系统，结合图1所示，包括：视听监控模块1，用于针对特定设备进行收音录音和视频录像的实时视听监控，并输出声源数据。对比分析模块2，用于接收视听监控模块1输出的声源数据，并将该声源数据转化为声源参数进行对比分析，对比分析处理后当出现报警情形时发出报警指令，声源参数包括振幅a、频率f和波形t。报警模块3，报警模块3接收报警指令并执行报警操作。
24.声源分析模块2包括以下子模块：存储模块2-1，用于存储录音声源数据以及预先设定标准声源的标准声源参数振幅a1、频率f1和波形t1。声源数据分析模块2-2，用于对录音生源数据的响度、音调和音色分别进行分析，分别形成三个声源参数：振幅a2、频率f2和波形t2。处理器模块2-3，用于通过其内部算法分别分析a=|a1-a2|、f=|f1-f2|和t=|t1-t2|，当a和f在一定范围内时，且当t=0时，则声音无异常，当a和f超过一定范围内时，或当t≠0时，则声音异常，并发出报警指令。
25.其中，视听监控模块1配置为具有采集声音功能的摄像头模组。存储模块2-1配置为能够存储声音数据的存储单元，声源数据分析模块2-2配置为能够分析声源参数的软件模块。处理器模块2-3配置为存储有计算机程序的存储介质。报警模块3配置为声音报警器或光报警器。
26.基于以上系统，本发明公开一种用于分析设备异常的声源监控报警方法，结合图2所示，包括以下步骤：视听监控步骤，针对特定设备进行收音录音和视频录像的实时视听监控，并输出声源数据。对比分析步骤，该步骤接收声源数据，并将该声源数据转化为声源参数进行对比分析，对比分析处理后当出现报警情形时发出报警指令，声源参数包括振幅a、频率f和波形t。报警步骤，报警器接收报警指令并执行报警操作。
27.声源分析步骤包括以下子步骤：存储步骤，首先存储录音声源数据以及预先设定标准声源的标准声源参数振幅a1、频率f1和波形t1。声源数据分析步骤，再对录音生源数据的响度、音调和音色分别进行分析，分别形成三个声源参数：振幅a2、频率f2和波形t2。处理步骤，通过处理器内部计算机程序分别分析a=|a1-a2|、f=|f1-f2|和t=|t1-t2|，当a和f在一定范围内时，且当t=0时，则声音无异常，当a和f超过一定范围内时，或当t≠0时，则声音异常，并发出报警指令。
28.其中，视听监控步骤中收音方法可采用收音器进行收音的方法。声源分析步骤中的波形t采用数字标记形成来记录波形t，如：正弦波t=1，方波t=2，锯齿波t=3。处理步骤中a和f均为绝对值的正值。报警步骤中采用声音报警方法或光报警方法。
29.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。