[发明专利]一种声控安全保护开关系统

权利要求书

1.一种声控安全保护开关系统，其特征在于，包括：麦克风阵列、语音采集及处理模块、控制及故障检测模块和故障测试音模块；

其中，所述麦克风阵列包括多个高灵敏度的麦克风，所述多个高灵敏度的麦克风按预设阵列进行排布，以拾取语音信号；所述语音采集及处理模块与所述麦克风阵列相连，采集所述麦克风阵列输出的语音信号，并设置有效拾音范围，对所述语音信号进行预处理后发送给所述控制及故障检测模块，以使所述控制及故障检测模块按预设判断流程对预处理后的语音信号进行识别，并根据识别结果向外输出急停保护信号；

所述故障测试音模块与所述控制及故障检测模块相连，设置在所述麦克风阵列前方，用于在所述控制及故障检测模块的控制下发出频率强度可调的测试音；所述控制及故障检测模块计算出所述测试音的频率和声强，并对一个测试周期内采集到的测试音次数进行计数，并在计算出的测试音频率和声强与所述故障测试音模块实际发出的测试音的频率和声强不一致，且在一个测试周期内采集到的测试音次数不满足正常工作条件时，输出开关故障信号；

其中，所述预设判断流程包括：

步骤S1、判断当前接收到的语音信号是否为有效拾音范围内的语音信号，若是，则转入步骤S2；否则，判定为干扰音不动作；

步骤S2、判断当前接收到的语音信号频率是否属于人声频率范围，若是，则转入步骤S3；否则，判定为干扰音不动作；

步骤S3、判断当前接收到的语音信号强度范围，若当前接收到的语音信号强度小于预设的声强最小限值，判定为干扰音不动作；否则，转入步骤S4，对当前接收到的语音信号进行语音文字识别；

步骤S4、若预设的声强最小限值＜当前接收到的语音信号强度＜预设的声强最大限值，且识别出的语音文字与第一关键词库中预存的关键词相匹配，输出开关保护信号；

若当前接收到的语音信号强度大于预设的声强最大限值，且识别出的语音文字与第二关键词库中预存的关键词相匹配，输出开关保护信号；否则，判定为干扰音不动作；其中，所述第二关键词库包含第一关键词库。

2.根据权利要求1所述的声控安全保护开关系统，其特征在于，所述预设判断流程上电自启动或识别到语音信号后自唤醒启动。

3.根据权利要求2所述的声控安全保护开关系统，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：

步骤S0，上电自启动或识别到语音信号后，先判断该语音信号是否为操作者本人，若是，则转入步骤S3；否则，判定为干扰音不动作。

4.根据权利要求3所述的声控安全保护开关系统，其特征在于，所述控制及故障检测模块中预存有操作者本人的语音特性信息，所述步骤S0具体为：

上电自启动或识别到语音信号后，利用说话人识别技术，先判断该语音信号是否与预存的操作者本人的语音特性信息相匹配，若是，则转入步骤S3；否则，判定为干扰音不动作。

5.根据权利要求1所述的声控安全保护开关系统，其特征在于，所述人声频率范围为：340 Hz～4 000 Hz；所述声强最小限值为60dB，所述声强最大限值为70dB。

6.根据权利要求1所述的声控安全保护开关系统，其特征在于，

所述步骤S1中判断当前接收到的语音信号是否为有效拾音范围内的语音信号，具体为：

根据每个麦克风采集到的语音信号的特征差异计算出音源位置，并判断该音源位置是否在有效拾音范围内；

其中，所述语音信号的特征包括：语音信号达到时间、相位和振幅。

7.根据权利要求6所述的声控安全保护开关系统，其特征在于，所述麦克风阵列中的多个高灵敏度麦克风均匀等距地设置在同一水平线上或均匀等距地设置于同一圆周上。

8.根据权利要求1～7任一项所述的声控安全保护开关系统，其特征在于，还包括备用电源，所述备用电源为复用其他系统的电源或自备电源；所述备用电源用于为所述语音采集及处理模块和控制及故障检测模块供电。