[发明专利]一种声控安全保护开关系统

说明书

本发明涉及一种声控安全保护开关系统，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；语音采集及处理模块采集麦克风阵列输出的语音信号，并对语音信号进行预处理；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开关保护信号；故障测试音模块与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；控制及故障检测模块判断声控安全保护开关是否正常工作，并在声控安全保护开关非正常工作时，输出故障信号。通过本发明的技术方案，能够基于语音识别精准输出开关保护信号，并实现故障自检测。

技术领域

本发明涉及智能声控设备技术领域，具体涉及一种声控安全保护开关系统。

背景技术

为确保人身安全，设备中急停是必要措施，急停可以有效及时地关闭运行中的设备从而保证人的安全。目前的设备系统多采用急停开关，需要在明显位置设置急停开关按钮，遇险时需要人为手动按下急停按钮使设备停止运行，达到确保安全的目的。而某些设备关乎安全(如电梯，电动轮椅等)，但不好放置急停按钮，即使放置也较难触及(不能在遇险的第一时间触发急停系统)，或使用人活动能力有限触发急停按钮有难度。上述情况下，就需要一种新的急停系统，而声控急停可以很好的解决。

急停按钮必须为人手动按下，人在紧急情况下由于本能反应可能忘记操作，或操作不当，老人小孩或残疾人操作有难度，不能起到保护停止的作用。急停开关按钮需要设置在明显的位置，影响美观。遇险时人的第一反应为尖叫或呼喊，声控可以第一时间识别停止，且遇险时，人可能触碰不到急停按钮或不够及时，而声控可以不受空间结构限制。声控急停不需要预先培训，训练，声控急停的拾音咪头可以实现隐藏式设计，较美观。

现有的声控保护开关多为单mic或双mic方案，实际在嘈杂环境下此种声控无效或误报(环境适应性不好)，同时作为安全保护开关，必须要求可靠，需要确保保护开关一直处于正常工作状态。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种声控安全保护开关系统，基于语音识别精准输出开关保护信号，并实现故障自检测。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种声控安全保护开关系统，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。

优选地，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；