CN107689095A - 声纹码问答门禁 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医疗信息技术领域，具体为一种声纹码问答门禁，包括门扇，门扇设有电子门锁，还包括音频输入模块、存储模块、声纹模块、音频输出模块、问答模块、无线通信模块、延时模块以及门锁控制模块。音频输入模块用于获取门扇周围的音频以及检测用户位于门内还是门外，音频输入模块和声纹存储单元均与声纹模块信号连接，声纹模块包括声纹录入单元和声纹匹配单元，声纹录入单元能够向声纹存储模块中存入新的成员信息和声纹数据，声纹匹配单元能够根据声纹数据分析用户的身份。本发明提供的声纹码问答门禁，能够解决老人和小孩出门无法告知家人的问题，方便老人、儿童与家人沟通，减少不必要的担心和麻烦。

Description

声纹码问答门禁
技术领域
本发明涉及门禁自动化控制技术领域，具体而言，涉及一种声纹码问答门禁。
背景技术
现如今，上班的年轻人通常都是早出晚归，忙于工作，白天将老人和小孩留在家中，一方面，老人可能会出门办事，小孩也可能出门找同龄人玩耍，虽然现在的即时通讯技术十分发达，通信设备也十分普遍，但是像老人和儿童，由于受到自身条件的限制，他们可能并不能正确的使用这些设备，因此无法及时的告知家人他们的去向，年轻人在下班回家后，如果找不到老人或者小孩，免不了会担心；另一方面，老人由于年纪大，容易健忘，尤其患有老年痴呆症的老人，儿童由于贪玩和粗心，他们离开家后可能会忘带钥匙或忘记锁门，不仅会带来诸多不便，还有可能会带来安全问题。
为此有的家庭会要求家庭成员出门时把相关信息写在便签纸上并贴到显眼的位置上，但是儿童由于认识的字数有限，书写可能不能完整的表达他的意思，且便签有时候不能第一时间被看到，因而采用便签纸的方法并不能有效的解决上述问题。
发明内容
本发明意在提供一种声纹码问答门禁，能够解决老人和小孩出门无法告知家人的问题，方便老人、儿童与家人沟通，减少不必要的担心和麻烦。
为了解决上述技术问题，本专利提供如下基础技术方案：
声纹码问答门禁，包括门扇，门扇设有电子门锁，还包括：
音频输入模块，所述音频输入模块用于获取门扇周围的音频，所述音频输入模块还用于检测用户位于门内还是门外；
存储模块，所述存储模块包括声纹存储单元和问答存储单元，所述声纹存储单元用于存储家庭成员的个人信息和声纹数据；所述问答存储单元用于存储家庭成员出门时回答问答单元的语音答案；
声纹模块，音频输入模块和声纹存储单元均与声纹模块信号连接，所述声纹模块包括声纹录入单元和声纹匹配单元，声纹录入单元能够向声纹存储模块中存入新的成员信息和成员声纹数据，声纹匹配单元能够分析音频输入模块输入的声音的声纹数据，声纹匹配单元能够根据声纹数据分析用户的身份；
音频输出模块，用于输出问答模块的询问问题或问答存储单元中存储的音频内容；
问答模块，所述音频输入单元、音频输出单元以及声纹匹配单元均与问答模块信号连接，所述问答模块包括语义识别单元、问答单元与查询单元，所述语义识别单元用于识别输入语音的内容，所述问答单元能够通过声纹匹配单元获取用户的身份，所述问答单元能够根据语义内容和用户的位置检测用户是否要出门，所述问答单元能够在用户要出门时通过音频输出模块询问用户的去向，所述问答单元能够通过音频输入单元采集用户的回答并将回答的语音内容存储到问答存储单元中，所述问答单元能够在用户回答完毕后向门锁控制模块发送开锁信号，所述查询模块能够在检测到其他家庭成员询问用户去向时，通过语音输出模块播放问答存储单元中对应的音频数据；
门锁控制模块，所述门锁控制模块分别与电子门锁、音频输入模块、声纹匹配单元以及问答单元信号连接，所述门锁控制模块用于控制电子门锁的打开和上锁，所述门锁控制模块在用户出门时根据问答模块的输出信号控制电子门锁的状态，所述门锁控制模块在用户进门时根据声纹匹配单元的匹配结果控制电子门锁的状态。
本发明的工作原理及有益效果为：
用户通过声纹录入单元将所有家庭成员的信息和声纹数据存储到声纹存储单元中，当用户需要出去时，用户可以在门口说“开门”或“出门”等词语，音频输入模块通过用户的声音可以判断出用户位于门内，语义识别模块解析出用户的语义，问答模块根据用户位于门内和用户说的话判断出用户要出门，声纹匹配模块根据声纹存储单元中的数据匹配用户的身份，问答单元可以通过声纹匹配模块获取用户的身份，问答单元询问用户的去向，用户不回答，门锁不会打开，用户回答后，问答单元将用户的回答通过音频输入单元记录下来并按照与用户身份的对应关系将音频文件保存到问答存储单元中，问答单元向门锁控制模块发送开锁信号，门锁控制模块接收到开锁信号后控制电子门锁打开，进而用户可以离开房间出门；
当有人从门外进入时，音频输入模块通过人的声音判断出有人要进门，声纹匹配模块对此人的声纹进行验证和匹配，门锁控制模块获取声纹匹配模块的匹配结果，如果匹配结果证明此人是家庭成员则控制电子门锁打开，如果匹配结果证明此人不是家庭成员则保持电子门锁是上锁状态。
当用户外出后，其他家庭成员寻找已经外出的用户时，通常会先呼唤他的名字，查询单元通过语音解析模块解析出有人在寻找已经外出的用户后，查询单元通过用户的名字在问答存储单元中查找用户外出时回答问答单元的语音记录并通过音频输出单元输出，其他家庭成员听到后便可得知用户的去向，从而减少担心和忧虑。
与现有技术相比，本发明技术方案中，通过设置音频输入模块可以获取用户的位置和语音输入，通过语义识别单元能够对用户的语音进行解析，判断用户的意向，使用声纹码验证用户身份安全可靠，无需携带和使用钥匙，更加方便，防止老人和孩子忘带钥匙或丢失钥匙，通过问答单元，能够在用户出门时，强制用户留下去向相关的语音，查询单元可以在家庭成员寻找已出门的用户时，自动播放用户的回答语音，进而减少家庭成员的忧虑和担心。
进一步，还包括延时模块，所述延时模块与所述门锁控制模块信号连接所述延时模块能够记录门锁控制模块打开电子门锁的时间，所述延时模块能够在延时结束后通过门锁控制模块使电子门锁上锁。
延时模块能够在开锁一段时间后使电子门锁关闭，防止用户忘记锁门，保证用户财产安全。
进一步，还包括无线通信模块，所述无线通信模块与门锁控制模块信号连接，所述无线通信模块用于在每次门锁控制门口打开电子门锁时向用户发送提醒信息。
通过无线通信模块向用户实时发送提醒信息，使用户掌握室内人员出入情况，更加安全。
进一步，所述音频输入模块包括门内拾音器和门外拾音器，所述音频输入模块能够根据门内拾音器和门外拾音器所获取的音频的音量大小检测用户位于门内还是门外，所述音频输入模块能够根据门内拾音器和门外拾音器的音频数据差，对输入音频进行降噪。
通过门外拾音器与门内拾音器的音量差，判断用户位于门内还是门外，两个拾音器还可以实现双麦降噪，降低环境噪音的影响，提高语义识别的成功率。
进一步，所述无线通信模块为GSM短信通信模块。
GMS短信是一种非常可靠的传输方式，成本也很低。
进一步，所述音频输入模块还包括设置在门扇内外两侧的红外传感器，所述传感器用来辅助检测用户的位置。
采用红外传感器和两个拾音器相结合，对用户位置的判断更加精准。
附图说明
图1为本发明声纹码问答门禁实施例的逻辑框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
附图标记说明：问答模块1、声纹模块2。
如图1所示，本实施例声纹码问答门禁包括门扇，门扇设有电子门锁，还包括音频输入模块、存储模块、声纹模块2、音频输出模块、问答模块1、无线通信模块、延时模块以及门锁控制模块。
具体的，本实施例中，音频输入模块用于获取门扇周围的音频，音频输入模块还用于检测用户位于门内还是门外，音频输入模块包括门内拾音器和门外拾音器，所述音频输入模块能够根据门内拾音器和门外拾音器所获取的音频的音量大小检测用户位于门内还是门外，所述音频输入模块能够根据门内拾音器和门外拾音器的音频数据差，对输入音频进行降噪，音频输入模块还包括设置在门扇内外两侧的红外传感器，红外传感器用来辅助检测用户的位置；
存储模块包括声纹存储单元和问答存储单元，声纹存储单元用于存储家庭成员的个人信息和声纹数据；问答存储单元用于存储家庭成员出门时回答问答单元的语音答案。
音频输入模块和声纹存储单元均与声纹模块2信号连接，声纹模块2包括声纹录入单元和声纹匹配单元，声纹录入单元能够向声纹存储模块中存入新的成员信息和成员声纹数据，声纹匹配单元能够分析音频输入模块输入的声音的声纹数据，声纹匹配单元能够根据声纹数据分析用户的身份；
音频输出模块用于输出问答模块1的询问问题或问答存储单元中存储的音频内容；
音频输入单元、音频输出单元以及声纹匹配单元均与问答模块1信号连接，问答模块1包括语义识别单元、问答单元与查询单元，语义识别单元用于识别输入语音的内容，问答单元能够通过声纹匹配单元获取用户的身份，问答单元能够根据语义内容和用户的位置检测用户是否要出门，问答单元能够在用户要出门时通过音频输出模块询问用户的去向，问答单元能够通过音频输入单元采集用户的回答并将回答的语音内容存储到问答存储单元中，问答单元能够在用户回答完毕后向门锁控制模块发送开锁信号，查询模块能够在检测到其他家庭成员询问用户去向时，通过语音输出模块播放问答存储单元中对应的音频数据；
门锁控制模块分别与电子门锁、音频输入模块、声纹匹配单元以及问答单元信号连接，门锁控制模块用于控制电子门锁的打开和上锁，门锁控制模块在用户出门时根据问答模块1的输出信号控制电子门锁的状态，门锁控制模块在用户进门时根据声纹匹配单元的匹配结果控制电子门锁的状态；
延时模块与所述门锁控制模块信号连接所述延时模块能够记录门锁控制模块打开电子门锁的时间，所述延时模块能够在延时结束后通过门锁控制模块使电子门锁上锁；
无线通信模块与门锁控制模块信号连接，所述无线通信模块用于在每次门锁控制门口打开电子门锁时向用户发送提醒信息，本实施例中无线通信模块采用GSM短信通信模块。
本实施例使用时，用户通过声纹录入单元将所有家庭成员的信息和声纹数据存储到声纹存储单元中，当用户需要出去时，用户可以在门口说“开门”或“出门”等词语，由于用户位于门内，门内拾音器检测到的声音比门外拾音器大，且位于门内的红外传感器可以检测到人的红外信号，进而音频输入模块通过门内外声音的大小以及红外传感器的信号来判断出用户位于门内，语义识别模块解析出用户的语义，问答模块1根据用户位于门内和用户说的话判断出用户要出门，声纹匹配模块根据声纹存储单元中的数据匹配用户的身份，问答单元可以通过声纹匹配模块获取用户的身份，问答单元询问用户的去向，用户不回答，门锁不会打开，用户回答后，问答单元将用户的回答通过音频输入单元记录下来并按照与用户身份的对应关系将音频文件保存到问答存储单元中，问答单元向门锁控制模块发送开锁信号，门锁控制模块接收到开锁信号后控制电子门锁打开，进而用户可以离开房间出门；
当有人从门外进入时，音频输入模块通过人的声音判断出有人要进门，声纹匹配模块对此人的声纹进行验证和匹配，门锁控制模块获取声纹匹配模块的匹配结果，如果匹配结果证明此人是家庭成员则控制电子门锁打开，如果匹配结果证明此人不是家庭成员则保持电子门锁是上锁状态。
当用户外出后，其他家庭成员寻找已经外出的用户时，通常会先呼唤他的名字，查询单元通过语音解析模块解析出有人在寻找已经外出的用户后，查询单元通过用户的名字在问答存储单元中查找用户外出时回答问答单元的语音记录并通过音频输出单元输出，其他家庭成员听到后便可得知用户的去向，从而减少担心和忧虑。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.声纹码问答门禁，包括门扇，其特征在于：门扇设有电子门锁，还包括：
音频输入模块，所述音频输入模块用于获取门扇周围的音频，所述音频输入模块还用于检测用户位于门内还是门外；
存储模块，所述存储模块包括声纹存储单元和问答存储单元，所述声纹存储单元用于存储家庭成员的个人信息和声纹数据；所述问答存储单元用于存储家庭成员出门时回答问答单元的语音答案；
声纹模块，音频输入模块和声纹存储单元均与声纹模块信号连接，所述声纹模块包括声纹录入单元和声纹匹配单元，声纹录入单元能够向声纹存储模块中存入新的成员信息和成员声纹数据，声纹匹配单元能够分析音频输入模块输入的声音的声纹数据，声纹匹配单元能够根据声纹数据分析用户的身份；
音频输出模块，用于输出问答模块的询问问题或问答存储单元中存储的音频内容；
问答模块，所述音频输入单元、音频输出单元以及声纹匹配单元均与问答模块信号连接，所述问答模块包括语义识别单元、问答单元与查询单元，所述语义识别单元用于识别输入语音的内容，所述问答单元能够通过声纹匹配单元获取用户的身份，所述问答单元能够根据语义内容和用户的位置检测用户是否要出门，所述问答单元能够在用户要出门时通过音频输出模块询问用户的去向，所述问答单元能够通过音频输入单元采集用户的回答并将回答的语音内容存储到问答存储单元中，所述问答单元能够在用户回答完毕后向门锁控制模块发送开锁信号，所述查询模块能够在检测到其他家庭成员询问用户去向时，通过语音输出模块播放问答存储单元中对应的音频数据；
门锁控制模块，所述门锁控制模块分别与电子门锁、音频输入模块、声纹匹配单元以及问答单元信号连接，所述门锁控制模块用于控制电子门锁的打开和上锁，所述门锁控制模块在用户出门时根据问答模块的输出信号控制电子门锁的状态，所述门锁控制模块在用户进门时根据声纹匹配单元的匹配结果控制电子门锁的状态。
2.如权利要求1所述的声纹码问答门禁，其特征在于：还包括延时模块，所述延时模块与所述门锁控制模块信号连接，所述延时模块能够记录门锁控制模块打开电子门锁的时间，所述延时模块能够在延时结束后通过门锁控制模块使电子门锁上锁。
3.如权利要求1所述的声纹码问答门禁，其特征在于：所述音频输入模块包括门内拾音器和门外拾音器，所述音频输入模块能够根据门内拾音器和门外拾音器所获取的音频的音量大小检测用户位于门内还是门外，所述音频输入模块能够根据门内拾音器和门外拾音器的音频数据差，对输入音频进行降噪。
4.如权利要求3所述的声纹码问答门禁，其特征在于：所述音频输入模块还包括设置在门扇内外两侧的红外传感器，所述红外传感器用来辅助检测用户的位置。
5.如权利要求1所述的声纹码问答门禁，其特征在于：还包括无线通信模块，所述无线通信模块与门锁控制模块信号连接，所述无线通信模块用于在每次门锁控制模块打开电子门锁时向用户发送提醒信息。
6.如权利要求5所述的声纹码问答门禁，其特征在于：所述无线通信模块为GSM短信通信模块。
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