CN108470416B - 一种声波驱离器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种声波驱离器，其特征在于，包括：防尘防水网，前盖，底板，后盖，蜂鸣器，网络模块，后备电源，控制模块，遥控模块，外壳所述蜂鸣器、网络模块、后备电源设置在底板上，所述控制模块通过铜柱连接固定在所述蜂鸣器，所述遥控模块通过铜柱连接固定在网络模块上，所述前盖通过自攻螺丝固定在所述外壳上，所述防尘防水网连同所述底板装入所述外壳上，所述后盖通过自攻螺丝固定在所述外壳上。可与入侵探测器联合使用时，当控制模块驱离声波启动后，通过播放声波音频(噪音)和极强声压使得入侵者极度焦虑，烦躁，头痛，头晕，行为受限，最终激发人的逃离本能，远遁噪音区域，达到预防非法入侵的目的。
Description
技术领域
本发明涉及驱离器技术领域，更具体地说，涉及一种声波驱离器。
背景技术
传统的入侵报警系统是指当非法侵入防范区时，引起报警的装置，它是用来发出出现危险情况信号的。入侵报警系统就是用探测器对建筑内外重要地点和区域进行布防。它可以及时探测非法入侵，并且在探测到有非法人侵时，及时向有关人员示警。譬如门磁开关、玻璃破碎报警器等可有效探测外来的人侵，红外探测器可感知人员在楼内的活动等。一旦发生人侵行为，能及时记录入侵的时间、地点，同时通过报警设备发出报警信号。
可见现有系统通常采用被动监控的方式，无法减少作案时间。入侵报警系统当警示后，启动现场警号并通过通信通讯去通知相关的负责人员或保安中心，而此时对于入侵人员来说并没有什么效果，入侵人可以选择破坏警号或无视警号响起而继续“作案”，若等通过信息通讯相关的负责人员或保安中心人员到达现场后，嫌疑人早已逃之夭夭。
因此，现有技术亟待有很大的进步。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述的缺陷，提供一种声波驱离器，包括：防尘防水网，前盖，底板，后盖，蜂鸣器，网络模块，后备电源，控制模块，遥控模块，外壳，所述蜂鸣器、网络模块、后备电源设置在底板上，所述控制模块通过铜柱连接固定在所述蜂鸣器，所述遥控模块通过铜柱连接固定在网络模块上，所述前盖通过自攻螺丝固定在所述外壳上，所述防尘防水网连同所述底板装入所述外壳上，所述后盖通过自攻螺丝固定在所述外壳上。控制模块包括STM32F103C8T6单片机、LM339芯片、wt2003s语音解码芯片、OEP30W数字功放芯片，当LM339芯片外部收到所述网络模块联动输出低电平信号时，通过STM32F103C8T6单片机，执行来自WT2003S语音解码芯片里的预存声波噪音音频，并通过OEP30W数字功放芯片及外围升压电路驱动蜂鸣器，播放声波噪音音频。
在本发明所述的声波驱离器中，还包括网络模块、遥控模块、控制模块。所述网络模块采用15w4k48s4单片机和W5500以太网芯片及外围控制电路组成网络控制模块，实现IP网络传输与控制，防区输入和联动输出；其中联动输出为开关量信号，通过线路导线连接至所述控制模块，进行外部输入信号的转换。
所述遥控模块采用HT32F52230单片机及CMT2210LC无线接收芯片模块，接收射频为433MHz的无线遥控器编码信号，通过HT32F52230单片机，当收到不同编码时，来驱动连接在HT32F52230单片机IO口上的继电器，继电器联动输出信号连接到所述控制模块上，实现布撤防语音提醒；通过与所述网络模块的15w4k48s4单片机实现实时状态交互。
实施本发明的声波驱离器，具有以下有益效果：可与入侵探测器联合使用，当有收到外部输入信号时，通过内部协同联动，使蜂鸣器发出极强声压，使得入侵者极度焦虑，烦躁，头痛，头晕，行为受限，最终激发人的逃离本能，远遁噪音区域，达到预防非法入侵的目的。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明声波驱离器的结构示意图。
图2是本发明声波驱离器的各功能模块示意图。
图3是本发明声波驱离器的多倍频程复合音(MOCP)示意图。
图4是本发明声波驱离器的合成MOCP的多倍频程纯音示意图。
图5是本发明声波驱离器的MOCP的纯音频谱范围示意图。
图6是本发明声波驱离器的锐音域示意图。
图7是本发明声波驱离器的锐音域入侵示意图。
图8是本发明声波驱离器的音频噪音文件编辑平台的调制工具示意图。
图9是本发明声波驱离器的随机调制示意图。
图10是本发明声波驱离器的节律调制示意图。
图中，1-防尘防水网，2-前盖，3-底板，4-后盖，5-蜂鸣器，6-网络模块，7-后备电源，8-控制模块，9-遥控模块，10-外壳。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明声波驱离器的结构示意图。
请参阅图2，为本发明声波驱离器的各功能模块连接示意图。如图1、图2所示，本发明声波驱离器的控制模块、网络单元、遥控模块。
网络模块采用15w4k48s4单片机和W5500以太网芯片及外围控制电路组成网络控制模块，实现IP网络传输与控制，防区输入和联动输出。其中联动输出为开关量信号，通过线路导线连接至控制模块，以达到外部输入信号转换。
网络传输模块可通过电脑远程编程网络参数，包括支持固定IP和域名解析，支持固定IP或DHCP，支持同时上报两个远程客户端，离线可存储180条事件记录。支持远程布撤防(开关机)，远程启动驱离声波。
在网络模块中的联动输出可以实现转换常用的开关量信号通过线路导线与控制模块的驱离声波启动、音量音频选择输入端口连接，网络模块可通过电脑编程不同输入防区类型，如24小时防区防拆，内部等类型适用于不同安装环境，并根据实际编程内容上传至网络客户端。
遥控模块采用HT32F52230单片机及CMT2210LC无线接收芯片模块组成，可以实现接收射频为433MHz的无线遥控器编码信号。通过HT32F52230单片机当收到不同编码来驱动连接在HT32F52230单片机IO口上的继电器，继电器联动输出信号通过线路的连接到控制模块上，实现布撤防语音提醒。同时通过与网络模块的15w4k48s4单片机实现实时状态交互。
控制模块是用来收到来自网络模块或遥控模块的给予开关量信号时决定是否启动播放不同音频。控制模块采用STM32F103C8T6单片机(MCU)、LM339芯片、wt2003s语音解码芯生与OEP30W数字功放等主要芯片组成。LM339外部有输入信号时(即来自网络模块联动输出)，通过STM32F103C8T6单片机，可以执行来自WT2003S语音解码芯片的音频文件并通过OEP30W数字功放及外围升压电路驱动蜂鸣器，从而实现播放声波音频(噪音)。
本产品声波驱离所使用的声波音频(噪音)是在Adobe Audition专业音频工作站(下称平台)上制作的，在该平台环境下实现了多倍频程复合音(MOCP)，随机调制(RM)，包络调制(EM)等自有算法音频的合成。
请参阅图3，为本发明声波驱离器的多倍频程复合音(MOCP)示意图。如图3所示。在平台环境下完成的MOCP，这种形似“臼齿”的音频波形配合压电陶瓷(蜂鸣器)音源的振动特性，声压力度最大，产生的噪音尖锐、刺耳，满足最佳声波驱离效果。MOCP系由纯音基频和数个倍频按比例线性合成，在图4平台基本音合成界面中，纯音(正弦波)基频f0为2787Hz(2000Hz-3500Hz属专利选择范围)，2到4倍频程分别为5574Hz，8361Hz，11148Hz，若F0在选择范围内改变，倍频频率范围跟随改变。
上述MOCP的纯音频谱范围如图5，从2000Hz到12000Hz为MOCP专利范围。
响度在100分贝到120分贝，频率分布在2000Hz到12000Hz的纯音，会满足ISO226-2003标准所示等响度曲线的变化规律，在图6，100分贝等响度线，120分贝等响度线，2kHz频率线，12kHz频率线所围拢的区域为本产品定义的锐音域，锐音域是一个特殊的听觉极响域，身处此域会极度不适，但不会造成人耳的生理损伤。本产品定义的锐音域受专利保护。
请参阅图7，为本发明声波驱离器的锐音域入侵示意图。专利锐音域系依托等响度曲线建立起来的，在频率-声压背景坐标下避开等响度线划定类似锐音区域都会或包容或部分包容(交集包容)锐音域，同时其物理实现的噪音范围必定会落入锐音域，通过坐标概念规避锐音域的做法视为侵权，图6中包容方式和/或交集方式定义的噪音域视为侵权。
心理声学的研究表明，人耳对持续的MOCP有可能很快适应甚至短时间耐受，这是因为人耳具有掩蔽效应和选择效应等心理屏障，削弱MOCP的效能，另一方面如果能有效利用人耳的暂存效应，则可以强化MOCP的作用，换言之，只要让MOCP幅度不断变化，节奏不断变化，起伏不断变化就可以突破人耳的掩蔽效应和选择效应，倍增人耳的暂存效应，获得更好的驱离效果，这是通过对MOCP进行幅度随机调制和节律调制加以实现的。AdobeAudition平台提供了对音频进行各类自定义调制的工具，使得上述附加调制得以实现，图8为该平台调制工具复选界面。
请参阅图9，为本发明声波驱离器的随机调制(Random Modulation，RM)。如图9所示。RM是指对MOCP调幅调制，调幅频率170-200Hz，周期为6-5mS。选择这样的调制周期是利用人耳对听到的声音存在50mS的暂留效应，RM后50mS内相邻到达的波头会对前面已听到的波头产生声强叠加效应，增加了声音的刺激强度。RM构成还采取了随机变幅(图9),这是因为人耳对持续不变的声音具有掩蔽作用，甚至充耳不闻，调幅过程随机变换调幅深度，正是为了规避人耳的掩蔽效应，无法避开尖锐刺耳的声音。这里的随机调制算法，170-200Hz的频率随机改变，调幅深度随机改变受专利保护。
请参阅图10，为本发明声波驱离器的节律调制(Envelope Modulation，EM。如图10所示。RM后的声音宏观来看声功率是恒定的，对RM用极低频率再做一次调幅，在图10中1.5-2Hz的调幅节律使RM低频波动，起伏的噪音犹如夏蝉在耳边鸣叫，令入侵者痛苦不堪。低频节律调制受专利保护。
具体实施时，通过本发明的组装，可以根据不同需求功能增加不同功能模块，采用铝合金材质防止被破坏，结合后备电池防止非法剪线、破坏等优点。用户可选择通过网络或现场无线遥控控制驱离器。
声波驱离器工作于极强锐音域，避开听觉痛域，依托心里声学驱离入侵者但并不会造成入侵者听觉损伤。同时，锐音域声压引起的振动确保不会损毁保护区域内的物理设备。
支持两路外部开关量信号带EOL的输入，可通过本地无线遥控或远程微信、平台控制布防、撤防，启动驱离音频。
支持外部输入信号的控制布撤防及联动输出，如门禁，监控等安防系统联合使用时，方便连接控制，提升安防系统的价值。
持续后备电池支持，当外部输入电池给破坏或停电时，后备电池自动切换，保障设备正常工作。
由于本产品的音量及警告语音段可通过现场或远程微信控制编程，打破传统用户体验不佳现象。
本发明通过以上实施例的设计，可以做到通过采用本发明声波驱离器，当入侵者一经触发声波驱离器后立刻发出可不记忆率动的音频，发出的音频是依据心里声学合成的非自然噪音，通过极强声压使得入侵者极度焦虑，烦躁，头痛，头晕，行为受限，最终激发人的逃离本能，远遁噪音区域，达到预防非法入侵的有益效果。
本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。
Claims (1)
1.一种声波驱离器，其特征在于，包括：防尘防水网(1)，前盖(2)，底板(3)，后盖(4)，蜂鸣器(5)，网络模块(6)，后备电源(7)，控制模块(8)，遥控模块(9)，外壳(10)，所述蜂鸣器(5)、网络模块(6)、后备电源(7)设置在底板(3)上，所述控制模块(8)通过铜柱连接固定在所述蜂鸣器(5)，所述遥控模块(9)通过铜柱连接固定在网络模块(6)上，所述前盖(2)通过自攻螺丝固定在所述外壳(10)上，所述防尘防水网(1)连同所述底板(3)装入所述外壳(10)上，所述后盖(4)通过自攻螺丝固定在所述外壳(10)上；
所述控制模块(8)包括STM32F103C8T6单片机、LM339芯片、wt2003s语音解码芯片、OEP30W数字功放芯片，当LM339芯片外部收到所述网络模块(6)联动输出的低电平信号时，通过STM32F103C8T6单片机，执行来自WT2003S语音解码芯片里的预存声波噪音音频，并通过OEP30W数字功放芯片及外围升压电路驱动蜂鸣器，播放声波噪音音频；
所述网络模块(6)采用15w4k48s4单片机和W5500以太网芯片及外围控制电路组成网络控制模块，实现IP网络传输与控制，防区输入和联动输出；其中联动输出为开关量信号，通过线路导线连接至所述控制模块(8)，进行外部输入信号的转换；
所述遥控模块(9)采用HT32F52230单片机和CMT2210LC无线接收芯片模块组成，接收射频为433MHz的无线遥控器编码信号，通过HT32F52230单片机，当收到不同编码时，来驱动连接在HT32F52230单片机IO口上的继电器，继电器联动输出信号连接到所述控制模块(8)上，实现布撤防语音提醒；通过与所述网络模块(6)的15w4k48s4单片机实现实时状态交互。
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