CN108632734A - 断线检测装置、信号处理单元和断线检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及断线检测装置、信号处理单元和断线检测方法。断线检测装置包括确认信号输出模块和检测器，所述确认信号输出模块被配置成使得从信号处理单元输出发送声音信号。发送声音信号包括具有与用于传送在从信号处理单元发送到通信单元的发送声音信号中包含的信息的频带不同的频率的确认信号。检测器被配置成基于从通信单元经由连接线返回到信号处理单元的、包括所述确认信号的发送声音信号来检测在连接线中是否发生断线。

Description

断线检测装置、信号处理单元和断线检测方法

技术领域

本发明涉及一种断线检测装置、信号处理单元和断线检测方法。

背景技术

通常，存在通知紧急情况的通知系统。在这些通知系统中，例如，通信单元和信号处理单元经由连接线连接。尽管从信号处理单元到通信单元的发送线路是正常的，但是在从通信单元到信号处理单元的接收线路异常的情况下，信号处理单元不能正常接收紧急信息，由此信号处理不能在稍后的阶段在信号处理单元中执行。

顺便提及，例如，专利文献1描述了作为用于检测这种通知系统中的异常的方法的检测方法。在专利文献1中描述的用于通知紧急情况的通知系统中，当系统被启动以通知用户系统启动时，从扬声器发出可听频带中的预定声音信号作为启动消息，以及检测并分析作为通过麦克风输入所发出的预定声音信号而产生的信号的环回信号，由此诊断紧急通知系统的异常。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本专利公开号3775233

发明内容

技术问题

然而，尽管专利文献1中描述的紧急通知系统可以执行在从生成预定声音信号的部分到扬声器和麦克风的信号线中发生异常的诊断，但是紧急通知系统并非旨在检测在通信单元和信号处理单元之间的连接线中发生的断线。

鉴于这些情况做出了本发明，并且本发明的目的是提供用于检测在通信单元和信号处理单元之间的连接线中发生的断线的断线检测装置、信号处理单元和断线检测方法。

技术方案

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种断线检测装置，包括：

确认信号输出模块，其被配置成使得从信号处理单元输出发送声音信号，发送声音信号包括确认信号，确认信号具有与用于传送在从信号处理单元发送到通信单元的发送声音信号中包含的信息的频带不同的频率；和

检测器，其被配置成基于从通信单元经由连接线返回到信号处理单元的、包括所述确认信号的发送声音信号来检测连接线中是否发生断线。

根据本发明的另一个方面，提供了一种断线检测方法，包括：

从信号处理单元输出发送声音信号，发送声音信号包括确认信号，所述确认信号具有与用于传送在从信号处理单元发送到通信单元的发送声音信号中包含的信息的频带不同的频率；和

基于从通信单元经由连接线返回到信号处理单元的、包括所述确认信号的发送声音信号来检测在连接线中是否发生断线。

有益效果

因此，如上所述，本发明可以检测通信单元和信号处理单元之间的连接线中发生的断线。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的通知系统1的构成的框图。

图2是示出根据第一实施例的接收模块30的构成的框图。

图3是示出根据第一实施例的断线检测模块37的构成的框图。

图4A和图4B示出描绘由根据第一实施例的断线检测模块37执行的操作的图。

图5是示出由根据第一实施例的断线检测模块37执行的操作的流程的流程图。

图6是示出根据本发明的第二实施例的通知系统1的构成的框图。

具体实施方式

在下文中，参照附图，将描述本发明的实施例的语音处理单元3(“信号处理单元”的示例)和断线检测模块37(“断线检测装置”的示例)。

(第一实施例)

首先，将描述第一实施例。图1是示出通知系统1的构成的框图。如图1所示，通知系统1包括外部单元2和语音处理单元3。

在外部单元2和语音处理单元3之间发送声音信号。外部单元2例如从语音处理单元3接收发送声音信号并将其发送到控制中心(未示出)，同时接收指示来自控制中心的指令以将其作为接收声音信号输出到语音处理单元3的信号。因此，外部单元2是通信处理单元。

外部单元2包括开关20和差分输出模块21。

基于来自语音处理单元3的控制信号，开关20将要输入到差分输出模块21中的信号切换为来自控制中心的信号和来自语音处理单元3的发送声音信号中的任一个。

差分输出模块21输出来自开关20的信号和将来自开关20的信号反相的信号。即，差分输出模块21将输入到差分输出模块21的信号转换为差分信号并输出如此转换的差分信号。这里，差分信号是处于相反关系的一对差分信号。差分输出模块20可以以预定的放大率放大来自开关20的信号，并将放大的信号转换为用于输出的差分信号。

语音处理单元3经由第一信号线4和第二信号线5与外部单元2连接。即，第一信号线4和第二信号线5中的每一个都是连接线，通过该连接线外部单元2和语音处理单元3连接在一起。来自外部单元2的接收声音信号经由第一信号线4和第二信号线5输入到语音处理单元3。语音处理单元3大声地从外部单元2发出接收声音信号。语音处理单元3从用户捕获信息语音或声音，并且对所捕获的语音或声音执行诸如回声消除的语音处理，以将处理后的语音或声音转换为发送声音信号以供给外部单元2。语音处理单元3检测第一信号线4和第二信号线5是否都断线，并将检测结果作为确定信号输出到外部单元2。

语音处理单元3包括接收模块30、语音处理模块31、扬声器模块32、麦克风模块33、高频波生成模块34、加法模块35、发送模块36、断线检测模块37和输出模块38。

来自外部单元2的接收声音信号被输入到接收模块30。来自外部单元2的接收声音信号是一对差分信号。在图1所示的示例中，经由第一信号线4从接收端子RX+向接收模块30输入正的接收声音信号(以下，称为“正的接收信号”)，并且负的接收声音信号(以下称为“负的接收信号”)经由第二信号线5从接收端子RX-输入到接收模块30。接收模块30合成向其输入的正的接收信号和负的接收信号，并将所得到的合成信号分别输出到语音处理模块31和断线检测模块37。

图2是示出第一实施例的接收模块30的构成的框图。如图2所示，接收模块30包括差分选择器开关300、差分合成器模块301和基准电压输出缓冲器302。

差分选择器开关300遵从来自断线检测模块37的指令，以将来自接收端子RX-的负的接收信号或来自基准电压输出缓冲器302的输出信号中的任一个输入到差分合成器301中。

差分合成器301接收向其输入的来自接收端子RX+的正的接收信号和来自差分选择器开关300的信号，以预定放大率放大两个输入信号中的每一个，并将放大的信号合成在一起。具体而言，差分合成器301输出放大来自接收端子RX+的正的接收信号而得到的信号与放大来自差分选择器开关300的信号而得到的信号之间的差。在差分选择器开关300将负的接收信号输入到差分合成器301中的情况下，差分合成器301输出正的接收信号和负的接收信号之间的差作为差分合成信号。正的接收信号和负的接收信号彼此反相，因此差分合成信号的振幅通过取差而变成放大的正的接收信号的振幅的两倍。通过在正的接收信号与负发接收信号之间取差，差分合成器301可以减少叠加在正的接收信号和负的接收信号上的相同相位的噪声分量。差分合成器301将由正的接收信号和负的接收信号的合成得到的合成信号输出到语音处理模块31。

基准电压输出缓冲器302提供预定基准电压(图2中的“VREF”)。

返回参考图1，语音处理模块31从接收模块30接收向其输入的差分合成信号，并将输入的差分合成信号输出到扬声器模块32。将声音信号从麦克风模块33输入到语音处理模块31。语音处理模块31对输入的声音信号执行诸如回声消除的语音处理，并且将已经执行了语音处理的声音信号输出到发送模块36。

扬声器模块32使用数字模拟转换器(DAC)(未示出)将来自语音处理模块31的差分合成信号(数字信号)转换为模拟信号，并将转换后的模拟信号输出到扬声器(未示出)。扬声器将模拟信号处理的电信号转换为物理振动并将物理振动发出到外部。即，扬声器模块32经由语音处理模块31发出与从差分合成器301输出的差分合成信号对应的声音。

麦克风模块33在放置麦克风模块33的地方的周围捕获声音。麦克风模块33周围的声音包括用户的语音、由放置在麦克风模块33的外围的装置生成的警告声音以及从扬声器模块32发出的声音。麦克风模块33将捕获的声音的振动转换为模拟电信号，使用模数转换器(ADC)(未示出)将转换后的模拟电信号转换为数字信号，并将转换后的数字信号输出到语音处理模块31。

高频波生成模块34遵循来自断线检测模块37的指令，并且生成预定频率的信号(确认信号)。在该实施例中，高频波生成模块34生成可听频带之外的频率的确认信号。

可听频带是指人通过他或她的鼓膜的振动可以将它们感测为声音的频带，并且通常将大致从20[Hz]到20[kHz]范围内的频带称为可听频带。然而，每个人不能总是听到落在可听频带内的频率的频率波作为声音。个人的听力能力和年龄通常很大程度上影响他们是否能够听到落在可听频带内的频率的频率波作为声音。在该实施例中，可听频带之外的频率的确认信号是指人类通常难以通过他或她的听觉来识别为声音的频率的信号。因此，即使当确认信号部分地包括落在可听频带内的频率的信号时，只要人难以通过他或她的听觉将其识别为声音，也不会有问题。在该实施例中，高频波生成模块34生成包括作为可听频带之外的频率的16[kHz]至24[kHz]的频率范围的信号。

高频波生成模块34包括例如脉冲发生器和双音多频(DTMF)以生成预定频率的信号。DTMF可以生成包括697[Hz]、770[Hz]、852[Hz]、941[Hz]、1209[Hz]、1336[Hz]、1447[Hz]和1633[Hz]的八个不同频率(音调信号)。当使用DTMF生成信号时，高频波生成模块34例如对上述八个不同音调信号的任何一个执行由下面的表达式(1)表示的信号处理或者由下面的表达式(2)表示的信号处理。通过这样做，高频波生成模块34可以生成预定频率的信号。在下面的表达式(1)和(2)中，x表示任意角度。

cos(2x)＝1-2×{sin(x)}2...(1)

sin(3x)＝3sin(x)-4×{sin(x)}3...(2)

例如，高频波生成模块34使DTMF生成1209[Hz]的音调信号，并对生成的音调信号执行由以上表达式(1)表示的信号处理，从而生成可听频带之外的大约24[kHz]的频率的确认信号。另外，高频波生成模块34使DTMF生成697[kHz]的频率的音调信号，并对生成的音调信号执行由以上表达式(2)表示的信号处理，从而生成可听频带之外的大约21[kHz]的频率的确认信号。

加法模块35将来自语音处理模块31的信号和来自高频波生成模块34的信号相加。在来自语音处理模块31的信号包括声音信号并且高频波生成模块34生成可听频带之外的频率的确认信号的情况下，加法模块35叠加与在来自声音处理模块31的发送声音信号中包含的声音或语音(由落在可听频带内的频率构成的声音信号)不同的频率的信号，即，处于来自语音处理模块31的声音信号上的可听频带之外的频率的确认信号。然后，加法模块35将来自相加在一起的信号的所得到信号输出到发送模块36。

发送模块36将来自加法模块35的信号从发送端子TX发送到外部单元2。

图3是示出第一实施例的断线检测模块37的构成的框图。如图3所示，断线检测模块37包括检测控制器371和检测器372。

检测控制器371控制高频波生成模块34。具体而言，检测控制器371向高频波生成模块34输出指示使高频波生成模块34生成预定频率(高频)的信号的指令的高频控制信号。除了使高频波生成模块34生成高频波的指令之外，高频控制信号可以包括关于要生成的高频波的频率、振幅等的信息。例如，在第一信号线4和第二信号线5中的每一个中断线检测被执行的定时，检测控制器371使高频波生成模块34生成高频波。由高频波生成模块34生成的高频波经由加法模块35叠加在发送声音信号上作为确认信号。

检测控制器371还控制外部单元2。具体而言，当执行断线检测时，检测控制器371通过向外部单元2的开关20输出外部单元控制信号来控制外部单元2，并允许发送声音信号从语音处理单元3输入到差分输出模块21。这使语音处理单元3能够环回来自发送模块36的发送声音信号，以便由接收模块30接收。

检测器372基于来自接收模块30的信号的振幅来执行断线检测。在这里执行断线检测，前提是发送侧正常工作。这里，发送侧包括例如发送模块36、发送端子TX与向其输入发送声音信号的外部单元2的端子之间的信号线、以及从向其输入发送声音信号的端子到差分输出模块21的两个输出端子的线路。

检测器372基于从接收模块30输出的信号的振幅(“信号分量”的示例)执行断线检测。通过将来自接收模块30的信号的振幅与预先确定的预定基准值进行比较，检测器372检测在第一信号线4和第二信号线5中是否存在断线。

将通过使用图4A和图4B来描述检测器372在执行断线检测时使用的断线检测方法。图4A和图4B示出描绘要由检测器372执行的操作的图。图4A示出当检测器372执行断线检测时从接收模块30输出的信号的图像。图4B示出当差分选择器开关300从来自接收端子RX-的线路切换到来自基准电压输出缓冲器302的线路以使单端输入到差分合成器301时从接收模块30输出的信号的图像。

在图4A和图4B所示的波形中，横坐标轴表示时间，并且纵坐标轴表示信号电平。在图4A和图4B中的每个波形中在纵坐标轴旁边示出的“+V”和“-V”表示当在发送模块36和接收模块30正常时差分合成接收信号时的信号振幅。

图4A中的波形G-1示出当第一信号线4和第二信号线5两者的信号线都正常时(都没有断线)从接收模块30输出的信号的波形的图像。如波形G-1所示，在第一信号线4和第二信号线5的信号线都正常且接收模块30也正常的情况下，从接收模块30输出的确认信号变成具有从-V到+V的振幅的信号。在来自接收模块30的信号是具有与波形G-1相同振幅水平的信号的情况下，检测器372确定第一信号线4和第二信号线5两者的信号线都正常，并且信号线两者都没有断线。

例如，检测器372将来自接收模块30的信号的振幅与预定的第一基准值进行比较。关于图4A中的信号电平，预定第一基准值是范围从V/2到V的值。在来自接收模块30的信号的振幅超过第一基准值的情况下，检测器372确定确认信号已经正常地从接收模块30输出。当这发生时，检测器372确定第一信号线4和第二信号线5两者的信号线都正常(两者都没有断线)。

波形G-2示出了当第一信号线4和第二信号线5中的任何一个正常而另一个断线时从接收模块30输出的信号的波形的图像。如波形G-2所示，在第一信号线4和第二信号线5的信号线中的任一个正常而另一个断线的情况下，接收模块30输出具有从-V/2到+V/2的振幅的确认信号。在接收模块30输出具有与波形G-2相同振幅水平的信号的情况下，检测器372判定第一信号线4和第二信号线5中的任一个正常而另一个断线。

例如，检测器372将来自接收模块30的信号的振幅与上述的第一基准值和预定的第二基准值进行比较。关于图4A中的信号电平，预定的第二基准值是范围从0(零)到V/2的值。检测器372将来自接收模块30的信号的振幅分别与上述第一基准值和第二基准值进行比较。在来自接收模块30的信号的振幅低于第一基准值且高于第二基准值的情况下，检测器372确定接收模块30的差分信号的信号线中仅一个输出信号。然后，检测器372确定第一信号线4和第二信号线5中的任一个正常而另一个不正常(断线)。

波形G-3示出了当由第一信号线4和第二信号线5构成的信号线路两者都断线时从接收模块30输出的信号的波形的图像。如波形G-3所示，在第一信号线4和第二信号线5两者都断线的情况下，接收模块30不输出确认信号。在接收模块30输出具有与波形G-3相同的波形的信号的情况下，即，在输出信号的振幅为0(零)的情况下，断线检测模块37判定第一信号线4和第二信号线5两者都断线。

例如，检测器372将来自接收模块30的信号的振幅与上述第二基准值进行比较。在来自接收模块30的信号的振幅低于第二基准值的情况下，检测器372确定接收模块30不输出确认信号。当这发生时，检测器372确定第一信号线4和第二信号线5两者都断线。

应该注意，除了如上所述的第一基准值和第二基准值之外，检测器372可以包括根据使高频波形生成模块34生成的确认信号的振幅水平的多个基准值。

当确定第一信号线4和第二信号线5中的任一个正常而另一个断线时，检测器372检测第一信号线4和第二信号线5中的哪一个断线。

具体地说，当检测器372判定第一信号线4和第二信号线5中的任一个断线时，检测器372仅使正的接收信号被输入到差分合成器301中，并且基于从接收模块30输出的信号的振幅确定第一信号线4并且第二信号线5中的哪一个正常和断线。

这里，检测器372通过控制接收模块30的差分选择器开关300，仅使正的接收信号输入到差分合成器301。检测器372控制差分选择器开关300以将要输入到差分合成器301的信号从由接收端子RX-供给的信号(即，负的接收信号)切换为从基准电压输出缓冲器302供给的信号(即，基准电压输出信号)。这样，直到此时已经输入到差分合成器301的负的接收信号被切换到恒定的基准电压值(例如，0[V])。即，在从基准电压输出缓冲器302输出的电压值为0[V]的情况下，差分合成器301仅输出与流过第一信号线4的正的接收信号相对应的信号。

图4B所示的波形G-4示出当仅正的接收信号输入到差分合成器301中，其中第一信号线4和第二信号线5分别是正常和断线的时，从接收模块30输出的信号的波形的图像。如波形G-4所示，在第一信号线4没有断线的情况下，即使在仅正的接收信号输入到差分合成器301的情况下，接收模块30也输出具有从-V/2到+V/2的振幅的信号。当接收模块30输出具有与具有仅正的接收信号输入到差分合成器301的波形G-4相同的振幅水平的信号时，检测器372判定第一信号线4正常(没有断线)。当这发生时，检测器372判定第二信号线5的信号线断线。

波形G-5示出当仅正的接收信号被输入到差分合成器301中，其中第一信号线4断线并且第二信号线5正常时，从接收模块30输出的信号的波形的图像。如波形G-5所示，其中第一信号线4断线，在仅正的接收信号被输入到差分合成器301的情况下，接收模块30不输出确认信号。在接收模块30输出具有与波形G-5的振幅水平相同的振幅水平的信号的情况下，即当仅正的接收信号被输入到差分合成器时没有检测到信号的振幅301，检测器372判定第一信号线4的信号线正常或不断线。当这发生时，检测器372判定第二信号线5的信号线正常。

以这种方式，当检测器372确定第一信号线4和第二信号线5中的任一个断线或在第一信号线4和第二信号线5中的任一个中发生断线时，检测器372判定第一信号线4和第二信号线5中的哪一个正常和断线。检测器372控制差分选择器开关300，以将沿着其信号输入到差分合成器301中的信号线从接收端子RX-侧切换到基准电压输出缓冲器302侧，仅使流过第一信号线4的正的接收信号被输入到差分合成器301。然后，检测器372基于从接收模块30输出的信号的振幅来确定第一信号线4和第二信号线5中的哪一个断线。在上述描述中，尽管使用第二基准值的比较被描述为在进行使用第一基准值的比较之后进行，但是可以在进行使用第二基准值的比较之后进行使用第一基准值的比较。在首先进行使用第一基准值的比较的情况下，能够首先检测到第一信号线4和第二信号线5都没有断线，即，在第一信号线4和第二信号线5中都没有发生断线。另一方面，在首先进行使用第二基准值的比较的情况下，能够首先检测到第一信号线4和第二信号线5都断线，即，在第一信号线4和第二信号线5中都发生断线。

检测器372将确定的结果输出到输出模块38。

输出模块38将从断线检测模块37发送的确定结果从输出端子DET输出到外部单元2。这使外部单元2能够将确定结果发送到控制中心。尽管输出模块38将检测结果输出到外部单元2，但是本发明不限于此。例如，输出模块38可以包括用于向用户通知确定结果的显示设备(未示出)，使得检测结果被显示在显示设备上。替选地，输出模块38可以被配置成通过从扬声器模块32发出语音或报警声音来向用户通知检测结果。

这里，将使用图5描述由断线检测模块37执行的断线检测操作的流程。图5是示出由断线检测模块37执行的操作流程的流程图。

首先，执行流程图中所示的断线检测操作的前提是，外部单元2的开关20被设计为将来自语音处理单元3的发送声音信号输入到差分输出模块21。即，断线检测模块37被设计为使用外部单元2来环回来自发送模块36的发送声音信号。

断线检测模块37将确认信号叠加在发送声音信号上(步骤S1)。断线检测模块37使得高频波生成模块34在执行断线检测的定时生成确认信号。加法模块35将由高频波生成模块34生成的确认信号叠加在发送声音信号上。执行断线检测的定时可以是任意定时，并且例如，断线检测可以周期性地执行，或者当语音处理单元3被启动时在语音处理单元3中发送或接收完成的定时或在语音处理单元3中执行发送或接收期间的定时可以执行断线检测。

接下来，断线检测模块37判定来自接收模块30的信号“RX输入”的振幅是否等于或小于0(零)(步骤S2)。断线检测模块37通过比较“RX输入”与基准值(0[V])来判定“RX输入”的振幅是否等于或小于0(零)。

当确定“RX输入”的振幅不等于或小于0(零)(步骤S2中的“否”)时，断线检测模块37使断线检测操作的流程至步骤S3。另一方面，当确定“RX输入”的振幅等于或小于0(零)时(步骤S2中的是)，断线检测模块37使断线检测操作的流程至步骤S6。

当确定“RX输入”的振幅不等于或小于0(零)时，断线检测模块37判定“RX输入”的振幅是否等于或小于(1/2×V)(步骤S3)。当确定“RX输入”的振幅不等于或小于(1/2×V)(步骤S3中的“否”)时，断线检测模块37使断线检测操作的流程至步骤S4。另一方面，当确定“RX输入”的振幅等于或小于(1/2×V)时(步骤S3中的“是”)，断线检测模块37使断线检测操作的流程至步骤S7。

当确定“RX输入”的振幅不等于或小于(1/2×V)时，断线检测模块37确定发送模块36和接收模块30两者中的差分信号都正常并且没有发生断线(步骤S4)。因此，断线检测模块37停止在发送声音信号上叠加确认信号(步骤S5)。即，断线检测模块37停止生成确认信号。断线检测模块37然后结束一系列断线检测操作。

当确定提取的“RX输入”的振幅等于或小于(1/2×V)时(步骤S3中的“是”)，断线检测模块37控制差分选择器开关300以切换信号线以仅使正的接收信号输入到差分合成器301。即，断线检测模块37将来自差分合成器301的输出从差分信号切换到单端信号(步骤S7)。然后，断线检测模块37判定“RX输入”的振幅是否等于或小于0(零)(步骤S8)。

当确定“RX输入”的振幅不等于或小于0(零)(步骤S8中的“否”)时，断线检测模块37确定负的接收信号断线(步骤S9)。断线检测模块37将来自单端设置的信号设置返回到差分设置(步骤S10)。即，断线模块37使在步骤S7中切换的差分选择器开关300返回到在步骤S7中切换之前停留的位置，从而正的接收信号和负的接收信号都输入到差分合成器301。然后，在步骤S10中的操作完成之后，断线检测模块37将断线检测操作的流程前进到步骤S5。

另一方面，当确定“RX输入”的振幅等于或小于0(零)时(步骤S8中的是)，断线检测模块37确定正的接收信号断线(步骤S11)。然后，断线检测模块37执行步骤S10中所示的操作。在步骤S10中的操作完成之后，断线检测模块37将断线检测操作的流程前进到步骤S5。

因此，如上所述，第一实施例的断线检测模块37(“断线检测装置”的示例)包括检测控制器371(“确认信号输出模块”的示例)和检测器372(“检测器”的示例)。检测控制器371使包括具有可听频带之外的频率的确认信号的发送声音信号(“与用于传送在发送的发送声音信号中包含的信息的频带不同的频率”的示例)以从语音处理单元3(“信号处理单元”的示例)输出到外部单元2(“通信单元”的示例)。检测器372基于从外部单元2经由连接线输出到语音处理单元3的包括确认信号的发送声音信号来检测连接线(例如，第一信号线4和第二信号线5)是否断线或者在连接线中发生断线。

通过这样做，在断线检测模块37中，发送模块36可以发送包括确认信号的发送声音信号，其中可听频带之外的频率被叠加在可听频带的声音信号上。另外，接收模块30可以接收包括由发送模块36发送的确认信号的发送声音信号。因此，检测器372可以确定连接线没有断线或者在连接线中没有发生断线，并且因此当从接收模块30输出的信号包括确认信号时连接线正常。另一方面，当由接收模块30输出的信号不包括确认信号时，检测器372可以确定连接线断线或连接线中断连接。因此，断线检测模块37可以检测外部单元2与语音处理单元3之间的连接线中是否发生断线。

在第一实施例的断线检测模块37中，外部单元2和语音处理单元3之间的连接线由第一信号线4(“第一信号线”的示例)和第二信号线5(“第二信号线”的示例)构成。然后，检测器372基于将流过第一信号线4的正的接收信号(“经由第一信号线流动的第一信号”的示例)和流过第二信号线5的负的接收信号(“经由第二信号线流动的第二信号”的示例)合成到的合成信号的振幅(“信号分量”的示例)来检测在第一信号线4和第二信号线5中是否发生断线。

通过这样做，在第一实施例的断线检测模块37中，当将流过第一信号线4的正的接收信号和流过第二信号线5的正的接收信号合成到的并且从接收模块30输出的信号的振幅大约是正常振幅的一半时，检测器372确定第一信号线4和第二信号线5中的任一个断线或在第一信号线4和第二信号线5中的任一个中发生断线。因此，断线检测模块37可以检测在构成外部单元2与语音处理单元3之间的连接线的第一信号线4和第二信号线5中是否发生断线。

在第一实施例的断线检测模块37中，检测控制器371使得基于第一信号线4和第二信号线5两者的信号或基于第一信号线4和第二信号线5中的任一个的信号输入到检测器372中。然后，检测器372检测以下状态中的任何一个：在第一信号线4和第二信号线5两者中都发生断线；在第一信号线4和第二信号线5中的任一个中发生断线；以及第一信号线4和第二信号线5两者都正常。

通过这样做，在第一实施例的断线检测模块37中，当检测控制器371将经由第一信号线4发送的正的接收信号和经由第二信号线5发送的负的接收信号输入到接收模块30中时，在从接收模块30输出的信号的振幅等于正常振幅的情况下检测器372能够检测到在第一信号线4和第二信号线5两者中都不发生断线。另一方面，在从接收模块30输出的信号的振幅为0的情况下，检测器372可以检测到在第一信号线4和第二信号线5两者中都发生断线。

另外，在第一实施例的断线检测模块37中，当检测控制器371将经由第一信号线4发送的信号和经由第二信号线5发送的信号中的一个输入到接收模块30中时，在从接收模块30输出的信号的振幅不为0而是取比正常振幅小的值的情况下，检测器372能够检测到在经由其信号被输入到接收模块30的第一信号线4和经由其信号被输入到接收模块30的第二信号线5的信号线之一中没有发生断线而在另一个信号线中发生断线。

此外，在第一实施例的断线检测模块37中，当检测控制器371将经由第一信号线4发送的信号和经由第二信号线5发送的信号中的任一个输入到接收模块30中时，在从接收模块30输出的信号的振幅为0的情况下，检测器372可以检测到在经由其信号被输入到接收模块30的第一信号线4和经由其信号被输入到接收模块30的第二信号线5的信号线中的任一个中发生断线。因此，在第一实施例的断线检测模块37中，能够检测到在作为外部单元2和语音处理单元3之间的连接线的第一信号线4和第二信号线5中发生断线。除此之外，当检测器372检测到在第一信号线4和第二信号线5中发生断线时，检测器372可以检测第一信号线4和第二信号线5中的哪一个断线或经受断线。检测第一信号线4和第二信号线5中的哪一个断线或经受断线使得能够仅更换断线的信号线，由此不仅能够减少修理成本，而且还便于分析断线的原因。

在第一实施例的断线检测模块37中，正的接收信号(“第一信号”的示例)和负的接收信号(“第二信号”的示例)构成一对差分信号。因此，在第一实施例的断线检测模块37中，从接收模块30输出的信号构成将正的接收信号和负的接收信号合成到的合成信号，并且合成信号具有其大小是每个接收信号的振幅的两倍的振幅。因此，在第一实施例的断线检测模块37中，除了上述优点之外，当检测控制器371将经由第一信号线4发送的信号和经由第二信号线5发送的信号中的任一个输入到接收模块30中时，在从接收模块30输出的信号的振幅是正常振幅的一半的情况下，检测器372确定经由其信号被输入到接收模块30中的信号线没有断线或者在相关信号线中没有发生断线。此外，在该实施例中，基于差分合成信号来确定是否发生断线，并且因此不需要单独地或分别地检查第一信号线4和第二信号线5。在第一信号线4和第二信号线5两者都正常的情况下，能够确定第一和第二信号线两者都正常，而不执行图5中描绘的断线检测操作。

在第一实施例的断线检测模块37中，确认信号是具有可听频带之外的频率的信号。由此，即使确认信号叠加在发送声音信号上，也不在用于作为由发送模块36发送的信息的声音的可听频带上叠加噪声。另外，即使在从扬声器模块32输出被包含在环回发送声音信号中的确认信号的情况下，也不存在从扬声器模块32发出可听声音的风险。由此，在确认信号是落在可听频带中的声音信号的情况下，当断线检测在被执行时，从扬声器发出声音。然而，在第一实施例的断线检测模块37中，即使在断线检测期间，也不存在用户从扬声器听到声音的风险。因此，使用本实施例的断线检测模块37，除了上述的优点之外，还提供了能够检测到断线而不会被用户通过他或她的听觉识别到的优点。即，在第一实施例中，在确认信号是落在可听频带内的声音信号的情况下，声音信号被环回以作为来自扬声器的声音被听到。另一方面，在确认信号是可听频带之外的频率的声音信号的情况下，即使确认信号被环回以从扬声器输出，也可以防止确认信号被听到。

在第一实施例的语音处理单元3中，检测器372基于从接收模块30输出的合成信号的振幅来检测在第一信号线4和第二信号线5中是否发生断线。通过这样做，在第一实施例的语音处理单元3中，能够通过比较从接收模块30输出的合成信号的振幅与预先确定的基准值来检测在第一信号线4和第二信号线5中是否发生断线。

另一方面，关于从接收模块30输出的信号，检测器372可以提取具有确认信号的频率的分量的信号。例如，检测器372可以包括仅经过确认信号的频带(例如，可听频带之外的16[kHz]至24[kHz]的频率)的带通滤波器(BPF)。作为包括BPF的检测器372的结果，确认信号的频率分量可以从从接收模块30输出的信号中取出。当使从接收模块30输出的信号输入到BPF中时，在从BPF输出大于或等于预定电平的信号的情况下，检测器372确定在第一信号线4和第二信号线5中没有发生断线。即使在这种情况下，能够检测确认信号是否包含在从接收模块30输出的信号中。即，检测器372可以检测在第一信号线4和第二信号线5中是否发生断线。

在第一实施例的语音处理单元3(“信号处理单元”的示例)中，输出模块38将由断线检测模块37做出的确定结果输出到外部单元2。通过这样做，在第一实施例的语音处理单元3中，除了上述优点之外，能够通过将在断线检测期间执行的检测结果输出到外部单元2来通知在沿着语音处理单元3的信号线的某处是否发生断线。因此，使用第一实施例的语音处理单元3，能够通知控制中心发生断线的位置。

关于从接收模块30输出的信号，检测器372可以提取具有确认信号的振幅和频率的分量的信号。当这发生时，能够更准确地检测在从接收模块30输出的信号中是否包含确认信号。即，检测器372可以更准确地检测在第一信号线4和第二信号线5中是否发生断线。

在该实施例中，正的接收信号被描述为经由第一信号线输入到语音处理单元3，而负的接收信号被描述为经由第二信号线输入到语音处理单元3。然而，正的接收信号可以经由第二信号线输入到语音处理单元3，而负的接收信号可以经由第一信号线输入到语音处理单元3。

(第二实施例)

接下来，将描述第二实施例。图6是示出根据第二实施例的通知系统1的构成的框图。在以下的说明中，对与第一实施方式相似的构成给出相似的附图标记，并省略其描述。

在第二实施例中，断线检测模块37确定扬声器模块32和麦克风模块33是否发生故障(执行故障确定)。断线检测模块37可以仅确定扬声器模块32和麦克风模块33的故障，或者可以除了在第一实施例中做出的确定之外，确定扬声器模块32和麦克风模块33的故障。在断线检测模块37除了在第一实施例中做出的确定之外还确定扬声器模块32和麦克风模块33的故障的情况下，断线检测模块37不仅可以确定接收模块30、扬声器模块32、麦克风模块33和发送模块36的故障，还检测沿着信号线从发送模块36到接收模块30的断线。

在第二实施例中，加法模块39位于接收模块30和语音处理模块31之间。加法模块39将来自接收模块30的信号和由高频波生成模块34生成的确认信号相加在一起。加法模块39将由该相加得到的信号输出到语音处理模块31。

在第二实施例中，断线检测模块37使得高频波生成模块34在检测控制器371执行故障确定的定时生成确认信号。由高频波生成模块34生成的确认信号由加法模块39叠加在差分合成信号上。语音处理模块31将来自加法模块39的信号输出到扬声器模块32。扬声器模块32发出来自语音处理模块31的信号作为声音。由扬声器模块32发出的声音被麦克风模块33捕获。

在第二实施例中，来自麦克风模块33的信号被输出到断线检测模块37。即，由麦克风模块33捕获的声音信号(捕获的声音信号)被输入到断线检测模块37中。在第二实施例中，来自麦克风模块33的捕获的声音信号除了在麦克风外围的声音之外还包括从扬声器模块32发出的声音。确认信号叠加在从扬声器模块32发出的声音上。因此，在在扬声器模块32和麦克风模块33中的信号线正常的情况下，包括确认信号的捕获的声音信号被输入到断线检测模块37中。

断线检测模块37基于来自麦克风模块33的捕获的声音信号来确定扬声器模块32和麦克风模块33中的任一个或两者是否正常。具体而言，断线检测模块37的检测器372比较来自麦克风模块33的捕获的声音信号的振幅与预先确定的基准值。另外，检测器372从捕获的声音信号中提取具有包括在确认信号中的频率的信号。然后，在捕获的声音信号的振幅满足预定基准值的情况下，检测器372判定扬声器模块32和麦克风模块33两者都正常。在包含在确认信号中的频率分量被包含在捕获的声音信号中的情况下，检测器372判定扬声器模块32和麦克风模块33两者都正常。

另一方面，在捕获的声音信号的振幅不满足预定基准值的情况下，检测器372判定扬声器模块32和传声器模块33中的至少任一个不正常或发生故障。在捕获的声音信号不包括在确认信号中包括的频率分量的情况下，检测器372判定扬声器模块32和麦克风模块33中的至少任一个发生故障。

因此，如上所述，在断线检测模块37(“断线检测装置”的示例)中，检测控制器371(“确认信号输出模块”的示例)使得包括确认信号的发送声音信号从语音处理单元3的扬声器模块32(“信号处理单元”的示例)发出，并基于从捕获从扬声器模块32发出的声音的语音处理单元3的麦克风模块33输出的信号来检测在扬声器模块32和麦克风模块33中的至少任一个中是否发生故障。经由这样做，在第二实施例的断线检测模块37中，可以关于扬声器模块32和麦克风模块33检测到故障，同时如上所述关于第一信号线4和第二信号线5执行断线检测。

在第一实施例和第二实施例中，高频波生成模块34生成的确认信号可以使得以预定时间间隔顺序地重复具有不同频率的多个信号。确认信号可以是其频率以预定时间间隔以19[kHz]、20[kHz]和21[kHz]的次序顺序改变的信号。当这发生时，期望信号的振幅在频率切换时平稳变化。这可以防止否则将由在频率切换时振幅剧烈变化而引起的噪声叠加在发送声音信号上。

例如，当确认信号使得具有不同频率的多个信号以预定时间间隔顺序地重复时，检测器372包括具有彼此不同的截止频带的多个BPF。例如，在确认信号使得重复19[kHz]、20[kHz]和21[kHz]的信号的情况下，检测器372包括与信号的频率相对应的BPF，即通过19[kHz]的信号BPF-1、通过20[kHz]的信号的BPF-2和通过21[kHz]的信号的BPF-3。

然后，检测器372确定是否存在在从BPF-1输出的信号中检测到预定振幅而在从BPF-2和BPF-3输出的信号中没有检测到预定振幅的情况。当检测器372检测到这种情况时，检测器372确定在下一个时间间隔期间是否存在在从BPF-2输出的信号中检测到预定振幅而在从BPF-3和BPF-1输出的信号中没有检测到预定振幅的情况。当检测器372检测到这种情况时，检测器372确定在下一个时间间隔期间是否存在在从BPF-3输出的信号中检测到预定振幅而在从BPF-1和BPF-2输出的信号中没有检测到预定振幅的情况。这样，在检测器372按照BPF-1、BPF-2和BPF-3的次序在从BPF输出的信号中检测到预定振幅的情况下，检测器372确定发送模块36、接收模块30和接收模块30中的差分信号都正常。

在第一实施例和第二实施例中，检测器372可以通过诸如傅里叶变换的信号处理来分析频率来提取确认信号的频率。当这发生时，检测器372可以提取从接收模块30输出的信号的频率特性。例如，检测器372可以计算在从接收模块30输出的信号中包括的具有19[kHz]、20[kHz]和21[kHz]的频率的信号的相对量。当这发生时，检测器372可以不包括BPF。

在第一实施例和第二实施例中，确认信号可以是其中生成信号的部分(信号部分)和其中不生成信号的部分(无信号部分)周期性重复的突发信号。在确认信号是突发信号的情况下，期望当信号部分和无信号部分切换时，确认信号的最大振幅(包络)逐渐改变。这可以防止否则将由在信号部分和无信号部分之间的边界处发生的振幅剧烈变化而引起的噪声叠加在发送声音信号上。

使用由突发信号构成的确认信号，在信号部分和无信号部分相加在一起的时段中在超过预定基准值的部分与没有达到预定基准值的部分的比率变为信号部分与无信号的比率的情况下，在第一实施例中检测器372可以检测在第一信号线4和第二信号线5中的每一个中没有发生断线。另外，在这种情况下，在第二实施例中检测器372可以检测在扬声器模块32和麦克风模块33中的每一个中都没有发生故障。

在第一实施例和第二实施例中，语音处理单元3和断线检测模块37的全部或一部分可以由计算机实现。当这发生时，用于实现该功能的程序被记录在计算机可读存储介质上，并且使得计算机系统读取存储在存储介质上的程序用于执行以实现该功能。当在这里提及时，“计算机系统”被理解为包括OS和诸如外围设备的硬件。另外，当在这里提及时，“计算机可读取存储介质”是指包括并入到计算机系统中的软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM和硬盘的便携式介质的存储装置。此外，“计算机可读存储介质”可以包括在短时间段内动态地保存程序的介质，如经由诸如互联网的网络或诸如电话线的通信线路发送程序所使用的通信线，或者在一定时间段内保存程序的介质，如在这种情况下变为服务器和客户端的安装在计算机系统内部的易失性存储器。程序可以是实现功能的一部分的程序、可以通过与预先记录在计算机系统中的程序组合来实现该功能的程序，或者使用诸如现场可编程门阵列(FPGA)的可编程逻辑器件实现该功能的程序。

因此，虽然已经通过本发明的实施例描述了本发明，但是这些实施例并不意图限制本发明的权利要求。在实施例中描述的所有特征组合对于解决该问题不一定是必需的。在附图中，有时对相同或相似的部分给予相似的附图标记以省略重复描述。在附图中，构成要素的形状和尺寸有时被夸大以清楚地示出它们。

在整个说明书中，当特定部分被描述为“包括”、“具有”或“包含”某个构成要素时，如果没有另外描述则这意味着该特定部分不排除其他构成要素，并且因此可以进一步包括那些其他构成要素。

因此，虽然已经参照附图详细描述了本发明的实施例，但是具体配置不限于这些实施例，并且因此包括任何其他设计而不脱离本发明的精神和范围。

应该注意的是，假设诸如“先于”和“在……之前”的特定短语未清楚地陈述，或者来自先前操作的输出未被用于后续操作中，或者当前操作的输出未被用于以后的操作中，权利要求、说明书和附图中所示的装置、单元、模块、系统、程序和方法中的诸如操作、过程、步骤和阶段的处理操作的执行次序可以通过任意次序来实现。关于权利要求、说明书和附图中的操作流程，虽然为了方便起见使用诸如“第一”和“下一个”的词来描述操作的流程，但这并不意指必须按照该次序执行操作。

[附图标记]

1...通知系统

2...外部单元

3...语音处理单元

30...接收模块

32...扬声器模块

33...麦克风模块

34...高频波生成模块

35，39...加法模块

36...发送模块

37...断线检测模块

371...检测控制器

372...检测器

Claims (13)

1.一种断线检测装置，包括：

确认信号输出模块，其被配置成使得从信号处理单元输出发送声音信号，所述发送声音信号包括确认信号，所述确认信号具有与用于传送在从所述信号处理单元发送到通信单元的所述发送声音信号中包含的信息的频带不同的频率；和

检测器，其被配置成，基于从所述通信单元经由连接线返回到所述信号处理单元的、包括所述确认信号的所述发送声音信号，来检测在所述连接线中是否发生断线。

2.根据权利要求1所述的断线检测装置，其中，

所述连接线包括第一信号线和第二信号线，并且

所述检测器基于将经由所述第一信号线发送的第一信号和经由所述第二信号线发送的第二信号合成为的合成信号的信号分量，来检测在所述第一信号线和所述第二信号线中是否发生断线。

3.根据权利要求2所述的断线检测装置，其中，

所述检测器基于所述合成信号或所述第一信号和所述第二信号中的至少一个来检测以下状态中的任何一个：在所述第一信号线和所述第二信号线两者中都发生断线；在所述第一信号线和所述第二信号线中的任一个中发生断线；以及所述第一信号线和所述第二信号线两者都是正常的。

4.根据权利要求2或3所述的断线检测装置，其中，

所述第一信号和所述第二信号是一对差分信号，并且

通过从所述第一信号中减去所述第二信号获得所述合成信号。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的断线检测装置，其中，

所述确认信号是具有可听频带之外的频率的信号。

6.根据权利要求2或3所述的断线检测装置，其中，

所述检测器基于所述合成信号的振幅和频率中的至少一个来检测在所述第一信号线和所述第二信号线中是否发生断线。

7.根据权利要求6所述的断线检测装置，其中，

所述检测器基于所述合成信号的所述振幅来检测在所述第一信号线和所述第二信号线中是否发生断线。

8.根据权利要求7所述的断线检测装置，其中，

在所述振幅等于或小于第一基准振幅的情况下，所述检测器确定在所述第一信号线和所述第二信号线两者中都发生断线，

在所述振幅大于所述第一基准振幅并且等于或小于第二基准振幅的情况下，确定在所述第一信号线和所述第二信号线中的一个中发生断线，并且

在所述振幅大于所述第二基准振幅的情况下，确定在所述第一信号线和所述第二信号线两者中都没有发生断线，并且

所述第二基准振幅大于所述第一基准振幅。

9.根据权利要求6所述的断线检测装置，其中，

所述检测器基于所述合成信号的所述频率来检测在所述第一信号线和所述第二信号线中是否发生断线。

10.根据权利要求9所述的断线检测装置，其中，

在所述确认信号的所述频率的分量被包括在所述合成信号中的量等于或大于基准值的情况下，所述检测器确定在所述第一信号线和所述第二信号线两者中都没有发生断线。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的断线检测装置，其中，

所述确认信号输出模块使得包括所述确认信号的所述发送声音信号从所述信号处理单元的扬声器模块发出，并且基于从捕获从所述扬声器模块发出的声音的所述信号处理单元的麦克风模块输出的信号，来检测在所述扬声器模块和所述麦克风模块中的至少一个中是否发生故障。

12.一种信号处理单元，包括：

根据权利要求1至11中任一项所述的断线检测装置；和

输出模块，其被配置成将由所述断线检测装置做出的确定结果输出到所述通信单元。

13.一种断线检测方法，包括：

从信号处理单元输出发送声音信号，所述发送声音信号包括确认信号，所述确认信号具有与用于传送在从所述信号处理单元发送到通信单元的所述发送声音信号中包含的信息的频带不同的频率；和

基于从所述通信单元经由连接线返回到所述信号处理单元的、包括所述确认信号的所述发送声音信号，来检测在所述连接线中是否发生断线。