CN108983684A - 一种基于声音识别的车床安全控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于声音识别的车床安全控制系统，包括检测系统、控制中心系统、报警系统；所述检测系统包括声音采集模块、声音处理模块、模数转化模块、数据传输模块；所述控制中心系统包括预设数据模块、数据接收模块、数据处理模块、数据传输模块；所述报警系统包括数据接收模块、报警模块、显示模块、动作模块，其中检测系统传输声样到控制中心系统，报警系统响应检测系统和控制中心系统发出的报警信号。本发明在车间工人在遇上车床绞伤事故时，即使自己或工友无法及时救援，也可以利用声音的快、灵特质，通过本发明停止车床和发出救援信号，提高救援成功率。

Description

一种基于声音识别的车床安全控制系统
技术领域
本发明属于电子技术领域，特别涉及一种基于声音识别的车床安全控制系统。
背景技术
据统计，车床伤害事故占机械伤害事故的三分之一，而车床伤害事故的伤害严重。车床伤害事故的原因常常是不安全的操作方法或不正确的加工程序，即缺乏基本的训练和管理。车床事故通常是操作员身体某个部位被机械拉住，受伤人员位置被限定及其他人员来不及操作的实际情况，在无法触及紧急开关时，利用了人们遇险时，不由自主发出呼喊、求救、惨叫等声音，实现第一时间紧急停止车床和发出报警。对于机械伤害事故来说，一秒也许能拯救一条生命。鉴于以上问题，有必要提供一种基于声音识别的车床安全控制系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于声音识别的车床安全控制系统。
为解决上述难题，本发明将采用以下技术方案。
一种基于声音识别的车床安全控制系统，包括检测系统、控制中心系统、报警系统；所述检测系统包括声音采集模块、声音处理模块、模数转化模块、数据传输模块；所述控制中心系统包括预设数据模块、数据接收模块、数据处理模块、数据传输模块；所述报警系统包括数据接收模块、报警模块、显示模块、动作模块，中检测系统传输声样到控制中心系统，报警系统响应检测系统和控制中心系统发出的报警信号。
进一步的，所述报警模块包括远程报警和现场报警，其中显示模块包括远程显示和现场显示，动作模块包括停止车床电源和启动液力控制器。
进一步的，所述检测系统的声音采集模块为降噪型拾音器，内置电子噪声动态闭环抑制电路，具体参数是拾音面积：10~50平方米，音频传输距离：3000米，频率响应： 20Hz～ 20kHz，灵敏度 ：-42dB，信噪比 ：75db( 1米40 dB音源)30dB (10米40 dB音源) 1KHzat 1 Pa。即使在高噪声车间里也能准确及时采集识别人声。
进一步的，所述声音处理模块对所述声音采集模块的声样进行分析处理，利用人在危险情况下发出惨叫声的特殊性：响度变化波动大、快，从30~150赫兹波动，去除与语音识别无关的冗余信息，获得影响语音识别的重要信息，同时对声样信号进行压缩通过所述数据传输模块至控制中心系统。
进一步的，所述声音处理模块在5S没收到所述声音采集模块传输声样情况下，发送报警信息至报警模块，通过所述显示模块现场和远程告知用户发生拾音器故障，发出现场和远程故障警报声，十分钟后未能消除故障报警，自动停止所述车床安全控制系统电源，这样设定避免发生因为机械故障引起系统无法响应。
进一步的，所述控制中心系统在所述预设数据模块预存以下声学模型：车床正常工作声音模型、不同年纪性别的人声模型、触发报警信号的叫声模型，所述预设数据模块具备现场自动学习模块。
进一步的，所述控制中心系统具有独立供电功能，为了保证电源稳定，检修方便。
进一步的，所述控制中心系统接收到所述检测系统传输的声样后，进行语言特征参数提取，对比所述预存数据模块的声音模型，进行模型匹配，获得识别结果，累计各帧似然概率，在远程控制器显示出现误判概率供技术人员参考调整。
进一步的，所述控制中心系统接收到所述检测系统传输的声样后，把声样与报警声音模型的语言特征参数与相似度和报警临界值作比较，若接收到小于报警临界值，则在现场显示屏上显示绿色信号灯，表示工作状态完好，若接收到大于或等于报警临界值，则所述控制中心系统发送报警信号至所述报警系统。
进一步的，所述报警系统接收到报警信号，将同时启动以下模块：
a显示模块会现场发出红色灯光报警，远程调度室上计算机发出报警信号，
b报警模块现场发出轰鸣危险报警，远程调度室或医疗室发出“具体车间位置及具体车床位置发生事故，请马上救援”的求救信号，
c动作模块现场停止车床电源和启动液力控制器。
进一步的，所述报警系统触动联锁动作开关为常开触点电磁式继电器，当报警系统给线圈两端加上24V，线圈中就会流过10A，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合，达到开关开启效果。
进一步的，所述报警模块通过有线传输与无线网络传输信号，并可连接用户手机，可在手机上显示系统运行状态，并可设置发生事故时，通过手机客户端在手机上发出报警，这样为了及时有效通知到救援人员，尤其车间领导迅速下达救援命令，组织好救援计划。
进一步的，所述报警系统包括现场启动报警系统模块，当所述车床安全控制系统出现突发性故障不能立即反应，反应到事故的工作人员可以通过现场按下手动报警模块按钮，来启动报警系统，同时启动3个模块：a显示模块会现场发出红色灯光报警，远程调度室上计算机发出报警信号，b报警模块现场发出轰鸣危险报警，远程调度室或医疗室发出“具体车间位置及具体车床位置发生事故，请马上救援”的求救信号，c动作模块现场停止车床电源和启动液力控制器，并向安装有车床安全控制系统客户端的用户通过无线网络发送事故报警。
有益效果：
1.本发明可在发生车床事故时，立即停掉车床电源，并开启液压控制器消除车床产生惯性，达到急停效果。
2.本发明可在发生车床事故时，立即向调度室和医疗室发出报警信号，无线信号通知相关领导，及时有效通知到救援人员，尤其车间领导迅速下达救援命令，组织好救援计划，节约救援时间。
附图说明
图1是本发明车床紧急声控报警系统的系统结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，一种基于声音识别的车床安全控制系统，包括检测系统、控制中心系统、报警系统；所述检测系统包括声音采集模块、声音处理模块、模数转化模块、数据传输模块；所述控制中心系统包括预设数据模块、数据接收模块、数据处理模块、数据传输模块；所述报警系统包括数据接收模块、报警模块、显示模块、动作模块，中检测系统传输声样到控制中心系统，报警系统响应检测系统和控制中心系统发出的报警信号。
本发明通过在车床设备上设置的检测系统，可以对车床周围工作人员安全进行实时监测，声音采集模块为降噪型拾音器，内置电子噪声动态闭环抑制电路，在高噪音车间环境里也能清楚迅速采集到危险情况下，受伤工作人员发出的惨叫声，从而通过控制中心识别，即可准确判断是否为触发报警动作的声音模型，如果识别为可触发报警动作，同时启动以下模块：a显示模块会现场发出红色灯光报警，远程调度室上计算机发出报警信号；b报警模块现场发出轰鸣危险报警，远程调度室或医疗室发出“具体车间位置及具体车床位置发生事故，请马上救援”的求救信号；c动作模块现场停止车床电源和启动液力控制器。当车床安全控制系统出现突发性故障不能立即反应，反应到事故的工作人员可以通过现场按下手动报警模块按钮，来启动报警系统，同时启动3个模块：a显示模块会现场发出红色灯光报警，远程调度室上计算机发出报警信号；b报警模块现场发出轰鸣危险报警，远程调度室或医疗室发出“具体车间位置及具体车床位置发生事故，请马上救援”的求救信号；c动作模块现场停止车床电源和启动液力控制器，并向安装有车床安全控制系统客户端的用户通过无线网络发送事故报警。这样就避免了传统的救援不及时，救援慌乱问题，及时有效通知到救援人员，尤其车间领导迅速下达救援命令，组织好救援计划。

Claims (8)

1.一种基于声音识别的车床安全控制系统，其特征在于：包括检测系统、控制中心系统、报警系统；所述检测系统包括声音采集模块、声音处理模块、模数转化模块、数据传输模块；所述控制中心系统包括预设数据模块、数据接收模块、数据处理模块、数据传输模块；所述报警系统包括数据接收模块、报警模块、显示模块、动作模块，中检测系统传输声样到控制中心系统，报警系统响应控制中心系统发出的报警信号；
所述报警模块包括远程报警和现场报警，其中显示模块包括远程显示和现场显示，动作模块包括停止车床电源和启动液力控制器，现场手动启动报警系统。
2.如权利要求1所述的基于声音识别的车床安全控制系统，其特征在于：所述检测系统的声音采集模块为降噪型拾音器，内置电子噪声动态闭环抑制电路，具体参数是拾音面积：10~50㎡，音频传输距离：3000m，频率响应： 20Hz ～ 20kHz，灵敏度 ：-42dB，信噪比 ：75db30dB1KHz at 1 Pa。
3.如权利要求1所述的基于声音识别的车床安全控制系统，其特征在于：所述声音处理模块对所述声音采集模块的声样进行分析处理，利用人在危险情况下发出惨叫声的特殊性：响度变化波动大、快， 波动范围：30~150赫兹，去除与语音识别无关的冗余信息，获得影响语音识别的重要信息，同时对声样信号进行压缩通过所述数据传输模块至控制中心系统；
所述声音处理模块在5S没收到所述声音采集模块传输声样情况下，发送报警信息至报警模块，通过所述显示模块现场和远程告知用户发生拾音器故障，发出现场和远程故障警报声，十分钟后未能消除故障报警，自动停止所述车床安全控制系统电源。
4.如权利要求1所述的基于声音识别的车床安全控制系统，其特征在于：所述控制中心系统在所述预设数据模块预存以下声学模型：车床正常工作声音模型、不同年纪性别的人声模型、触发报警信号的叫声模型；所述预设数据模块具备现场自动学习模块；
所述控制中心系统具有独立供电功能；
所述控制中心系统接收到所述检测系统传输的声样后，进行语言特征参数提取，对比所述预存数据模块的声音模型，进行模型匹配，获得识别结果，累计各帧似然概率，在远程控制器显示出现误判概率供技术人员参考调整；
所述控制中心系统接收到所述检测系统传输的声样后，把声样与报警声音模型的语言特征参数与相似度和报警临界值作比较，若接收到小于报警临界值，则在现场显示屏上显示绿色信号灯，表示工作状态完好；若接收到大于或等于报警临界值，则所述控制中心系统发送报警信号至所述报警系统。
5.如权利要求1所述的基于声音识别的车床安全控制系统，其特征在于：所述报警系统接收到大于或等于报警临界值的报警信号，将同时启动以下动作：
a显示模块现场发出红色灯光报警，报警模块现场发出轰鸣报警声；
b向远程调度室或医疗室发出求救信号；
c停止车床电源及启动液力控制器。
6.如权利要求5所述的基于声音识别的车床安全控制系统，其特征在于：所述报警系统触动联锁动作自动化开关为常开触点电磁式继电器。
7.如权利要求5所述的基于声音识别的车床安全控制系统，其特征在于：所述报警模块通过有线传输与无线网络传输信号，并连接用户手机，在手机上显示系统运行状态；并可设置发生事故时，通过手机发出报警。
8.如权利要求5所述的基于声音识别的车床安全控制系统，其特征在于：所述报警系统包括现场启动报警系统模块，当所述车床安全控制系统出现突发性故障不能立即反应，工作人员可以通过现场按下报警模块，以手动启动报警系统。
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