CN112216263A - 一种办公区用声掩蔽系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种办公区用声掩蔽系统，属于声音处理系统的领域，包括设置在工位的隔板外侧的声音接收器以及可与声音接收器电连接的掩蔽声发生器；声音接收器包括相连接的声音采集模块和微控制模块；所述声音采集模块用于采集并处理外部环境音，微控制模块接收并存储所述声音采集模块发出的声音电信号并控制该电信号的发送；掩蔽声发生器包括信号处理模块和掩蔽声产生模块，信号处理模块与掩蔽声产生模块电连接，信号处理模块用于接收所述微控制模块发送的声音电信号；信号处理模块根据环境声电信号，信号处理模块使掩蔽声产生模块产生掩蔽声。本申请具有减小工位附近的噪音对工作人员的影响的效果。

Description

一种办公区用声掩蔽系统

技术领域

本申请涉及声音处理系统的领域，尤其是涉及一种办公区用声掩蔽系统。

背景技术

一个声信号如果与一种噪声同时出现，它将变得微弱或完全听不清楚，即是说信号的听阈提高了。这就是声掩蔽效应，声信号掩蔽了噪声。掩蔽效应的大小取决于声信号和噪声在频率上的关系。一般说，一个纯音的声信号与纯音噪声的频率越接近，掩蔽也越大，且低频声对高频声的掩蔽常大于高频声对低频声的掩蔽。而一个复音噪声通常是多种频率的组合体，噪音的频率组合体中都有一个基频，噪音中除了这些频率外的其他频率均是由这样的基频产生的谐次频率，所以可以通过输出与该噪声的峰值、基频大小相等或相近似的掩蔽声音作为掩蔽声。

目前在办公区内，当工作人员在自己的工位上工作时，办公室的局部区域内可能过于嘈杂，这样不仅会分散工作人员的注意力，而且会影响其工作效率。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有办公区环境嘈杂，影响办公效率的缺陷。

发明内容

为了减小工位附近的噪音对工作人员的影响，本申请提供了一种办公区用声掩蔽系统。

本申请提供的一种采用如下的技术方案：

一种办公区用声掩蔽系统，包括设置在工位的隔板外侧的声音接收器以及可与声音接收器电连接的掩蔽声发生器；

声音接收器包括声音采集模块和微控制模块，声音采集模块与微控制模块电连接；所述声音采集模块用于采集并处理外部环境音，所述微控制模块接收并存储所述声音采集模块发出的声音电信号并控制该电信号的发送；

掩蔽声发生器包括信号处理模块和掩蔽声产生模块，信号处理模块与掩蔽声产生模块电连接，所述信号处理模块用于接收所述微控制模块发送的声音电信号。

通过采用上述技术方案，声音采集模块接收并处理采集的工位附近的环境声，并将处理后的环境声转换成的电信号发送给微控制模块，微控制模块接收、存储声音采集模块输出的电信号并控制该电信号发送给信号处理模块。

当环境声纯音时，信号处理模块使掩蔽声发生模块发出频率较环境音低且声强大于或者等于环境音的第一掩蔽声，或者信号处理模块使掩蔽声发生模块发出与环境音同频且声强大或相等的第二掩蔽声；当环境声为复音时，信号处理模块使掩蔽声发生模块发出基频频率与环境声相近的复音掩蔽声。

可选的，所述声音接收器包括第一电源模块，声音接收器还连接有备用电源；第一电源模块通过第一开关分别连接声音采集模块和微控制模块，备用电源通过第二开关分别连接信号处理模块和掩蔽声产生模块。

通过采用上述技术方案，闭合第一开关，第一电源模块为声音采集模块和微控制模块供电，当断开第一开关时，声音接收器即停止采集声音信息；当停电或者为了节约电源时，可闭合第二开关，启动备用电源。

可选的，所述备用电源可充电。

通过采用上述技术方案，备用电源可进行充电，备用电源可将动能转化为电能，有效利用能源，节约电能。

可选的，所述备用电源包括依次连接的压电陶瓷片和蓄电模块，所述压电陶瓷片在外界力的振动或挤压下产生交流电压；

所述蓄电模块包括用于滤除压电陶瓷片产生的交流电压中直流杂质的滤波电容和将交流电压转换为直流电压的变压模块，变压模块包括整流器和变压器，整流器的输出端与变压器的输入端连接，所述压电陶瓷片的输出端与滤波电容的输入端连接，所述滤波电容的输出端与整流器的输入端连接；

变压器的输出端连接有去除直流电压中的纹波的第二滤波器；

所述蓄电模块还包括储能单元，储能单元的输入端与第二滤波器的输出端连接，所述储能单元用于存储变压模块输出的电能。

通过采用上述技术方案，当有外力作用在压电陶瓷片上时，其能将动能转换为电动势，因此压电陶瓷片将电压传输给蓄电模块，滤波电容接收到压电陶瓷片产生的交流电压并滤除其中的直流电压杂质，较为纯净的交流电压经过整流器将交流电压转换为直流电压，再通过变压器进行变压处理，最后通过第二滤波器去除直流电压中的杂波。最后电压在储能单元中进行储存，实现备用电源的蓄电过程。

可选的，所述压电陶瓷片铺设在地板上。

通过采用上述技术方案，人在地面上踩踏发生挤压，压电陶瓷片感受到地板上的挤压，然后将动能转化为电能，并且由于工作人员经常走动，压电陶瓷片可以充分利用生活当中的能量，实用性强。

可选的，所述声音接收器内设置有无线发送模块，掩蔽声发生器内设置有无线接收模块，无线发送模块和无线接收模块均为蓝牙模块。

通过采用上述技术方案，通过无线发送模块和无线接收模块可以实现声音接收器和掩蔽声发生器的无线通讯。

可选的，所述掩蔽声发生器设置在移动终端上。

通过采用上述技术方案，掩蔽声发生器可随着移动终端改变掩蔽声发出的位置，并且移动终端可与工作人员随身携带，实用性更强。

可选的，所述备用电源与移动终端连接，为移动终端供电。

通过采用上述技术方案，备用电源蓄满电量后，则可为移动终端提供电量，实用性强。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.声音采集模块接收并处理采集的工位附近的环境声，并将处理后的环境声转换成的电信号发送给微控制模块，微控制模块接收、存储声音采集模块输出的电信号并控制该电信号发送给信号处理模块，环境声为纯音时，信号处理模块使掩蔽声发生模块发出第一掩蔽声或第二掩蔽声；当环境声为复音时，信号处理模块使掩蔽声发生模块发生基频频率与环境声相近的复音掩蔽声，减小噪音对人的影响；

2.启动备用电源，备用电源为声音接收器供电，节约电力；

3.压电陶瓷片将动能转换为电动势，因此压电陶瓷片将电压传输给蓄电模块，蓄电模块对电压进行处理后，电压在储能单元中进行储存，充分利用生活中的动能，实现能量转化，提高实用性。

附图说明

图1是本申请中声掩蔽系统的结构框图；

图2是本申请中备用电源的结构框图。

附图标记说明：1、声音接收器；11、声音采集模块；12、微控制模块；13、第一电源模块；14、第一开关；15、无线发送模块；2、掩蔽声发生器；21、信号处理模块；22、掩蔽声产生模块；23、第二电源模块；24、无线接收模块；3、话筒；4、第一滤波器；5、A/D转换器；6、音频编码器；7、音频解码器；8、D/A转换器；9、功率放大器；10、扬声器；16、备用电源；161、压电陶瓷片；162、蓄电模块；1621、滤波电容；1622、变压模块；1623、整流器；1624、变压器；1625、第二滤波器；1626、储能单元；163、第二开关。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-2及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种办公区用声掩蔽系统。参照图1，声掩蔽系统包括声音接收器1和掩蔽声发生器2，掩蔽声发生器2与声音接收器1电连接，具体地，可以为无线连接和有线连接。声音接收器1设置在工位的隔板外侧，用于采集周围的环境音，并发送至掩蔽声发生器2；掩蔽声发生器2内置在移动终端内，用于接收并处理环境音信息，发出掩蔽声。

在实际安装声掩蔽系统时，多个掩蔽声发生器2可连接同一声音接收器1。几个相邻的工位由于位置相近所以环境音信息相同，可安装一个声音接收器1，而相邻的工作人员每人的移动终端上均安装一掩蔽声发生器2，掩蔽声发生器2均与一个声音接收器1电连接，生产掩蔽声。那么在办公区的一个小范围内，可实现声掩蔽，减小不同的声掩蔽系统之间的干扰。

进一步地，移动终端可以为手机、平板电脑和笔记本等。当移动终端采用手机、平板电脑和笔记本时，发生的掩蔽声可根据个人需要，进行个性化设置，并且随意改变发声位置。

声音接收器1包括声音采集模块11和微控制模块12，声音采集模块11与微控制模块12连接。声音采集模块11用于采集并处理外部环境音。

声音采集模块11包括依次连接的话筒3、第一滤波器4、A/D转换器5和音频编码器6，话筒3采集环境声，第一滤波器4将环境声中主要频率以外的频率进行滤除，得到一个稳定的声音电信号，A/D转换器5将第一滤波器4输出的模拟声音电信号转换成数字信号，音频编码器6对数字信号进行编码。音频编码器6的输出端与微控制模块12连接，微控制模块12接收并存储声音采集模块11发出的处理后的声音并控制该电信号的发送。

声音接收器1还内置有无线发送模块15，微控制模块12与无线发送模块15电连接，无线发送模块15将微控制模块12要发出的电信号发送给掩蔽声发生器2。

声音接收器1内还设置有第一电源模块13，第一电源模块13连接有第一开关14，第一开关14分别与声音采集模块11、微控制模块12和无线发送模块15连接。第一电源模块13为声音采集模块11、微控制模块12和无线发送模块1供电，当无需采集环境音时，可关闭第一开关14，停止环境音采集，节约电力。

掩蔽声发生器2包括信号处理模块21和掩蔽声产生模块22，信号处理模块21与掩蔽声产生模块22电连接。掩蔽声发生器2还连接有无线接收模块24，无线接收模块24与信号处理模块21连接，无线接收模块24通过与无线发送模块15通讯，从而接收微控制模块12所发送的电信号。无线发送模块15和无线接收模块24可采用蓝牙模块，实现声音信号的无线收发。掩蔽声发生器2移动终端的蓝牙模块可直接采用移动终端内自置的蓝牙模块。

当信号处理模块21接收到环境声的声音电信号后,信号处理模块21检测到声音电信号是纯音时，信号处理模块21控制掩蔽声产生模块22发出第一掩蔽音，第一掩蔽声的频率较环境声低，且声强大于环境声，第一掩蔽声对环境声进行声掩蔽。或者，信号处理模块21控制掩蔽声产生模块22发出第二掩蔽声，第二掩蔽声与环境声的频率相同，声强大于或等于环境声的声强，优化声掩蔽的效果。第一掩蔽声和第二掩蔽声为对环境声进行掩蔽的两种方式，可自由选用。

另外，当信号处理模块21检测到环境声为复杂的复音噪声时，信号处理模块21提取声音电信号中的基频和幅值，并进一步从符合该基频的声音电信号的幅值中提取出环境声峰值，然后信号处理模块21基于所提取出的基频和环境声峰值调用要发出的掩蔽声信息，信号处理模块21使掩蔽声产生模块22发出基频频率与环境声相近的复音掩蔽声。

掩蔽声产生模块22包括依次连接的音频解码器7、D/A转换器8、功率放大器9和扬声器10，第二信号处理模块21的输出端连接音频解码器7的输入端，音频解码器7对掩蔽声的电信号进行解码，D/A转换器8将数字信号转化成模拟声音信号，再由功率放大器9对掩蔽声信号进行功率放大，最后由扬声器10将生产的掩蔽声信号播放出去。扬声器10可采用移动终端自置的扬声器10。

掩蔽声发生器2内还设置有第二电源模块23，第二电源模块23为掩蔽声发生器2内的各个器件供电，第二电源模块23可采用移动终端自带的电源。

当声音接收器1开启后，采集办公区的环境声信息，并且将生成的声音电信号发送至移动终端上的掩蔽声发生器2，掩蔽声发生器2根据环境音的信息，选择合适的掩蔽声播放出来。

为了更适应每个人的个性化需求，信号处理模块21内储存的掩蔽声信息可以为音乐声、自然中优美的水流声、风声等等，根据环境声信息匹配频率相近的掩蔽声，发出的掩蔽声更加悦耳。

参照图2，声音接收器1还连接有备用电源16，备用电源16包括依次连接的压电陶瓷片161、蓄电模块162和第二开关163，第二开关163与声音接收器1连接。压电陶瓷片161铺设在工位下方的地板上或地板下方，可与地板融为一体，压电陶瓷片161的型号为Rpp 150/22/58。人在地面上踩踏发生挤压，压电陶瓷片161在压力的作用下，产生交流电压。

蓄电模块162包括依次连接的滤波电容1621、变压模块1622、第二滤波器1625和储能单元1626，将变压模块1622设于滤波电容1621与第二滤波器1625之间，并将压电陶瓷片161的输出端与滤波电容1621的输入端连接。变压模块1622包括相连接的整流器1623和变压器1624，且整流器1623的输入端与滤波电容1621的输出端连接，整流器1623的输出端与变压器1624的输入端连接，变压器1624的输出端与第二滤波器1625的输入端连接，第二滤波器1625的输出端与储能单元1626的输入端连接。

滤波电容1621接收到压电陶瓷片161产生的交流电压并滤除其中的直流电压杂质，较为纯净的交流电压经过整流器1623将交流电压转换为直流电压，再通过变压器1624进行变压处理，最后通过第二滤波器1625去除直流电压中的杂波。

储能单元1626根据实际情况而定，此处为锂离子电池。储能单元1626的输入端与第二滤波器1625的输出端连接。储能单元1626的输出端连接有第二开关163，第二开关163与声音接收器1连接，可闭合第二开关163，备用电源16对声音接收器1进行供电，节约电能。

备用电源16还与掩蔽声发生器2连接，同样可为掩蔽声发声器2连接。

进一步地，第二开关163和掩蔽声发生器2之间设置有第三开关（图中未画出），通过第三开关可以实现储能单元1626对声音接收器1的优先供电。

本申请实施例一种办公区用声掩蔽系统的实施原理为：首先在相邻的几个工位的某一隔板外侧设置声音接收器1。将压电陶瓷片161设置在工位下方的地板上。掩蔽声发生器2设置在移动终端内。

当启动声音接收器1时，打开第一开关14，声音采集模块11采集得到环境声信息并处理，处理后的环境声转换成声音电信号，并将声音电信号通过无线发送模块15发送至掩蔽声发生器2，无线接收模块24与无线发送模块15通讯，信号处理模块21通过无线接收模块24接收声音电信号。

当信号处理模块21检测到环境声为纯音时，信号处理模块21控制掩蔽声产生模块22发出第一掩蔽声或者第二掩蔽声，第一掩蔽声或第二掩蔽声均可对环境声进行掩蔽。

当信号处理模块21检测到环境声为复音噪音时，信号处理模块21控制掩蔽声发生模块发出基频频率与环境声相近的复音掩蔽声。

工作人员可根据自己喜好，选取掩蔽声的类型，比如音乐、自然中优美的水流声、风声等等。

备用电源16与声音接收器1连接，闭合第二开关163，备用电源16为声音接收器1供电。

当需要关闭声音接收器1时，断开第一开关14。当需要使用备用电源16为声音接收器1或者掩蔽声发生器2供电时，闭合第二开关163。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (9)

1.一种办公区用声掩蔽系统，其特征在于：包括设置在工位的隔板外侧的声音接收器（1）以及可与声音接收器（1）电连接的掩蔽声发生器（2）；

声音接收器（1）包括声音采集模块（11）和微控制模块（12），声音采集模块（11）与微控制模块（12）电连接；所述声音采集模块（11）用于采集并处理外部环境音，所述微控制模块（12）接收并存储所述声音采集模块（11）发出的声音电信号并控制该电信号的发送；

掩蔽声发生器（2）包括信号处理模块（21）和掩蔽声产生模块（22），信号处理模块（21）与掩蔽声产生模块（22）电连接，所述信号处理模块（21）用于接收所述微控制模块（12）发送的声音电信号。

2.根据权利要求1所述的一种办公区用声掩蔽系统，其特征在于：所述声音接收器（1）包括第一电源模块（13），声音接收器（1）还连接有备用电源（16）；第一电源模块（13）通过第一开关（14）分别连接声音采集模块（11）和微控制模块（12），备用电源（16）通过第二开关（163）分别连接信号处理模块（21）和掩蔽声产生模块（22）。

3.根据权利要求2所述的一种办公区用声掩蔽系统，其特征在于：所述备用电源（16）可充电。

4.根据权利要求3所述的一种办公区用声掩蔽系统，其特征在于：所述备用电源（16）包括依次连接的压电陶瓷片（161）和蓄电模块（162），所述压电陶瓷片（1611）在外界力的振动或挤压下产生交流电压；

所述蓄电模块（162）包括用于滤除压电陶瓷片（161）产生的交流电压中直流杂质的滤波电容（1621）和将交流电压转换为直流电压的变压模块（1622），变压模块（1622）包括整流器（1623）和变压器（1624），整流器（1623）的输出端与变压器（1624）的输入端连接，所述压电陶瓷片（1611）的输出端与滤波电容（1621）的输入端连接，所述滤波电容（1621）的输出端与整流器（1623）的输入端连接；

变压器（1624）的输出端连接有去除直流电压中的杂波的第二滤波器（1625）；

所述蓄电模块（162）还包括储能单元（1626），储能单元（1626）的输入端与第二滤波器（1625）的输出端连接，所述储能单元（1626）用于存储变压模块（1622）输出的电能。

5.根据权利要求4所述的一种办公区用声掩蔽系统，其特征在于：所述压电陶瓷片（161）铺设在地板上。

6.根据权利要求4所述的一种办公区用声掩蔽系统，其特征在于：所述压电陶瓷片（1611）的型号为Rpp 150/22/58。

7.根据权利要求1所述的一种办公区用声掩蔽系统，其特征在于：所述声音接收器（1）内设置有无线发送模块（15），掩蔽声发生器（2）内设置有无线接收模块（24），无线发送模块（15）和无线接收模块（24）均为蓝牙模块。

8.根据权利要求1所述的一种办公区用声掩蔽系统，其特征在于：所述掩蔽声发生器（2）设置在移动终端上。

9.根据权利要求8所述的一种办公区用声掩蔽系统，其特征在于：所述备用电源（16）可与移动终端连接，为移动终端供电。

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