CN209028773U - 一种基于语音识别的报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于语音识别的报警装置，该装置包括摄像头、拾音器及报警控制模块，所述摄像头、所述拾音器均与所述报警控制模块连接；所述报警控制模块包括主控制器、语音信号处理单元、声光警示单元、通讯单元及供电单元，所述语音信号处理单元、所述声光警示单元、所述通讯单元及所述供电单元均与所述主控制器连接；所述语音信号处理单元包括滤波电路及语音识别芯片；所述声光警示单元包括顺次连接的限流电阻、晶体管、继电器、声光报警器；所述主控制器通过所述通讯单元与远程接警端连接，进行远程报警。本实用新型不仅可以及时将现场的情况反馈到监控室，进行危险报警，且可以现场启动声光报警对犯罪人员进行威慑和引导他人进行救助。

Description

一种基于语音识别的报警装置

技术领域

本实用新型涉及报警设备领域，尤其涉及一种基于语音识别的报警装置。

背景技术

随着人类社会的发展，城市建设面临着来自人口、资源与环境的严峻挑战。为实现城市的可持续发展，建设智慧城市已然成为大势所趋。而基础设施智能化是智慧城市的一大特点，智慧公共服务则是智慧城市建设的一大课题。公共场所的安全保障是智慧城市的主要特征之一，但近年来全球各地社会治安形势日趋复杂，违法犯罪、恐怖袭击等严重影响了公共治安和社会稳定。为打击违法犯罪、维护公共安全，很多公共场合都安装了监控摄像头，进行音视频资料的定期保存。视频监控系统在危险预警和调查取证等方面发挥着越来越重要的作用。

随着社会的现代化发展，安防监控也不断向网络化、高清化、智能化发展。在诸多需求和复杂情形下，传统的监控摄像机显得无能为力，设计具有针对性的智能摄像机显得尤为重要。目前市场上，智能摄像机种类众多，有抓拍摄像头、家用摄像头等。而今，语音识别技术和GPRS也已被广泛运用在各行各业中。随着计算机科学的发展，语音识别结束也取得了突破新成就，人以自然语言与机器对话已成为可能。语音识别技术的发展进一步促进了机器的自动化和智能化发展，也使得人们对机器的控制和使用变得更为便捷，大大节省了人力资源。而GPRS作为一种介于2G和3G之间的技术，通常被形容为2.5G。它通过增加一些对应的功能实体对原有的基站系统加以部分改造从而实现分组交换，巧妙地利用GSM网络中未使用的TDMA信道提供中速的数据传递服务，以相当小的改造投入换取了较好的用户体验。这项全新的技术可以在任何时间和地点实现快捷连接，同时凭借其传输速率高、连接费用低的特点获得了各领域的青睐。

现有技术中，已有将语音识别技术应用于摄像头并上传至视频监控系统实现智能监控。但是，对于目前已布置好的监控摄像头和视频监控系统，要全部更换智能摄像头和系统更新，成本高并需要专业人员完成，不适合普通用户改造。为此，期刊《计算机科学》2014年10月刊公开了“基于语音关键词匹配技术的安防报警系统”的文章，其中详细公开了采用以STC10L08XE单片机为控制核心，以LD3320为语音关键词识别核心的智能安防主动式报警系统，并对系统中的各个组成单元的硬件电路及软件实现进行了详细的介绍。专利《一种基于语音关键词匹配技术的安防报警装置》2014年12月24日公开了一种基于语音关键词匹配技术的安防报警装置，包括语音采集设备和报警设备，同时还包括关键词提取与匹配装置和微控制器，关键词提取与匹配装置读取经过处理之后的现场语音信息并与事先保存好的关键词语音数据匹配，微处理器读取并控制关键词提取与匹配装置，若匹配成功则控制GPRS无线发射模块发送报警信息，通过该系统，可以使报警更加安全、及时。但是，该方案主要应用于银行、金店等场所，其功能主要是识别出“抢劫”、“抢钱”等关键词后，将报警信息发送至特定手机，不会进行现场声光报警，无法对犯罪人员进行现场威慑，不适合应用于仓库、公园、道路等室内外场所。

实用新型内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种基于语音识别的报警装置，本实用新型不仅可以及时将现场的情况反馈到监控室，进行危险预警，而且可以现场启动声光报警对犯罪人员进行威慑和引导其他人员进行救助，从而尽可能阻止危险犯罪活动，保障公民人身安全。

为了达到上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种基于语音识别的报警装置，该报警装置包括摄像头、拾音器及报警控制模块，所述摄像头、所述拾音器均与所述报警控制模块连接；

所述报警控制模块包括主控制器、语音信号处理单元、声光警示单元、通讯单元及供电单元，所述语音信号处理单元、所述声光警示单元、所述通讯单元及所述供电单元均与所述主控制器连接，所述语音信号处理单元、所述声光警示单元及所述通讯单元均与所述供电单元连接；

所述语音信号处理单元包括滤波电路及语音识别芯片，所述滤波电路的一端连接所述拾音器，另一端与所述语音识别芯片连接；

所述声光警示单元包括顺次连接的限流电阻、晶体管、继电器、声光报警器，所述声光警示单元通过所述限流电阻与所述主控制器连接；

所述主控制器通过所述通讯单元与远程接警端连接，进行远程报警。

作为优选，还包括摄像头支架，所述摄像头可旋转的安装于所述摄像头支架上。

作为优选，所述拾音器包括多个，所述拾音器沿所述摄像头的镜头周围分散且均匀布置。

作为优选，所述远程接警端为报警装置所属区域内的公安接警系统。

作为优选，所述供电单元包括整流稳压模块及供电电路，所述整流稳压模块的一端连接市电，另一端分别与所述供电电路的输入端、所述通讯单元的供电端及所述声光警示单元内的限流电阻连接。

作为优选，所述主控制器采用型号为STC11L08XE的单片机。

作为优选，所述晶体管的基极与单片机STC11L08XE上的P4引脚中的准双向口连接。

作为优选，所述拾音器为KZ-502B降噪拾音器，所述KZ-502B降噪拾音器还配合有音频专用放大器8002B。

作为优选，所述整流稳压模块采用LM7805稳压元件。

作为优选，所述声光报警器选用底端配有蜂鸣器的启晟LTE5071LED常亮闪亮型警示灯。

作为优选，所述语音识别芯片采用LD3320芯片。

作为优选，所述GPRS模块型号为SIM800E。

作为优选，所述声光报警器选用底端配有蜂鸣器的启晟LTE5071LED常亮闪亮型警示灯。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过采用了以上技术方案，当语音识别芯片识别到关键词后，同时有两种报警方式，一种是通过通讯单元将该信号向监控室或报警装置所在辖区的警务室发送报警信息，此方式能够使得不在场的人知道该报警装置所在处发生了紧要情况需要处理；另一种方式是通过现场的声光报警装置的响声来进行现场威慑；本报警装置采用LD3320芯片和STC11L08XE单片机以及其他产品，本实用新型稳定性好，语音识别率高，且结构简单、抗噪声干扰能力强，能适用于仓库、公园、道路等场所。

附图说明

图1是本实用新型报警装置的电路连接示意图；

图2是本实用新型报警装置STC11L08XE单片机的工作原理图；

图3是本实用新型报警装置LD3320芯片的工作原理图；

图4是本实用新型报警装置语音功率放大与滤波电路；

图5是本实用新型报警装置语音识别电路图；

图6是本实用新型报警装置3.3V控制电路图；

图7是本实用新型报警装置GPRS模块接口电路图；

图8是本实用新型报警装置整流稳压模块工作原理图；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一：

一种基于语音识别的报警装置，包括摄像头、拾音器及报警控制模块，所述摄像头、所述拾音器均与所述报警控制模块连接；

所述报警控制模块包括主控制器、语音信号处理单元、声光警示单元、通讯单元及供电单元，所述语音信号处理单元、所述声光警示单元、所述通讯单元及所述供电单元均与所述主控制器连接，所述语音信号处理单元、所述声光警示单元及所述通讯单元均与所述供电单元连接；

所述语音信号处理单元包括滤波电路及语音识别芯片，所述滤波电路的一端连接所述拾音器，另一端与所述语音识别芯片连接；

所述声光警示单元包括顺次连接的限流电阻、晶体管、继电器、声光报警器，所述声光警示单元通过所述限流电阻与所述主控制器连接；

所述主控制器通过所述通讯单元与远程接警端连接，进行远程报警。

具体的，参见图1，本实施例中，为降低本实施例中报警装置的功耗，主控制器主要包括型号为STC11L08XE的单片机(参见图2)，这种单片机是一种低功耗、高性能的8位CMOS微控制器，并可以C语言编写程序，有多个IO口以及音频输出接口，操作方便，易于实现多项功能。

拾音器采用KZ-502B降噪拾音器，该降噪拾音器作为通用的安防监控设备，是用来采集现场声音的一个配件，一种靠接收声音震动，将声音放大的电声学仪器，灵敏度较高，经测验，在80平方米教室里采集对话音频信号相当清晰。此外，参见图7，上述降噪拾音器还配合有音频专用放大器8002B，放大器具有关断功能，此时功耗极低，电流仅为0.6uA。

参见图3，语音信号处理单元的语音识别芯片采用LD3320芯片，该芯片置经过庞大数量次数的人声训练的数据库，用于比较，判断是否为关键词；LD3320单次识别最多可以设置50项候选识别句，每个识别句可以是单字、词组或短句，长度为不超过10个汉字或者79个字节的拼音串；另一方面，识别句内容可以动态编辑修改，因此可由一个系统支持多种场景。

参见图4，通讯单元采用型号为SIM800E的GPRS模块，该种GPRS芯片是一款纯数据的双频GSM/GPRS模块，采用SMT封装，可以低功耗地实现短消息、数据和传真信息的传输。模块尺寸紧凑(24*21*3mm)，适用于各种紧凑型的产品设计。

本实施例中，声光报警器选用底端配有蜂鸣器的启晟LTE5071LED常亮闪亮型警示灯。

此外，参见图8，本实施例的整流稳压模块包括LM7805三端稳压器、电源变压器、桥式D1～D4、滤波电容C1、C3及防止自激电容C2、C4，220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压，再经过桥式整流电路D1～D4和滤波C1的整流和滤波，在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压，该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化。此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。

参见图6，供电电路包括AMS1117-3.3V稳压芯片、滤波电容C17、C19及防止自激电容C18、C20；由整流稳压模块输出端接入的5V电压经过AMS1117-3.3V稳压芯片后输出为3.3V直流电压。

本实施例声光警示单元内的晶体管采用三极管Q100，其中，三极管Q100的基极与单片机STC11L08XE上的P4引脚中的准双向口连接。该类准双向口为标准8051输出模式，可用作输出和输入功能而不需重新配置口线输出状态。

本实施例的具体连接关系如下：

继电器的开关部分和声光报警灯串联后接入220V市电，整流稳压模块的输入端接220V市电，整流稳压模块的输出端连接3.3V供电电路和GPRS模块，整流稳压模块的输出端连接有二极管D100、三极管Q100、电阻R100和继电器K100的控制线圈，继电器K100的控制线圈和三极管Q100串联后接在整流稳压模块的输出正负极之间，二极管D100与继电器K100的控制线圈并联，三极管Q100的基极与单片机的一个输出引脚连接；3.3V供电电路给单片机和语音识别芯片供电，拾音器经滤波电路与语音识别芯片的输入引脚连接，语音识别芯片识别出设定关键词后将结果输出至单片机，单片机通过三极管Q100控制继电器K100的开关部分闭合从而启动声光报警灯，同时单片机输出信号至GPRS模块，GPRS模块将设定好的信息发送至远程接警端(监控室或报警装置所在辖区的警务室)。

整流稳压模块、3.3V供电电路、单片机、语音识别芯片、拾音器、通讯单元(GPRS)、声光报警器和继电器K100；继电器K100的开关部分和声光报警灯串联后接入220V市电，整流稳压模块的输入端接220V市电，整流稳压模块的输出端连接3.3V供电电路和GPRS模块，整流稳压模块的输出端连接有二极管D100、三极管Q100、电阻R100和继电器K100的控制线圈，继电器K100的控制线圈和三极管Q100串联后接在整流稳压模块的输出正负极之间，二极管D100与继电器K100的控制线圈并联，三极管Q100的基极与单片机的一个输出引脚连接；3.3V供电电路给单片机和语音识别芯片供电，拾音器经滤波电路与语音识别芯片的输入引脚连接，语音识别芯片识别出设定关键词后将结果输出至单片机，单片机通过三极管Q100控制继电器K100的开关部分闭合从而启动声光报警灯，同时单片机输出信号至GPRS模块，GPRS模块将设定好的信息发送至监控室。

具体的，所述声光报警器选用底端配有蜂鸣器的启晟LTE5071LED常亮闪亮型警示灯。

如图8所示，所述整流稳压模块采用LM7805稳压元件。所述整流稳压模块由电源变压器、桥式D1～D4、滤波电容C1、C3、防止自激电容C2、C4和一只LM7805稳压元件组成的，220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压，再经过桥式整流电路D1～D4和滤波C1的整流和滤波，在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压，该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化。此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。

如图6所示，所述3.3V供电电路采用AMS1117-3.3V稳压芯片。所述3.3V供电电路由C17、C19输出滤波电容、C18、C20防止自激电容和AMS1117-3.3V稳压芯片组成；由整流稳压模块输出端接入的5V电压经过AMS1117-3.3V稳压芯片后输出为3.3V直流电压。

如图2，图3，图4，图5和图7所示，所述单片机型号为STC11L08XE，所述语音识别芯片采用LD3320芯片，所述GPRS模块为SIM800E GPRS模块，所述拾音器为KZ-502B降噪拾音器并配合有音频专用放大器8002B，所述STC11L08XE单片机、LD3320芯片、SIM800E GPRS模块、KZ-502B降噪拾音器和音频专用放大器8002B的电路连接和引脚连接的具体情况可参考公开号CN204044950U《一种基于语音关键词匹配技术的安防报警装置》。

具体的，所述三极管Q100的基极与单片机STC11L08XE上的P4.1引脚连接。

整个报警装置的工作流程为：

1.初始阶段为LD3320芯片内设置关键词，例如“救命”、“help”等；

2.现场有声响发出，由为KZ-502B降噪拾音器识别到，然后通过音频专用放大器8002B将声音信号放大；

3.STC11L08XE单片机和LD3320芯片对声音信息进行识别及比对，当有“救命”、“help”等关键词信号出现时，STC11L08XE单片机进入串口中断函数，向SIM800E GPRS模块发送报警信息，同时，对三极管输出高电平；

4.SIM800E GPRS模块向监控室或所在辖区的警务室发送报警信息；

5.在步骤四进行的同时，继电器K100的控制线圈通电，继电器K100开关衔铁位置发生改变，使得底端配有蜂鸣器的启晟LTE5071LED常亮闪亮型警示灯接入220V市电，从而发出声光报警。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于语音识别的报警装置，其特征在于，包括摄像头、拾音器及报警控制模块，所述摄像头、所述拾音器均与所述报警控制模块连接；

所述报警控制模块包括主控制器、语音信号处理单元、声光警示单元、通讯单元及供电单元，所述语音信号处理单元、所述声光警示单元、所述通讯单元及所述供电单元均与所述主控制器连接，所述语音信号处理单元、所述声光警示单元及所述通讯单元均与所述供电单元连接；

所述语音信号处理单元包括滤波电路及语音识别芯片，所述滤波电路的一端连接所述拾音器，另一端与所述语音识别芯片连接；

所述声光警示单元包括顺次连接的限流电阻、晶体管、继电器、声光报警器，所述声光警示单元通过所述限流电阻与所述主控制器连接；

所述主控制器通过所述通讯单元与远程接警端连接，进行远程报警。

2.根据权利要求1所述的一种基于语音识别的报警装置，其特征在于，还包括摄像头支架，所述摄像头可旋转的安装于所述摄像头支架上。

3.根据权利要求2所述的一种基于语音识别的报警装置，其特征在于，所述拾音器包括多个，所述拾音器沿所述摄像头的镜头周围分散且均匀布置。

4.根据权利要求1所述的一种基于语音识别的报警装置，其特征在于，所述远程接警端为报警装置的监控室或公安接警系统。

5.根据权利要求1所述的一种基于语音识别的报警装置，其特征在于，所述供电单元包括整流稳压模块及供电电路，所述整流稳压模块的一端连接市电，另一端分别与所述供电电路的输入端、所述通讯单元的供电端及所述声光警示单元内的限流电阻连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于语音识别的报警装置，其特征在于，所述主控制器采用型号为STC11L08XE的单片机。

7.根据权利要求6所述的一种基于语音识别的报警装置，其特征在于，所述晶体管的基极与单片机STC11L08XE上的P4引脚中的准双向口连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于语音识别的报警装置，其特征在于，所述拾音器为KZ-502B降噪拾音器，所述KZ-502B降噪拾音器还配合有音频专用放大器8002B。

9.根据权利要求5所述的一种基于语音识别的报警装置，其特征在于，所述整流稳压模块采用LM7805稳压元件。

10.根据权利要求1所述的一种基于语音识别的报警装置，其特征在于，所述声光报警器选用底端配有蜂鸣器的启晟LTE5071 LED常亮闪亮型警示灯。