CN210574112U - 一种警报设备及集群音频警报系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种警报设备及集群音频警报系统。警报设备包括：控制管理模块、音频采集模块、至少一个扬声器模块、通讯模块以及供电模块，控制管理模块分别与音频采集模块、通讯模块和至少一个扬声器模块连接，供电模块分别与控制管理模块、音频采集模块和通讯模块连接；音频采集模块用于采集其他警报设备发出的警报音频，并将采集到的警报音频发送至控制管理模块，控制管理模块用于将警报音频通过通讯模块发送至外部设备。本申请提供的警报设备可通过音频采集模块拾取其他警报设备发出的警报音频，动态采集其他警报设备在当前位置的声场强度，从而可及时发现其他警报设备的声场是否发生变化，采集效率相较于人工得到明显提高。

Description

一种警报设备及集群音频警报系统

技术领域

本申请涉及警报技术领域，具体而言，涉及一种警报设备及集群音频警报系统。

背景技术

在危险化工装置、大型尾矿库周边以及易受洪水、飓风等自然灾害影响的人员密集场所通常需要部署音频警报系统。单个音频警报设备受输出功率和音频传播衰减的影响，警报的有效覆盖区域有限，因此，通常在上述的场所部署数量较多的音频警报设备组成的集群音频警报系统。集群音频警报系统以网格的形式布置，可扩大警报的覆盖区域。

在不同风速、风向的气象条件下，集群音频警报系统中警报设备输出的声场会发生动态变化，使得警报系统的声场常常不能满足系统设定的警报覆盖范围的要求。现有技术中通常是人工逐一采集集群音频警报系统中每个警报设备的声场强度，以确定警报设备的声场是否变化，而这种方式依赖于人工，效率较低。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种警报设备及集群音频警报系统，可通过警报设备中设置的音频采集模块拾取其他警报设备发出的警报音频，获得其他警报设备的声场强度，从而改善现有技术存在的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种警报设备，包括：控制管理模块、音频采集模块、至少一个扬声器模块、通讯模块以及供电模块，所述控制管理模块分别与所述音频采集模块、所述通讯模块和所述至少一个扬声器模块连接，所述供电模块分别与所述控制管理模块、所述音频采集模块和所述通讯模块连接；其中，所述音频采集模块用于采集其他警报设备发出的警报音频，并将采集到的警报音频发送至所述控制管理模块，所述控制管理模块用于将所述警报音频通过所述通讯模块发送至外部设备。

上述警报设备设置有音频采集模块，可动态采集其他警报设备在当前位置的警报音频，从而可及时发现其他警报设备输出的声场是否发生变化。由于音频采集模块的运行是由警报设备自主控制，不需要人工参与，因此采集效率明显得到提高。

在一种可能的实施方式中，所述控制管理模块包括控制模块与音源管理模块，所述控制模块分别与所述音频采集模块、所述音源管理模块和所述通讯模块连接，所述音源管理模块与所述至少一个扬声器模块连接。

在一种可能的实施方式中，所述警报设备还包括授时模块，所述授时模块与所述控制模块连接；所述授时模块用于采集标准时间信息，所述警报设备采集警报音频的时刻与所述其他警报设备发出警报音频的时刻根据所述授时模块同步。

在一种可能的实施方式中，所述供电模块包括电源管理模块、电池模块和太阳能板，所述电池模块和所述太阳能板均与所述电源管理模块连接，所述太阳能板通过所述电源管理模块向所述电池模块充电，所述电池模块用于向所述控制模块、所述音频采集模块、所述音源管理模块和所述通讯模块供电。

电源管理模块可将太阳能板采集的能量输入到电池模块中存储，在没有外接电源接入的情况下，电源管理模块可利用电池模块为警报设备的各功能模块供电。

在一种可能的实施方式中，所述供电模块设置有多个电源适配器，所述多个电源适配器的电源输入均与所述电池模块连接，所述多个电源适配器的电源输出分别与所述控制模块、所述通讯模块、所述音源管理模块和所述音频采集模块连接，所述多个电源适配器分别具有不同的电源输出电压，用于向对应的模块输出与所述模块匹配的电源电压。

警报设备中不同的功能模块所需的工作电压不同，通过设置多个电源适配器，使得电池模块输出的电源电压能够被转换为与该功能模块相匹配的电源电压，保障各功能模块的正常工作。

在一种可能的实施方式中，所述音源管理模块包括音频编解码板和至少一个功率放大器，所述音频编解码板与所述控制模块相连，所述至少一个功率放大器与所述至少一个扬声器模块对应连接。

音频编解码板能够将控制模块传来的音频输入信号复制为多路音频信号输出，每一路输出的音频信号的功率通过功率放大器被放大，最终音频信号可被扬声器模块播放。

在一种可能的实施方式中，所述通讯模块包括有线通讯模块或无线通讯模块，所述有线通讯模块包括以太网模块，所述无线通讯模块包括蜂窝通讯模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、4G模块和5G模块中的任意一种。

第二方面，本申请实施例提供一种集群音频警报系统，包括：警报控制设备以及多个如第一方面或第一方面中任一种可能的实施方式所述的警报设备，所述警报控制设备分别与每一警报设备通信连接。

比如，集群音频警报系统中某一被巡检的警报设备的声场强度可以由系统内除该警报设备外的其他至少一个警报设备采集获得，警报控制设备可接收警报设备发来的警报音频，并获得警报音频中的实际声场强度。警报控制设备可将获得的至少一个警报音频作为对被巡检的警报设备音频输出功率调节的数据基础。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的警报设备的结构图；

图2为本申请实施例提供的警报设备的另一结构图；

图3为本申请实施例提供的集群音频警报系统的示意图。

图标：100-警报设备；101-控制管理模块；102-音频采集模块；103-通讯模块；104-扬声器模块；105-供电模块；1010-控制模块；1011-音源管理模块；1050-电池模块；1051-电源管理模块；1052-太阳能板；200-集群音频警报系统；201-警报控制设备。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例提供一种警报设备，请参照图1所示的结构图，警报设备100包括控制管理模块101、音频采集模块102、至少一个扬声器模块104、通讯模块103以及供电模块105，控制管理模块101分别与音频采集模块102、通讯模块103和至少一个扬声器模块104连接，供电模块105分别与控制管理模块101、音频采集模块102和通讯模块103连接。其中，音频采集模块102可以采集其他警报设备发出的警报音频，并将采集到的警报音频发送至控制管理模块101，控制管理模块101将该警报音频发送至通讯模块103，由通讯模块103将警报音频发送至外部设备。

通讯模块103可以接收外部设备传来的控制指令，并将控制指令传递给控制管理模块101。控制指令可以包括音源指令，控制管理模块101根据音源指令获得警报音源，扬声器模块104根据警报音源发出警报音频。

可选的，请参照图2，控制管理模块101包括控制模块1010与音源管理模块1011，控制模块1010分别与音频采集模块102、音源管理模块1011和通讯模块103连接，音源管理模块1011与至少一个扬声器模块104连接。

音源管理模块1011包括音频编解码板和至少一个功率放大器，音频编解码板可通过USB或HDMI等可传输音频信号的多媒体接口与控制模块1010相连，至少一个功率放大器与至少一个扬声器模块104对应连接。音频编解码板可将接收的一路音频输入信号复制为多路音频信号后输出，功率放大器可将音频编解码板输出的音频信号放大到功率与扬声器模块104匹配的范围，推动扬声器模块104发声。

其中，控制指令还可以包括功率调节指令，控制模块1010向音频编解码板传递功率调节指令，音频编解码板输出的每一路音频信号可以根据控制模块1010传入的功率调节指令分别进行衰减或者放大，从而改变扬声器模块104的音频输出功率。

可选的，警报设备100可配置授时模块(图未示出)，授时模块与控制模块1010连接。授时模块通过卫星采集标准时间信息，可保障每个警报设备采用的时间同步。警报设备采集警报音频的时刻与其他警报设备发出警报音频的时刻根据授时模块实现时间的精准同步。其中，授时模块包括全球定位系统(GPS)模块、北斗卫星导航系统模块、伽利略卫星导航系统模块等具有类似授时功能的模块。

可选的，供电模块105包括电源管理模块1051、电池模块1050和太阳能板1052，电池模块1050和太阳能板1052均与电源管理模块1051连接，太阳能板1052通过电源管理模块1051向电池模块1050充电，电源管理模块1051将太阳能板1052采集的能量输入电池模块1050存储。在有外接电源接入的情况下，电源管理模块1051可使用外接电源为警报设备100的各功能模块提供电源。在没有外接电源接入的情况下，电源管理模块1051可使用电池模块1050为警报设备100的各功能模块提供电源。电池模块1050可向控制模块1010、音频采集模块102、音源管理模块1011、通讯模块103和授时模块供电。

在具体的实施方式中，本实施例中的控制模块1010可以选用荣品电子科技公司生产的型号为RP-H6B的处理器板，可根据通讯模块传来的指令对警报设备的运行进行控制。本实施例中的音频采集模块102可以选用T70金属防暴防水拾音器，用于采集其部署位置的警报音频。本实施例中的通讯模块103可以包括有线通讯模块或无线通讯模块，有线通讯模块可以采用以太网模块，通过RJ-45网线接口连接网线，实现与外部设备的通信，无线通讯模块包括蜂窝通讯模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、4G模块和5G模块中的任意一种，比如本实施例可以选用易通星云科技公司生产的型号为M240-A的GPRS模块。本实施例中的扬声器模块104可以选用科声电子科技公司生产的型号为WT-10的扬声器。

本实施例中的音频编解码板可以选用TI公司生产的型号为DEM-DAI3168A的音频编解码板，功率放大器可以选用型号为YJ00312-TPA3255的数字功放板。

本实施例中的授时模块可以选用中科微电子公司生产的ATGM336H模块，可支持北斗、GPS、GLONASS、GALILEO卫星的授时。

本实施例中的电池模块1050可以由四节12伏特100安培容量的普通硫酸铅电池通过正负极性交替连接串联组成，具体的，可以采用普通12V100A型号硫酸铅电池，用于储存与释放电能。本实施例中的太阳能板1052可以采用普通的150瓦太阳能板，例如可以选用星火太阳能科技公司生产的型号为SFP150W-72的太阳能板，用于将光能转换为电能。本实施例中的电源管理模块1051可以采用普通48伏特100安培太阳能板控制器，例如可以选用赛邦电气公司生产的型号为SPD48V-100A的太阳能板控制器，用于将太阳能板采集的电能充入至电池模块中。其中，电池模块1050的正极连接电源管理模块1051中电池接口的正极，电池模块1050的负极连接电源管理模块1051中电池接口的负极，太阳能板1052的正极连接电源管理模块1051中太阳能板接口的正极，太阳能板1052的负极连接电源管理模块1051中太阳能板接口的负极。

可选的，本申请实施例中供电模块105设置有四个电源适配器(图未示出)，包括：输入电压为48V，输出电压为5V的5A电源适配器，下文称作电源适配器1；输入电压为48V，输出电压为3.3V的电源适配器，下文称作电源适配器2；输入电压为48V，输出电压为15V和-15V的电源适配器，下文称作电源适配器3；输入电压为48V，输出电压为12V的电源适配器，下文称作电源适配器4。每一电源适配器仅向电源电压相匹配的模块供电。由于警报设备中不同的功能模块所需的工作电压不同，通过设置多个具有不同电源输出电压的电源适配器，使得电池模块输出的电源电压能够被转换为与该功能模块相匹配的电源电压，从而保障各功能模块的正常工作。

具体的，电池模块1050的正极连接电源适配器1输入接口的正极，电池模块1050的负极连接电源适配器1输出接口的负极。电源适配器1的电源输出端与控制模块1010的电源输入端连接，可为控制模块1010供给5V电源电压。电源适配器1的接地端与控制模块1010的接地端连接。

电池模块1050的正极连接电源适配器2输入接口的正极，电池模块1050的负极连接电源适配器2输出接口的负极。电源适配器2的电源输出端与通讯模块103的电源输入端连接，可为通讯模块103供给3.3V电源电压。电源适配器2的接地端与通讯模块103的接地端连接。

电源适配器2的电源输出端还可与授时模块的电源输入端连接，可为授时模块供给3.3V电源电压。电源适配器2的接地端与授时模块的接地端连接。

通讯模块103的串口引脚uart_tx、uart_rx分别与控制模块1010对应的串口引脚uart2_rx、uart2_tx相连接。控制模块1010通过uart接口可读取通讯模块103接收的控制指令。

授时模块的串口引脚uart_tx、uart_rx分别与控制模块1010的串口引脚uart3_rx、uart3_tx相连接。控制模块1010通过uart接口可读取授时模块获取的时间信息。

电池模块1050的正极连接电源适配器3输入接口的正极，电池模块1050的负极连接电源适配器3输出接口的负极。电源适配器3的5V，15V，-15V电源输出分别与音频编解码板DEM-DAI3168A上的5V，15V，-15V的电源输入对应连接。电源适配器3的接地端与DEM-DAI3168A的接地端连接。

电池模块1050的正极连接电源适配器4输入接口的正极，电池模块1050的负极连接电源适配器4输出接口的负极。电源适配器4的12V电源输出与音频采集模块102的12V电源输入对应连接。电源适配器4的接地端与音频采集模块102的接地端连接。

电池模块1050的正极连接数字功放板YJ00312-TPA3255电源接口的正极，电池模块1050的负极连接YJ00312-TPA3255电源接口的负极。

音频采集模块102的音频输出端与控制模块1010的音频输入端相连，音频采集模块102的接地端与控制模块1010的接地端连接。

控制模块1010的音频输出端与DEM-DAI3168A的音频输入端相连，控制模块1010的接地端与DEM-DAI3168A模块的接地端连接。

控制模块1010的USB接口与DEM-DAI3168A的USB接口通过USB信号线缆连接。通过该USB接口，控制模块1010可以向DEM-DAI3168A发送警报音源，以及对DEM-DAI3168A的多路音频输出的功率大小分别进行调节。

在一个实施例中，功率放大器与扬声器模块的数量均为四个。音频编解码板DEM-DAI3168A的音频输出1、音频输出2、音频输出3、音频输出4分别与功率放大器1、功率放大器2、功率放大器3、功率放大器4的音频输入连接。DEM-DAI3168A的接地端与四个功率放大器的接地端互相连接。

每一功率放大器的正、负信号输出端分别与对应相连的扬声器模块104的正、负信号输入端相连接。

本申请实施例提供的警报设备100可以应用在集群音频警报系统200中，请参见图3，图3示出了本申请实施例提供的集群音频警报系统200。集群音频警报系统200包括警报控制设备201以及多个警报设备100，警报控制设备201分别与多个警报设备中的每一警报设备100通信连接。

以下介绍一种本集群音频警报系统200巡检的应用场景。

警报设备包括多个扬声器模块，警报设备x的第i个扬声器用扬声器x.i表示。警报设备通过大功率扬声器模块播放警报音频。警报设备通过拾音器可拾取其他警报设备发出的音频信号。在巡检过程中，比如，存在警报设备a和警报设备b，警报控制设备通过向警报设备a发送控制指令，使得警报设备a的扬声器a.m发出警报音频，警报设备b在同一时刻采集警报设备a的扬声器a.m发出的警报音频在警报设备b位置的警报音频的录音，并将采集获得的警报音频的录音发送至上位的警报控制设备。警报控制设备通过比较上述警报音频的录音中的实际声场强度和警报设备扬声器a.m在警报设备b位置的设计声场强度，做出下列判断并发出针对警报设备a的扬声器a.m的功率调节指令：

(1)警报设备扬声器a.m无需调整输出功率；

(2)警报设备扬声器a.m需调整输出功率更大；

(3)警报设备扬声器a.m需调整输出功率更小；

(4)警报设备扬声器a.m或者现场环境(风速、噪音等)出现了异常情况。

综上所述，本申请实施例提供的警报设备可通过音频采集模块拾取其他警报设备发出的警报音频，从而可及时发现其他警报设备输出的声场是否发生变化。由于音频采集模块的运行是由警报设备自主控制，不需要人工参与，因此采集效率明显较高。同时，在集群音频警报系统中，每个警报设备采集的警报音频可发送至上位的警报控制设备，从而可为警报控制设备提供大量声场数据，便于警报控制设备作出功率调节的指示，进而在巡检过程中可根据采集的声场数据实现对每个警报设备的音频输出功率的动态调整。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种警报设备，其特征在于，包括：控制管理模块、音频采集模块、至少一个扬声器模块、通讯模块以及供电模块，所述控制管理模块分别与所述音频采集模块、所述通讯模块和所述至少一个扬声器模块连接，所述供电模块分别与所述控制管理模块、所述音频采集模块和所述通讯模块连接；

其中，所述音频采集模块用于采集其他警报设备发出的警报音频，并将采集到的警报音频发送至所述控制管理模块，所述控制管理模块用于将所述警报音频通过所述通讯模块发送至外部设备。

2.根据权利要求1所述的警报设备，其特征在于，所述控制管理模块包括控制模块与音源管理模块，所述控制模块分别与所述音频采集模块、所述音源管理模块和所述通讯模块连接，所述音源管理模块与所述至少一个扬声器模块连接。

3.根据权利要求2所述的警报设备，其特征在于，所述警报设备还包括授时模块，所述授时模块与所述控制模块连接；所述授时模块用于采集标准时间信息，所述警报设备采集警报音频的时刻与所述其他警报设备发出警报音频的时刻根据所述授时模块同步。

4.根据权利要求2所述的警报设备，其特征在于，所述供电模块包括电源管理模块、电池模块和太阳能板，所述电池模块和所述太阳能板均与所述电源管理模块连接，所述太阳能板通过所述电源管理模块向所述电池模块充电，所述电池模块用于向所述控制模块、所述音频采集模块、所述音源管理模块和所述通讯模块供电。

5.根据权利要求4所述的警报设备，其特征在于，所述供电模块设置有多个电源适配器，所述多个电源适配器的电源输入均与所述电池模块连接，所述多个电源适配器的电源输出分别与所述控制模块、所述通讯模块、所述音源管理模块和所述音频采集模块连接，所述多个电源适配器分别具有不同的电源输出电压，用于向对应的模块输出与所述模块匹配的电源电压。

6.根据权利要求2所述的警报设备，其特征在于，所述音源管理模块包括音频编解码板和至少一个功率放大器，所述音频编解码板与所述控制模块相连，所述至少一个功率放大器与所述至少一个扬声器模块对应连接。

7.根据权利要求1所述的警报设备，其特征在于，所述通讯模块包括有线通讯模块或无线通讯模块，所述有线通讯模块包括以太网模块，所述无线通讯模块包括蜂窝通讯模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、4G模块和5G模块中的任意一种。

8.一种集群音频警报系统，其特征在于，包括：警报控制设备以及多个如权利要求1-7任一项所述的警报设备，所述警报控制设备分别与每一警报设备通信连接。

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