CN212812046U - 基于多维采集的移动通信设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型基于多维采集的移动通信设备，传感器节点模块将收集到的音频信号转换成数字信号并将其与对应音频节点编号，依据两个音频节点之间的差值得到音源信息并无线传输至网关模块、处理器模块及上位机数据库模块，处理器模块根据音频强度值和音频节点的编号跟预设阈值比较，当音频强度值超过预设阈值时，处理器模块经短信模块发送报警指令至触摸屏显示控制模块以实时显示音频强度值及对应输出参数。其目的是为了提供一种基于多维采集的移动通信设备，该设备使用方便，相关负责人通过短信即可实时掌握现场情况，有效地提高了突发事件处理速度。

Description

基于多维采集的移动通信设备

技术领域

本实用新型涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种基于多维采集的移动通信设备。

背景技术

目前常见的基于音频检测技术的环境监测报警装置通常包括监控中心和远程声光报警设备，监控中心监测环境中的音频情况，发生异常时控制报警装置通过发光、发声的方式报警，但是，监控中心和报警装置需要使用较多大型设备且需规划专用场所，占地面积大，使用成本高，安装场所还需有专人值守，若遇值班人员因故离岗或声光报警装置发生故障，险情便不能被及时发现、处理，给用户、社会带来不利后果，甚至威胁到生命财产安全。

另外，在无线网络技术快速发展、多样化网络设备广泛部署以及多网络接口移动终端日益普及的背景下，以4G、5G、甚至6G为代表的移动通信网络、卫星网络、AdHoc以及无线传感器网络等应用日益广泛，现有的通信终端通常具有多种网络接口，比如，笔记本电脑同时配置有线局域网和无线Wi-Fi网络适配器，智能手机既可以接入蜂窝网络，又可以接入Wi-Fi网络。而且，网络运营商通常会在接入链路和回程链路上配置备用链路和设备，以便在网络失效时发挥作用。由此，两个通信端点之间就有可能存在多条路径以及多个路径之间的配置与调度问题。例如，公开号为CN107979833A的中国发明专利申请中公开了一种基于异构网络互联互通的多态信息融合智能终端，包括调度系统和硬件设备；所述调度系统包括服务生成系统、信号管理系统和信号接入系统；所述硬件设备包括PDT通信模块读卡口、LTE通信模块读卡口、北斗系统通信芯片读卡口、自组网通信模块读卡口、短波卫星通信模块读卡口、音量调控按键、网络选择按键、屏幕启动按键、触摸控制屏幕和内置天线。该专利申请采用的调度手段只是单纯的根据不同制式网络信号的强弱判断来实现优先级调度，没有考虑到当前网络的往返时延以及带宽。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于多维采集的移动通信设备，该设备使用方便，现场无需专人值守，无需安装声光报警装置，相关负责人通过短信即可实时掌握现场情况，有效地提高了突发事件处理速度。

本实用新型基于多维采集的移动通信设备，至少包括音频信息检测报警装置，所述音频信息检测报警装置包括相互之间电连接的传感器节点模块、网关模块、处理器模块、触摸屏显示控制模块、上位机数据库模块及短信模块；

所述传感器节点模块将收集到的音频信号转换成数字信号并将所述数字信号与其对应的音频节点进行编号，依据两个音频节点之间的差值得到音源信息并将该音源信息及音频节点的编号无线传输至所述网关模块、处理器模块及上位机数据库模块，所述处理器模块中预设音频强度阈值，所述处理器模块根据所接收的音源信息中的音频强度值和音频节点的编号跟预设阈值进行比较，当所述音频强度值超过预设阈值时，所述处理器模块经所述短信模块发送报警指令至所述触摸屏显示控制模块，所述触摸屏显示控制模块实时显示各个音频节点的音频强度值及对应的输出参数。

本实用新型基于多维采集的移动通信设备，其中所述传感器节点模块还包括多个与网关模块、处理器模块无线连接的音频节点比较模块，所述音频节点比较模块依据两个音频之间的差值得到所述音源信息并将所述音源信息无线传输至所述网关模块、处理器模块及上位机数据库模块。

本实用新型基于多维采集的移动通信设备，其中所述音源信息还包括方向信息和位置信息。

本实用新型基于多维采集的移动通信设备，其中所述传感器节点模块包括焊接于PCB板上的电源模块及传感器探头模块，所述电源模块为传感器节点模块供电，所述传感器探头模块包括至少两个音频传感器。

本实用新型基于多维采集的移动通信设备，其中所述移动通信设备为智能手机，两个所述音频传感器分布在所述智能手机沿其长度方向的上下两端。

本实用新型基于多维采集的移动通信设备，其中两个所述音频传感器布置方向相互垂直，构成复合拾音单元。

本实用新型基于多维采集的移动通信设备，其中所述音频传感器为电容式传感器、动圈式传感器、压电式传感器、真空管式传感器中任一种。

本实用新型基于多维采集的移动通信设备，其中所述音频传感器为电容式传感器、动圈式传感器、压电式传感器、真空管式传感器中至少两种的组合。

本实用新型基于多维采集的移动通信设备，还包括调度系统，所述调度系统包括：

至少一个通信接收模块，用于接收多个用户端的用户数据，所述用户数据至少包括音频信号、视频信号、图片信号及文字信号；

至少一个硬件接口模块，用于接入提供至少两个彼此独立的通信路径的通信网络；

至少一个数据映射模块，用于将所述用户数据映射至各所述通信路径的接口；

至少一个数据处理及传输模块，用于将映射至通信路径接口的用户数据进行处理并将处理后的用户数据在用户端与服务器之间传输；

以及数据融合模块，用于将所述数据传输及处理模块传输的用户数据聚类和集合，并将相关联的用户数据构建关系数据结构或数据库。

本实用新型基于多维采集的移动通信设备，所述调度系统还包括至少一个信息选择开关，用于优先选择所需要的通信路径的信息。

与现有技术相比，本实用新型基于多维采集的移动通信设备至少具有以下有益效果：

当一个音频节点检测到的音频强度信息超过处理器模块中的预设的音频强度阈值，就可以认定本用户节点监测范围内音频强度超标，即发出预警信息，否则不发送预警信息。本实用新型中，音频节点数目与音频强度阈值均可根据实际使用需求自定义且可通过触摸屏显示控制模块中的显示屏实时将各个节点的音频强度及对应的输出参数呈现给客户，实现对环境运行状态的实时监测，所以不需安排值班人员在现场看管，也不需安装声光报警装置。此外，被检测的音频强度信息数据还可传输到上位机数据库模块，并在计算机中进行存储以及图像化表示，相关人员可以通过数据统计分析，做出具体决策。另外，本申请的调度系统实现了多个用户端与服务器之间的多路径传输以及数据融合处理，有利于合理利用网络资源。

下面结合附图对本实用新型基于多维采集的移动通信设备作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型基于多维采集的移动通信设备的结构示意图；

图2为本实用新型基于多维采集的移动通信设备中音频信息检测报警装置的一个实施例中音频传感器分布位置示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型基于多维采集的移动通信设备，至少包括音频信息检测报警装置，所述音频信息检测报警装置包括相互之间电连接的传感器节点模块、网关模块、处理器模块、触摸屏显示控制模块、上位机数据库模块、短信模块。

所述传感器节点模块包括焊接于PCB板上的电源模块及传感器探头模块，所述电源模块为传感器节点模块供电，所述传感器探头模块包括至少两个音频传感器2，为了获得更准确的音频信息，实践中还可以增加音频传感器2的数量，此处不一一列举。结合图2所示，本实施例中，音频信息检测报警装置为智能手机1，两个所述音频传感器2分布在所述智能手机1沿其长度方向的上下两端，便于依据常规的三角定位原理判断出音源位置。优选的，两个所述音频传感器2布置方向相互垂直，这样可以接受更大范围的音频信息，并可以构成一个复合拾音单元，接收更多音频信息。优选的，所述音频传感器2可以在常见的电容式传感器、动圈式传感器、压电式传感器、真空管式传感器中任选一种，也可以在其中任选两种以上组合使用，此处不一一列举。

所述音频传感器2将收集到的音频信号转换成数字信号并将所述数字信号与其对应的音频节点进行编号。所述传感器节点模块还包括多个音频节点比较模块，这些音频节点比较模块与网关模块、处理器模块、上位机数据库模块无线连接，所述音频节点比较模块依据两个音频节点之间的差值得到音源信息，并将所述音源信息及音频节点的编号无线传输至所述网关模块、处理器模块、上位机数据库模块。音源信息及音频节点的编号被传输至上位机数据库模块后，可利用现有技术实现在计算机中存储并图像化表示，相关人员根据数据统计分析，做出具体决策。所述音源信息还包括方向信息和位置信息。所述处理器模块中预设音频强度阈值，所述处理器模块根据所接收的音源信息中的音频强度值和音频节点的编号跟预设阈值进行比较，当接收到的音频强度值超过预设阈值时，所述处理器模块通过短信模块发送报警短信指令至所述触摸屏显示控制模块并通过触摸屏显示控制模块中的显示屏呈现给用户，所述触摸屏显示控制模块实时显示有各个音频节点的音频强度值及对应的输出参数，在用户收到实时报警提醒的同时还能清楚掌握警情信息，便于及时安排有效应对措施，提高工作效率。

另外，为了合理利用各种网络资源的优势，为用户提供可靠、高效、便捷的网络服务，本申请基于多维采集的移动通信设备还包括调度系统，所述调度系统包括：

至少一个通信接收模块，用于接收多个用户端的用户数据，所述用户数据包括上述音频传感器2采集的音频信息，还可以包括视频信息、图片信息、文字信息。

至少一个硬件接口模块，用于接入提供至少两个彼此独立的通信路径的通信网络；

至少一个数据映射模块，用于将所述用户数据映射至上述至少两个彼此独立的通信路径各自的接口；

至少一个数据处理及传输模块，用于将映射至通信路径接口的用户数据进行处理并将处理后的用户数据在用户端与服务器之间传输，这里的数据处理指排序、分类、打标等通用技术。

以及数据融合模块，用于将所述数据传输及处理模块传输的用户数据聚类和集合，并将相关联的用户数据构建关系数据结构或数据库。

优选的，上述调度系统还包括至少一个信息选择开关，在信息采集发生冲突时，可以人工选择信息输入的优先级，优先选择所需要的通信路径的信息。不同的通信路径可以选择不同的输入开关，比如声音选择拾音器、振动选择加速度传感器。

具体地，上述数据融合(聚类和集合)基于以下现有算法实现，包括步骤：

S1、数据一致性检验：对多传感器(本实施例中指音频传感器)测量的原始用户数据进行融合之前，利用数据探测技术中的分布图法找到并剔除异常数据，分布图中反映数据分布结构的主要参数有：中位数、上分位数、下分位数和分位数离散度，设对物体的某一性能指标的检测采用N个传感器彼此独立地进行参数测量，按照测量参数从小到大的顺序进行排列，得到一组检测序列：T₁，T₂，…，T_n-1，T_n。其中T₁是检测序列的下限，T_n是检测序列的上限，并定义中位数，与中位数的距离大于一定范围的数据定为异常数据。

S2、支持度加权融合估计：在数据融合集中，对原始用户数据中的正常数据进行分组，数据X_i和X_j分别是第_i个传感器和第_j个传感器的检测数据，x_i，x_j记作X_i，X_j的一次观测值。同时，对任一传感器数据，当r_ij＝1，表示第i个传感器支持第j个传感器，反之，r_ij＝0，则第i个传感器不支持第j个传感器；当r_ij＝1且r_ji＝1，则表明第i个传感器与第j个传感器相互支持，见如下公式：

即通过关系矩阵Rm的第i列之和为第i个传感器被其他传感器支持的支持度的加权融合估值。

S3、自适应加权融合估计算法：依据每个传感器实时测量到的数据，动态为各传感器分配所对应的最优加权因子W_i(i＝1，2，…，n)，每个传感器的检测数据为X_i(i＝1，2，…，n)，各检测数据彼此相互独立且是X的无偏估计，其中传感器的方差越大，对应所分配的权值越小，以求得最终的估计值X贴近真实值X，具体计算公式：

总之，本实用新型基于多维采集的移动通信设备兼具信息融合和远程收发短信功能，能够对环境音频信息进行检测，并将检测到的音频信息实时以短信形式发送给预设手机号码，现场无需专人值守，相关负责人通过短信即可及时掌握现场情况，有效地提高了突发事件处理速度。同时，调度系统用于多个用户端与服务器之间的多维(即多个通信路径)信息采集与融合处理，使得在应用层的数据处理速度更快，处理结果更统一、规范，为用户下一步进行数据分析和使用提供了保障。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于多维采集的移动通信设备，其特征在于，至少包括音频信息检测报警装置，所述音频信息检测报警装置包括相互之间电连接的传感器节点模块、网关模块、处理器模块、触摸屏显示控制模块、上位机数据库模块及短信模块；

所述传感器节点模块将收集到的音频信号转换成数字信号并将所述数字信号与其对应的音频节点进行编号，依据两个音频节点之间的差值得到音源信息并将该音源信息及音频节点的编号无线传输至所述网关模块、处理器模块及上位机数据库模块，所述处理器模块中预设音频强度阈值，所述处理器模块根据所接收的音源信息中的音频强度值和音频节点的编号跟预设阈值进行比较，当所述音频强度值超过预设阈值时，所述处理器模块经所述短信模块发送报警指令至所述触摸屏显示控制模块，所述触摸屏显示控制模块实时显示各个音频节点的音频强度值及对应的输出参数。

2.根据权利要求1所述的基于多维采集的移动通信设备，其特征在于，所述传感器节点模块还包括多个与网关模块、处理器模块无线连接的音频节点比较模块，所述音频节点比较模块依据两个音频之间的差值得到所述音源信息并将所述音源信息无线传输至所述网关模块、处理器模块及上位机数据库模块。

3.根据权利要求2所述的基于多维采集的移动通信设备，其特征在于，所述音源信息还包括方向信息和位置信息。

4.根据权利要求3所述的基于多维采集的移动通信设备，其特征在于，所述传感器节点模块包括焊接于PCB板上的电源模块及传感器探头模块，所述电源模块为传感器节点模块供电，所述传感器探头模块包括至少两个音频传感器。

5.根据权利要求4所述的基于多维采集的移动通信设备，其特征在于，所述移动通信设备为智能手机，两个所述音频传感器分布在所述智能手机沿其长度方向的上下两端。

6.根据权利要求5所述的基于多维采集的移动通信设备，其特征在于，两个所述音频传感器布置方向相互垂直，构成复合拾音单元。

7.根据权利要求6所述的基于多维采集的移动通信设备，其特征在于，所述音频传感器为电容式传感器、动圈式传感器、压电式传感器、真空管式传感器中任一种。

8.根据权利要求6所述的基于多维采集的移动通信设备，其特征在于，所述音频传感器为电容式传感器、动圈式传感器、压电式传感器、真空管式传感器中至少两种的组合。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的基于多维采集的移动通信设备，其特征在于，还包括调度系统，所述调度系统包括：

至少一个通信接收模块，用于接收多个用户端的用户数据，所述用户数据至少包括音频信号、视频信号、图片信号及文字信号；

至少一个硬件接口模块，用于接入提供至少两个彼此独立的通信路径的通信网络；

至少一个数据映射模块，用于将所述用户数据映射至各所述通信路径的接口；

至少一个数据处理及传输模块，用于将映射至通信路径接口的用户数据进行处理并将处理后的用户数据在用户端与服务器之间传输；

以及数据融合模块，用于将所述数据传输及处理模块传输的用户数据聚类和集合，并将相关联的用户数据构建关系数据结构或数据库。

10.根据权利要求9所述的基于多维采集的移动通信设备，其特征在于，所述调度系统还包括至少一个信息选择开关，用于优先选择所需要的通信路径的信息。

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