CN109643477A - 用于通知声音警报等的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于向具有听力问题的人通知与相应声源相关联的声音警报信号或其他特定听觉信号的设备，包括：多个收发元件，每一个收发元件可以借助于适当阶段以记录和识别发声源附近的声音与特定的听觉警报相关联，并且与识别代码相关联，所述收发元件包括：压电传感器，用于接收所述听觉警报；微处理器，至少设置有存储装置，所述微处理器借助于FFT分析实现听觉警报的识别；和用于信号射频传输的装置，识别收发元件的代码与其相关联；便携式终端，易于接收和识别由收发元件发出的信号，具有：射频天线、与包括识别收发元件的代码库的存储设备相关联的处理器、用于与便携式处理设备的无线连接的装置，诸如智能手机等、用于对所述处理器进行编程，以及用于视觉信号和/或振动信号的装置；安装在如智能手机等便携式处理设备上的软件、能够连接到所述用于无线连接的装置并提供用于对所述终端进行编程的接口，其中每个收发元件的形状类似板，充当用于机械振动的转换器，并且其包括用于紧固到表面上的装置。

Description

用于通知声音警报等的设备

本发明涉及一种设备，用于通知声音警报、听觉信号和与声音(该声音的来源可被识别)的再现相联系的任何事件。这种可以被转换成振动或视觉类型的警报的信号通知与声源的指示相关联，然后其允许有听力问题(即使是暂时的问题)的人，当他们涉及到工作或休闲活动或耳机使用等时，通知与这种声音相关联的事件。

作为示例而非限制性目的，可以作为指示物的声音包括：固定电话、门铃的振铃、定时器或家用电器(诸如洗衣机、烤箱、洗碗机等)的声音信号，烟雾探测器或防盗系统的警报，然而易于理解的是，该列表实际上是无限的，并且这些声音是可以从听觉角度检测到的声音，它们与非常精确的声源相关联。

美国专利申请No.2006/273,895A1和No.2016/117,905A1描述了一种接收站，其从多个声音警报检测器接收无线电信号，并且将通知发送到移动设备，特别是移动电话或者电视屏幕。

本发明的基本目的在于提供一种通知设备，其允许将任何可被识别并与声源相关联的听觉警报，通过发送所述声源的指示以及非听觉信号，传送到另一设备，以使得有听力问题的人能识别听觉警报并因此采取行动。

该目的通过所附权利要求1中限定的设备实现，附加细节在所附的从属权利要求中限定。

根据本发明的设备的主要优点在于允许在一个单独的诸如例如手环之类的便携式和可穿戴终端上识别多个听觉信号的事实，所述多个听觉信号中的每一个均与一个收发元件相关联，基本上没有容量限制，并且具有移动到常用的附加设备的编程。

该设备还具有多个收发元件，每个收发元件可以借助于适当的用于记录和识别位于发声源附近的声音并与识别代码相关联的阶段与特定的听觉警报相关联，。

具体地，收发元件包括用于接收听觉警报的传感器，该传感器方便地为压电类型，与微处理器配合，所述微处理器至少设置有存储设备，借助于FFT(快速傅里叶变换)分析实现由听觉传感器接收的听觉警报的识别。此外，还提供了用于信号射频传输的装置，识别收发元件的代码与所述用于信号射频传输的装置相关联。

用于通知警报信号的设备还包括便携式终端，所述便携式终端用于接收和识别由所述收发元件发送的信号；所述便携式终端由射频天线、与存储设备相关联的处理器、用于与便携式处理设备(诸如智能手机等)无线连接的装置、对所述处理器进行编程的装置和最后的用于视觉和/或振动信号的装置构成，存储设备包括有识别收发元件的代码库。

最后，用于通知警报信号的设备甚至包括安装在便携式处理设备(诸如智能手机等)上的软件，能够连接到所述用于无线连接的装置并且能够提供用于对所述终端进行编程的接口。

有利地，每个收发元件的形状类似于板，并且其用作针对机械振动的转换器，此外每个收发元件还包括用于紧固到表面的装置，该表面方便地将被选择位于(一个或多个)警报声源附近以被监控。

进一步地，借助于放置在板上的LED，板可以具有识别声源的接近程度的功能，其在记录模式期间基于感知的声源强度改变光强度，因此对可以位于待被监控的(一个或多个)警报声源附近的警报的发送给予视觉响应。

小尺寸板可以借助于粘合剂、钩子或任何其他系统施加到声源附近的表面，即在所述声源的邻近位置上或直接施加在所述声源上。

在下文中，为了更好地方便性说明，术语“板”将用于指代收发元件，经过明显的综合，这种板包括实现上述部件(传感器、处理器、存储设备、收发器天线、电池)的印刷电路板和其工作所需，加上可能的其他装置。

以相同的方式，术语“手环”将用于指代将与根据本发明的设备中的所述多个板相关联的便携式终端。

下面将参照附图，根据优选实施方式示例来描述本发明，这些实施方式是作为示例而非限制性目的，其中：

﹡图1示出了对根据本发明的设备进行编程的过程；

﹡图2示出了对图1的设备进行编程的过程的细节；

﹡图3示出了根据本发明的设备的部件的操作过程；和

﹡图4示出了根据本发明的设备的其他部件的操作过程。

通过参考附图，这里描述的信号设备由可变数量(例如五个)的板和用作接收器的手环构成。

每个板包括具有集成电路的电路板，所述集成电路包括用于接收听觉警报的压电传感器、微处理器、以及用于向该板发送信号的装置，该微处理器至少设置有存储设备并且能够借助于FFT分析实现听觉警报的识别，所述用于向该板发送信号的装置特别是射频天线，该板的单独的识别代码与该信号相关联。该板还包括用于紧固到表面的装置和可能的可更换电池。

相反，用作终端的手环包括射频收发器天线、与存储设备相关联的处理器，、用于与便携式处理设备(诸如智能手机等)无线连接的装置、用于对所述处理器编程的装置，以及用于发送视觉信号和/或振动信号的装置，所述存储设备包括有识别与其相关联的板的代码库。进一步存在有优选地可更换的电池、可能防水的外壳和允许用户佩戴手环的打开和关闭机构。

除了包括代码之外，所述存储设备还包括与不同板相关联的声源的名称，可以从集成在存储设备中的库中获取，或者可借助于外部管理软件获取，将在下文对该外部管理软件进行解释。

所述无线连接装置可以借助于标准协议，诸如蓝牙工作。视觉和/或振动信号发送装置可包括显示器，例如可能的OLED类型的触摸屏显示器、振动机构、使用LED的用于闪光和/或彩色照明的系统，以及可能的听觉信号通知设备。

所述显示器可以显示与当前时间和日期有关的信息，所述微处理器可以进一步发挥时钟和闹钟的作用。

所述手环还可以包括GPS天线和用于检测佩戴它的用户的生理数据的装置，以监控他/她的健康状态(心率等)。

这进一步意味着可以使不同的手环能够在它们之间进行通信，并且在存在控制单元的情况下，在包括电话通信装置的情况下，例如使用专用SIM，用于可能的紧急呼叫。

该板构造成用作针对机械振动的收发器，该机械振动与产生声音警报、听觉警报等并且期望被识别的任何设备、系统或物体相关联。

通过板对这种机械振动的感知和识别分为几个阶段，下面将详细列出：

1.一旦将板施加在一个振铃的物体上，这只能在记录模式下第一次被启用，以便它能保持振动印记，并与后续的印记相比较和组合(图1)；

2.在这种记录模式下，使在其上物理地施加了板的物体振铃(图1)；

3.一旦借助于控制按钮结束记录阶段，就已经记录了相关联的听觉警报的印记，并且该板准备好进行后续比较，除非再次启用新的记录阶段，在这种情况下已经存在的印记被取消或被存储在存储设备中以在将来被使用；

4.一旦启用到识别阶段，借助于两个不同阶段的比较来执行(图3)：第一阶段是阈值比较，其中如果声音在信号宽度的水平上太弱，则将其丢弃并且板内的处理器不会激活，以免无用地耗尽来自集成在板中的电池的过多能量；相反，如果比较超过了阈值，则激活处理器并将所接收的振动借助于FFT分析与记录的印记进行比较，其中包括在信号(声音、振动二者或可以分解成谐波的任何信号)内的频率被分解，以便返回实现类似于数字指纹的识别所需的所有谐波，从而其是单义(意义明确)的。

方便地，用于记录的阶段和用于听到听觉警报的阶段均借助于压电传感器进行，从而不必须接收和“听到”任何环境声音并且仅以更高的精度将与所述板机械或者物理相关联的声音/振动离散化。

一旦识别出振动，处理器就借助于相应的天线发送射频通知，该射频通知可由手环(图4)接收，例如以868MHz的频率接收。该消息显然已被编码，即该消息包括板的单义识别键以使得没有干扰并且该消息包括板代码和电池使用百分比二者，以便根据其刚刚接收的所述射频通知向用户传达板的多少电池量已被加载。

然后，仅在第一次，所述手环接收来自所述板的通知，所述通知仅包括一般识别编号。因为知道其刚刚使板“振铃”，所以手环确切地识别它是哪个板，然后可以通过使用外部软件来对该板进指定名称(图4)。

所述外部软件将安装在便携式处理设备上，例如智能手机，能够以无线模式连接到手环。

借助于这种智能手机的图形界面和软件，可以通过向刚刚检测到的板分配预先指定的名称中的一个或随意的名称来关联板和手环，其中名称记录在手环上。从此之后，手环将不再显示用于识别板的通用编号，而是显示用户分配给它的特定名称。

除了在OLED显示器中显示指定名称外，手环还借助于一个或多个被安装的LED进行闪光，并且手环振动。

如果手环不止一个，可以借助于按钮在手环之间呼叫，通过振动和发光向其他手环推送通知。然后，其规定，手环甚至可以借助于软件呼叫，该软件具有类似于用于板的过程的过程。这种手环-手环间通信可以始终通过射频进行，而无需使用智能手机。

在手环上有一个“帮助”手环，其激活自动化的紧急呼叫和/或发给一个或多个亲属或其他对用户负责的人的SMS(短信服务)或其他通知，其紧急联系人已由软件预先设定。

手环甚至操作为普通时钟和闹钟，因此使有听力问题的人被所述手环的振动唤醒，时间通过手环和软件两者设定。

该板还将具有识别声源的接近度的可能性，即精确地检测声音的发源地，从而允许用户将其更好地定位在期望被感知的物体上。这将通过放置在板上的单独的LED进行，其在记录模式期间可以通过改变光强度来发信号通知声源的接近度。

通过以钟状物为例，该功能将允许将板紧紧地紧固在钟状物蜂鸣器上方而不是简单地固定在主体的非精确点上，从而来提高其精度。

人们还能够从手环中启用或禁用通知接收以节省电池或为方便起见(例如当一个人离开房屋时)。关于通过板识别振动的可能性，要添加一些可以在接收环境内发生的事件，因此需要对板进行不同的编程。其中之一涉及向用户提供使板已经激活用于预定声音的可能性的事实，诸如在火警的情况下。事实上，由于在记录声音的过程中用户不能轻易激活有争议的警报，并且不可避免地会产生诸如深感不安的情形之类的一些困难，因此如果在板附近出现剧烈的声音，就可以向他/她提供待被告知的可能性，从而避免了这个问题。

相反，对于容易再现的声音而言，直接按照通常的录音(记录)。

还可以提供“延长声音通知”和“终止声音通知”编程两个附加特定功能。这两种模式需要使用软件，该软件允许直接对板进行编程，因为检测管理层面上的修改是必要的，然后涉及更好的能量守恒和板处理器固有的中断。在这种情况下，必须事先激活板以便能够接收这种类型的命令，因为通常它不被激活(RF(射频)接收关闭时节能)，例如通过简单地双击按钮(有LED的反馈)。

该板的具体实施方式示例包括：

·来自Silicon Lab的处理器，在其内部结合有RF 868MHz的收发器；

·压电传感器；

·用于放大压电信号的信号的电路；

·电量计，更好地称为电流传感器，用于测量电池消耗；

·按钮；

·LED；

·从集成轨道获得的天线；

·miniUSB端口，用于为电池再充电和对固件重新编程；

·CR2032电池的壳体。

相反，手环终端的具体实施方式示例包括：

·Silicon Lab的处理器，在其内部结合有RF868收发器；

·蓝牙模块；

·方形或圆形OLED显示模块；

·作为电源管理器的集成电路，管理开启、待机和电池再充电；

·电量计集成电路或电流传感器，用于测量电池消耗；

·四个LED：一个用于通知开启和放电，和三个或数量更少但为GB类型的LED，用于发送接收到的通知，不同的颜色关联不同的功能；

·三个按钮：一个用于开启，两个用于选项(其中的一个或多个按钮被长按或同时按下时将作为紧急呼叫使用)；

·miniUSB端口，用于为电池再充电和对固件重新编程；

·3.7V 300mAh锂聚合物电池；和

·振动马达。

手环，优选地是完全防水的(它必须允许用户能够例如在淋浴间或海上佩戴它)，需要感应再充电或具有受控触点的再充电系统。

在这个问题上，要为手环硬件部分添加一个小底座，该底座只作为充电器(或PC的USB接口)和手环之间的连接，从而允许对手环供电并对其再充电。第三方可以视情况购买220V至5V充电器。电池可以从手环主体上取下，以便可以用第二个已充电的电池替换。通过这种方式，用户可以不断地将手环佩戴在手腕上并始终连接到系统。只需将这样分离的电池放置在再充电的底座上即可对其再充电。

板和手环均可配备加速度计类型的三轴传感器。这种类型的板允许在空间发生移位或振荡时或者甚至在检测到地震发生的时候在接收终端上通知用户。

相反，配备加速度计的手环集成了在抬起手腕时激活显示器的功能，即在无需按下按钮的情况下允许读取信息。

就软件而言，它将具有以下功能：

·允许用户再次命名板，即允许手环将新名称与对板进行识别识别代码相关联，以显示在显示器上-用户可以获得一系列预先设定的名称(钟、对讲机、电话、闹钟)以及插入不在列表中的任何名称的可能性；

·允许用户为每个板且独立于其他板，从预先设定的类型中选择他/她希望与每个特定通知相关联的发光和振动类型。每种模式都有不同的发光和振动，它们在间歇、持续时间和执行上彼此不同；

·在危险情况下，允许用户通过按下按钮直接从手环通知与他/她接近的人(该命令从手环开始，但软件启用它)；

·在手环上推送来自来电、SMS的通知或来自社交网络或其他消息服务的通知；

·为用户提供配置板的可能性，用于能够扩展整个系统使用的附加功能。一个功能特别指“延长声音通知”的功能，得益于该功能，可以设定当声音被延长或终止时用户期望得到建议的时间限制，在这种特定情况下当声音停止时，则借助于“终止声音通知”功能；

·成为能够验证板的范围的装置(之前通过双击激活RF接收)：在这种情况下，软件将以图形方式显示当其移动离开板时接收到的信号电平，这样，用户将会更加平静，因为他/她知道他/她可以接收到与整个房屋或他/她特定兴趣区域相关的通知，非常重要的是，如果该板应用于停在房屋外部的车上，以知道是否有人是盗窃或意外事故的受害者。还可以借助于软件关掉RF，或者通过不活动自动关掉RF；

·在记录阶段，允许用户借助于用图形表示的软件以对板当前感知的振动/声音强度保持控制，甚至显示出其水平是否对正确检测非常有利。因此，用户可以通过最佳方式将板定位在他/她希望感知的对象上；

·允许通过不仅定制其警告模式，甚至定制在人们希望通知系统保持活动或不活动的时间段来随意选择要接收哪些通知；

·可以设定手环，以针对在设定时间之外的几小时内出现的由板检测到的声音进行建议：然后可以设定，例如，超过设定时间，单独的或不同的板建议用户他们应该检测到“异常”活动-如果通过在门或窗、在车上等施加作为警报系统的板，这种选项证明是有用的，这样如果用户自己实施这些动作，他/她就不会接收到通知，但如果在房屋外部或他/她正在睡觉时发生这种情况，他/她会接收到通知(定时器总是由用户自行设定)。

这种模式不影响对板的编程：事实上，如果，例如将板设定为当声音延长了半小时的时候进行通知，而当它在正常运作时间之外检测到声音时，它会推送通知到手环。

通过参考上述内容，意味着板和手环之间的无线电通信也可以借助于标准蓝牙进行，可以使用市场上可用的甚至现有设备作为终端，尽管用户可以借助于合适的App进行编程。

上面提到的中央单元甚至可以通过通信集线器来致动，以便增加范围，从而允许Wifi-3G-以太网连接或其他连接，能够打开另一系列使用选项的方式，包括可以接收甚至远离家的信号。

此外，可以提供具有用于大空间(诸如听障人士学校或各种性质的办公场所)的扩大天线的板，其中显然由于空间的扩展，要覆盖的距离变得更广。

相同的板可以有集成的SIM：这种类型的板会允许直接经由软件接收各种类型的SMS、呼叫或警告，进而所述板被连接到服务器，然后连接到一个人的在线帐户，其中所有通过板推送的通知都会分组。通过这种方式，可以经由网络完全控制一个人的房屋，然后报告将不仅限于App，而是将扩展到所有可以访问浏览器的设备。

与具有SIM的板的实现并行地，通过为其提供具有SIM和连接到其上的RF板的手环，其可以对整个系统做同样的事情。通过这种方式，可以借助于手环远程配置：例如，如果用户发现系统配置有困难，他/她可以远程请求技术协助并利用专家的专业性来为他配置它。通过这样做，系统可以由连接到网络的任何设备控制，并且配置可能性将远远超出App(通过SMS进行建议，通过SOS呼叫的紧急报告)而容易地扩展。

该系统可以设置有RF-USB-RF转换器，用于经由USB端口将板直接连接到智能手机电话或连接到PC。这将允许板与不同于手环的设备的通信。

板和手环的软件可以借助于与PC的连接进行更新，甚至可以借助于其可以设置有的miniUSB端口进行更新，或者借助于其他连接类型进行更新。

最后，该板可以是超薄类型，不需要电池，而是由压电传感器检测到的振动自馈。

这意味着手环终端可以是高级类型，例如智能手表，已经具有上述功能并且能够与如智能手机之类的附加便携式处理设备连接。此外，如上所述的智能手机之类的便携式处理设备的功能可以像智能手表等一样集成在手环终端中。

对于上述设备，本领域技术人员为了满足附加和偶然的需要，可以引入若干附加的修改和变型，所有这些修改和变型都包括在由所附权利要求限定的本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于通知与相应声源相关联的声音警报信号或其他特定听觉信号的装置，包括：

多个收发元件，每一个所述收发元件可以借助于适当的用于记录和识别位于发声源附件的声音的阶段与特定的听觉警报相关联，并且与识别代码相关联，每个所述收发元件包括：

用于接收所述听觉警报的压电传感器；

微处理器，至少设置有存储设备，借助于FFT分析实现对所述听觉警报的识别；和

用于信号的射频传输的装置，所述信号与识别所述收发元件的代码与相关联，

便携式终端，易于接收和识别由所述收发元件发送的信号，所述便携式终端具有：

射频天线：

处理器，与存储设备相关联，包括识别所述收发元件的代码库，

用于与便携式处理设备，诸如智能电话等，的无线连接的装置，用于对所述处理器进行编程；和

用于发出视觉和/或振动信号的装置，

安装在诸如智能手机等便携式处理设备上的软件，能够连接到所述用于无线连接的装置并提供用于对所述终端进行编程的接口，

其中，每个所述收发元件的形状类似于板，用作与上述听觉警报相关联的机械振动的转换器，并且每个所述收发元件包括用于紧固到表面的装置。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述板具有识别与所述声源的接近度并显示所述接近度的功能，并且处出于这种考虑，所述设备具有放置在所述板上的LED，所述LED在记录模式期间基于所感知到的所述声源的强度改变光强度。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述终端的形状基本上如手环，并且所述终端具有防水外壳。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述用于所述无线连接的所述装置借助于蓝牙协议工作。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，用于所述视觉和/或振动信号的所述装置包括可能的触摸屏显示器、振动机构以及使用多个LED的闪光和/或彩色发光系统。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，提供了连接到一个或多个所述终端的中央单元，所述中央单元包括用于紧急呼叫的电话通信装置，在所述终端上设置“帮助”按钮，所述按钮激活自动化紧急呼叫和/或SMS。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述声音记录和识别阶段包括阈值比较，其中如果所述声音在所述信号宽度的电平处太弱，则将所述信号丢弃，还包括所述FFT分析，其中包括在所述信号内部的所述频率被分解。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述收发元件包括已经存储的听觉警报。

9.根据权利要求1所述的设备，包括RF-USB-RF转换器。

10.根据权利要求1或3所述的设备，其中，所述收发元件或所述终端配备有三轴加速度计。