一种参量阵声音应急疏散系统及其方法与流程

本发明涉及参量阵技术应用领域，尤其是涉及一种参量阵声音应急疏散系统及其方法。

背景技术：

空气中的声参量阵技术是近年来出现的音频声波定向技术。利用声参量阵可以产生高指向性音频声波束。声参量阵产生的音频声波束具有独有的特性，主要体现在两个方面：一、局部传播特性：即声波束只在局部空间中传播，在此传播空间内听众可以听到声音，而在此传播空间区域外听众则听不到或只能听到很微弱的声音；二、独特的反射特性：音频声波束遇到障碍物后，具有类似于光遇到镜面的反射特性，听众听到反射后的声音后，在心理上会产生声波是来自于最后一次反射面的特别感受。声参量阵产生的音频声波束的局部传播特性与独特的声反射特性为实现三维空间内多波束动态交织音频特效创造了条件。

目前的参量阵发声装置，在申请号为cn201210576384.2，专利名称为基于声参量阵声束反射的音频特效器，申请号为cn201010538214.6，专利名称为参量阵音频播放系统，均公开了采用参量阵技术对音频进行定向播放。但是目前参量阵未应用到应急疏散领域。目前在隧道或建筑内遇到火灾等紧急情况时，监控平台坐席人员向隧道内发起呼叫，隧道应急通信广播终端自动抬机并打开扬声器，监控平台坐席人员指挥疏导人员快速撤离；然而现有应急广播使用普通喇叭，声音是全向扩散的，在应急广播时，多个声音同时响起，人无法判断该如何疏散，更不知道出口在哪里。同时，如果发生火灾时，由于目前的消防标志以低照度灯光指示为主，大量的烟雾不仅影响了视线，而且还会伤害眼睛，使人难以找到正确的疏散路线。申请号为cn201310349853.1，专利名称为一种建筑火灾中声音疏散导向系统及导向方法的专利中，但是该专利中发声模块固定安装在预定的线路上，无法根据不同的应急预案设定不同的疏散路线，同时该专利的方向性不明显，虽然相邻的逐步发声，但是在建筑内响起，人很难判断方向，引导效果差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供了一种可以在应急事件发生时，通过参量阵技术的高指向性声音的参量阵声音应急疏散系统及其方法，并且参量阵独特的声音听感有明显的掩蔽效应，在应急事件中用于声音引导效果显著。由于烟雾会伤害眼睛，而不会影响听力，因此，可为人及时提供疏散路线，引导人员快速疏散。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种参量阵声音应急疏散系统，包括用于接收应急信息的第一通信模块、用于接收第一通信模块发送的应急信息并根据应急信息提供应急预案的微控制单元、用于接收微控制单元发送的应急预案的控制中心、预设有语音信息的语音模块、将语音信息转化成超声波调制信号并将超声波调制信号发射到空气中还原发声的参量阵发声模块，控制中心、第一通信模块、微处理单元、语音模块、参量阵发声模块依次连接。第一通信模块接收到应急信息后，将应急信息发送到微处理单元，微处理单元根据应急信息将在微处理单元中预设的应急预案经第一通信模块发送到控制中心，控制中心对应急预案进行确认后，控制中心将确认的应急预案经第一通信模块发送至微处理单元，微处理单元调取语音模块中预设的语音信息并将语音信息发送给参量阵发声模块，参量阵发声模块将语音信息转化成超声波调制信号并将超声波调制信号发射到空气中还原成语音信息。由于参量语音模块定向发声形成一条或多条的人员声音应急疏散路线，由声音形成的疏散路线，可以充分利用人体耳朵在灾情中不易受干扰，避免了现有的普通喇叭声音是全向扩散，多个声音响起，人无法判断如何疏散和出口在哪的情况，降低了如果发生火灾导致烟雾遮挡消防标志和对人视线的影响，将人员疏散效率提升了2-5倍及以上，越是复杂的环境，疏散率越高。应急信息是根据现有的应急系统触发信号，如现有的火灾触发信号是通过火灾报警器触发的，通信模块接收到火灾报警器触发的火灾信号即启动本技术方案的系统。语音信息包括人说话语音以及人耳敏感的特殊音频频率，特殊音频频率在2-4khz。

作为优选，参量阵模块包括用于接收语音信息并将语音信息和产生的超声波信号调制成超声波调制信号的参量阵主机、用于发射超声波调制信号到空气中还原定向发声的参量阵发声单元，参量阵主机分别与语音模块、参量阵发声单元连接。现有技术中，参量阵主机可以产生超声波信号。

作为优选，还包括用于将语音信息转化为数字信号并传递数字信号的第二通信模块，第二通信模块分别与语音模块、参量阵主机连接。第二通信模块接收到语音模块发送的语音信息时，第二通信模块将语音信息转化数字信号后发送给参量阵主机，参量阵主机将数字信号转化为音频信号，参量阵主机将音频信号和产生的超声波信号调制成超声波调制信号后，参量阵主机将超声波调制信号发送给参量阵发声单元，参量阵发声单元将超声波调制信号发射到空气中还原成语音信息。

作为优选，还包括设有参量阵发声单元并可转动方向的云台，云台分别与第二通信模块、参量阵主机连接。微处理单元根据控制中心确认的应急方案通过第二通信模块启动云台，微处理器将控制信号发送给第二通信单元，第二通信单元将控制信号发送给若干个云台，若干个云台根据应急方案中的疏散路线进行转动，同时设在云台上的参量阵发声单元定向发声，形成一条或多条引导人员疏散的路线。云台属于现有技术，例如专利号cn201310138689.x，发明名称为一种云台运动的控制方法及其云台的专利中就公开了可以让云台在实现360度水平旋转功能的同时，还可以让用户控制云台在预先设定的运动范围内转动到指定的位置，满足用户对特定范围内的转动需求。对于本发明而言，只要可以实现转动的云台，均可以运用在上述技术方案中。云台也可以是网络云台，第二通信模块接收到语音模块发送的语音信息时，第二通信模块将语音信息转化数字信号后发送给云台，云台将数字信号转化为音频信号后发送给参量阵主机，参量阵主机将音频信号和产生的超声波信号调制成超声波调制信号后，参量阵主机将超声波调制信号发送给参量阵发声单元，参量阵发声单元将超声波调制信号发射到空气中还原成语音信息。数字信号可以防差错控制，普通网络通过ip地址对设备编号形成对应关系，现有的网络云台直接带解码器，可以把网络信号解码出来需要的控制信号和音频信号。解码器可以放在云台中，也可以直接安装在参量阵主机中。

一种参量阵声音应急疏散方法，包括以下步骤：

步骤一：第一通信模块接收到应急信息后，将应急信息发送到微处理单元，微处理单元根据应急信息将在微处理单元中预设的应急预案经第一通信模块发送到控制中心，控制中心对应急预案进行确认后，控制中心将确认的应急预案经第一通信模块发送至微处理单元；

步骤二：微处理单元调取语音模块中预设的语音信息并将语音信息发送给第二通信模块，第二通信模块将语音信息转化数字信号后发送给云台，云台将数字信号转化为音频信号后发送给参量阵主机，参量阵主机将音频信号和产生的超声波信号调制成超声波调制信号后，参量阵主机将超声波调制信号发送给参量阵发声单元，参量阵发声单元将超声波调制信号发射到空气中还原成语音信息。人员根据语音的定向发声形成的声音通道，追溯声源，从而应急疏散和逃生。

作为优选，还包括以下内容：微处理单元根据控制中心确认的应急方案通过第二通信模块启动云台，若干个云台根据应急方案中的疏散路线进行转动，同时设在云台上的参量阵发声单元定向发声，形成一条或多条引导人员疏散的路线。

本发明具有的有益效果是：

1、由于参量语音模块定向发声形成一条或多条的人员声音应急疏散路线，由声音形成的疏散路线，可以充分利用人体耳朵在灾情中不易受干扰，避免了现有的普通喇叭声音是全向扩散，多个声音响起，人无法判断如何疏散和出口在哪的情况，降低了如果发生火灾导致烟雾遮挡消防标志和对人视线的影响，将人员疏散效率提升了2-5倍及以上，越是复杂的环境，疏散率越高。

2、对环境熟悉与否，不影响疏散效率，即使第一次来该地方的人也可以与非常熟悉的人达到同样的疏散效率。

3、通过控制云台的转向从而控制参量阵发声单元定向发声形成的疏散路线，控制方式简单，同时通过一个参量阵发声单元即可根据云台的转向不同，形成多条不同的疏散路线，节约成本。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图2是本发明的另一示意图。

图3是本发明的人员疏散场景示意图。

图中：1、控制中心，2、第一通信模块，3、微控制单元，4、语音模块，5、第二通信模块，6、参量阵模块，61、参量阵主机，62、参量阵发声单元，7、云台

具体实施方式

以下结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明一种参量阵声音应急疏散系统，包括用于接收应急信息的第一通信模块2、用于接收第一通信模块2发送的应急信息并根据应急信息提供应急预案的微控制单元3、用于接收微控制单元3发送的应急预案的控制中心1、预设有语音信息的语音模块4、将语音信息转化成超声波调制信号并将超声波调制信号发射到空气中还原发声的参量阵发声模块，控制中心1、第一通信模块2、微处理单元、语音模块4、参量阵发声模块依次连接。

参量阵模块6包括用于接收语音信息并将语音信息和产生的超声波信号调制成超声波调制信号的参量阵主机61、用于发射超声波调制信号到空气中还原定向发声的参量阵发声单元62，参量阵主机61分别与语音模块4、参量阵发声单元62连接。

还包括用于将语音信息转化为数字信号并传递数字信号的第二通信模块5，第二通信模块5分别与语音模块4、参量阵主机61连接。

还包括设有参量阵发声单元62并可转动方向的云台7，云台7分别与第二通信模块5、参量阵主机61连接。云台7上设有参量阵发声单元62，将参量阵发声单元62固定设在云台7上，使得参量阵发声单元62可以随云台7转动方向。

当控制中心1指挥人员需要时，控制中心1可以直接进行喊话代替语音模块，控制中心1将指挥人员喊话的语音信息经第一通信模块2转换成数字信号后发送给微控制单元3，微控制单元3将数字信号经第二通信模块5发送给云台7，云台将数字信号转化成音频信号经参量阵主机61转换成超声波调制信号后发送至参量阵发声单元62，参量阵发声单元62将超声波调制信号发射到空气中还原成喊话的语音信息。现有的楼宇中均设有摄像头，控制中心1指挥人员可以根据摄像头控制距离摄像头最近的云台7和参量阵发声单元62进行转向和喊话。

一种参量阵声音应急疏散方法，包括以下步骤：

步骤一：第一通信模块2接收到应急信息后，将应急信息发送到微处理单元，微处理单元根据应急信息将在微处理单元中预设的应急预案经第一通信模块2发送到控制中心1，控制中心1对应急预案进行确认后，控制中心1将确认的应急预案经第一通信模块2发送至微处理单元；

步骤二：微处理单元调取语音模块4中预设的语音信息并将语音信息发送给第二通信模块5，第二通信模块5将语音信息解码转化成音频信号后发送给参量阵主机61，参量阵主机61将音频信息和产生的超声波信号调制成超声波调制信号后，参量阵主机61将超声波调制信号发送给参量阵发声单元62，参量阵发声单元62将超声波调制信号发射到空气中还原成语音信息。

还包括以下内容：微处理单元根据控制中心1确认的应急方案通过第二通信模块5启动云台7，若干个云台7根据应急方案中的疏散路线进行转动，同时设在云台7上的参量阵发声单元62定向发声，形成一条或多条引导人员疏散的路线。第二通讯模块5将数字信号发送给若干个参量阵主机61，第二通讯模块5同时将控制云台7转向的控制信号发送给若干个云台7。

如图2所示，一种参量阵声音应急疏散方法，包括以下步骤：

将第一通信模块2与现有的火灾预警系统进行连接，当发生火灾时，火灾预警系统将应急信息发送给第一通信模块2。

步骤一：第一通信模块2接收到应急信息后，将应急信息发送到微处理单元，微处理单元根据应急信息将在微处理单元中预设的应急预案经第一通信模块2发送到控制中心1，控制中心1对应急预案进行确认后，控制中心1将确认的应急预案经第一通信模块2发送至微处理单元；

步骤二：微处理单元调取语音模块4中预设的语音信息并将语音信息发送给第二通信模块5，第二通信模块5将语音信息转化成数字信号后发送给云台7，云台7将数字信号转化为音频信号后发送给参量阵主机61，参量阵主机61将音频信号和产生的超声波信号调制成超声波调制信号后，参量阵主机61将超声波调制信号发送给参量阵发声单元62，参量阵发声单元62将超声波调制信号发射到空气中还原成语音信息。

还包括以下内容：微处理单元根据控制中心1确认的应急方案通过第二通信模块5启动云台7，若干个云台7根据应急方案中的疏散路线进行转动，同时设在云台7上的参量阵发声单元62定向发声，形成一条或多条引导人员疏散的路线。

如图3所示，云台7转向，设在云台7上的参量阵发声单元62进行转向，将声音对准火灾发声处形成疏散通道，人员追溯声源即可按照声音通道疏散和逃生。通道一般设在中间位置，参量阵发声单元62与云台7安装在角落及疏散口等必要的通道上。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。