本發(fā)明屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耳機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

目前，耳機(jī)的對(duì)周圍環(huán)境的檢測(cè)過(guò)程控制較多采用手動(dòng)操作機(jī)械開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，用戶在帶上或者摘下耳機(jī)之后，還需要手動(dòng)打開(kāi)或者關(guān)閉機(jī)械開(kāi)關(guān)，這種控制方式給用戶帶來(lái)極大不方便，當(dāng)用戶摘下耳機(jī)之后，耳機(jī)振子的振動(dòng)幅度的過(guò)大或者過(guò)小，造成耳機(jī)超負(fù)荷工作，降低了耳機(jī)的靈敏性和工作壽命。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：現(xiàn)有的耳機(jī)檢測(cè)方式多為手動(dòng)打開(kāi)或者關(guān)閉機(jī)械開(kāi)關(guān)，當(dāng)用戶摘下耳機(jī)之后，耳機(jī)振子的振動(dòng)幅度的過(guò)大或者過(guò)小，造成耳機(jī)超負(fù)荷工作，降低了耳機(jī)的靈敏性和工作壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種耳機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)及控制方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種耳機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，所述耳機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)置有用于對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行接收的fm/mp3音頻信號(hào)模塊；

與fm/mp3音頻信號(hào)模塊電連接，用于對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和檢測(cè)的控制器；

所述控制器對(duì)接收信號(hào)s(t)進(jìn)行非線性變換；按如下公式進(jìn)行：

其中a表示信號(hào)的幅度，a(m)表示信號(hào)的碼元符號(hào)，p(t)表示成形函數(shù)，fc表示信號(hào)的載波頻率，表示信號(hào)的相位，通過(guò)該非線性變換后可得到：

所述控制器利用聚類算法估計(jì)每一跳的跳變時(shí)刻以及各跳對(duì)應(yīng)的歸一化的混合矩陣列向量、跳頻頻率時(shí)，包括以下步驟：

第一步，在p(p＝0，1，2，…p-1)時(shí)刻，對(duì)表示的頻率值進(jìn)行聚類，得到的聚類中心個(gè)數(shù)表示p時(shí)刻存在的載頻個(gè)數(shù)，個(gè)聚類中心則表示載頻的大小，分別用表示；

第二步，對(duì)每一采樣時(shí)刻p(p＝0，1，2，…p-1)，利用聚類算法對(duì)進(jìn)行聚類，同樣可得到個(gè)聚類中心，用表示；

第三步，對(duì)所有求均值并取整，得到源信號(hào)個(gè)數(shù)的估計(jì)即

第四步，找出的時(shí)刻，用ph表示，對(duì)每一段連續(xù)取值的ph求中值，用表示第l段相連ph的中值，則表示第l個(gè)頻率跳變時(shí)刻的估計(jì)；

第五步，根據(jù)第二步中估計(jì)得到的p≠ph以及第四步中估計(jì)得到的頻率跳變時(shí)刻估計(jì)出每一跳對(duì)應(yīng)的個(gè)混合矩陣列向量具體公式為：

這里表示第l跳對(duì)應(yīng)的個(gè)混合矩陣列向量估計(jì)值；

第六步，估計(jì)每一跳對(duì)應(yīng)的載頻頻率，用表示第l跳對(duì)應(yīng)的個(gè)頻率估計(jì)值，計(jì)算公式如下：

與控制器電連接，用于對(duì)檢測(cè)后的信號(hào)進(jìn)行電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊；

所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊估計(jì)得到的歸一化混合矩陣列向量估計(jì)時(shí)頻域跳頻源信號(hào)，具體步驟如下：

第一步，對(duì)所有采樣時(shí)刻索引p判斷該時(shí)刻索引屬于哪一跳，具體方法為：如果則表示時(shí)刻p屬于第l跳；如果則表示時(shí)刻p屬于第1跳；

第二步，對(duì)第l(l＝1,2,…)跳的所有時(shí)刻pl，估計(jì)該跳各跳頻源信號(hào)的時(shí)頻域數(shù)據(jù)，計(jì)算公式如下：

與信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊電連接，用于檢測(cè)耳機(jī)播放指定音頻時(shí)頭戴處的加速度信息，并將加速度信息轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出的加速度傳感器；

與信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊電連接，將所接收的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出，使得能夠根據(jù)所輸出的數(shù)字信號(hào)檢測(cè)頭戴式耳機(jī)的振子的振動(dòng)幅度的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊；

與信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊電連接，用于自動(dòng)感應(yīng)檢測(cè)耳機(jī)的佩戴狀態(tài)的電子感應(yīng)檢測(cè)單元；

所述電子感應(yīng)監(jiān)測(cè)單元計(jì)算接收信號(hào)s(t)的廣義四階循環(huán)累積量通過(guò)計(jì)算接收信號(hào)s(t)的特征參數(shù)和利用最小均方誤差分類器，識(shí)別出qpsk信號(hào)、8psk信號(hào)、16qam信號(hào)和64qam信號(hào)；計(jì)算接收信號(hào)s(t)的廣義四階循環(huán)累積量按如下公式進(jìn)行：

接收信號(hào)s(t)的特征參數(shù)m³的理論值具體計(jì)算過(guò)程如下：

經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，qpsk信號(hào)的為1，8psk信號(hào)的為0，16qam信號(hào)的為0.5747，64qam信號(hào)的為0.3580，由此通過(guò)最小均方誤差分類器將qpsk、8psk、16qam和64qam信號(hào)識(shí)別出來(lái)。

進(jìn)一步，所述fm/mp3音頻信號(hào)模塊的音頻提取裝置包括：

用于提供聲音頻率信息的聲音輸入單元；

與聲音輸入單元相連，用于對(duì)數(shù)字載體聲音進(jìn)行小波變換的小波變換單元；

與小波變換單元相連，用于獲取聲音的水印位流串的數(shù)字信號(hào)的獲取單元；

與獲取單元相連接，用于將獲取單元獲取的嵌入聲音信息的全部或部分信息分組的分組單元；

與分組單元相連，用于將聲音信息進(jìn)行傅里葉逆轉(zhuǎn)變并取振幅來(lái)提取聲音信息的傅里葉處理單元。

進(jìn)一步，所述電子感應(yīng)檢測(cè)單元包括：

主控制器模塊，采用ti公司arm架構(gòu)的cortexm3系列之一lm3s9b96，通過(guò)其外部i/o接口；

傳感器模塊，與主控制器模塊連接，用于對(duì)外界的有害氣體、煙霧、非法入侵者的信號(hào)的采集，主控制器模塊實(shí)時(shí)接收該模塊采集來(lái)的信息，做到及時(shí)響應(yīng)；

所述傳感器模塊的子匹配濾波器的傳遞函數(shù)為：

ci是由分層序列u，v調(diào)制而成的，u是分層golay序列u＝{1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,-1，1,-1,1,-1,-1,1}，v＝{1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,-1,1,1}，c16m+n＝unvm；

根據(jù)分層的golay序列對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，則有：

h(zu)＝[1+z^-8+z^-1(1-z^-8)][1+z^-4+z^-2(1-z^-4)]；

h(zv)＝(1+z^-1)[1-z^-6+z^-8+z^-14]+(1-z^-1)[z^-2-z^-4+z^-10+z^-12]；

液晶顯示模塊，與所述主控制器模塊連接，接收主控制器模塊的控制，用于圖形菜單界面的顯示；

鍵盤，作為人機(jī)交互模塊，與所述主控制器模塊連接，用于外界輸入信息，向主控制器模塊提供信息；

全球移動(dòng)通信系統(tǒng)gsm模塊，遠(yuǎn)程通信模塊，與所述主控制模塊連接，接收主控制器模塊的控制，將宿舍內(nèi)的異常情況以短信方式或接聽(tīng)電話方式，實(shí)時(shí)的傳送至用戶手機(jī)上；

所述全球移動(dòng)通信系統(tǒng)gsm模塊的信號(hào)處理方法包括：

發(fā)射n路源信號(hào)是指n路源信號(hào)經(jīng)信道混合后，混合系統(tǒng)稱為a，在發(fā)送端由n根天線在空間發(fā)射；

接收端接收混疊信號(hào)是指接收端利用m(m≥n＞1)根天線把混疊信號(hào)接收下來(lái)，接收信號(hào)被稱為觀測(cè)信號(hào)，接收端先進(jìn)行觀測(cè)信號(hào)的預(yù)處理，預(yù)處理包含兩部分，即中心化處理和球面化處理；

分離系統(tǒng)分離多路混疊信號(hào)是指分離系統(tǒng)w會(huì)根據(jù)各路源信號(hào)信息熵值的不同在熵域分離該多路混疊信號(hào)，其中信息熵值的判據(jù)采用負(fù)熵；

其中，負(fù)熵近似計(jì)算的表達(dá)式如下：

其中，kj為一些正常數(shù)，m為具有零均值、單位方差的高斯變量，函數(shù)gj為非二次函數(shù)；

當(dāng)所有的gj＝g時(shí)，近似式成為：

jg(x)≈c[e{g(x)}-e{g(m)}]²；

其中，g是任意非二次函數(shù)，c是一個(gè)常數(shù)；

然后采用公式進(jìn)行負(fù)熵的計(jì)算，根據(jù)各路信號(hào)負(fù)熵值的差異即可把各路信號(hào)提取出來(lái)，實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用；

mp3模塊，與所述主控制模塊連接，接收主控制器模塊的控制，用于實(shí)現(xiàn)mp3音樂(lè)播放功能，支持的音頻格式包括：*.mp3、*.wma。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述耳機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的耳機(jī)檢測(cè)方法，所述耳機(jī)檢測(cè)方法包括以下步驟：

控制器掃描的過(guò)程中檢測(cè)接近信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊pi和加速度傳感器sj是否相等及其邏輯狀態(tài)；

根據(jù)邏輯狀態(tài)的不同，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊執(zhí)行延時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行控制器的掃描；

當(dāng)接近信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊狀態(tài)和加速度傳感器的狀態(tài)同時(shí)觸發(fā)pi＝sj＝1時(shí)或各狀態(tài)參數(shù)不再改變時(shí)，控制器執(zhí)行動(dòng)作。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：該耳機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)及控制方法具有自動(dòng)感應(yīng)檢測(cè)及控制功能，自動(dòng)感應(yīng)檢測(cè)耳機(jī)的佩戴狀態(tài)，進(jìn)而根據(jù)耳機(jī)振子的振動(dòng)幅度的大小判斷耳機(jī)振子是否合格，確定了檢測(cè)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，提高了檢測(cè)的效率及效果，延長(zhǎng)了使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的耳機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、fm/mp3音頻信號(hào)模塊；2、控制器；3、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊；4、加速度傳感器；5、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊；6、電子感應(yīng)檢測(cè)單元。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)的描述。

耳機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)置有用于對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行接收的fm/mp3音頻信號(hào)模塊；

與fm/mp3音頻信號(hào)模塊電連接，用于對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和檢測(cè)的控制器；

與控制器電連接，用于對(duì)檢測(cè)后的信號(hào)進(jìn)行電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊；

與信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊電連接，用于檢測(cè)耳機(jī)播放指定音頻時(shí)頭戴處的加速度信息，并將加速度信息轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出的加速度傳感器；

與信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊電連接，將所接收的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出，使得能夠根據(jù)所輸出的數(shù)字信號(hào)檢測(cè)頭戴式耳機(jī)的振子的振動(dòng)幅度的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊；

與信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊電連接，用于自動(dòng)感應(yīng)檢測(cè)耳機(jī)的佩戴狀態(tài)的電子感應(yīng)檢測(cè)單元。

進(jìn)一步，所述fm/mp3音頻信號(hào)模塊的音頻提取裝置包括：

用于提供聲音頻率信息的聲音輸入單元；

與聲音輸入單元相連，用于對(duì)數(shù)字載體聲音進(jìn)行小波變換的小波變換單元；

與小波變換單元相連，用于獲取聲音的水印位流串的數(shù)字信號(hào)的獲取單元；

與獲取單元相連接，用于將獲取單元獲取的嵌入聲音信息的全部或部分信息分組的分組單元；

與分組單元相連，用于將聲音信息進(jìn)行傅里葉逆轉(zhuǎn)變并取振幅來(lái)提取聲音信息的傅里葉處理單元。

進(jìn)一步，所述電子感應(yīng)檢測(cè)單元包括：

主控制器模塊，采用ti公司arm架構(gòu)的cortexm3系列之一lm3s9b96，通過(guò)其外部i/o接口，；

傳感器模塊，與主控制器模塊連接，用于對(duì)外界的有害氣體、煙霧、非法入侵者的信號(hào)的采集，主控制器模塊實(shí)時(shí)接收該模塊采集來(lái)的信息，做到及時(shí)響應(yīng)；

液晶顯示模塊，與所述主控制器模塊連接，接收主控制器模塊的控制，用于圖形菜單界面的顯示，方便人機(jī)交互；

鍵盤，作為人機(jī)交互模塊，與所述主控制器模塊連接，用于外界輸入信息，向主控制器模塊提供信息；

全球移動(dòng)通信系統(tǒng)gsm模塊，遠(yuǎn)程通信模塊，與所述主控制模塊連接，接收主控制器模塊的控制，可將宿舍內(nèi)的異常情況以短信方式或接聽(tīng)電話方式，實(shí)時(shí)的傳送至用戶手機(jī)上；

mp3模塊，與所述主控制模塊連接，接收主控制器模塊的控制，用于實(shí)現(xiàn)mp3音樂(lè)播放功能，支持的音頻格式包括：*.mp3、*.wma。

所述控制器對(duì)接收信號(hào)s(t)進(jìn)行非線性變換；按如下公式進(jìn)行：

其中a表示信號(hào)的幅度，a(m)表示信號(hào)的碼元符號(hào)，p(t)表示成形函數(shù)，fc表示信號(hào)的載波頻率，表示信號(hào)的相位，通過(guò)該非線性變換后可得到：

所述控制器利用聚類算法估計(jì)每一跳的跳變時(shí)刻以及各跳對(duì)應(yīng)的歸一化的混合矩陣列向量、跳頻頻率時(shí)，包括以下步驟：

第一步，在p(p＝0，1，2，…p-1)時(shí)刻，對(duì)表示的頻率值進(jìn)行聚類，得到的聚類中心個(gè)數(shù)表示p時(shí)刻存在的載頻個(gè)數(shù)，個(gè)聚類中心則表示載頻的大小，分別用表示；

第二步，對(duì)每一采樣時(shí)刻p(p＝0，1，2，…p-1)，利用聚類算法對(duì)進(jìn)行聚類，同樣可得到個(gè)聚類中心，用表示；

第三步，對(duì)所有求均值并取整，得到源信號(hào)個(gè)數(shù)的估計(jì)即

第四步，找出的時(shí)刻，用ph表示，對(duì)每一段連續(xù)取值的ph求中值，用表示第l段相連ph的中值，則表示第l個(gè)頻率跳變時(shí)刻的估計(jì)；

第五步，根據(jù)第二步中估計(jì)得到的以及第四步中估計(jì)得到的頻率跳變時(shí)刻估計(jì)出每一跳對(duì)應(yīng)的個(gè)混合矩陣列向量具體公式為：

這里表示第l跳對(duì)應(yīng)的個(gè)混合矩陣列向量估計(jì)值；

第六步，估計(jì)每一跳對(duì)應(yīng)的載頻頻率，用表示第l跳對(duì)應(yīng)的個(gè)頻率估計(jì)值，計(jì)算公式如下：

所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊估計(jì)得到的歸一化混合矩陣列向量估計(jì)時(shí)頻域跳頻源信號(hào)，具體步驟如下：

第一步，對(duì)所有采樣時(shí)刻索引p判斷該時(shí)刻索引屬于哪一跳，具體方法為：如果則表示時(shí)刻p屬于第l跳；如果則表示時(shí)刻p屬于第1跳；

第二步，對(duì)第l(l＝1,2,…)跳的所有時(shí)刻pl，估計(jì)該跳各跳頻源信號(hào)的時(shí)頻域數(shù)據(jù)，計(jì)算公式如下：

所述電子感應(yīng)監(jiān)測(cè)單元計(jì)算接收信號(hào)s(t)的廣義四階循環(huán)累積量通過(guò)計(jì)算接收信號(hào)s(t)的特征參數(shù)和利用最小均方誤差分類器，識(shí)別出qpsk信號(hào)、8psk信號(hào)、16qam信號(hào)和64qam信號(hào)；計(jì)算接收信號(hào)s(t)的廣義四階循環(huán)累積量按如下公式進(jìn)行：

接收信號(hào)s(t)的特征參數(shù)m³的理論值具體計(jì)算過(guò)程如下：

經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，qpsk信號(hào)的為1，8psk信號(hào)的為0，16qam信號(hào)的為0.5747，64qam信號(hào)的為0.3580，由此通過(guò)最小均方誤差分類器將qpsk、8psk、16qam和64qam信號(hào)識(shí)別出來(lái)。

所述傳感器模塊的子匹配濾波器的傳遞函數(shù)為：

ci是由分層序列u，v調(diào)制而成的，u是分層golay序列u＝{1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,-1，1,-1,1,-1,-1,1}，v＝{1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,-1,1,1}，c16m+n＝unvm；

根據(jù)分層的golay序列對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，則有：

h(zu)＝[1+z^-8+z^-1(1-z^-8)][1+z^-4+z^-2(1-z^-4)]；

h(zv)＝(1+z^-1)[1-z^-6+z^-8+z^-14]+(1-z^-1)[z^-2-z^-4+z^-10+z^-12]；

所述全球移動(dòng)通信系統(tǒng)gsm模塊的信號(hào)處理方法包括：

發(fā)射n路源信號(hào)是指n路源信號(hào)經(jīng)信道混合后，混合系統(tǒng)稱為a，在發(fā)送端由n根天線在空間發(fā)射；

接收端接收混疊信號(hào)是指接收端利用m(m≥n＞1)根天線把混疊信號(hào)接收下來(lái)，接收信號(hào)被稱為觀測(cè)信號(hào)，接收端先進(jìn)行觀測(cè)信號(hào)的預(yù)處理，預(yù)處理包含兩部分，即中心化處理和球面化處理；

分離系統(tǒng)分離多路混疊信號(hào)是指分離系統(tǒng)w會(huì)根據(jù)各路源信號(hào)信息熵值的不同在熵域分離該多路混疊信號(hào)，其中信息熵值的判據(jù)采用負(fù)熵；

其中，負(fù)熵近似計(jì)算的表達(dá)式如下：

其中，kj為一些正常數(shù)，m為具有零均值、單位方差的高斯變量，函數(shù)gj為非二次函數(shù)；

當(dāng)所有的gj＝g時(shí)，近似式成為：

jg(x)≈c[e{g(x)}-e{g(m)}]²；

其中，g是任意非二次函數(shù)，c是一個(gè)常數(shù)；

然后采用公式進(jìn)行負(fù)熵的計(jì)算，根據(jù)各路信號(hào)負(fù)熵值的差異即可把各路信號(hào)提取出來(lái)，實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用；

一種耳機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的控制方法，該控制方法包括以下步驟：

控制器掃描的過(guò)程中檢測(cè)接近信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊pi和加速度傳感器sj是否相等及其邏輯狀態(tài)；

根據(jù)邏輯狀態(tài)的不同，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊執(zhí)行延時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行控制器的掃描；

當(dāng)接近信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊狀態(tài)和加速度傳感器的狀態(tài)同時(shí)觸發(fā)pi＝sj＝1時(shí)或各狀態(tài)參數(shù)不再改變時(shí)，控制器執(zhí)行動(dòng)作。

以上所述僅是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改，等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。