基于声纹识别的仪器管理共享系统

技术领域

本发明涉及声纹识别技术领域，尤其涉及一种基于声纹识别的仪器管理共享系统。

背景技术

企业为了科研及生产的需求，常常购置很多的配套检测仪器、试验仪器，其中很多仪器还很贵重，但是使用率却较低，这就使该仪器的性价比相对较低，为了提高仪器的利用率以为企业创收，很多企业开始将自有仪器对集团内的其他分公司开放，甚至对外开放，允许外部人员共享使用并收取使用费，但是并没有成熟的仪器管理共享系统。

发明内容

为解决上述现有技术中不足，本发明的主要目的在于提供一种基于声纹识别的仪器管理共享系统。

而其解决问题的技术方案是这样的：

基于声纹识别的仪器管理共享系统，其特征在于，包括仪器终端、服务器、移动终端及终端控制机构；服务器，用于接收、传送及存储各类数据，其包括第一通讯模块及第一数据库；其中，第一通讯模块，用于实现服务器分别与移动终端及终端控制机构之间的信息通讯；其中，第一数据库，包括用户清单、声纹清单、仪器清单及预约清单，其中，用户清单与声纹清单及预约清单均具有映射关系；移动终端，用于用户注册账号、录入声音样本、查询及预约，移动终端内置专用程序并包括以下功能模块：用户注册模块、声纹录入模块及查询预约模块退费模块；其中，用户注册模块，用于用户注册账号后录入个人信息，并将账号及个人信息保存至第一数据库的用户清单中；其中，声纹录入模块，用于采集用户的第一声音样本并从第一声音样本中提取第一声纹特征，以及用于将第一声纹特征保存至第一数据库的声纹清单中；其中，查询预约模块，用于查询仪器清单并预约，包括以下步骤：M110，通过录入关键字而手动查询仪器清单中的仪器终端；M120，根据查询结果选择仪器终端及可预约时间段以实现预约；M130，预约成功后随机生成预约码及第二文本；M150，将预约记录保存至第一数据库的预约清单中；终端控制机构，用于验证用户的使用权限并根据验证结果控制仪器终端的电源的启闭，终端控制机构包括控制器、电源控制器及麦克风，控制器的信号输入端与麦克风电性连接、其信号输出端与电源控制器电性连接；其中控制器中包括以下功能模块：第二通讯模块及声纹验证模块；其中，第二通讯模块用于控制器与服务器之间的信息通讯；其中，声纹验证模块用于通过声纹特征以验证用户的使用权限，包括以下步骤：M310，打开麦克风；M320，用户对准麦克风朗读第二文本并生成第二声音样本；M330，根据第二声音样本提取第二声纹特征；M340，将第二声纹特征与服务器的声纹清单中的第一声纹特征进行对比，如声纹匹配度高于特定阈值则验证成功，并向电源控制器发送向仪器终端供电的指令，否则验证失败。

优选的，仪器终端的本体上贴附有第一二维码，第一二维码的文本内容为仪器识别号；移动终端还包括扫码预约模块，扫码预约模块用于扫描仪器终端的第一二维码并预约，包括以下步骤：M210，通过扫描仪器终端上的第一二维码而自动查询仪器清单中的仪器终端；M220，根据查询结果选择仪器终端及可预约时间段以实现预约；M230，预约成功后同样也随机生成预约码及第二文本；M250，将预约记录保存至第一数据库的预约清单中。

优选的，服务器中的第一数据库中还包括课件清单，课件清单包括：仪器识别号、课件名称、存放路径；服务器中还包括第二数据库，第二数据库用于存储与仪器识别号对应的课件，该课件的存放路径与课件清单中的存放路径对应；移动终端还包括历史记录模块，历史记录模块用于显示第一数据库的预约清单中与当前登录账号所对应的所有预约记录，以及用于根据预约码生成第二二维码，以及用于取消预约，以及用于播放与被预约仪器终端相对应的课件。

优选的，终端控制机构还包括二维码扫描器，二维码扫描器与控制器的信号输入端电性连接；控制器中还包括预约码验证模块，预约码验证模块用于通过预约码验证用户的使用权限，包括以下步骤：M410，打开二维码扫描器(也可通过一开关单独控制二维码扫描器的打开与关闭)；M420，提示用户出示第二二维码；M430，用户对准二维码扫描器以扫描移动终端的第二二维码；M440，将第二二维码中的内容与服务器的预约清单中预约码进行对比，如相同则验证成功，并向电源控制器发送向仪器终端供电的指令，否则验证失败并提示用户验证失败。

优选的，步骤M340之后还包括步骤M350，验证失败后可自动执行预约码验证模块，以作为第二验证方式。

优选的，移动终端中还包括计费支付模块，计费支付模块用于用户预先支付费用，根据预约时间段计算预约时长T

优选的，移动终端中还包括退费模块，退费模块用于通过再次扫描仪器终端上的第一二维码以结束本次使用，并根据实际使用时长进行退费。

优选的，退费时，用户再次扫描第一二维码的同时生成结束时间点D

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过声纹验证模块将第一声纹声纹特征与第二声纹特征进行对比以验证用户的使用权限，方便快捷；

(2)本发明声纹验证验证失败后还可启用第二验证方式，即通过预约码验证模块以实现第二验证，以保证用户的正常使用；

(3)本发明的预约方式具有多样性，可包括查询预约及扫码预约，用户可择一选择；

(4)本发明还具有历史记录模块，该模块可播放与被预约仪器终端相对应的课件，以方便的指导用户的正确使用仪器；

(5)本发明通过计费支付模块及退费模块实现精确收费；

(6)本发明在退费时设置了损失系数K，根据剩余时长计算应退费用，平衡了企业与用户的利益。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1：本发明模块连接示意图。

附图标记说明

100基于声纹识别的仪器管理共享系统

200仪器终端

300移动终端

310用户注册模块

320声纹录入模块

330查询预约模块

340扫码预约模块

350历史记录模块

360计费支付模块

370退费模块

400服务器

410第一通讯模块

420第一数据库

421用户清单

422声纹清单

423仪器清单

424预约清单

425课件清单

430第二数据库

500终端控制机构

510控制器

511第二通讯模块

512声纹验证模块

513预约码验证模块

520二维码扫描器

530麦克风

540电源控制器

W1第一二维码

W2第二二维码。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1所示，本发明的基于声纹识别的仪器管理共享系统100，包括仪器终端200、移动终端300、服务器400及终端控制机构500。

仪器终端200，其本体上贴附有第一二维码W1，第一二维码W1的文本内容为仪器识别号。

服务器400，用于接收、传送及存储各类数据，其包括第一通讯模块410、第一数据库420及第二数据库430；

第一通讯模块410，用于实现服务器400分别与移动终端300及终端控制机构500之间的信息通讯；

第一数据库420，用于存储各类数据，各类数据及包括用户清单421、声纹清单422、仪器清单423、预约清单424及课件清单425；其中，仪器清单423由服务器400管理员预先上传，其包括以下内容：仪器识别号、仪器名称、仪器型号、仪器位置、可预约时间段、单位时间的使用费用S

第二数据库430，用于存储与仪器识别号对应的课件，课件由服务器400管理员预先上传，该课件的存放路径与课件清单425中的存放路径对应。

移动终端300，用于用户注册账号、录入声音样本、查询、预约及支付等，其可选用智能手机或平板电脑等，移动终端300内置专用程序并包括以下功能模块：用户注册模块310、声纹录入模块320、查询预约模块330、扫码预约模块340、历史记录模块350、计费支付模块360及退费模块370。

用户注册模块310，用于用户注册账号后录入个人信息，并将账号及个人信息保存至第一数据库420的用户清单421中，个人信息包括人员编号、姓名、身份证号、公司名称、电话号码等；

声纹录入模块320，用于采集用户的第一声音样本并从第一声音样本中提取第一声纹特征，以及用于将第一声纹特征保存至第一数据库420的声纹清单422中；声纹录入模块320还可提供并于移动终端300显示第一文本，用户朗读第一文本以获得第一声音样本，第一文本需要有足够长的随机文字，以能从第一声音样本中提取到比较有代表性的第一声纹特征，如第一文本过短，则有可能生成的第一声纹特征不具有代表性以至于之后的声纹验证不能成功；

查询预约模块330，用于查询仪器清单423并预约，包括以下步骤：M110，通过录入关键字而手动查询仪器清单423中的仪器终端200；M120，根据查询结果选择仪器终端200及可预约时间段以实现预约；M130，预约成功后随机生成预约码及第二文本；M140，执行计费支付模块360；M150，将预约记录保存至第一数据库420的预约清单424中。预约记录包括预约码、第二文本、仪器名称、仪器识别号、仪器位置、预约时间段等；其中，第二文本用于获得使用权限，客户在使用仪器终端200前，可朗读第二文本，经验证成功后以获得使用权限。

扫码预约模块340，用于扫描仪器终端200的第一二维码W1并预约，包括以下步骤：M210，通过扫描仪器终端200上的第一二维码W1而自动查询仪器清单423中的仪器终端200；M220，根据查询结果选择仪器终端200及可预约时间段以实现预约；M230，预约成功后同样也随机生成预约码及第二文本；M240，执行计费支付模块360；M250，将预约记录保存至第一数据库420的预约清单424中。预约记录同样也包括预约码、第二文本、仪器名称、仪器识别号、仪器位置、预约时间段等。其中，第二文本用于获得使用权限，客户在使用仪器终端200前，可朗读第二文本，经验证成功后以获得使用权限。

历史记录模块350，用于显示第一数据库420的预约清单424中与当前登录账号所对应的所有预约记录，以及用于根据预约码生成第二二维码W2，以及用于取消预约，以及用于播放与被预约仪器终端200相对应的课件。其中，第二二维码W2用于获得使用权限，客户在使用仪器终端200前，可通过移动终端300扫描该二维码，经验证成功后以获得使用权限。

计费支付模块360，用于用户预先支付费用，根据预约时间段计算预约时长T

退费模块370，用于通过再次扫描仪器终端200上的第一二维码W1以结束本次使用，并根据实际使用时长进行退费。用户再次扫描第一二维码W1的同时生成结束时间点D

例如，下表为部分仪器终端200损失系数K与ΔT的示例对照表。

终端控制机构500，用于验证用户的使用权限并根据验证结果控制仪器终端200的电源的启闭，终端控制机构500包括控制器510、电源控制器540、麦克风530及二维码扫描器520。麦克风530及二维码扫描器520分别与控制器510的信号输入端电性连接，电源控制器540与控制器510的信号输出端电性连接。其中，电源控制器540、二维码扫描器520为现有技术，采用市售的类型即可。其中电源控制器540的输入端与市电连接、其输出端与仪器终端200电性连接。其中，控制器510选用MicrocTip PIC32MX系列微控制器510或单片机即可，其包括以下功能模块：第二通讯模块511、声纹验证模块512及预约码验证模块513，其中：

第二通讯模块511，用于控制器510与服务器400之间的信息通讯；

声纹验证模块512，用于通过声纹特征以验证用户的使用权限，包括以下步骤：M310，打开麦克风530(可通过一开关单独控制麦克风530的打开与关闭)；M320，用户对准麦克风530朗读第二文本并生成第二声音样本；M330，根据第二声音样本提取第二声纹特征；M340，将第二声纹特征与服务器400的声纹清单422中的第一声纹特征进行对比，如声纹匹配度高于特定阈值则验证成功(用户获得使用权限)，并向电源控制器540发送向仪器终端200供电的指令，否则验证失败；M350，验证失败后可自动执行预约码验证模块513，以作为第二验证方式。设置第二验证方式的理由是：用户在录入第一声音样本时，有可能朗读不够规范，未能提取到有代表性的第一声纹特征，导致之后的声纹验证失败而影响用户使用。

预约码验证模块513，用于通过预约码验证用户的使用权限，包括以下步骤：

M410，打开二维码扫描器520(也可通过一开关单独控制二维码扫描器520的打开与关闭)；M420，提示用户出示第二二维码W2；M430，用户对准二维码扫描器520以扫描移动终端300的第二二维码W2；M440，将第二二维码W2中的内容与服务器400的预约清单424中预约码进行对比，如相同则验证成功，并向电源控制器540发送向仪器终端200供电的指令，否则验证失败并提示用户验证失败。

应用上述基于声纹识别的仪器管理共享系统100，本发明的使用方法为：

S100，用户注册：用户在移动终端300上注册账号并录入个人信息、以及采集第一声音样本；

S200，用户预约，可择一通过下述预约方式进行预约，预约成功后通过第三方平台进行支付：

S210，查询预约，通过录入关键字而手动查询仪器清单423中的仪器终端200，并根据查询结果选择仪器及可预约时间段以实现预约；

S220，扫码预约，用于通过扫描仪器终端200上的第一二维码W1而自动查询仪器清单423中的仪器终端200，并根据查询结果选择仪器及可预约时间段以实现预约；

S300，使用开始，执行声纹验证：用户打开麦克风530并对准麦克风530朗读第二文本，控制器510通过麦克风530获取第二声纹特征并与第一声纹特征对比以进行验证，如果声纹验证成功，则电源控制器540向仪器终端200供电，否则声纹验证失败执行预约码验证。预约码验证：用户出示第二二维码W2，控制器510通过二维码扫描器520获得预约码并与预约清单424中的预约码进行对比以进行验证，如果预约码验证成功，则电源控制器540向仪器终端200供电，否则预约码验证失败不予供电。

在使用过程中还可选择性的进行如下操作：

S310，查看预约记录，以获知预约信息；

S320，查看预约记录，并从预约记录中取消一项或多项预约；

S330，查看预约记录，并从预约记录中查看一项或多项相应的课件；

S400，使用结束，利用移动终端300再次扫描仪器终端200的第一二维码W1以结束本次使用，并根据实际使用时长进行退费。

以上说明内容仅为本发明较佳实施例，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。