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Zum Portfolio von Siemens Fire Safety gehören
neben Brandmeldern und Handtastern auch
Alarmierungsgeräte. Im Brandfall werden damit
sich im Gebäude befindende Personen mit
optischen und akustischen Signalen evakuiert.
Diese Alarmierungsgeräte können verschiedene
Soundpattern ausgeben und müssen für die
Entwicklung und die Qualitätskontrolle auf
korrekte Funktion überprüft werden können. Die
Programmierung dieser Soundpattern wird aktuell
noch manuell getestet und soll in diesem Projekt
durch ein System ersetzt werden, welches
autonom Soundpattern einem Referenzsignal
zuordnen kann.
Ziele
Die beiden zentralen Elemente dieses Projektes
sind die Bestimmung der Grundfrequenz und das
anschliessende Matching der Pattern mit den
Referenzsignalen. Als Resultat wird die Nummer
des erkannten Signales ausgegeben.
Die folgenden Soundpattern sollen verarbeitet werden:
Grundfrequenz-Bestimmung
Es wurde ein Algorithmus entwickelt, der mittels
Fast-Fourier-Transformation und der Autokorrelation
den Frequenzverlauf eines Signales
berechnen kann und die einzelnen Bestandteile
dieses Signales in einer Tabelle abspeichert.
Aufgrund dieser Segmentierung wird im Anschluss
ein Matching mit den Referenzwerten durchgeführt.
Wenn eine Übereinstimmung erkannt
wurde, wird die Nummer des entsprechenden
Signales ausgegeben (Nachricht an Testsystem
von Siemens).
Hardware
Als Hardware für die akustische Aufzeichnung werden ein Sound-Interface und ein Mikrofon benötigt.
Der aufgezeichnete Audio-Stream wird anschliessend über USB an den Computer übermittelt und
dort vom Python-Programm verarbeitet.
Ergebnisse
Als Ergebnis dieses Projektes entstand ein einfach
zu verwendendes System, genannt Dragon-
Matcher, bestehend aus einer Python-Software
und einem Audio-Interface. Dieses System ist in
der Lage, das abgespielte Soundpattern rasch und
völlig autonom zu erkennen. Die Software lässt
sich dabei gut in das bestehende Testsystem des
Auftraggebers integrieren. Durch den automatischen
Ablauf des Tests, wird in Zukunft die
mühsame und kostenintensive manuelle Prüfung
in der Entwicklungsabteilung von Siemens hinfällig
und es können zusätzlich auch Langzeittests über
mehrere Tage durchgeführt werden.