联网声音屏蔽和寻呼系统

摘要

一种用于成形物理环境中四周的噪音电平的声音屏蔽系统。该声音屏蔽系统包括一个联网的、分布式的系统，其含有许多相互连接且与一个控制单元连接的主机。一个或多个主机可以包括卫星声音屏蔽单元，其作用是复制由主声音屏蔽单元产生的声音屏蔽信号。每个主机在网络上都是可通过控制单元寻址的，使控制单元设计轮廓、波谱频段，并获取声音屏蔽输出信号的特性。该系统还可以包括一个远程控制单元，它能现场调整每个声音屏蔽单元，不需要经由“天棚”装置的物理通道。根据另一方面，还有一个带有个别可寻址的扬声单元的联网寻呼系统，用于发布选自许多寻呼信号中的一个寻呼信号。

说明书

发明领域

本发明涉及声音屏蔽，更特别地涉及一种联网的远程可控声音屏蔽和寻呼系统。

发明背景

声音屏蔽系统被广泛地用在办公室和类似的工作场所，在这些场所中背景声音的电平不足会导致讲话失去隐私性。这些环境受到高电平的噪音干扰，从声学观点看舒适度很低。声音屏蔽系统根据屏蔽原理、包括在特定区域产生背景声音的屏蔽原理来工作。背景声音使得同时听到两种具有相似声压级和频率的声音的能力受到限制。通过在特定的区域产生和分配背景噪音，声音屏蔽系统屏蔽或覆盖其它声音在该区域的传播，因此增加了讲话的隐私性，减少了不必要的声音的干扰，而且提高了该区域或空间的综合声学舒适度。

声音屏蔽系统有两个主要类型：集中部署系统和独立成套系统。在集中部署系统中，中心噪音产生源提供一系列安装在整个待覆盖的面积或空间的扬声器。独立成套系统包括许多安装在物理空间的、各自独立成套的声音屏蔽单元。声音屏蔽单元各自独立工作，但是可以包括许多卫星扬声器来扩大各个独立成套的声音屏蔽单元即主声音屏蔽单元的范围。大部分声音屏蔽系统具有通过包含在声音屏蔽单元内的扬声器播放播音和音乐的能力。

声音屏蔽系统的主要目的是提供一种不引人注意的、有效的掩蔽声，可对其进行调节以达到最大的连贯性，它提供满足所有者需要的能力。屏蔽输出优选足够适应工作场所环境的现有声学要求，而且屏蔽输出是可调整的以适应环境的声学特性随时间发生的变化。对于提供播音和音乐功能的系统也提出了相似的要求。总之，优选的声音屏蔽系统应能产生具有可控的频率和音量电平的输出，从而为由最小到较大的空间范围的工作场所产生期望的声音响应。

集中化系统的特点在于获得输出的一致性，而不是对空间的声音响应的一致性。在一个集中化系统中，声音屏蔽输出的频谱只能在一个中心定位的均衡器中被调整，结果对于所有的扬声器，声音屏蔽输出具有相同的频谱。根据集中化系统的构造，通过调整放大器的输出可以对非常大的物理空间即区域进行音量调整；对于较小的区域，可以通过改变布线连接或对扬声器套的控制，或者通过调整硬连线区的音量控制来进行音量调整。在实践中，使用集中化系统适应环境的声音变化是困难的，因为典型的物理区尺寸所需的音量和频谱调整太大而不能得到一致的声音效果。另一个不利之处在于许多为集中化声音屏蔽系统进行的调整需要安装者或技术员再次进入天棚空间或者为该系统中的扬声器重新布线。

与集中化布置相比，独立成套系统具有许多重要的优点。与集中化系统相比，独立成套系统在声音的产生、音量调整和频率调整方面更为有效，这又提高了这种系统的性能。特别是，独立成套系统为屏蔽输出波谱提供了一个明确的、非频率特定的输出范围，可以在各主声音屏蔽单元进行调整。独立成套系统的音量控制还提供了比在集中化系统中更大的灵活性，而且除了提供用于大范围区域或全球调整的集中化音量控制外，还提供了用于较小区域的更好的调整。然而，以现有的系统，再次进入天棚调整各主声音屏蔽单元的频谱和音量输出电平仍然是必需的，而且为提供多单元音量区调整进行的控制需要单元的硬连接。

尽管现有独立成套系统在许多方面比集中化系统更加灵活，但是它们并不能满足上述讨论的理想的声音屏蔽系统的要求。而且，现有的声音屏蔽系统存在其它缺点。在集中化和独立成套系统中，播音和音乐的音量控制以与声音屏蔽输出音量控制相同的方式受到限制。第二，任何中心定位的控制只能影响具有硬连接的扬声器或声音屏蔽单元的输出电平。人们将意识到这会很大程度地限制系统对未来变化地可调整性，除非至少有些系统是重新布线的。第三，现有系统的调谐过程是耗时的，并且即使是在采用了适当的技术和适当的注意力的情况下对该系统进行的调谐仍可能是不准确的。第四，对现有系统的调整必须要在现场进行。

因此，联网的声音屏蔽系统仍然需要可单独控制且可编程的声音屏蔽单元，该系统可容易地适应建筑物环境中的一个或多个物理空间中变化的音质。另外，如果联网声音屏蔽系统还具有寻呼功能将是有利的。

发明内容

本发明提供了一种具有可单独控制且可编程的声音屏蔽单元的联网声音屏蔽系统。根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种联网的、可编程的寻呼系统。

在第一方面中，本发明提供了用于控制物理环境中的周围噪音电平的声音屏蔽系统，该声音屏蔽系统包括：(a)覆盖该物理环境的至少一部分的通信网络；(b)多个声音屏蔽单元，一些声音屏蔽单元包含一个用于产生一个声音屏蔽输出信号的声音屏蔽组件，另一些声音屏蔽单元包含一个用于将声音屏蔽单元连接到通信网络的通信接口，从而通过通信网络接收控制信号；(c)一个包含通信接口的控制单元，用于与通信网络连接，以通过通信网络将控制信号传送给声音屏蔽单元，控制信号包括控制至少一些声音屏蔽单元的工作的信号。

在第二个方面中，本发明提供了一种用于在物理环境中形成周围噪音电平的声音屏蔽系统，该声音屏蔽系统包括：(a)覆盖该物理环境的至少一部分的通信网络；(b)多个声音屏蔽单元，一些声音屏蔽单元包含一个用于产生声音屏蔽输出信号以形成各声音屏蔽单元附近的周围噪音电平的声音屏蔽电路、用于控制声音屏蔽电路的操作的一个可编程的控制器和至少一个数码组件，以及一个用于连接声音屏蔽单元和通信网络的通信接口，该可编程的控制器与通信网络连接，以从通信网络接收控制信号，从而改变声音屏蔽电路的操作；(c)一个控制单元，该控制单元包含一个通信接口，用于连接控制单元和通信网络，以通过通信网络将控制信号传送给声音屏蔽单元，该控制信号包括控制至少一些声音屏蔽单元的操作的信号；(d)其中声音屏蔽电路包括一个产生不连贯的信号输出的随机噪音发生组件、一个放大轮廓不连贯的信号输出的输出放大器，和一个用于响应来自可编程的控制器的控制信号、而改变不连贯的信号输出的轮廓的数码组件。

在第三个方面中，本发明提供了一个用于控制物理环境的周围噪音电平的联网声音屏蔽系统，该联网声音屏蔽系统包括一个用于连接多个声音屏蔽单元的通信网络，该多个声音屏蔽单元覆盖该物理环境，该声音屏蔽单元包括一个用于产生声音屏蔽输出信号的声音屏蔽组件和一个连接到通信网络以接收通过该通讯网络接收控制信号的通信接口，该系统还包括一个具有用于连接控制单元和通信网络以将控制信号传送到声音屏蔽单元的通信接口的控制单元，该控制信号包括用于选择性地控制声音屏蔽单元的操作的信号，该系统还包括一台计算机，用于给控制单元产生调整信号，以调整声音屏蔽单元产生的声音屏蔽信号输出的特性，该计算机包括：(a)用于将调整信号传送至控制单元的通信接口，该控制单元具有与计算机通信接口兼容的外部通信接口；(b)用于接收物理环境的声音电平读数的输入组件；(c)响应声音电平读数、从而为声音屏蔽单元产生与声音屏蔽输出信号的特性相关联的调整信号的组件。

在第四个方面中，本发明提供了一种联网寻呼系统，其包括：(a)覆盖该物理环境的至少一部分的通信网络；(b)多个扬声器单元，这些扬声器单元包括一个用于将扬声器单元连接到通信网络的通信接口，此通信接口具有一个用于识别在所述扬声器单元播放的控制信号和寻呼信号的地址组件，这些信号欲发送给与地址组件相关联的扬声器单元；(c)一个具有通信接口的控制单元，用于将控制单元连接到通信网络以通过通信网络将控制信号传送至与地址组件相关联的扬声器单元，该控制信号包括用于选择性地控制扬声器单元的操作的信号；(d)控制单元包括用于给扬声器单元分配地址的地址发生器。

在第五个方面中，本发明提供了一种用于声音屏蔽单元的壳件套，该壳件套包括：(a)一个具有多个内部开孔用于插入电气插接件的内壳组件，这些开孔围绕内壳组件的四周设置；(b)一个具有多个外部开孔的外壳组件，用于插入电气插接件，这些外部开孔围绕外壳组件的四周设置；(c)内壳组件和所述外壳组件可旋转地结合在一起，以便一些内部开孔和一些外部开孔能够对齐从而为所述电气插接件提供开孔，以连接到位于内壳组件内的电路板上；和(d)一个紧固件，用于将外壳组件固定到内壳组件上。

参考以下对本发明的具体实施方式的描述并结合附图，本领域的熟练技术人员将清楚了解本发明的其它方面和特征。

附图说明

参考附图，附图以实例的形式表示了本发明的优选实施方式，其中：

图1以方块图的形式表示本发明的联网声音屏蔽系统；

图2以方块图的形式表示图1所示的联网声音屏蔽系统的主声音屏蔽单元或主集线器；

图3(a)以方块图的形式表示图1所示的联网声音屏蔽系统的控制单元；

图3(b)以图表形式表示控制单元的控制、响应和寻呼信道；

图4详细表示图3(a)的控制单元，特别是控制单元的功能模块；

图5以流程图的形式表示图3(a)的控制单元的主要功能处理方法；

图6以流程图的形式表示本发明的联网声音屏蔽系统的控制单元的显示/设置功能的处理步骤；

图7以流程图的形式表示联网声音屏蔽系统的控制单元的日期/时间功能的处理步骤；

图8以流程图的形式表示联网声音屏蔽系统的控制单元的音量/轮廓/均衡器功能的处理步骤；

图9以流程图的形式表示为联网声音屏蔽系统的控制单元设置定时器功能的步骤；

图10以流程图的形式表示联网声音屏蔽系统的控制单元的诊断功能的处理步骤；

图11(a)以流程图的形式表示联网声音屏蔽系统的控制单元的系统配置功能的处理步骤；

图11(b)以流程图的形式表示为根据本发明的一个方面的声音屏蔽单元配置地址的步骤；

图12以流程图的形式表示控制单元的定时器功能的处理步骤；

图13以流程图的形式表示主声音屏蔽单元或主集线器单元中的控制功能的功能处理方法；

图14以流程图的形式表示为实现本发明的联网声音屏蔽系统的均衡的处理步骤；

图15以流程图的形式表示本发明的联网声音屏蔽系统的控制单元的开关菜单设置功能的处理步骤；

图16以流程图的形式表示根据本发明的另一方面的“室内”墙壁开关的主要功能处理方法；

图17以流程图的形式表示用于操作“室内”墙壁开关的控制单元的音量菜单设置功能的处理方法；

图18以流程图的形式表示控制单元的单元定位器功能的处理步骤；

图19以流程图的形式表示控制单元的寻呼区和输入设置功能的处理步骤；

图20以图形形式表示声音屏蔽信号的指定波谱轮廓表；

图21以方块图的形式表示本发明的联网声音屏蔽系统的“室内”墙壁开关；

图22以图表形式表示根据本发明的另一方面的用于主声音屏蔽单元或主集线器的可构型的壳件装置；以及

图23(a)-23(c)以图表形式表示图22的壳件的不同构造。

具体实施方式

首先参考图1，图1以方块图的形式表示本发明的联网声音屏蔽系统，该系统由参考符号10表示。

如图1所示，联网声音屏蔽系统10包括一个控制单元12、一个包括多个标准声音屏蔽单元或主集线器单元14(分别用14a、14b、14c、......14n)的网络11、一个或多个主声音屏蔽开关单元或主开关集线器16、一个或多个主声音屏蔽电源单元或主电源集线器18，以及一个或多个卫星单元或集线器20(分别用20a、20b和20c表示)。在主声音屏蔽单元14、16和18之间的、用于网络11的物理连接可以包括5或4个导体。在5个导体的设置中，两个导体带电，两个导体提供控制和寻呼信号的通信信道，一个导体提供AC驱动的装置的地线。(在DC装置中，用作地线的导体可以除去)。如下所述，优选将这些导体连接在下述的多脚连接器上。

在网络11中主集线器14用作接线盒。主集线器开关16提供了到定位在一个物理空间如房间中的“室内”墙壁开关24的连接。室内墙壁开关24通过主开关集线器16或参见如下所述图21直接连接至网络11。室内开关24允许对声音屏蔽参数进行本地调整或设置，以下将同样进行详细描述。室内开关24可以包括一个整体的或分离的室内遥感模块26，以允许设置可以用遥控单元28如手动的基于红外或无线的单元进行调整。主电源集线器18驱动其他的主集线器14和16，14和16与主集线器18相连。如图1所示，主电源集线器18包括电源30，用于提供额外的电源。与主电源集线器18相连的主集线器14d由电源30提供额外的电源。

参考图1，控制单元12还包括一个供电单元32，例如DC电源，用于向与网络11相连的单元供电。控制单元12还可以包括与计算机36如个人计算机或PC机相连的通信/控制链路34。计算机36通过软件提供一个用于配置、管理和运行诊断的接口。如下所做详细描述，计算机36上的软件还提供了均衡或调谐功能。通信接口34提供了从远程位置如在大楼内或异地访问控制单元12的能力。通信接口34可以包含无线连接、电话通信、无线电通信、计算机网络(如局域网或广域网)、或者通过因特网或环球网的连接。这提供了通过远程位置或异地位置如无线连接、广域网或因特网连接来配置、调整和维护声音屏蔽系统10的更大的灵活性。

按照以下参照图14所做的详细描述，计算机36可用于调整主声音屏蔽集线器14、16和18的均衡功能。关于调音功能，计算机36装有用于执行调音功能的合适的软件以及扩音器38或音强计量器39。扩音器38起变换器的作用，将声学测量结果转换成适合计算机36所运行的软件分析的形式。为了实现调音功能，计算机36优选包括一台用于通信链路34的具有无线连接的笔记本电脑。

如图1所示，扬声器22，分别用22a、22b、22c、22d、22e、22f、22g、22h、22i、......表示，插入主集线器14、开关主集线器16、电源主集线器18和卫星集线器20中。单个扬声器22所包含的装置可悬置于天花板上或者为一个与安装在天花板表面的吊线板23为一体的扬声器。可以理解的是其它类型的扬声器套和装置也是可以考虑的。对于同样的装置，将主集线器14、16和18与扬声器22组合在一个单独的或一体的套中可能是有利的。

根据本发明的另一方面，其它控制单元(分别用13a-13n表示)可以用如菊花链连接至控制单元12。控制单元13a被连接至一个或多个主集线器17(分别用17a、17b、......17i表示)，以形成另一个网络或区域15a。如图所示，扬声器23(分别用23a、23b、......23i表示)被连接至各自的主集线器单元17。除了主集线器单元17，网络15还包括如上所述的主开关集线器、主电源集线器和卫星集线器。控制单元13a和网络15a允许联网声音屏蔽系统被构造用于大楼内另一物理空间和区域如另一层楼，但是为了提供集中化控制的设备，该系统仍要与控制单元12相连。相似地，第n个控制单元13n与一个或多个主集线器单元19a、19b(包括主电源单元19i)，和/或主开关单元(未示出)和卫星集线器(未示出))相连。如图所示，扬声器25(分别用25a、25b、......25j表示)与各自的主集线器单元相连。

主声音屏蔽集线器14a、主开关集线器16、主电路集线器18、卫星声音屏蔽集线器20和扬声器22一起提供声音屏蔽功能，即声音屏蔽信号的产生和放大。各主声音屏蔽集线器14、16和18(和卫星声音屏蔽集线器20)单独或作为整体配置，用于一个特别的物理空间，如办公室、房间、开放的办公室中的区域等。主声音屏蔽集线器14、16和18被配置以特定的输出电平产生特定的声音屏蔽信号，用于在物理空间中进行声音屏蔽。按照如下所要详细描述的，声音屏蔽信号是根据可编程的频谱、均衡器和音量设置产生的。卫星声音屏蔽单元20和与它们相关联的主单元14(16或18)相连，复制由主单元14产生的声音屏蔽信号。卫星单元20提供了一种具有成本效益的途径来扩大建筑物空间内主声音屏蔽单元14(16或18)的覆盖率。

按照如下所要详细描述的，控制单元12与网络11相连，提供了调节主声音屏蔽集线器14、16、18和卫星声音屏蔽集线器20的功能的能力。主声音屏蔽功能包括屏蔽信号频谱、屏蔽信号输出音量和寻呼音量。控制单元12还提供了诊断功能和定时器控制功能。

控制单元12通过给各主集线器14、16或18分配身份或地址来配置网络11。各主集线器的地址使控制单元12能将命令和/或状态请求指示给各主声音屏蔽集线器14、16或18(并间接指示给相关联的卫星声音屏蔽集线器20，即通过主集线器14、16或18)、主声音屏蔽集线器群组14、16和18、或者是整个网络11。于是控制单元12用于为被选择的(即被分配地址的)主集线器14、16、18和卫星声音屏蔽集线器20设置/调整屏蔽信号频谱、屏蔽信号音量，和/或寻呼音量。根据本发明的另一方面，主声音屏蔽集线器14、16、18包括一个数字均衡器，它为被选择的主要的及卫星声音屏蔽集线器14、16或18和20所产生的声音屏蔽信号的频谱提供了更大的编程灵活性。在主集线器14、16和18中可包含另一个用于寻呼信号的数字均衡器。

参见图2，图2更为详细地表示了主声音屏蔽集线器14。如图所示，主单元14包括一个数字信号处理模块50、一个声频功率放大器级52、一个输入串行接口54、一个输出串行接口56和一个供电部件58。输入串行接口54和输出串行接口56构成通信接口，它提供与连接在网络11中的控制单元12、其它主声音屏蔽集线器14、16或18，和/或室内墙壁开关24通信的能力。主集线器14包括一个用于为电路供电的本地电源58。按照如下所要详细描述的，声频功率放大器级52驱动扬声器22(图1)发出声音屏蔽信号或寻呼信号。声频功率放大器级52还包括一个用于与卫星集线器20(图1)连接的输出端60。

主开关集线器16(图1)和主电源集线器18实际上与图2所描述的主集线器14具有相同的拓扑结构。主开关集线器16包括一个用于将室内墙壁开关24连接至网络11的输出端。(可选择地，室内墙壁开关可以直接与网络11相连)。主电源集线器18(图1)包括一个电源输入64。电源输入64接收来自上述辅助DC/AC电源30的供电，参见图1。

如图2所示，数字信号处理模块50可为单个芯片的DSP部件，如可从摩托罗拉公司得到的MC56F801。数字信号处理模块50包括一个随机噪音发生器模块66、一个用于声音屏蔽的均衡器模块68、一个用于寻呼的均衡器模块69、一个脉宽调制器和PWM级70、一个开关逻辑级72和一个寻呼多路分用器模块74。除了单晶片资源如存储器之外，数字信号处理模块50还包括一个处理单元76(即微处理器)。处理单元76控制模块66、68、69、70、72和74的工作，以提供如下将详细描述的功能。

随机噪音发生器部件66是产生声音屏蔽信号的信号源。根据这一方面，随机噪音发生器部件66为由处理单元76运行的固件模块。屏蔽信号的均衡器68、寻呼信号的均衡器69和寻呼多路分用器74为固件，由处理单元76执行其功能。随机噪音发生器可以包括一个多级移位寄存器和一个异-或门网络，该网络在如美国专利第4914706号中所述的一个或两个寄存器输出端运行，该专利同本申请一样为本申请人所申请，在此引用作为参考。

均衡器模块68包括一个1/3倍频均衡器，它用于将噪音信号输出的声音频谱调整至期望的轮廓。声音屏蔽信号的均衡器模块68提供23个频段。在此具体实施方式中，1/3倍频频段的频率包括63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000和10000赫兹(Hz)。从均衡器模块68输出的是具有可控制的轮廓的声音屏蔽信号，均衡器模块68通过PWM模块70与放大器功率级52连接。

PWM模块70对放大器功率级52的输入用来将以数字形式产生的声音屏蔽信号转换成等价的模拟信号。在这个意义上可以理解，从PWM模块70的输出在固件的控制下起数字-模拟转换器或DAC的作用。

声频功率级52为成形(contoured)的声音屏蔽信号提供放大的输出电平。成形的声音屏蔽信号被声频功率级52放大，并输出至与其相连的扬声器22，扬声器将声音屏蔽声音释放到物理空间中。声频功率级52还提供用于寻呼信号的放大输出，它可以包括通过扬声器发出的播音、紧急通知、背景音乐或其它广播。在优选的具体实施方式中，声频功率级52的输出电平可以由处理单元76通过输入到声频功率级52的输入信号的脉宽调制进行控制。

寻呼信号的均衡器模块69以相似的方式工作，但是具有少数几个频段。

参见图2，开关逻辑级72和输入串行端口级54以及输出串行端口级56一起形成通信端口，对于主集线器14用55表示。通信端口55将DSP50中的处理单元76连接至网络11(图1)，并允许主集线器14接收控制命令和传送响应。由控制单元12通过网络11传送的寻呼信号/声频数据也是通过通信端口55接收到的。开关逻辑级72将处理单元76连接至输入和输出串行端口级54和56。输入串行端口54允许处理单元76与上游装置如主声音屏蔽单元14a(图1)或控制单元12(图1)通信。输出串行端口级56允许处理单元76与下游装置如主声音屏蔽开关集线器16(图1)通信。结合开关逻辑级72，处理单元76监控连续编码的信息并作用于被编址到特定的主声音屏蔽集线器14的信息。根据自寻址机理，每个主声音屏蔽集线器14、16和18都被分配一个地址，这一点将在下面详细描述。

卫星声音屏蔽集线器20(图1)与各自的主声音屏蔽集线器14、16或18相关联。卫星声音屏蔽集线器20与扬声器22相连，并被连接至主声音屏蔽集线器14、16或18中的一个。卫星声音屏蔽集线器20作为主声音屏蔽集线器14(16或18)的从动装置或卫星，复制由相关联的主声音屏蔽集线器14(16或18)产生的声音屏蔽信号输出。

下面参见图3(a)，图3(a)详细表示了控制单元12。如图所示，控制单元12包括一个处理器单元(即微处理器)80、一个程序存储器82、一个数据存储器84、一个显示模块86、一个键区88、一个实时时钟模块90、一个参数存储器92、一个第一串行通信端口94、一个通信端口96，以及一个第二串行通信端口98。在网络11中第一串行通信端口94将控制单元12连接至主声音屏蔽集线器14、16或18(图1)。第二串行通信端口98提供了一个用于将控制单元12连接至其它控制单元12a的通信端口(图1)。通信端口96提供了如上所述与计算机或PC34的通信链路，参见图1。

根据本发明的另一方面，系统10包括内置的寻呼功能。如图3(a)所示，控制单元12开包括一个具有模拟-数字转换器即的多路分用器，对于寻呼功能用81表示。多路分用器81具有许多输入端83，用于接收模拟寻呼信号输入。在处理单元80的控制下，在多路分用器81中一个模拟寻呼信号输入被选择。在模拟-数字级中被选择的模拟寻呼信号输入被转换成相应的数字信号。然后，数字寻呼信号被插入众多寻呼信号信道之一中。如图3(b)所示，系统10的通信信道包括一个控制信道150、一个响应信道152和八个寻呼信号/声频数据信号154(分别用154a、154b、154c、154d、154e、154f和154g表示)。根据此方面，控制单元12基于集线器的地址发送控制信号至一个或多个被选主声音屏蔽集线器14、16、18(图1)。如果需要，编址的集线器14、16和18能够通过响应信道152将消息送回控制单元12。对于寻呼信号/声频数据，一个或多个主集线器14、16或18(即属于一个寻呼区)被发送给指明寻呼信道154的控制信号，声频数据被从该信道中选择出来，通过与被选主声音屏蔽集线器14、16、18(图1)和任何卫星声音屏蔽集线器20(图1)相关联的扬声器输出。主声音屏蔽集线器14、16和18允许寻呼区被限定，这为不同的主集线器14、16、18和/或不同的主集线器14、16、18的组提供了发送不同的寻呼信号的能力。

下面参见图4，图4表示在控制单元12中用于实现各种功能的、与联网声音屏蔽系统10相关联的功能模块。控制单元12包括一个用于提供时间和日期功能的功能模块100、一个控制寻呼特征的1/n倍频均衡器的功能模块102、一个用于提供寻呼区和为寻呼区选择寻呼信号的功能模块104、一个功能模块106，它用于根据预置的均衡功能调整一个或多个集线器14、16或18的成形声音屏蔽信号输出的频谱的、一个为系统10提供定时功能的功能模块108、一个提供计时器区/时间表设置功能的功能模块109、一个控制与计算机36(图1)、主集线器14、16、18(图1)和室内开关24的通信功能的功能模块110、一个为声音屏蔽信号输出提供音量控制的功能模块112、一个提供寻呼音量控制的功能模块114、一个提供系统配置功能(包括自寻址，即网络11中的主声音屏蔽集线器14、16、18的寻址)的功能模块116、一个用于定位网络中的特定集线器或单元的功能模块118、一个用于实现诊断功能的功能模块120，和一个用于处理来自室内开关24(图1)的输入的功能模块120。现在参考流程图5-19对控制单元12中的功能模块的工作做详细描述。

首先参见图5，图5表示控制单元12的启动步骤200。响应通电202或复原条件而执行启动步骤200。启动步骤200包括一个初始化步骤204，该步骤包括配置控制单元12。在初始化步骤204之后，控制单元12进行定时操作206、开关操作208，以及显示/设置操作210。显示/设置操作210作为例如在轮询环中的背景任务被执行。定时操作206被周期性地执行，例如基于中断性驱动或作为显示/设置操作中的轮询环的一部分。开关操作208，即从室内开关24(图1)的读出输入，也被周期性地执行。

下面参见图6，图6详细表示了显示/设置操作210。如图所示，显示/设置操作210包括在显示器86(图3)上显示一系列菜单功能，显示器86可以通过在键区88(图3)进行选择而被访问。如图6所示，菜单功能包括日期/时间功能菜单212、音量功能菜单214、轮廓菜单功能216、单元(即集线器)定位器功能菜单218、均衡器设置功能菜单220、开关功能菜单222、寻呼区/输入功能菜单224、计时器区/时间表功能菜单226、诊断功能菜单228、系统配置功能菜单230，以及序列号功能菜单232。根据另一方面，在计算机36中可以执行控制单元12的功能。

日期/时间功能菜单212的处理步骤如图7所示。第一步包括显示时间240并提示使用者改变时间242。如果使用者选择改变时间，那么指定的时间程序224被执行。或者日期被显示246，使用者被提示改变日期248。如果使用者选择改变日期，那么指定的日期程序250被执行。

下面参见图8，图8详细表示了用于设置屏蔽和寻呼音量功能214、声音屏蔽信号的轮廓控制功能216，和寻呼信号的均衡器频段功能220的处理步骤。根据图8所示的步骤213执行控制上述每个功能的步骤。如图所示，方框260中第一个步骤包括选择寻呼功能和声音屏蔽功能。方框262中的第二个步骤包括选择主声音屏蔽集线器。在判定框264中，选择单个的主声音屏蔽集线器14、16、18或者多个主声音屏蔽集线器14、16和/或18。如果要配置多个主声音屏蔽集线器14、16、18，那么下一步骤266包括为声音屏蔽集线器14、16、18选择范围。该范围内的声音屏蔽集线器14、16、18的电平输入方框268中，并通过网络11输送给在所选范围内的所有声音屏蔽集线器14、16、18。在方框270中，当该电平被传送给在此范围内的声音屏蔽集线器14、16、18之后，在方框272中，在此范围内的第一声音屏蔽单元14a被选择，即被编址。

仍然参见图8，方框274中的又一步骤包括读取主声音屏蔽集线器14、16或18的电平设置，主声音屏蔽集线器14、16或18在步骤272中被选择或作为来自判定框264的分支结果。将从主声音屏蔽集线器14、16或18接收的电平设置与储存在控制单元12中的期望设置进行比较，如果按照判定框276中所确定的，需要变化电平，那么将期望的电平设置传送给被选的主声音屏蔽集线器14、16或18。如果被选的主声音屏蔽集线器14、16或18没有指示有变化，那么方框280中网络11中的下一个主声音屏蔽集线器14、16或18被选择，即被编址，并重复步骤274和276。使用相同的处理步骤来设置屏蔽和寻呼音量功能214、轮廓控制功能216，和寻呼信号的均衡器频段功能220。

下面参见图9，图9详细表示了计时器区/时间表功能菜单226的处理步骤。方框290中的第一个步骤包括在网络11中设置计时器区。下一步骤包括选择方框292中的区。接着，在方框294中，显示被选区的计时器时间表、计时器曲线图、上倾斜时间表(ramp-up schedules)和例外日期，使用者被指示更改计时器设置。如果进行了更改(判定框296)，那么在方框298中输入的信息被储存在存储器中。计时器区与开关和寻呼区是独立的。计时器时间表可以包括预先设计的曲线图，例如对上倾斜(ramp-up)、计时器时间表和例外日期进行标准办公设置、常规办公时间和行政办公设置。上倾斜特征提供了为提高声音屏蔽输出电平设置计时时间表的能力。为了例如假日等日期设定例外日期，例外日期优先于常规计时器时间表。

下面参见图10，图10详细表示了控制单元12的诊断菜单228和功能120(图4)的操作。第一个步骤300包括控制单元12选择第一个主声音屏蔽集线器14、16或18用于诊断测试。在方框302中，作为响应控制单元12通过网络11从主声音屏蔽集线器14、16、18取回序列号。如果出现错误(如判定框304所示)，那么将该集线器14、16或18的通信错误(方框304中)记录下来，在方框320中选择另一个集线器14、16或18。如果没有通信错误(判定框304)，那么在方框308中控制单元12根据储存在查询表中的输入信息核对序列号。如果序列号与查询表中的输入信息不匹配，则在方框312中记录一个识别错误，在方框320中选择另一个组声音屏蔽集线器14、16或18。如果序列号与查询表中的输入信息相匹配(判定框310)，则在方框314中由控制单元12查询主声音屏蔽集线器14、16或18的状态。在方框316中核对被选主声音屏蔽集线器14、16或18的状态，如果该状态不符合规范，则在方框318中记录状态错误。在方框320中的下一步骤包括如上所述选择另一个主声音屏蔽集线器14、16或18并重复步骤302-320，直到如方框322中所确定的，所有或者被选的主声音屏蔽集线器14、16或18的组被查询。诊断功能部件120的操作中的最后一个步骤包括如方框324所述产生和/或显示一个诊断报告。

下面参见图11(a)，图11(a)详细表示了控制部件12的系统配置和自寻址功能部件116和菜单功能230的操作。控制单元12优选使用密码保护，第一个步骤330包括提示使用者输入密码。如果密码不正确(判定框332)，则进一步的访问被否定(方框334)。如果输入的密码是正确的，那么在方框336中显示密码，使用者可以选择更改密码(判定框338)。如果使用者更改密码，则在方框340中新密码被保存。下一步骤342包括显示目前为网络11设置的主声音屏蔽集线器14、16、18的数目。如果第一次设置系统10，集线器或单元的数目可在工厂进行配置或由技术人员在现场输入。在方框344中，使用者可以选择改变被配置用于系统10的集线器14、16、18的数目，在步骤346中新的集线器数目被储存。

仍然参见图11(a)，在判定框348中，使用者被提示对系统10进行初始化。如果使用者选择初始化系统10，则控制单元12执行通常由350所示的初始化程序。图11(b)中详细描述了初始化程序350。如图所示，在初始化程序350中第一个步骤352包括重调与网络11相连的所有主声音屏蔽集线器14、16、18。复位操作352的结果是，每个主声音屏蔽集线器14、16、18获得一个逻辑地址0。因为所有的集线器14、16、18的逻辑地址都是0，所以如方框354所示当控制单元12询问集线器14、16、18时第一主声音屏蔽集线器(即主集线器14a)做出响应。然后在方框356中询问被选的集线器14、16、18的序列号。在制造的时候序列号就被分配给了集线器14、16、18，序列号优选包括储存在集线器14、16、18的非易失性存储器中的密码。如方框358所示，控制单元12使用序列号为集线器14、16、18产生单元地址，即逻辑地址。序列号优选储存在存储器中，如控制单元12中的查询表，并提供对主声音屏蔽集线器14、16、18的交叉引用。步骤358中产生的目前的逻辑地址对于当前的网络配置10中的主集线器14、16、18而言是唯一的，但是可以重新产生逻辑地址用于另一个网络配置。在寻址操作之后，控制单元12选择下一个声音屏蔽集线器14，目前的逻辑地址被增加用于下一个声音屏蔽集线器14、16或18。基于如步骤356-360的序列号的、为主声音屏蔽集线器14、16、18分配当前逻辑地址的操作被重复。重复这些步骤，直至如判定框362所示控制单元12为所有的主声音屏蔽集线器14、16、18都分配了当前逻辑地址。按照此方案，最后一个主声音屏蔽集线器14、16、18的当前逻辑地址等于连接至联网系统10的声音屏蔽集线器14、16、18的数目。

下面参见图12，图12详细表示了计时器功能206(图5)。对中断或来自轮询环的请求做出响应，如步骤370所示周期性地产生唤醒信号或“时钟报时信号”，在方框372中核对定时事件的时间表。定时事件可以包括例如所有或部分主声音屏蔽集线器14、16、18(和相关卫星声音屏蔽集线器20)的声音屏蔽信号的电平的变化。如果时间表表明声音屏蔽电平无变化，则计时器功能206关闭(方框376)。如果有预定的变化，则声音屏蔽信号的新的电平通过网络11被传送给受影响的声音屏蔽集线器14、16、18(方框378)。

下面参见图13，图13以流程图的形式表示在控制单元12中选择控制功能用于控制主声音屏蔽单元14的方法。如图所示，控制功能400包括初始化程序401、指令序列号程序402、读取序列号程序403、分配逻辑地址程序404、读取电平程序405和写入电平程序406。

如上所述并参见图11，初始化程序401包括用于重调逻辑地址的功能408和用于向主声音屏蔽集线器14、16、18写入逻辑地址的功能410。指令序列号程序402提供用于为各集线器14、16、18设计或重新产生储存在非易失性存储器中的序列号的原理。程序402包括写入序列号功能412。读取序列号程序403包括读取序列号功能414，控制单元12使用此功能来读取如上所述并参见图11的集线器14、16、18的序列号。分配逻辑地址程序404包括写入地址功能416，用于为声音屏蔽集线器14、16、18写入即分配逻辑地址。读取电平程序405包括读取电平功能418，该功能允许控制单元12为各种设置的集线器14、16、18读取当前电平，这些集线器被控制单元12或室内开关编址。写入电平程序406包括写入电平功能420，该功能允许控制单元12为主声音屏蔽集线器14、16、18中的声音屏蔽信号的被选功能写入电平，主声音屏蔽集线器被控制单元12编址。一旦选择了主声音屏蔽集线器14、16、18，下面控制单元12就要选择被查询/设计功能，并读取使用读取电平功能418的参数设置，或者写入使用写入电平功能420的参数设置。

如上所述，本发明的主声音屏蔽集线器14、16、18包括均衡器级68(图2)，它用于形成声音屏蔽噪音信号输出的声谱。另外，集线器14、16、18还包括第二个均衡器级69，用于形成寻呼信号的谱特性。有利的是，为各主声音屏蔽集线器编址的能力使均衡器级68、69能被为各集线器14、16、18或集线器14、16、18的组单独设置，该能力大大改进了本发明的联网引象皮病系统10的功能。

参见图14，该图表示了根据本发明的另一方面的程序430，它用于控制各声音屏蔽集线器14、16、18中的均衡器功能。根据此方面，均衡器功能在计算机36中实现。计算机36和扩音器38用于获得物理空间的声音电平读数。基于这些读数计算出来的控制设置被计算机36通过通信链路34，如无线链路，传送给控制单元12，它再将控制数据传送给受影响的集线器14、16、18。来自扩音器38或声音电平仪39的读数与储存在计算机36中的指定轮廓表中的设置结合在一起用于调整均衡器级68的电平设置，以用于主声音屏蔽集线器14、16、18，这一点将结合图14进行描述。可以理解的是，指定轮廓表定义了物理空间的理想声音屏蔽电平，这些电平是可设计的或是可由使用者定义的。

如图14所示，在程序430中的第一步操作包括接收单元ID(由使用者或技术人员输入)，用于选择声音屏蔽集线器14、16、18，在其上调整/设计均衡器功能(方框431)。方框432中的下一步骤包括选择均衡调整或调谐模式。如果选择自动调谐模式，则方框434中的下一步骤包括读取(和显示)当前声音电平。接着，在方框436中，比较声音电平和储存在存储器中的指定设置。指定电平可以由使用者定义，并可以例如通过识别频段内以分贝为单位的可接收声音电平的读数来确定，均衡器中一个频段代表1/n个倍频。指定设置可以包括例如在46dB+/-2dB处的63Hz频段中心。如果测定的声音电平在指定设置的可接受的范围内，那么自动调谐程序被终止。如果不在可接受的范围内，那么由计算机36修改均衡电平，并通过控制单元12应用于相关的声音屏蔽集线器14、16、18，如方框438所示。如方框440中所示，获得方框438中的修改后的电平的测定结果，再将这些测定结果与指定设置比较，如方框442中所示。如果修改后的电平在可接受的范围内，那么自动调谐程序被终止。如方框442中所确定，如果相应于修改后的电平的测定结果不在可接受的范围内，那么在方框443中计算需要的均衡器设置，并将其于方框444中的均衡器设置极限比较。设置极限限定了均衡设置的最大值或最小值。例如0为最小值，100为最大值。如图所示，通过比较切到需要的均衡设置是否“低于最小值”，“高于最大值”，或“在极限之内”。如果需要的均衡器设置在极限范围之内，则重复步骤438-442。如果需要的均衡器设置低于最小值，则将与这些电平值相应的频率频段删去。如果需要的均衡器设置高于最大值，则在方框448中将均衡器设置调至最大值。

仍然参见图14，在人工模式中，方框450中的第一步包括进行声音电平测定和显示与测定相关的电平值。接着在方框452中决定是改变均衡器设置还是保持不变，如果需要的话，在方框452中改变均衡器设置。在步骤450中重复该过程。

如上所述，计算机36和扩音器38或声音电平仪39提供了一种有效原理，用于通过控制单元12和网络连接在各主声音屏蔽集线器14、16、18中调整均衡器功能，无需打开吊顶瓦实现与任何主声音屏蔽单元14、16、18的物理连通。

如图1所示，在物理空间如会议室中提供室内墙壁开关24，它被连接至主开关集线器16，或可选择地，室内墙壁开关被直接连接至网络11。室内墙壁开关24提供了使所有者人工调整主集线器14、16、或18(和相关联的扬声器)的输出特性的能力，该集线器被配置成与室内墙壁开关24相关联。室内墙壁开关24可以包括室内遥感器26，它和室内遥控28如手握无线红外装置一起使用。可以按照图21的描述操作室内开关24。

如图21所示，室内墙壁开关24包括开关面板470、显示器472、处理单元474和通信端口476。通信端口476将室内墙壁开关24连接至主声音屏蔽开关集线器16或直接连接至网络11。通信端口476包括一个串行端口部件478、开关逻辑级480和另一个串行端口482。处理单元474使用开关逻辑级480通过为11发送控制信息和从主开关集线器16或控制单元12接收显示信息。处理单元474使用显示器472显示通常从控制单元12接收来的状态和操作信息。如图所示，公开面板470包括寻呼/声音屏蔽功能选择按钮484、向上调节按钮486、向下调节按钮488和弱音器按钮490。按下寻呼/声音屏蔽按钮484选择声音屏蔽调节功能会启动声音屏蔽LED485，按下向上调节按钮486会增大成形声音屏蔽输出信号的输出电平，而按下向下调节按钮488会减小输出信号的输出电平。如果使用按484选择了寻呼功能，则寻呼LED487被启动，按下上按钮486和下按钮488可以增大或减小寻呼信号的音量水平。弱音器按钮490使被选择的信号输出即声音屏蔽或寻呼被消音。

根据本发明的另一方面，室内墙壁开关24可以被提供端口489，用于从室内遥感器26和无线遥控28接收控制信号。无线遥控28以便携式手握单元的形式提供了开关面板470的功能，即声音屏蔽/寻呼选择；上下调节和弱音。

下面参见图15，图15表示了控制单元12的开关功能部件122和开关菜单22的操作。如图15所示，第一步500包括选择第一室内开关26。下一步502包括分配一个或多个主集线器14、16或18给被选开关24。如方框504中所示，对于下一室内开关26，重复该过程。

下面参见图16，图16表示了室内墙壁开关24(图21)中的处理单元474执行的主要操作。在通电(方框510)之后，处理单元474扫描选择按钮484，在方框512中确定声音屏蔽或寻呼功能是否被选择。接着在方框514中，读取与被选功能相关的参数，然后这些参数被发送给控制单元12(即通过响应信道152(图3(b)))。接着控制单元12执行对与室内开关24相关联的集线器14、16、18或20的改变。

下面参见图17，图17表示了由控制单元12所执行的处理步骤，用于利用室内墙壁开关26操作音量设置输入。在方框520中，控制单元12执行的第一步包括通过主开关集线器16选择第一室内墙壁开关26，主集线器16通过通信端口476(图21)被连接至室内开关26。一旦选择了室内开关26，控制单元12就由储存在存储器中的值(方框522)确定了声音屏蔽信号输出电平(和寻呼输出音量电平)。接着在方框524中，控制单元12确定声音屏蔽(或寻呼输出)音量电平是否有变化。如上所述并参见图21，通过选择声音屏蔽功能或寻呼音量公牛队音量电平的变化进行初始化，然后连续或重复地按下上或下按钮。控制单元12做出响应，发送控制信息给被编程的或与室内墙壁开关24相关联的主声音屏蔽集线器14、16、18。控制信息相应于由室内墙壁开关24且定的电平设置。在方框534中如果未表明室内墙壁开关24有变化，则接着选择网络11中的下一个室内墙壁开关24，并如上所述重复上述处理步骤。

下面参见图18，图18表示了控制单元12中的单元定位器功能118(图4)和定位器菜单功能218(图6)的处理步骤。方框540中所示的第一步包括选择网络11中的主声音屏蔽集线器14、16或18。一旦被选择，在步骤542中，控制单元12便发送定位器信息或信号给被选的集线器14、16或18。

下面参见图19，图19表示控制单元12中的寻呼区/输入功能104(图4)和寻呼区/输入菜单功能224(图6)的处理步骤。方框550所示的第一步包括选择一个被配置用于安装的寻呼区。接着，如方框552中所示，一个或多个集线器14、16或18被分配给被选的寻呼区。然后在步骤554中，使用一个寻呼信道154(图3(b))分配一个已经被分配给集线器14、16、18或其集合的寻呼输入83(图3)。被选的寻呼输入使用与属于寻呼区的集线器14、16、18(和20)相关联的扬声器极限播放。可以理解的是，在特定情况下，例如在紧急情况下，寻呼信号的寻呼区将包括所有的集线器14、16、18，而不考虑寻呼区。接着，在步骤556中，控制单元12选择下一个寻呼区并重复上述步骤。

下面参见图22和23，它们表述根据本发明的另一方面，用于主声音屏蔽和集线器单元和卫星单元的自适应壳件装置600。壳件600包括可配置用于各种主声音屏蔽单元或集线器(主集线器14、主开关集线器16、主电源集线器18，和卫星集线器20)的装置。如图所示，壳件600包括内壳组件602、外壳组件604和电路板606。电路板606有一个位于中心的孔608，它与内壳组件602中的中心柱610相配合。使用螺旋形底座612将电路板606安装在内壳组件602中。外壳604与内壳602配合，包围电路板606。使用与外壳604中的螺旋孔620相应的螺旋形底座618将外壳606紧固在内壳602上。

如图22所示，内壳602包括开口622(分别用622a、622b和622c表示，用于容纳较大的如6-引脚电子连接器626)和开口624(分别用624a和624b表示，用于容纳较小的如2-引脚电子连接器628)。外壳604包括用于容纳较大的电子连接器626的相应的开口623和用于容纳较小的电子连接器628的开口625。如图22所示，电路板606包括用于连接至6-以及连接器626的相应的插(即凹的)接件627和用于连接至2-引脚连接器628的插接件629。连接器626和628提供了主集线器14、16、18之间的电子连接，形成网络11，如上所述并参见图1。连接器630也被提供用于将扬声器22连接至电路板606。

主声音屏蔽开关集线器16和主声音屏蔽电源集线器18需要5个连接器开口组成用于6-引脚连接器626的3个开口622和用于2-引脚连接器628的2个开口624。如图23(a)所示，内壳602和外壳604在“位置1”旋转并被固定在“位置1”以形成开口624和626。虽然不同的电路板606被提供用于电源集线器电路和开关集线器电路，电路板606带有3个6-引脚连接器插座6217(图22)和2个2-引脚连接器插座629(图22)。不使用的开口被外壳604的壁或边缘覆盖。

主声音屏蔽集线器14需要4个连接器开口构成2个6-引脚连接器开口622和2个2-引脚连接器开口624。如图23(b)所示，内壳602和外壳604在“位置2”旋转以对准2个6-引脚连接器开口622a和622b以及2个2-引脚连接器开口624a和624b。主集线器14的电路板606被配置有2个6-引脚连接器插座627(图22)和2个2-引脚连接器插座629(图22)，它们对准内壳602中的相应开口622a、622b、624a和624b。

卫星声音屏蔽集线器20需要2个连接器开口构成2个2-引脚连接器开口624。如图23(c)所示，内壳602和外壳604在“位置3”旋转以对准2个2-引脚连接器开口624a和624b。卫星集线器14的电路板606被配置有2个2-引脚连接器插座629(图22)，它们对准内壳602中的相应开口624a和624b。

有利的是，这种布置有利于生产、目录管理和安装。

合适的连接器626、627、628和629包括来自Molex的Micro-Fit^TM：双排垂直件No.43045-0212、双排直角件No.43045-0200和双排直角件No.43045-0600。

本发明可以用不偏离其精神或本质特征的其它具体形式体现。本发明的特定的修改和改进对于本领域的熟练技术人员来说是显而易见的。因此，这里讨论的具体实施方式被认为是例证性的和非限制性的，后附权利要求而不是前面的说明书表明了本发明的范围，因此所有在权利要求的含义和等价范围之内的变化都将被包含在本发明的范围之内。