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  • 電子哨的崛起：防疫時代下的安全聲音新方案

    一、傳統哨子的角色與應用
    哨子是一種歷史悠久且用途廣泛的聲音信號工具，長期以來在人類生活與工作中扮演重要角色。無論是在交通指揮現場、運動賽事裁判場邊、救生員監控泳池、或是個人防身與求救等場合，哨音都以其高頻、集中、穿透力強的特性，發揮即時警示與傳達訊息的功能。
    傳統哨子的原理相當簡單——藉由吹氣使內部氣流通過狹縫與共鳴腔產生聲波，其音調可透過腔體形狀與氣孔設計來調整。由於結構簡單、攜帶方便、響亮清晰，傳統哨子成為世界各地警消單位、運動教練與戶外活動者的基本裝備。
    然而，這種「需以口吹」的使用方式，也在某些特殊時期暴露出衛生與安全的潛在風險。尤其在密閉或人多環境中，吹哨動作易產生飛沫擴散，增加感染與傳染風險。


    二、新冠疫情引發的思考與轉變
    2020 年爆發的新冠疫情，讓人們重新檢視許多日常行為的衛生安全性。由於病毒可透過飛沫或氣溶膠傳播，傳統吹哨的行為在防疫考量下成為高風險動作。當多位人員共用同一支哨子，或在群聚環境中使用時，飛沫擴散的機率大幅提高，可能導致疾病的交叉感染。
    這一情況在警察、學校體育課、運動賽事及救生訓練等場合尤為顯著。為避免「吹哨＝潛在傳染源」的問題，同時保留即時聲音信號功能，市場對非接觸式哨音產品的需求迅速升溫。電子哨（Electronic Whistle）便是在這樣的背景下誕生的創新產品。
    電子哨以電子電路取代氣流共鳴原理，透過按鍵即可發出高頻穿透聲音，實現無接觸、安全且穩定的警示效果。它不僅避免飛沫傳播問題，也大幅降低使用者的身體負擔，在戴口罩或環境惡劣的條件下仍能穩定操作。（參考 Fig.1 外觀 & Fig.2 電子哨音檔波形）

    Fig.1 電子哨產品外觀

    Fig.2 電子哨聲音波形 

    三、電子哨的技術原理與結構解析
    電子哨的設計核心是將「氣動聲源」轉為「電聲轉換」，讓哨音的產生更加穩定、可控且衛生。其典型結構包含以下模組：
    1. 電源系統：採用乾電池或鋰電池供電，確保長時間續航與即時啟動。
    2. 震盪電路（Oscillator Circuit）：由 IC 晶片產生固定頻率的方波或鋸齒波信號，模擬傳統哨音的頻譜特性。
    3. 升壓驅動電路（Step-Up Driver）：將電壓提升至足以驅動壓電蜂鳴片的等級，確保輸出音壓強度。
    4. 壓電蜂鳴片（Piezo Element）：利用壓電效應在交變電壓下產生機械振動，發出高頻聲波。
    5. 聲學共鳴腔體（Acoustic Cavity）：依據聲學模擬設計，使蜂鳴片所產生的聲波在腔體中共鳴放大，輸出方向性良好的高音壓模擬哨音。
    透過上述設計，電子哨能在無需吹氣的情況下產生高穿透力的穩定聲音，音色清晰且可重現性高。部分高階型號更可調整頻率或音量，以符合不同應用需求。系統方塊圖如 Fig.3 所示。

    Fig.3電子哨系統方塊圖

    四、電子哨的優勢與應用價值
    電子哨最大的優勢在於衛生與安全。使用者只需按鍵即可發聲，完全避免口部接觸或飛沫外噴，消除潛在感染風險。
    在疫情期間與後疫情時代，電子哨被廣泛應用於：
    • 學校體育課程與運動比賽裁判
    • 警消與交通管理人員
    • 消防與救生演練
    • 個人防身與求救警報
    此外，電子哨在穩定性與一致性方面優於傳統哨子。其輸出音壓與頻率可精準控制，不受使用者肺活量、環境濕度或氣候變化影響。部分產品更具備防水、防塵、低功耗與長壽命開關設計，適合惡劣環境使用。
     
    五、延伸應用：適用於失智老人的電子哨設計
    設計適用于失智老人的電子哨子，需圍繞失智老人「認知衰退、身體機能退化、情緒易波動、安全風險高」的核心特徵，同時兼顧照護者「操作便捷、减少負擔、響應及時」的需求，從 8 大核心維度系統考量，確保產品「能用上、用得好、有保障」。
    A、認知與操作適配：降低「使用門檻」，適配認知障礙
    失智老人常存在「記憶衰退、理解能力下降、注意力不集中」問題，需徹底簡化操作邏輯，避免複雜交互：
    • 零學習成本交互：摒弃多按鍵、屏幕操作，僅保留一個凸起式大按鍵（直徑≥2cm），表面防滑紋路、觸感差異明顯。
    • 無配對／設置流程：家屬掃碼即可完成綁定，開機即進入「守護模式」。
    • 直覺式反饋設計：以家屬語音提示取代燈號（如：「已幫你聯繫爸爸」），並用「熟悉聲音」取代刺耳警報。
    B、身體機能適配：貼合「生理退化」，保障使用可行性
    • 視覺與觸覺退化：無螢幕設計，以語音與震動傳遞狀態；機身軟質包覆、按鍵具盲文符號。
    • 聽力與行動不便：採 500~8,00Hz 低頻提示音（符合老人聽覺頻段），音量可調至 80dB；重量低於 15g，可嵌入拐杖、衣物或鑰匙扣中。
    C、核心功能精準性：聚焦「安全剛需」，避免功能冗餘
    • 防走失：室內以藍牙信標定位（誤差 1m），室外採低功耗 4G 定位（誤差≤5m），AI 學習行走範圍並以家屬語音溫和提醒偏離。
    • 防跌倒：採毫米波雷達偵測姿態（非攝影鏡頭），結合 YOLO v9 + OpenPose AI 降低誤報；跌倒後先播放「別著急，馬上有人來幫你」，再通知照護者。
    • 緊急求助：長按按鍵 2 秒即可觸發求援，並自動依情境分級通知家屬與醫療單位。
    這樣的智慧電子哨，讓聲音不僅是「警示」，更是「守護」。
    參考 Fig.4a Fig.4b 老人電子哨應用

    Fig.4a 老人電子哨

    Fig.4b 老人電子哨

    六、疫情後的市場成長與多樣化發展
    疫情過後，電子哨不僅沒有退燒，反而成為市場長期需求的新主流。隨著防疫觀念常態化，各行業對安全、衛生與效率的重視度持續提高。電子哨因此從防疫產品，進化為兼具科技感與專業形象的創新音訊解決方案。
    市場上出現多種升級型電子哨：
    • 多音色版本（模擬金屬哨、塑膠哨、鳥鳴等）
    • 多功能結合型（整合手電筒、閃光警示燈、USB 充電、SOS 求救）
    • 智慧控制型（MCU 控制音量、音調、自動省電提示）
     
    七、志豐電子 — 專業電聲設計與客製化開發夥伴
    志豐電子多年深耕於電聲元件研發與製造領域，產品涵蓋壓電蜂鳴器、警示音模組、聲學感測器與控制電路。憑藉聲學模擬與精密量測經驗，志豐電子可依需求開發各式電子哨產品，從基本型到多功能整合型皆能客製設計。
    傳統交通指揮棒亦可整合電子哨聲，實現聲光雙效警示（參考 Fig.5 ）。

    Fig.5 聲光功能客制化 (例: 電子哨+交通指揮棒)

    我們的技術團隊可協助客戶：
    • 專屬音色／頻率設計
    • 聲學腔體模擬與結構優化
    • 整合應用開發（照明、感測、無線控制）
    • 認證與 EMC 測試輔導
    志豐電子不僅是電子哨的供應商，更是您開發電聲應用產品的專業技術夥伴。
    我們深信，每一個聲音都能被設計得更安全、更聰明、更具影響力。
    若您有電子哨或相關電聲產品的開發需求，歡迎透過公司官網 info@kingstate.com.tw 聯絡。志豐電子將以專業研發能量與彈性客製服務，協助您打造專屬的高品質聲學解決方案。

     

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