專(zhuān)利名稱(chēng)：語(yǔ)言報(bào)警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及語(yǔ)音數(shù)字化處理技術(shù)，用于工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)及其它系統(tǒng)中的異常工況報(bào)警。
目前在工業(yè)過(guò)程控制中所采用的報(bào)警系統(tǒng)存在以下不足1、大型復(fù)雜生產(chǎn)過(guò)程在啟停、正常運(yùn)行及事故處理時(shí)，常常要求運(yùn)行人員監(jiān)視大量?jī)x表，操作許多復(fù)雜的設(shè)備，這些都離不開(kāi)運(yùn)行人員的視覺(jué)能力，而傳統(tǒng)的閃光報(bào)警方式要求運(yùn)行人員必須通過(guò)視覺(jué)來(lái)獲得報(bào)警信息。顯然這進(jìn)一步加重了運(yùn)行人員的視覺(jué)負(fù)擔(dān)。目前運(yùn)行人員的聽(tīng)覺(jué)能力則幾乎完全沒(méi)有得到利用。因此從人類(lèi)工程學(xué)的角度來(lái)看，存在著視覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)能力運(yùn)用的嚴(yán)重失調(diào)。而且僅靠?jī)x表盤(pán)提供報(bào)警信息，這樣控制盤(pán)面將增大許多，因而也不便于控制盤(pán)面的設(shè)計(jì)。
2、當(dāng)運(yùn)行人員正在處理其它緊急情況時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)干擾他的視線(xiàn)，影響他的操作。
3、當(dāng)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)出幾個(gè)報(bào)警時(shí)，只能分辨出最先出現(xiàn)的報(bào)警，而對(duì)隨后而來(lái)的報(bào)警信息則無(wú)法判斷其發(fā)生的先后次序，不便于運(yùn)行人員了解發(fā)生故障原因和進(jìn)行事故分析。
4、采用繼電器和分立電子元件及中小規(guī)模集成電路組成的語(yǔ)言報(bào)警器(如中國(guó)專(zhuān)利CN88210115)，雖然基本解決了上述存在的問(wèn)題，但是其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因而不僅體積大，而且可靠性也較差。
本實(shí)用新型的目的是提供一種以計(jì)算機(jī)技術(shù)和語(yǔ)音數(shù)字化處理技術(shù)為基礎(chǔ)，具有語(yǔ)音輸出、報(bào)警順序記錄功能的簡(jiǎn)單可靠，且體積小的語(yǔ)言報(bào)警器。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的它由輸入光電隔離器件、輸入接口、微型計(jì)算機(jī)、輸出接口、閃光報(bào)警電路、語(yǔ)音存儲(chǔ)處理電路、語(yǔ)音輸出放大電路及直流工作電源組成。其技術(shù)要點(diǎn)是采用微型計(jì)算機(jī)作為報(bào)警系統(tǒng)的掃描、記錄和控制元件，通過(guò)固化在該微機(jī)中的整個(gè)報(bào)警控制程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入開(kāi)關(guān)量的掃描、報(bào)警進(jìn)入和報(bào)警退出的判斷、記錄報(bào)警發(fā)生的先后次序、控制語(yǔ)音存儲(chǔ)處理電路的工作，選擇語(yǔ)音輸出的先后次序、控制閃光報(bào)警電路的輸出、處理人工輸入的多種請(qǐng)求(如確認(rèn)、重讀、試驗(yàn)等)。由光電隔離器件輸出的報(bào)警信號(hào)經(jīng)輸入接口送至微機(jī)的內(nèi)部，然后通過(guò)輸出接口送至語(yǔ)言存儲(chǔ)處理電路和閃光報(bào)警電路，并通過(guò)連接語(yǔ)音存儲(chǔ)處理電路輸出端的語(yǔ)音輸出放大電路實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言報(bào)警。
本實(shí)用新型由于采用微型計(jì)算機(jī)作為報(bào)警系統(tǒng)的掃描、記錄和控制元件，因而與現(xiàn)有技術(shù)相比大大簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，由此提高了語(yǔ)言報(bào)警器的可靠性，并且縮小了報(bào)警器的體積。它不僅能區(qū)分第一故障，而且能記錄所有報(bào)警點(diǎn)發(fā)生報(bào)警時(shí)的先后次序，以及瞬時(shí)發(fā)生的故障。
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述

圖1是本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的電原理方框圖。
圖3～6是本實(shí)用新型電原理圖。
圖1是本實(shí)用新型外部結(jié)構(gòu)示意圖。它由內(nèi)裝有語(yǔ)言報(bào)警電路板的殼體1和輸出語(yǔ)言報(bào)警信號(hào)的揚(yáng)聲器2(SP)及設(shè)置殼體1外部的“確認(rèn)”按鈕3(AN1)、“重讀”按鈕4(AN2)、“試驗(yàn)”按鈕5(AN3)組成。
參考圖2～6，本實(shí)用新型由輸入光電隔離器件1、輸入接口2、微型計(jì)算機(jī)3、輸出接口4、閃光報(bào)警電路5、語(yǔ)音存儲(chǔ)處理電路6、語(yǔ)音放大輸出電路7及直流工作電源8組成。其中作為輸入信號(hào)源的光電隔離器件1(U1)采用TIL117光電耦合器，其目的是防止由現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)量信號(hào)所引入的干擾，使輸入信號(hào)在電氣上與報(bào)警器內(nèi)部完全隔離。
輸入接口2(U2)和輸出接口4(U6)均采用可編程通用擴(kuò)展接口8255，經(jīng)光電隔離器件1(U1)輸出的報(bào)警信號(hào)通過(guò)輸入接口U2送至微型計(jì)算機(jī)3的內(nèi)部；經(jīng)微型計(jì)算機(jī)3輸出的控制信號(hào)，通過(guò)輸出接口U6送至語(yǔ)音存儲(chǔ)處理電路6和閃光報(bào)警電路5。
微型計(jì)算機(jī)3由單片機(jī)U3(8031)和外附只讀存儲(chǔ)器U5(2716)及鎖存器U4(74LS73)組成。整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)的程序固化在只讀存儲(chǔ)器U5中。
閃光報(bào)警電路5由固態(tài)繼電器U7(DP2610×16)和指示燈XD1～XD16組成。
語(yǔ)音存儲(chǔ)處理電路6由高級(jí)語(yǔ)言處理器U8(T6668)及與其配合使用的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器U9～U12(41256)組成。高級(jí)語(yǔ)言處理器U8的內(nèi)部設(shè)有話(huà)筒放大器，將話(huà)筒MIC送入的語(yǔ)音信號(hào)放大到所需的電平；語(yǔ)音分解合成電路，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音模擬信號(hào)的分解和數(shù)字信號(hào)的合成；時(shí)鐘、計(jì)數(shù)器及存儲(chǔ)器接口，它們?yōu)橥饨哟鎯?chǔ)器提供地址及控制信號(hào)；電壓跟隨器及帶通濾波器用于提高語(yǔ)音信號(hào)的放音質(zhì)量；計(jì)算機(jī)接口，用于與微型計(jì)算機(jī)的連接。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器U9～U12，每片存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量為256K，經(jīng)高級(jí)語(yǔ)言處理器U8處理后的數(shù)字化語(yǔ)音信號(hào)存入動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器U9～U12中，每一片動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(41256)可以存儲(chǔ)四個(gè)報(bào)警點(diǎn)的信息。當(dāng)某一點(diǎn)發(fā)生報(bào)警時(shí)，在微型計(jì)算機(jī)和高級(jí)語(yǔ)言處理器的配合下，將報(bào)警信息從動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(41256)中讀出，并經(jīng)高級(jí)語(yǔ)言處理器(T6668)還原成語(yǔ)音信號(hào)。
語(yǔ)音放大輸出電路7由運(yùn)算放大器386和揚(yáng)聲器SP組成。
工作電源8采用變壓器B降壓，橋式整流D1～D4、D5～D8、D9～D12，三端集成穩(wěn)壓器7805、7810、7806穩(wěn)壓。有四種所需的電源電壓，VCC1(5V)、VCC2(5V)、VCC3(5V)、VCC4(10V)，并有由電池E和二極管D14組成的備用直流電源，以保證在電網(wǎng)斷電時(shí)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(41256)存儲(chǔ)的語(yǔ)言信息不丟失。
本語(yǔ)言報(bào)警器的工作原理如下1、報(bào)警器的語(yǔ)言存儲(chǔ)錄制狀態(tài)，報(bào)警器在投入使用之前要根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際情況，將每個(gè)報(bào)警點(diǎn)的語(yǔ)言信息存入動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器U9～U12中，首先接通報(bào)警器的電源，按下機(jī)內(nèi)“錄音／工作”狀態(tài)選擇按鈕AN4，在微型計(jì)算機(jī)的控制下由輸出接口U6的PC4送出高電平脈沖信號(hào)，使高級(jí)語(yǔ)言處理器處于錄音狀態(tài)，錄音狀態(tài)指示燈LED17發(fā)光，與此同時(shí)，微型計(jì)算機(jī)通過(guò)輸出接口U6的PC0～PC3送出四位地址信號(hào)，選擇出16個(gè)報(bào)警點(diǎn)中的某一個(gè)，并通過(guò)譯碼器U13使被選中的報(bào)警點(diǎn)指示燈LED發(fā)光，這時(shí)按下“錄音”按鈕AN5，單片機(jī)U3通過(guò)輸出接口U6的PC5送出高電平信號(hào)，使高級(jí)語(yǔ)言處理器U8開(kāi)始錄音，此時(shí)發(fā)光二極管LED18發(fā)光，表示正在進(jìn)行錄音。由話(huà)筒MIC輸入的語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)高級(jí)語(yǔ)言處理器U8處理后，變成數(shù)字量，按照所指定的存儲(chǔ)器地址存入存儲(chǔ)器U9～U12中，該點(diǎn)的存儲(chǔ)器用完時(shí)，由輸出接口U6的PC6送出高電平脈沖信號(hào)，使錄音停止，此時(shí)發(fā)光二極管LED18熄滅，表示該點(diǎn)錄音結(jié)束。然后可以按下錄音選點(diǎn)按鈕AN6，微型計(jì)算機(jī)送出下一點(diǎn)的地址信號(hào)，然后重復(fù)以上過(guò)程，即可錄制下一點(diǎn)的報(bào)警信息。當(dāng)所有點(diǎn)的報(bào)警信息全部輸入完時(shí)，再按一下“錄音／工作”狀態(tài)選擇按鈕AN4，則報(bào)警器進(jìn)入工作狀態(tài)。
2、報(bào)警器的正常工作狀態(tài)在工作狀態(tài)下微型計(jì)算機(jī)不斷掃描由光電隔離器件U1經(jīng)輸入接口U2送來(lái)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，一旦發(fā)現(xiàn)有報(bào)警信號(hào)輸入，則立即將它的測(cè)點(diǎn)號(hào)登記在微機(jī)的報(bào)警棧中。如果短時(shí)間內(nèi)發(fā)生多點(diǎn)報(bào)警，則按其發(fā)生的先后次序順次登記在報(bào)警棧中。同時(shí)微機(jī)按報(bào)警棧中的先后次序通過(guò)輸出接口U6的PC0～PC3依次送出報(bào)警點(diǎn)的地址信號(hào)，通過(guò)其PC5送出放音觸發(fā)信號(hào)，在高級(jí)語(yǔ)言處理器U8的控制下，從相應(yīng)的存儲(chǔ)器U9～U12的地址中調(diào)出該點(diǎn)的報(bào)警信息，由高級(jí)語(yǔ)言處理器U8將數(shù)字量信號(hào)還原成模擬量語(yǔ)言信號(hào)后，經(jīng)其19腳送至運(yùn)算放大器386，經(jīng)揚(yáng)聲器SP發(fā)出語(yǔ)言報(bào)警信息。對(duì)于首出報(bào)警，語(yǔ)音輸出重復(fù)一次以便區(qū)分。同時(shí)微機(jī)還由輸出接口U6的PA0～PA7、PB0～PB7送出報(bào)警顯示燈的控制信號(hào)，經(jīng)固態(tài)繼電器U7控制報(bào)警顯示燈XD1～XD16，使首出故障的報(bào)警燈快速閃光，隨后出現(xiàn)的報(bào)警燈中速閃光。這時(shí)如果運(yùn)行人員按下“確認(rèn)”按鈕AN1，則語(yǔ)言報(bào)警輸出停止，報(bào)警顯示燈變?yōu)槠焦?。為了保證運(yùn)行人員獲得該次發(fā)生的全部報(bào)警信息，在軟件的設(shè)計(jì)上保證了必須在新發(fā)生的報(bào)警信息至少讀完一次以后，確認(rèn)才能生效，這是本設(shè)計(jì)的一個(gè)特點(diǎn)。
當(dāng)報(bào)警點(diǎn)恢復(fù)正常時(shí)，微機(jī)將其點(diǎn)信號(hào)由報(bào)警棧中退出，并使相應(yīng)的報(bào)警燈慢閃，經(jīng)運(yùn)行人員確認(rèn)后報(bào)警顯示燈熄滅。如果某點(diǎn)發(fā)生報(bào)警后沒(méi)有被運(yùn)行人員確認(rèn)，即使該點(diǎn)又恢復(fù)正常，也不將其從報(bào)警棧中退出，只有經(jīng)過(guò)確認(rèn)的報(bào)警點(diǎn)在恢復(fù)正常后才從報(bào)警棧中退出，這樣就保證了瞬時(shí)故障能夠被正確記錄下來(lái)。
本報(bào)警器還設(shè)計(jì)了“重讀”工作方式。當(dāng)運(yùn)行人員想了解目前工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中都有哪些點(diǎn)處于報(bào)警狀態(tài)時(shí)，只要按下“重讀”按鈕AN2，微機(jī)就按照?qǐng)?bào)警棧中登記的報(bào)警點(diǎn)信號(hào)，依次將報(bào)警信息重新讀出。讀出的信息是按其發(fā)生的先后次序進(jìn)行的，所以它可以起到事件順序記錄的作用。
當(dāng)按下“試驗(yàn)”按鈕AN3時(shí)，可以檢查整個(gè)報(bào)警器的工作是否正常，這時(shí)報(bào)警器將存儲(chǔ)的全部報(bào)警點(diǎn)信息順序讀出一次，同時(shí)檢查報(bào)警燈是否工作正常。
報(bào)警點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展，可以通過(guò)擴(kuò)展輸入／輸出接口及存儲(chǔ)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以采用多機(jī)聯(lián)用的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。多機(jī)聯(lián)用時(shí)的語(yǔ)音輸出控制可以通過(guò)單片機(jī)8031的串行通信口實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種語(yǔ)言報(bào)警器，它包括輸入光電隔離器件、閃光報(bào)警電路、語(yǔ)言存儲(chǔ)處理電路、語(yǔ)音輸出放大電路及工作電源，其特征在于采用微型計(jì)算機(jī)及連接其外部的輸入接口和輸出接口作為報(bào)警器的掃描、記錄和控制元件，輸入接口與光電隔離器件的輸出端相連，輸出接口的輸出端與閃光報(bào)警電路、語(yǔ)音存儲(chǔ)處理電路的輸入端相連。
2.按權(quán)利要求1所述的語(yǔ)言報(bào)警器，其特征在于所述的微型計(jì)算機(jī)由單片機(jī)8031及外附的只讀存儲(chǔ)器2716組成。
3.按權(quán)利要求1所述的語(yǔ)言報(bào)警器，其特征在于所述的連接微型計(jì)算機(jī)外部的輸入接口和輸出接口均采用可編程通用擴(kuò)展接口8255。
4.按權(quán)利要求1所述的語(yǔ)言報(bào)警器，其特征在于所述的語(yǔ)言存儲(chǔ)處理電路由高級(jí)語(yǔ)言處理器(T6668)和與其配合使用的四個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(41256)組成。
5.按權(quán)利要求1所述的語(yǔ)言報(bào)警器，其特征在于所述的閃光報(bào)警電路由固態(tài)繼電器(DP2610×17)和報(bào)警指示燈XD1～XD16組成。
6.按權(quán)利要求1所述的語(yǔ)言報(bào)警器，其特征在于報(bào)警器的外部設(shè)有“重讀”按鈕和“確認(rèn)”按鈕。
專(zhuān)利摘要語(yǔ)言報(bào)警器是一種采用微機(jī)和語(yǔ)言數(shù)字處理技術(shù)的新型報(bào)警裝置，適用于各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的異常工況報(bào)警。它主要由光電隔離器件、輸入/輸出接口、微型計(jì)算機(jī)、語(yǔ)音存儲(chǔ)處理電路、閃光報(bào)警電路及語(yǔ)音輸出放大電路組成。該報(bào)警器可以直接用語(yǔ)言向運(yùn)行人員說(shuō)明報(bào)警點(diǎn)的有關(guān)信息，不僅能區(qū)分第一故障，而且能記錄所有報(bào)警點(diǎn)發(fā)生報(bào)警時(shí)的先后次序、以及瞬時(shí)發(fā)生的故障。具有報(bào)警次序分辨率高，使用方便可靠，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G07C3/00GK2049000SQ8921066
公開(kāi)日1989年12月6日 申請(qǐng)日期1989年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月22日
發(fā)明者白焰, 郭紹霞, 王宇, 厲國(guó)銘, 楊永輝, 董玲 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)電力專(zhuān)科學(xué)校