本實用新型涉及交互控制報警領(lǐng)域，特別是一種通用型話務(wù)報警及交互控制裝置。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的安防監(jiān)控報警模式是當(dāng)報警器配備的傳感器檢測到水、火、有毒氣體、非法入侵等信息時，立即觸發(fā)聲光報警、短信報警和基于移動互聯(lián)網(wǎng)的APP報警，但是這些方式都存在著局限性和缺陷。

首先，聲光報警器（又叫聲光警號）是一種用在危險場所，通過聲音和各種光來向人們發(fā)出示警信號的一種不會引燃易燃易爆性氣體的報警信號裝置。當(dāng)被測場所存在有毒氣體、煙霧時，探測器將氣信號轉(zhuǎn)換成電壓信號或電流信號傳送到報警儀表。當(dāng)有毒氣體、煙霧濃度超過報警設(shè)定值時發(fā)生聲光報警信號提示，值班人員及時采取安全措施，避免事故發(fā)生。聲光報警器能夠很好的防止爆炸、火災(zāi)等事故的發(fā)生，尤其是對于一些人工作業(yè)比較集中的行業(yè)，有很好的預(yù)防作用，可以最大程度的防止人員的傷亡。但是此類報警器存在一定的局限性，報警距離有限，且無法告知報警類別，只有值班人員到達現(xiàn)場后才能確認警情，適用于人口比較密集的場合。

短信報警器是一種將報警信息通過短信的信息發(fā)送到指定用戶手機的裝置。這種裝置相對聲光報警器，具有實時性高、報警信息詳細，可遠程部署監(jiān)測。為值班人員做出決策具有重大意義。但是這種報警方式也存在一定的缺陷，發(fā)送的短信用戶不一定覺察到；通過運營商網(wǎng)絡(luò)的的短信發(fā)送也往往存在一定的時延；另外用戶收到短信后也無法進行遠程操作進行實時聯(lián)動查詢和進一步遠程控制。

基于移動互聯(lián)網(wǎng)的APP報警，即當(dāng)現(xiàn)場產(chǎn)生報警的時候，通過運營商的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將信息傳輸?shù)椒?wù)器，服務(wù)器進一步傳輸?shù)绞謾CAPP進行報警，該報警方式實時性較高，但存在著一定的局限性，例如當(dāng)用戶的手機數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)未打開或者停機欠費等情況下，報警信息將不能傳輸?shù)接脩舻氖謾CAPP中。該方式對手機還有一定的要求，即手機APP必須保持在后臺運行且需要實時通知到主界面才會被用戶及時看到告警信息，對于老人及一些特定的人群，報警的有效性和可靠性并不高。

因此需要一款智能報警器，能實時準確通知報警人員報警種類、報警位置等信息，以便及時處理險情，避免財產(chǎn)損失和人員傷亡，同時報警人員也能實時查詢監(jiān)控現(xiàn)場環(huán)境信息，與現(xiàn)場進行聯(lián)動，防范于未然，提高人員管理的信息化水平及實現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域動態(tài)監(jiān)管。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種通用型話務(wù)報警及交互控制裝置，現(xiàn)場安裝方便，成本低，可跟多種傳感器結(jié)合構(gòu)成不同的報警應(yīng)用場景。

本實用新型采用以下方案實現(xiàn)： 一種通用型話務(wù)報警及交互控制裝置，包括主控模塊以及與其相連的電源模塊、語音播報模塊、音頻解碼模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊；所述主控模塊具有開關(guān)量接口、RS485總線接口，用以外接傳感器；所述主控模塊通過所述網(wǎng)絡(luò)模塊或者RS232接口與服務(wù)器通信相連，所述主控模塊通過所述網(wǎng)絡(luò)模塊與移動終端或者固定電話通信相連。

進一步地，所述主控模塊采用意法半導(dǎo)體的32位STM32F103C8T6芯片，所述STM32F103C8T6芯片通過SPI接口連接至一外部存儲模塊；所述外部存儲模塊包括SST25VF064C存儲芯片。當(dāng)配備的傳感器檢測到報警信息時，相關(guān)檢測電路通過發(fā)送報警信號觸發(fā)主控芯片，讓它從待機狀態(tài)進入報警狀態(tài)，撥通預(yù)存中心號碼并通過ARM微處理器控制語音芯片播報相應(yīng)的語音信息報警或發(fā)送短信信息報警。用戶收到告警信息后可根據(jù)語音提示及時作出決策進行回復(fù)，也可主動發(fā)送短信或撥打號碼實現(xiàn)對報警終端實時數(shù)據(jù)查詢、參數(shù)設(shè)置、報警確認等。當(dāng)收到用戶短信或按語言提示進行回復(fù)時，主控芯片根據(jù)協(xié)議解析短信內(nèi)容或通過音頻解碼芯片解析用戶操作，并根據(jù)解析結(jié)果自動返回用戶操作結(jié)果，等待下一步操作指令。主控芯片也可以通過RS232接口與服務(wù)器進行交互，進行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)運行狀態(tài)、參數(shù)查詢以及發(fā)送短信或撥打電話語音報警。

進一步地，所述電源模塊采用DC/DC芯片RT8279GSP以及RT8008-33；其中高電壓輸入采用RT8279GSP芯片，輸入電源寬度為5.5-36V，最大輸出電流為5A，休眠功耗為25uA；低電壓輸入采用RT8008-33芯片，輸入電源寬度為2.5-5.5V，最大輸出電流為600mA，關(guān)閉模式電流為0.1uA。

在本實用新型中采用5.5V-36V電源輸入，通過RT8279GSP輸出5V電源，給語音功放芯片HT6871供電，然后通過RT8008-33輸出3.3V電源，為主控芯片STM32F103VET6、語音芯片XFS5152CE、語音解碼芯片、存儲芯片W25Q128FVSIG供電，GPRS模塊MC52ir3由5V串聯(lián)M7二極管降壓為4.3V進行供電。

進一步地，所述語音播報模塊采用科大訊飛語音合成芯片XFS5152CE以及音頻功放芯片HT6871；所述主控模塊通過USART串口輸出相應(yīng)的語音信息到芯片XFS5152CE，采用音頻功放芯片HT6871進行語音輸出；所述語音合成芯片XFS5152CE通過音頻信號線與音頻功放芯片HT6871相連，進行語音信號放大，輸出相應(yīng)的語音信息。所述芯片XFS5152CE可實現(xiàn)中文、英文語音合成，并集成了語音編碼、解碼功能。所述芯片HT6871是一款低EMI的，防削頂失真的，單聲道免濾波D類音頻功率放大器。

進一步地，所述音頻解碼模塊包括音調(diào)譯碼器MT8870DS。這款復(fù)頻譯碼IC可以接收DTMF 信號，并通過數(shù)字譯碼器將此信號解出按鍵值。主控MCU將根據(jù)解碼出來的按鍵值進行邏輯判斷，然后通過UART串口輸出相應(yīng)的語音信息到XFS5152CE。XFS5152CE通過音頻信號線與HT6871連接，進行語音信號放大，輸出相應(yīng)的語音信息。

進一步地，所述網(wǎng)絡(luò)模塊采用無線GSM模式，使用西門子公司生產(chǎn)的MC52ir3模塊，支持數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真，AT命令集控制GSM07.05，工作頻率：900/1800MHZ，支持電壓范圍：3.3-4.4V，電流消耗：3.0mA（睡眠）；10.0mA（閑置）；300mA（通話，最高2.0mA）；100uA（掉電）。主控MCU通過UART串口AT指令控制GSM模塊實現(xiàn)短信發(fā)送、電話通訊功能。

本實用新型為了使用戶能夠更及時的與系統(tǒng)進行交互控制，采用了音頻解碼技術(shù)，該技術(shù)是一種常見的語音識別技術(shù)，其原理是每個手機按鍵都會產(chǎn)生一個唯一的雙音頻信號，音頻解碼模塊接收到DTMF信號后，內(nèi)部將信號分成高頻帶和低頻帶，并將此信號送至數(shù)字譯碼器，然后將訊號送至數(shù)字譯碼器以解出按鍵值，接著將解出的按鍵值以二進制的方式輸出。由于DTMF信號具有編、譯碼可靠性高，傳輸誤碼率低等特性，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機語音自助交互中，適用于電話自助查詢、設(shè)置報警器狀態(tài)、參數(shù)及遠程控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型在短信報警/設(shè)置的基礎(chǔ)之上采用語音合成播報技術(shù)，使用戶能夠更直觀的了解安全隱患及使一些不會使用現(xiàn)代通訊的老人也可以更快速的學(xué)會使用。而音頻解碼技術(shù)可以使用戶在接聽到電話報警后能夠更快的對現(xiàn)場進行控制。并且，在家庭監(jiān)控、環(huán)境檢測、工業(yè)檢測等多種場合中，本實用新型可以解決傳統(tǒng)技術(shù)存在的問題，例如由于距離太長，聲光報警器報警時未能讓用戶知曉；短信報警時，用戶未能及時的看到短信，而影響安全隱患的處理。并且，本實用新型提供了遠程交互控制的功能，通過簡單的撥號鍵盤來與現(xiàn)場進行交互，使隱患的處理可以更直接、更及時，特別適用于監(jiān)控區(qū)域大、用戶距離系統(tǒng)太遠的場合中。由此可見，本實用新型更具有通用性，可廣泛適用于固定電話、非智能手機、智能手機等接警終端，此外，所設(shè)計的裝置體積小巧，現(xiàn)場安裝方便，成本低，設(shè)置方便，可跟多種傳感器結(jié)合構(gòu)成不同的報警應(yīng)用場景。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的原理框圖。

圖2為本實用新型實施例的具體電路圖。

圖3為本實用新型實施例的業(yè)務(wù)邏輯工作邏輯流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做進一步說明。

如圖1所示，本實施例提供了一種通用型話務(wù)報警及交互控制裝置，包括主控模塊以及與其相連的電源模塊、語音播報模塊、音頻解碼模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊；所述主控模塊具有開關(guān)量接口、RS485總線接口，用以外接傳感器；所述主控模塊通過所述網(wǎng)絡(luò)模塊或者RS232接口與服務(wù)器通信相連，所述主控模塊通過所述網(wǎng)絡(luò)模塊與移動終端或者固定電話通信相連。

在本實施例中，所述主控模塊采用意法半導(dǎo)體的32位STM32F103C8T6芯片，所述STM32F103C8T6芯片通過SPI接口連接至一外部存儲模塊；所述外部存儲模塊包括SST25VF064C存儲芯片。當(dāng)配備的傳感器檢測到報警信息時，相關(guān)檢測電路通過發(fā)送報警信號觸發(fā)主控芯片，讓它從待機狀態(tài)進入報警狀態(tài)，撥通預(yù)存中心號碼并通過ARM微處理器控制語音芯片播報相應(yīng)的語音信息報警或發(fā)送短信信息報警。用戶收到告警信息后可根據(jù)語音提示及時作出決策進行回復(fù)，也可主動發(fā)送短信或撥打號碼實現(xiàn)對報警終端實時數(shù)據(jù)查詢、參數(shù)設(shè)置、報警確認等。當(dāng)收到用戶短信或按語言提示進行回復(fù)時，主控芯片根據(jù)協(xié)議解析短信內(nèi)容或通過音頻解碼芯片解析用戶操作，并根據(jù)解析結(jié)果自動返回用戶操作結(jié)果，等待下一步操作指令。主控芯片也可以通過RS232接口與服務(wù)器進行交互，進行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)運行狀態(tài)、參數(shù)查詢以及發(fā)送短信或撥打電話語音報警。

在本實施例中，所述電源模塊采用DC/DC芯片RT8279GSP以及RT8008-33；其中高電壓輸入采用RT8279GSP芯片，輸入電源寬度為5.5-36V，最大輸出電流為5A，休眠功耗為25uA；低電壓輸入采用RT8008-33芯片，輸入電源寬度為2.5-5.5V，最大輸出電流為600mA，關(guān)閉模式電流為0.1uA。

本實施例采用5.5V-36V電源輸入，通過RT8279GSP輸出5V電源，給語音功放芯片HT6871供電，然后通過RT8008-33輸出3.3V電源，為主控芯片STM32F103VET6、語音芯片XFS5152CE、語音解碼芯片、存儲芯片W25Q128FVSIG供電，GPRS模塊MC52ir3由5V串聯(lián)M7二極管降壓為4.3V進行供電。

在本實施例中，所述語音播報模塊采用科大訊飛語音合成芯片XFS5152CE以及音頻功放芯片HT6871；所述主控模塊通過USART串口輸出相應(yīng)的語音信息到芯片XFS5152CE，采用音頻功放芯片HT6871進行語音輸出；所述語音合成芯片XFS5152CE通過音頻信號線與音頻功放芯片HT6871相連，進行語音信號放大，輸出相應(yīng)的語音信息。所述芯片XFS5152CE可實現(xiàn)中文、英文語音合成，并集成了語音編碼、解碼功能。所述芯片HT6871是一款低EMI的，防削頂失真的，單聲道免濾波D類音頻功率放大器。

在本實施例中，所述音頻解碼模塊包括音調(diào)譯碼器MT8870DS。這款復(fù)頻譯碼IC可以接收DTMF 信號，并通過數(shù)字譯碼器將此信號解出按鍵值。主控MCU將根據(jù)解碼出來的按鍵值進行邏輯判斷，然后通過UART串口輸出相應(yīng)的語音信息到XFS5152CE。XFS5152CE通過音頻信號線與HT6871連接，進行語音信號放大，輸出相應(yīng)的語音信息。

在本實施例中，所述網(wǎng)絡(luò)模塊采用無線GSM模式，使用西門子公司生產(chǎn)的MC52ir3模塊，支持數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真，AT命令集控制GSM07.05，工作頻率：900/1800MHZ，支持電壓范圍：3.3-4.4V，電流消耗：3.0mA（睡眠）；10.0mA（閑置）；300mA（通話，最高2.0mA）；100uA（掉電）。主控MCU通過UART串口AT指令控制GSM模塊實現(xiàn)短信發(fā)送、電話通訊功能。

較佳的，本實施例的具體電路圖如圖2所示。

如圖3所示，本實施例的具體工作邏輯與業(yè)務(wù)邏輯包括短信交互流程、電話語音交互流程和串口交互流程。

其中，短信交互流程為：當(dāng)檢測到傳感器數(shù)據(jù)達到報警閾值或服務(wù)器通過串口下發(fā)短信報警指令時，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先保存的報警中心號碼以及報警內(nèi)容選擇向報警中心發(fā)送短信報警；用戶收到短信告警信息后可作出決策進行回復(fù)，也可以主動發(fā)送短信查詢實時數(shù)據(jù)、設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)、打開或關(guān)閉告警等功能。當(dāng)系統(tǒng)收到短信時，將根據(jù)約定協(xié)議解析短信內(nèi)容，并對比解析結(jié)果對不合法用戶進行過濾，防止惡意用戶非法入侵；對合法用戶則返回操作結(jié)果。

電話語音交互流程為：當(dāng)檢測到傳感器數(shù)據(jù)達到報警閾值或服務(wù)器通過串口下發(fā)電話語音報警指令時，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先保存的報警中心號碼以及報警內(nèi)容選擇向報警中心發(fā)送電話語音報警；用戶收到告警信息后可根據(jù)語音提示及時作出決策進行回復(fù)，也可以主動撥號自助查詢實時數(shù)據(jù)、設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)、打開或關(guān)閉告警等功能。系統(tǒng)與用戶建立通話連接后，通過音頻解碼模塊自動解析用戶操作并返回操作結(jié)果，然后通過語音模塊播報語音內(nèi)容，等待用戶進一步操作；若用戶20s無任何操作將自動退出，完成會話。上述操作中只有超級用戶具備修改、查詢系統(tǒng)參數(shù)權(quán)限，同時為保證通訊信道不被非法侵占，系統(tǒng)只允許指定用戶組接入，從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行并能及時將報警信息傳給用戶。

串口交互流程為：支持上位機通過串口設(shè)置、查詢系統(tǒng)工作參數(shù)，也可以通過串口測試短信、電話語音報警以及系統(tǒng)升級。上位機每發(fā)送一次心跳指令，模塊返回當(dāng)前“模塊空閑”或“模塊忙”。串口通信波特率為115200，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，無校驗。

值得一提的是，本實用新型保護的是硬件結(jié)構(gòu)，至于設(shè)計通信軟體、工作與業(yè)務(wù)流程不要求保護。以上僅為本實用新型實施例中一個較佳的實施方案。但是，本實用新型并不限于上述實施方案，凡按本實用新型方案所做的任何均等變化和修飾，所產(chǎn)生的功能作用未超出本方案的范圍時，均屬于本實用新型的保護范圍。