專利名稱：語言報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)自動報警系統(tǒng)及語音數(shù)字化處理技術(shù)，用于工業(yè)過程控制系統(tǒng)及其它系統(tǒng)中的異常工況報警。
目前在工業(yè)過程控制中所采用的報警系統(tǒng)存在以下不足1、大型復(fù)雜生產(chǎn)過程在啟停、正常運(yùn)行及事故處理時，常常要求運(yùn)行人員監(jiān)視大量儀表，操作許多復(fù)雜的設(shè)備，這些都離不開運(yùn)行人員的視覺能力，而傳統(tǒng)的閃光報警方式要求運(yùn)行人員必須通過視覺來獲得報警信息。顯然這進(jìn)一步加重了運(yùn)行人員的視覺負(fù)擔(dān)。目前運(yùn)行人員的聽覺能力則幾乎完全沒有得到利用。因此從人類工程學(xué)的角度來看，存在著視覺與聽覺能力運(yùn)用的嚴(yán)重失調(diào)。而且僅靠儀表盤提供報警信息，這樣控制盤面將增大許多，因而也不便于控制盤面的設(shè)計(jì)。
2、當(dāng)運(yùn)行人員正在處理其它緊急情況時，報警系統(tǒng)會干擾他的視線，影響他的操作。
3、當(dāng)在短時間內(nèi)發(fā)出幾個報警時，只能分辨出最先出現(xiàn)的報警，而對隨后而來的報警信息則無法判斷其發(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言報警器(如中國專利CN88210115)，雖然基本解決了上述存在的問題，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)和語音數(shù)字化處理技術(shù)為基礎(chǔ)，具有語音輸出、報警順序記錄功能的簡單可靠，且體積小的語言報警器。
本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來實(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、閃光報警電路、語音存儲處理電路、語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)作為報警系統(tǒng)的掃描、記錄和控制元件，通過固化在該微機(jī)中的整個報警控制程序?qū)崿F(xiàn)對輸入開關(guān)量的掃描、報警進(jìn)入和報警退出的判斷、記錄報警發(fā)生的先后次序、控制語音存儲處理電路的工作，選擇語音輸出的先后次序、控制閃光報警電路的輸出、處理人工輸入的多種請求(如確認(rèn)、重讀、試驗(yàn)等)。由光電隔離器件輸出的報警信號經(jīng)輸入接口送至微機(jī)的內(nèi)部，然后通過輸出接口送至語言存儲處理電路和閃光報警電路，并通過連接語音存儲處理電路輸出端的語音輸出放大電路實(shí)現(xiàn)語言報警。
本實(shí)用新型由于采用微型計(jì)算機(jī)作為報警系統(tǒng)的掃描、記錄和控制元件，因而與現(xiàn)有技術(shù)相比大大簡化了電路結(jié)構(gòu)，由此提高了語言報警器的可靠性，并且縮小了報警器的體積。它不僅能區(qū)分第一故障，而且能記錄所有報警點(diǎn)發(fā)生報警時的先后次序，以及瞬時發(fā)生的故障。
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對本實(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)裝有語言報警電路板的殼體1和輸出語言報警信號的揚(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、閃光報警電路5、語音存儲處理電路6、語音放大輸出電路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)場開關(guān)量信號所引入的干擾，使輸入信號在電氣上與報警器內(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)輸出的報警信號通過輸入接口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，通過輸出接口U6送至語音存儲處理電路6和閃光報警電路5。
微型計(jì)算機(jī)3由單片機(jī)U3(8031)和外附只讀存儲器U5(2716)及鎖存器U4(74LS73)組成。整個報警系統(tǒng)的程序固化在只讀存儲器U5中。
閃光報警電路5由固態(tài)繼電器U7(DP2610×16)和指示燈XD1～XD16組成。
語音存儲處理電路6由高級語言處理器U8(T6668)及與其配合使用的動態(tài)存儲器U9～U12(41256)組成。高級語言處理器U8的內(nèi)部設(shè)有話筒放大器，將話筒MIC送入的語音信號放大到所需的電平；語音分解合成電路，實(shí)現(xiàn)語音模擬信號的分解和數(shù)字信號的合成；時鐘、計(jì)數(shù)器及存儲器接口，它們?yōu)橥饨哟鎯ζ魈峁┑刂芳翱刂菩盘?；電壓跟隨器及帶通濾波器用于提高語音信號的放音質(zhì)量；計(jì)算機(jī)接口，用于與微型計(jì)算機(jī)的連接。動態(tài)存儲器U9～U12，每片存儲器的存儲容量為256K，經(jīng)高級語言處理器U8處理后的數(shù)字化語音信號存入動態(tài)存儲器U9～U12中，每一片動態(tài)存儲器(41256)可以存儲四個報警點(diǎn)的信息。當(dāng)某一點(diǎn)發(fā)生報警時，在微型計(jì)算機(jī)和高級語言處理器的配合下，將報警信息從動態(tài)存儲器(41256)中讀出，并經(jīng)高級語言處理器(T6668)還原成語音信號。
語音放大輸出電路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)斷電時動態(tài)存儲器(41256)存儲的語言信息不丟失。
本語言報警器的工作原理如下1、報警器的語言存儲錄制狀態(tài)，報警器在投入使用之前要根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)過程的實(shí)際情況，將每個報警點(diǎn)的語言信息存入動態(tài)存儲器U9～U12中，首先接通報警器的電源，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，使高級語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，微型計(jì)算機(jī)通過輸出接口U6的PC0～PC3送出四位地址信號，選擇出16個報警點(diǎn)中的某一個，并通過譯碼器U13使被選中的報警點(diǎn)指示燈LED發(fā)光，這時按下“錄音”按鈕AN5，單片機(jī)U3通過輸出接口U6的PC5送出高電平信號，使高級語言處理器U8開始錄音，此時發(fā)光二極管LED18發(fā)光，表示正在進(jìn)行錄音。由話筒MIC輸入的語音信號經(jīng)高級語言處理器U8處理后，變成數(shù)字量，按照所指定的存儲器地址存入存儲器U9～U12中，該點(diǎn)的存儲器用完時，由輸出接口U6的PC6送出高電平脈沖信號，使錄音停止，此時發(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，然后重復(fù)以上過程，即可錄制下一點(diǎn)的報警信息。當(dāng)所有點(diǎn)的報警信息全部輸入完時，再按一下“錄音／工作”狀態(tài)選擇按鈕AN4，則報警器進(jìn)入工作狀態(tài)。
2、報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送來的開關(guān)量信號，一旦發(fā)現(xiàn)有報警信號輸入，則立即將它的測點(diǎn)號登記在微機(jī)的報警棧中。如果短時間內(nèi)發(fā)生多點(diǎn)報警，則按其發(fā)生的先后次序順次登記在報警棧中。同時微機(jī)按報警棧中的先后次序通過輸出接口U6的PC0～PC3依次送出報警點(diǎn)的地址信號，通過其PC5送出放音觸發(fā)信號，在高級語言處理器U8的控制下，從相應(yīng)的存儲器U9～U12的地址中調(diào)出該點(diǎn)的報警信息，由高級語言處理器U8將數(shù)字量信號還原成模擬量語言信號后，經(jīng)其19腳送至運(yùn)算放大器386，經(jīng)揚(yáng)聲器SP發(fā)出語言報警信息。對于首出報警，語音輸出重復(fù)一次以便區(qū)分。同時微機(jī)還由輸出接口U6的PA0～PA7、PB0～PB7送出報警顯示燈的控制信號，經(jīng)固態(tài)繼電器U7控制報警顯示燈XD1～XD16，使首出故障的報警燈快速閃光，隨后出現(xiàn)的報警燈中速閃光。這時如果運(yùn)行人員按下“確認(rèn)”按鈕AN1，則語言報警輸出停止，報警顯示燈變?yōu)槠焦?。為了保證運(yùn)行人員獲得該次發(fā)生的全部報警信息，在軟件的設(shè)計(jì)上保證了必須在新發(fā)生的報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)的一個特點(diǎn)。
當(dāng)報警點(diǎn)恢復(fù)正常時，微機(jī)將其點(diǎn)信號由報警棧中退出，并使相應(yīng)的報警燈慢閃，經(jīng)運(yùn)行人員確認(rèn)后報警顯示燈熄滅。如果某點(diǎn)發(fā)生報警后沒有被運(yùn)行人員確認(rèn)，即使該點(diǎn)又恢復(fù)正常，也不將其從報警棧中退出，只有經(jīng)過確認(rèn)的報警點(diǎn)在恢復(fù)正常后才從報警棧中退出，這樣就保證了瞬時故障能夠被正確記錄下來。
本報警器還設(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)過程中都有哪些點(diǎn)處于報警狀態(tài)時，只要按下“重讀”按鈕AN2，微機(jī)就按照報警棧中登記的報警點(diǎn)信號，依次將報警信息重新讀出。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，可以檢查整個報警器的工作是否正常，這時報警器將存儲的全部報警點(diǎn)信息順序讀出一次，同時檢查報警燈是否工作正常。
報警點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展，可以通過擴(kuò)展輸入／輸出接口及存儲單元來實(shí)現(xiàn)，也可以采用多機(jī)聯(lián)用的方式來實(shí)現(xiàn)。多機(jī)聯(lián)用時的語音輸出控制可以通過單片機(jī)8031的串行通信口實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種語言報警器，它包括輸入光電隔離器件、閃光報警電路、語言存儲處理電路、語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警電路、語音存儲處理電路的輸入端相連。
2.按權(quán)利要求1所述的語言報警器，其特征在于所述的微型計(jì)算機(jī)由單片機(jī)8031及外附的只讀存儲器2716組成。
3.按權(quán)利要求1所述的語言報警器，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所述的語言報警器，其特征在于所述的語言存儲處理電路由高級語言處理器(T6668)和與其配合使用的四個動態(tài)存儲器(41256)組成。
5.按權(quán)利要求1所述的語言報警器，其特征在于所述的閃光報警電路由固態(tài)繼電器(DP2610×17)和報警指示燈XD1～XD16組成。
6.按權(quán)利要求1所述的語言報警器，其特征在于報警器的外部設(shè)有“重讀”按鈕和“確認(rèn)”按鈕。
專利摘要語言報警器是一種采用微機(jī)和語言數(shù)字處理技術(shù)的新型報警裝置，適用于各種工業(yè)生產(chǎn)過程的異常工況報警。它主要由光電隔離器件、輸入/輸出接口、微型計(jì)算機(jī)、語音存儲處理電路、閃光報警電路及語音輸出放大電路組成。該報警器可以直接用語言向運(yùn)行人員說明報警點(diǎn)的有關(guān)信息，不僅能區(qū)分第一故障，而且能記錄所有報警點(diǎn)發(fā)生報警時的先后次序、以及瞬時發(fā)生的故障。具有報警次序分辨率高，使用方便可靠，硬件結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)。
文檔編號G07C3/00GK2049000SQ8921066
公開日1989年12月6日 申請日期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, 厲國銘, 楊永輝, 董玲 申請人:沈陽電力?？茖W(xué)校