CN102610046B - 一种实时工况多功能报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种实时工况多功能报警系统，其包括声音报警子系统和光报警子系统，所述的声音报警子系统包括至少一个声报警器，所述的光报警子系统包括至少一个光报警器，所述的声报警器与所述的光报警器相连，其中：所述的声报警器包括：声报警处理器、声报警电源、声报警级别控制器、语音模块、语音功放驱动器，声音分贝调整器及扬声器，所述的光报警器包括：光报警处理器、光报警电源、光报警级别控制器、光报警驱动器及发光器。本发明可以实现多种级别的声光报警方式，非常适用于工业技术领域。

Description

一种实时工况多功能报警系统

技术领域

本发明涉及工业领域的实时工况报警技术领域，特别是涉及一种工业领域的实时工况多功能报警系统。

背景技术

具有一定操作危险性的厂矿企业通常会配备一定的实时工况报警系统，以及时发现危险工况并进行报警，保证工人的生命安全。

现有技术是采用固定式探测器、检测器来检测危险工况(如危险气体、高压环境、高温环境等)的，在发现危险时，由探测器、检测器联动声光报警器、电铃、警示灯等方式来向工人报警，使工人及时进行疏散。

可见，在现有的这种实时工况报警技术中，利用声光报警器、电铃、警示灯等报警方式，不是提示力度不够就是报警不到位，让工作人员无法在第一时间找到报警的位置。以至于工人在听到报警音就立刻慌乱疏散，往往该警示级别并无重大危险，而人们在处理危险时慌乱逃窜，可能造成不必要的人员伤亡和财产的损失，因此，如何设计一种多功能报警系统，即为本领域技术人员的研究方向所在。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实时工况多功能报警系统，能实时向所有工人发出危险工况的警报同时警示危险级别。

为了达到上述目的，本发明提供一种实时工况多功能报警系统，其包括声音报警子系统和光报警子系统，所述的声音报警子系统包括至少一个声报警器，所述的光报警子系统包括至少一个光报警器，所述的声报警器与所述的光报警器相连，其中：

所述的声报警器包括：声报警处理器、声报警电源、声报警级别控制器、语音模块、语音功放驱动器，声音分贝调整器及扬声器，所述的声报警处理器与所述的声报警级别控制器及与所述的语音模块相连，用于进行语音的控制和声报警级别的控制；所述的语音功放驱动器与所述的语音模块、所述的声音分贝调整器及扬声器相连，用于对语音进行功率放大，所述的声音分贝调整器用于对声音进行分贝调制，由所述扬声器进行播放；所述的声报警电源与所述的声报警处理器相连，用于对所述声报警器进行供电；

所述的光报警器包括：光报警处理器、光报警电源、光报警级别控制器、光报警驱动器及发光器，所述的光报警处理器与所述的光报警级别控制器及光报警驱动器相连，用于对光报警信号进行级别控制，所述的光报警驱动器连接所述发光器，用于对光信号进行驱动，并通过所述发光器进行发光，所述的光报警电源与所述的光报警处理器相连，用于对所述光报警器供电。

较佳的实施方式中，所述的声报警器还包括一声音种类调整器，其与所述的声报警处理相连，用于对声音种类进行调整。

较佳的实施方式中，所述的光报警器还包括一发光种类调整器，其与所述的光报警处理器相连，用于对光种类进行调整。

较佳的实施方式中，所述的声报警处理器为单片机，所述单片机的多个I/o口分别经过二极管和限流电阻与地及多个开关相连，用于对声音级别进行控制。

较佳的实施方式中，所述的光报警处理器为单片机，所述单片机多个I/o接口分别通过电阻与各自的三极管的基极相连，三极管的集电极通过电阻连接多个发光二极管，由所述的多个发光二极管产生不同的闪烁方式。

较佳的实施方式中，所述的语音功放驱动器包括：一电位器，一第一运算放大器、一第二运算放大器及变压器，所述语音模块的输出连接所述的电位器，所述电位器的滑动端与所述第一运算放大器的正输入端及所述第二运算放大器的负输入端连接，用于实现对声报警器声音的控制，所述的第一运算放大器的负输入端与所述第二运算放大器的正输入端相连，所述第一、第二运算放大器输出端分别与变压器输入的两端相连，所述的变压器连接所述的扬声器。

较佳的实施方式中，还包括一电阻及一电容，该电容与该电阻串联于所述变压器的输入端。

较佳的实施方式中，所述的声音报警器为一个，用于设置三个级别的声报警，并配有64种声音可供选择。

较佳的实施方式中，所述光报警器为四个，用于设置红、黄、蓝、绿四个级别的光报警，并配有6种不同的闪光方式。

本发明的有益效果在于：当检测到危险工况后，可以用多种方式提示危险级别，工人根据危险级别做出必要的响应，避免出现听到或看到报警信号就慌乱的情况，造成不必要的伤亡，以及降低疏散效率，而且声音报警方式可以根据现场实际情况来编辑语音播报的内容，播报警示信息的分贝不低于普通警讯声音(85分贝)。

附图说明

图1为本发明实时工况多功能报警系统组成框图；

图2为本发明实时工况多功能报警系统声报警器及光报警器组成示意图；

图3为本发明实时工况多功能报警系统另一实施例组成框图；

图4为本发明提供的报警级别控制结构图；

图5为本发明提供的光报警器频率闪烁驱动控制结构图；

图6为本发明提供的光报警器和声报警器的电源结构图；

图7为本发明提供的声报警驱动电路结构图；

图8为本发明提供的一种工业领域的实时工况多功能报警系统的推荐结构组合图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，为本发明实时工况多功能报警系统组成框图，本发明一种实时工况多功能报警系统包括声音报警子系统1和光报警子系统2，所述的声音报警子系统1包括至少一个声报警器11，所述的光报警子2系统包括至少一个光报警器21。

参阅图2所示，为本发明实时工况多功能报警系统的声报警器及光报警器组成示意图。

所述的声报警器11包括：声报警处理器111、声报警电源112、声报警级别控制器113、语音模块114、语音功放驱动器115，声音分贝调整器116、扬声器117，其中，所述的声报警处理器111与所述的声报警级别控制器113及与所述的语音模块114相连，用于进行语音的控制和声报警级别的控制，所述的语音功放驱动器115与所述的语音模块114、所述的声音分贝调整器116及扬声器117相连，用于对语音进行功率放大，并由所述的声音分贝调整器116进行声音分贝调制，由所述扬声器117进行播放；所述的声报警电源112与所述的声报警处理器111相连，用于对所述声报警器11进行供电。

所述的光报警器12包括：光报警处理器121、光报警电源122、光报警级别控制器123、光报警驱动器124及发光器125，其中，所述的光报警处理器121与所述的光报警级别控制器123及光报警驱动器124相连，用于对光报警信号进行级别控制，所述的光报警驱动器124连接所述发光器125，用于对光信号进行驱动，并通过所述发光器125进行发光，所述的光报警电源122与所述的光报警处理器121相连，用于对所述光报警器12供电。

其中，所述的声报警级别控制器113与所述的光报警级别控制器123相连。

如图3所示，为本发明实时工况多功能报警系统另一实施例组成框图，本发明的所述的声报警器11还包括一声音种类调整器118，其与所述的声报警处理111相连，用于对声音种类进行调整。

所述的光报警器12还包括一发光种类调整器126，其与所述的光报警处理器121相连，用于对光种类进行调整。

其中，本发明的声报警级别控制器113及光报警级别控制器123均可设置多种级别，例如，所述的声音报警可以设置三个级别的声报警，并配有64种声音可供选择。所述光报警可以设置红、黄、蓝、绿四个级别的光报警，并配有6种不同的闪光方式。

现将上述设置进行详细说明，但是不以此种设置方式为限制：本发明中是以设置四种警示状态为例：

一、正常工况：使用绿色灯常亮警示，此时无声音，提示为安全工作状态。

二、蓝色预警：使用蓝色灯常闪烁警示，此时一级声音报警，提示为危险一极状态。

三、橙色预警：使用橙色灯常闪烁警示，此时二级声音报警，提示为危险二极状态。

四、红色警报：使用红色灯常闪烁警示，此时三级声音报警，提示为危险三极状态。

本发明不仅提供光报警信息的四种警示方式，还提供声报警信息的64种报警声音及语音，可分三级报警阶段，下面对其进行详细描述：

在上述实时工况多功能报警系统中，根据待检测的危险工况的不同，多功能声光报警系统有多种实现形式，例如，正常工作的时候，多功能声光报警系统的绿色光报警器长亮，声报警器不动作；也可根据探测器检测出的不同危险信息进行区分性分级别的声光报警，例如，对某环境有害气体浓度进行检测，有害气体浓度超过10％时为预报警，这时多功能报警系统工作，声报警器动作，循环播报相应的报警信息(例如：请注意，一号区域，有害气体浓度大于10％)，同时相应的光报警器动作(蓝灯闪烁，提供最多6种可调的闪烁方式)；当有害气体浓度在大于25％时，这时多功能报警系统工作，声报警器动作，循环播报相应的报警信息(例如：危险，一号区域，有害气体浓度超过25％，请远离)，同时相应的光报警器动作(黄灯闪烁，提供最多6种可调的闪烁方式)；当有害气体浓度超过50％时，此时，多功能报警系统工作，声报警器动作，循环播报语音信息(例如：警报，一号区域，有害气体浓度超过50％，请逃离)，同时光报警器动作(红灯闪烁，提供最多6种可调的闪烁方式)。上述的语音报警信息的内容、光报警灯的颜色和闪烁方式，均可以根据用户的要求进行设定。

本发明的多功能报警系统不仅提供多种闪烁方式，多光报警器组合的光报警警示，还提供涵盖报警级别和报警位置等信息的分级循环语音播报的声音警示，杜绝了以往单一报警音警示和单一的警灯警示报警的模糊性，达到安全报警，明确报警的目的。

如图4所示，为本发明提供的报警级别控制结构图。本发明还包括一AC-DC电源转换模块3，其分别与所述的声报警电源112、光报警电源122相连，用于对声光报警提供直流供电。

如图所示，本发明共提供四种可选的报警级别控制，分别由外接控制端k2、k3、和k4进行选择控制。

具体实施方式是本系统供电方式为外接交流220V经AC-DC电源转换模块3转换成适合本系统的直流电源。

系统正常工作时默认为一级报警，即绿灯常亮，系统正常工作。

二级报警控制，当k2闭合时系统为二级报警优先阶段。

三级报警控制，当k3闭合时系统为三级报警优先，即系统优先判定此阶段的报警，当同时发生二级和三级报警输入的时候，系统执行三级报警阶段的动作。

四级报警控制，当k4闭合时为四级报警优先，即系统优先判定此阶段的报警。当同时发生二级、三级和四级报警的时候，系统优先判定四级报警优先，系统执行四级报警的动作。

其中，所述的声报警处理器111主要由单片机构成，优先控制的四根信号线分别与单片机的四个I/o口相连，分别经过二极管和限流电阻(保护电阻)与地、k2、k3和k4相连，且如图4所示各声报警器与光报警器对应信号线为并联方式。

进一步，k2、k3和k4为继电器，通过对继电器的控制来设定本多功能报警系统报警优先级别的控制。

进一步，本系统正常工作时(即不进行优先级别的设定)，为一级报警方式，绿色光报警器常亮，声报警器不动作；当发生二级报警时，本系统声报警器动作，蓝色光报警器动作，而后发生三级报警时，系统执行三级报警，声报警器播报相应的报警信息，且黄色光报警器闪烁，同时消除二级报警阶段的动作，即二级阶段下的语音报警停止和蓝色光报警器熄灭。但之后再发生四级阶段报警时，本系统执行四阶段报警动作，即播报四级报警阶段下的语音信息和红色报警器工作。同时复位之前发生的报警动作。

图5为本发明提供的光报警器频率闪烁驱动控制结构图，如图4及5所示，所述的光报警处理器121为单片机，com1、com2、com3和com4为光报警处理器的四个I/o接口，com1、com2、com3和com4分别通过电阻与各自的三极管的基极相连，三极管的集电极通过电阻连接发光二极管L1-L7，通过com1、com2、com3和com4产生不同的开关频率电压使得各控制下的发光二极管L1-L7产生不同的频率电压，各com1、com2、com3和com4的频率通过发光种类调整器进行调整，遂可以产生不同的闪烁方式。

如图6所示，为本发明提供的光报警器和声报警器的电源结构图。AC-DC电源转换模块3的电源输出端是向光报警器11和声报警器12内部电路进行供电的器件，该光报警器和声报警器电源包括：一号整流滤波电容C1、二号整流滤波电容C2、输出恒定直流电压的恒压源(AC-DC电源转换模块)；其中，

一号整流滤波电容C1的两端分别连接外部电源和地端，这里的外部电源可用电池来实现，也可为市电。这里的一号整流滤波电容C1用于对外部电源的输入电压进行整流和滤波，经其整流滤波后的电压被输入到光报警器和声报警器电源中。当使市电供电时需要在系统中串入U1(AC-DC电源转换模块)。

二号整流滤波电容C2的两端分别连接光报警器和声报警器恒压源的输出端和地端，用于对光报警器和声报警器恒压源的输出电压进行整流滤波。

光报警器11和声报警器12恒压源的功能是将输入电压变为预定大小的恒定直流电压，多余的功率可以通过发热的形式消耗掉。光报警器和声报警器恒压源的输出端的输出信号即为预定大小的恒定直流电压，该输出端即作为本发明中的光报警器和声报警器电源的输出端，为声报警处理器(光报警处理器)、语音模块、语音功放驱动器、扬声器等供电。

当然，光报警器和声报警器恒压源也有接地端，其与地端相连。

图7为本发明提供的声报警驱动电路结构图。如图所示，所述的语音功率驱动器15包括：一电位器R3，一第一运算放大器、一第二运算放大器及变压器，所述语音模块的输出连接所述的电位器，所述电位器的滑动端与所述第一运算放大器的正输入端及所述第二运算放大器的负输入端连接，用于实现对声报警器声音的控制，所述的第一运算放大器的负输入端与所述第二运算放大器的正输入端相连，所述第一、第二运算放大器输出端分别与变压器输入的两端相连，所述的变压器连接所述的扬声器。

由上述可知，信号的输入端为语音模块114输出的携带声信息的模拟电压信号，C3为整流电容，R3为电位器(通过调整R3电位器来实现对声报警器声音的控制)，Y1、Y2为运算放大器，Y1和Y2的输出端分别与变压器输入的两端相连，扬声器的电源端与变压器输出端的两个引脚相连，R2与C2串联到变压器的输入端，构成保护电路。

图8为本发明提供的一种工业领域的实时工况多功能报警系统的推荐结构组合图，如图所示，一种工业领域的实时工况多功能报警系统由一个声报警器和四个光报警器组合而成，声报警器可以提供三个级别的声报警，并配有64种声音可供选择，且所提供的语音信息可与MP3相媲美。正真做到报警信息的人性化准确化；光报警器可以提供红、黄、蓝、绿四个级别的光报警，并配有6种不同的闪光方式。用户也可以根据现场的实际情况适当的增加和减少本系统中声报警和光报警器的数量。

本发明的实时工况多功能报警系统可以应用到很多场合，例如：

(1)海上石油设施应急报警信号，火警报警时：对应声音连续短声，光报警红色闪烁；油气泄漏时：对应声音一短声一长声，光报警黄色闪烁；弃平台报警时：对应声音七短声一长声，光报警蓝色闪烁。

(2)核电站应急指示报警信号，核事故紧急撤离警报时：对应的声音为短促断续音，光报警红色灯闪烁：火灾警报时：对应的声音为调制断续音，光报警黄色灯闪烁；撤离警报时：对应的声音为短声调爆破音，光报警蓝色灯闪烁；解除信号时：对应的声音为连续音，光报警绿色灯长亮。

(3)煤炭井下报警指示，有毒气体超标时：对应的语音播报为“请注意，有毒气体超标，请远离”，光报警黄色灯闪烁；可燃气体浓度超标时：对应的语音播报为“警报，可燃气体浓度超标，请撤离”，光报警红色灯闪烁；报警解除时：对应的语音播报“请注意，警报已解除，环境安全”，光报警绿灯常亮。

综上所述：当检测到危险工况后，可以用多种方式提示危险级别，工人根据危险级别作出必要的响应，避免出现听到或看到报警信号就慌乱的情况，造成不必要的伤亡，以及降低疏散效率，而且声音报警方式可以根据现场实际情况来编辑语音播报的内容，播报警示信息的分贝不低于普通警讯声音(85分贝)。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种实时工况多功能报警系统，其特征在于，其包括声音报警子系统和光报警子系统，所述的声音报警子系统包括至少一个声报警器，所述的光报警子系统包括至少一个光报警器，所述的声报警器与所述的光报警器相连，其中：

所述的声报警器包括：声报警处理器、声报警电源、声报警级别控制器、语音模块、语音功放驱动器，声音分贝调整器及扬声器，所述的声报警处理器与所述的声报警级别控制器及与所述的语音模块相连，用于进行语音的控制和声报警级别的控制；所述的语音功放驱动器与所述的语音模块、所述的声音分贝调整器及扬声器相连，用于对语音进行功率放大，所述的声音分贝调整器用于对声音进行分贝调制，由所述扬声器进行播放；所述的声报警电源与所述的声报警处理器相连，用于对所述声报警器进行供电；

所述的光报警器包括:光报警处理器、光报警电源、光报警级别控制器、光报警驱动器及发光器，所述的光报警处理器与所述的光报警级别控制器及光报警驱动器相连，用于对光报警信号进行级别控制，所述的光报警驱动器连接所述发光器，用于对光信号进行驱动，并通过所述发光器进行发光，所述的光报警电源与所述的光报警处理器相连，用于对所述光报警器供电；

所述的语音功放驱动器包括：一电位器，一第一运算放大器、一第二运算放大器及变压器，所述语音模块的输出连接所述的电位器，所述电位器的滑动端与所述第一运算放大器的正输入端及所述第二运算放大器的负输入端连接，用于实现对声报警器声音的控制，所述的第一运算放大器的负输入端与所述第二运算放大器的正输入端相连，所述第一、第二运算放大器输出端分别与变压器输入的两端相连，所述的变压器连接所述的扬声器。

2.根据权利要求1所述的实时工况多功能报警系统，其特征在于，所述的声报警器还包括一声音种类调整器，其与所述的声报警处理相连，用于对声音种类进行调整。

3.根据权利要求1所述的实时工况多功能报警系统，其特征在于，所述的光报警器还包括一发光种类调整器，其与所述的光报警处理器相连，用于对光种类进行调整。

4.根据权利要求1所述的实时工况多功能报警系统，其特征在于，所述的声报警处理器为单片机，所述单片机的多个I/o口分别经过二极管和限流电阻与地及多个开关相连，用于对声音级别进行控制。

5.根据权利要求1所述的实时工况多功能报警系统，其特征在于，所述的光报警处理器为单片机，所述单片机多个I/o接口分别通过电阻与各自的三极管的基极相连，三极管的集电极通过电阻连接多个发光二极管，由所述的多个发光二极管产生不同的闪烁方式。

6.根据权利要求1所述的实时工况多功能报警系统，其特征在于，还包括一电阻及一电容，该电容与该电阻串联于所述变压器的输入端。

7.根据权利要求1所述的实时工况多功能报警系统，其特征在于，所述的声音报警器为一个，用于设置三个级别的声报警，并配有64种声音可供选择。

8.根据权利要求1所述的实时工况多功能报警系统，其特征在于，所述光报警器为四个，用于设置红、黄、蓝、绿四个级别的光报警，并配有6种不同的闪光方式。

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