CN102983924B - 自然灾害广播预警方法及预警机 - Google Patents

Abstract

一种自然灾害广播预警方法及预警机包括：采集接收外部通讯设备的预警信息；将预警信息转换成语音广播信号并驱动喇叭广播输出；检测喇叭输出的语音广播信号播放情况，并记录；判断是否播放完成，若判断播放完成，则执行，统计检测到语音广播信号播放情况；判断预警信息是否播放成功，若发送预警信息的通讯设备为管理设备，则将语音广播信号播放成功与否的情况根据设置反馈给发送该预警信息的通讯设备；上述自然灾害广播预警机及预警方法的通过设置音频输出检测电路监测喇叭的广播语音信号输出情况，检测喇叭是否把相关预警信息广播出去，并及时反馈给预警信息如短信或电话的发送者。

Description

自然灾害广播预警方法及预警机

技术领域

本发明涉及自然灾害预警设备，特别是涉及一种自然灾害广播预警机及该自然灾害广播预警机的自然灾害广播预警方法。

背景技术

山洪灾害是山丘区在一定强度或持续的降雨下，因特殊的地形地质条件而发生的自然灾害，它具有突发、破坏性大、防治困难的鲜明特点，山洪及其诱发的泥石流和滑坡，往往对局部地区造成毁灭性灾害，对国民经济和人民生命财产造成重大损失。近年来，我国山洪灾害问题日益突出，每年都造成大量人员伤亡，严重影响社会经济发展。在党中央和国务院的重视下，水利部会同国土资源部、中国气象局、建设部、国家环保总局，在2003-2005年开展全国山洪灾害防治规划设计工作，并于2005年起，在全国进行了山洪灾害的防治建设试点工作。山洪灾害的防御策略是“以防为主，防重于抢”，防御防治的方法是既要采取工程措施，提高工程防洪标准，也要采取非工程措施，建立综合防洪减灾体系，提高防灾抗风险能力。

建立山洪灾害预警系统，是国家防治山洪灾害的一项重要的非工程性措施。山洪灾害预警系统体现监测、通信及预警一体化，由监测子系统、通信网络子系统、决策支持子系统、预警子系统组成。

由于现有的广播预警机没有检测反馈功能，因此，广播预警机在接收到相关预警短信或者电话时，相关责任人不能确认所发的预警短信或者拨打的预警电话能否正常通过喇叭广播出去。特别是在喇叭出现故障的情况下，将无法通过广播通知各村各乡，将会给人民带来灾难性的损失。

发明内容

基于此，有必要提供一种能对预警信息是否广播出去进行反馈的自然灾害预警方法。

同时，提供一种能对预警信息是否广播出去进行反馈的自然灾害预警机。

一种自然灾害广播预警方法，包括：

预警信息接收步骤：采集接收外部通讯设备的预警信息；

广播步骤：将预警信息转换成语音广播信号并驱动喇叭广播输出；

广播情况记录步骤：检测喇叭输出的语音广播信号播放情况，并记录；

播放完成判断步骤：判断是否播放完成，

若判断播放完成，则执行

播放情况统计步骤：统计检测到语音广播信号播放情况；

判断预警信息是否播放成功，

反馈步骤：若发送预警信息的通讯设备为管理设备，则将语音广播信号播放成功与否的情况根据设置反馈给发送该预警信息的通讯设备。

在优选的实施例中，所述判断是否播放完成的过程为：当单片机控制AD通道连续采集到输入的AD值小于设定的有效值并达到预设次数，则判断语音广播信号播放完成；若单片机判断语音广播信号播放完成，则控制音频输出检测电路停止检测。

在优选的实施例中，所述判断预警信息是否播放成功的过程为：若单片机控制AD通道检测到输入的AD值达到或超过有效值的次数占总次数的比例达到或超过预设比例，则判断语音广播信号播放成功；否则判断语音广播信号播放不成功。

在优选的实施例中，所述判断预警信息是否播放成功前还包括：

判断是否为有效预警信息播放：单片机打开AD通道接收音频输出检测电路的检测信息，若单片机的AD通道连续接收到输入的AD值达到或超过有效值的次数达到或超过设定次数，则判断为有效预警信息播放输出。

在优选的实施例中，若单片机的AD通道连续接收到输入的AD值达到或超过有效值的次数未达到设定次数，则判断无有效预警信息播放输出，结束；所述AD值的有效值根据噪音输出峰值及语音输出有效值进行设定。

在优选的实施例中，所述自然灾害广播预警方法还包括：通讯设备的身份判断步骤：DTU根据发送预警信息的通讯设备的身份信息判断该通讯设备是否是管理设备；若判断通讯设备为管理设置，则执行反馈步骤，否则不反馈或不回应。

在优选的实施例中，还包括：电源检测步骤：单片机检测当前使用电源，判断供电电源类型，若判断为主电源供电则打开主电AD通道；当判断为备电源供电则打开备电AD通道；

音频输出检测电路包括：霍尔电流感应器、及与霍尔电流感应器连接的放大电路，该放大电路包括：与主电AD通道对应设置的主电放大电路、与备电AD通道对应设置的备电放大电路；

检测喇叭输出的语音广播信号播放情况包括：霍尔电流感应器感应接收广播输出电流，将感应到的电流并转换成电压，经与单片机的打开的AD通道对应的放大电路进行放大后，传输给单片机；

单片机根据供电电源类型打开相应的AD通道，选择相应的放大电路对接收到的检测信号进行处理放大，单片机的AD通道采集该音频输出检测电路相应的放大电路的输出电压，通过判断单片机的AD通道接收到的音频输出检测电路的输出电压是否达到或超过有效值的次数占总次数的比例达到或超过预设比例以判断输出电压是否有效，通过判断输出电压是否有效以判断语音广播信号是否播放成功，若输入电压判断有效，则单片机输出高电平给DTU；所述主电放大电路为一级放大电路，所述备电放大电路为二级放大电路。

一种自然灾害广播预警机，包括：

供电电源：供电给各电路及元器件；

语音模块：将接收到的预警信息转换成语音广播信号并驱动喇叭广播输出；

音频输出检测电路：检测喇叭的音频输出信号，以监测喇叭是否把预警信息广播出去；

单片机：打开AD通道接收音频输出检测电路的检测信号，并记录，统计检测到语音广播信号播放情况，判断预警信息是否播放成功，并将预警信息是否播放成功的情况反馈出去；

DTU：接收外部通讯设备发送的预警信息并控制语音模块驱动喇叭输出；并接收单片机传输过来的预警信息的语音广播信号播放成功与否的信息，若判断发送预警信息的通讯设备为管理池号码，将预警信息播放成功与否的信息反馈给发送该预警信息的通讯设备。

在优选的实施例中，所述单片机接收音频输出检测电路的检测信号判断是否播放完成，若判断语音广播信号播放完成，则控制音频输出检测电路停止检测，并统计检测到的语音广播信号播放情况，判断是否为有效预警信息播放，若是，则判断预警信息是否播放成功；所述供电电源：包括主电源、备电源；所述单片机根据供电电源类型控制打开相应的AD通道，若判断为主电源供电则打开主电AD通道，若判断为备电源供电则打开备电AD通道；所述音频输出检测电路包括：霍尔电流感应器、及与霍尔电流感应器连接的放大电路，该放大电路包括：与所述主电AD通道对应设置的主电放大电路、与所述备电AD通道对应设置的备电放大电路；所述音频输出检测电路检测喇叭的音频输出信号，通过霍尔电流感应器感应采集广播音频输出电流，将感应到的电流转换成电压，根据供电电源类型不同选择，经第一耦合电路、或第二耦合电路耦合到主电放大器、或备电放大器中进行放大输出，并传输给所述单片机，单片机根据供电电源类型打开相应的AD通道采集音频输出检测电路的输出电压，通过判断输入电压是否有效判断语音广播信号是否播放成功，通过输出高低电平将语音广播信号播放成功与否的信息反馈给DTU，并通过DTU反馈给通讯设备；所述AD通道采集接收到的所述音频输出检测电路输出的电压值为AD值。

在优选的实施例中，所述单片机打开AD通道接收音频输出检测电路的检测信息，若单片机的AD通道连续接收到输入的AD值达到或超过有效值的次数达到或超过设定次数，则判断为有效预警信息播放输出；若判断为有效预警信息播放输出则判断预警信息是否播放成功，单片机通过判断AD通道检测到输入的AD值达到或超过有效值的次数占总次数的比例达到或超过预设比例，则判断语音广播信号播放成功，否则判断语音广播信号播放不成功；DTU判断发送预警信息的通讯设备是否为管理设备，如判断为管理设备则反馈，若判断不是管理设备则不回应；所述主电放大电路包括：主电放大器、将霍尔电流感应器输出的电压耦合接入到所述主电放大器中的第一耦合电路，所述备电放大电路包括：备电放大器、将霍尔电流感应器输出的电压耦合接入到所述备电放大器中的第二耦合电路，所述主电放大电路为一级放大电路，所述备电放大电路为二级放大电路。

上述自然灾害广播预警机及预警方法的通过设置音频输出检测电路监测喇叭的广播语音信号输出情况，检测喇叭是否把相关预警信息广播出去，并及时反馈给预警信息如短信或电话的发送者，同时将短信或电话的预警内容和电话号码上传到平台。

附图说明

图1为本发明一实施例的自然灾害广播预警方法的流程图；

图2为本发明另一实施例的自然灾害广播预警方法的流程图；

图3为本发明又一实施例的自然灾害广播预警方法的流程图；

图4为本发明一实施例的自然灾害广播预警机的功能框图示意图；

图5为本发明一实施例的单片机的示意图；

图6为本发明一实施例的放大电路的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一实施例的自然灾害广播预警方法，包括：

步骤S301，预警信息接收步骤：采集接收外部通讯设备的预警信息。本实施例，优选的，采用DTU 92接收外部通讯设备105的预警信息。

步骤S303，广播步骤：将预警信息转换成语音广播信号并驱动喇叭广播输出。本实施例中，优选的，采用DTU 92驱动语音模块将接收到的外部通讯设备105的预警信息转换成语音广播信号并驱动喇叭广播输出。

步骤S305，广播情况记录步骤：检测喇叭输出的语音广播信号播放情况，并记录。本实施例中，优选的，采用单片机控制音频输出检测电路检测喇叭99广播输出的音频信号，记录喇叭99的广播播放情况。

步骤S307，播放完成判断步骤：判断语音广播信号是否播放完成。

若判断播放完成，则执行

步骤S309，播放情况统计步骤：统计检测到语音广播信号播放情况。

步骤S311，判断预警信息是否播放成功。

步骤S313，反馈步骤：若发送预警信息的通讯设备105为管理设备，则将语音广播信号播放成功与否的情况根据设置反馈给发送该预警信息的通讯设备105。

步骤S307，判断是否播放完成的过程进一步包括：当单片机控制AD（Analog-to-digital converter 模数转换器）通道连续采集到以输入的AD值小于有效值达到预设次数，则判断语音广播信号播放完成。

步骤S311，判断预警信息是否播放成功的过程进一步包括：若单片机的AD通道检测到输入的AD值达到或超过有效值的次数占总次数的比例达到或超过预设比例，则判断语音广播信号播放成功；否则判断语音广播信号播放不成功。

步骤S313，反馈步骤：若DTU判断发送预警信息的通讯设备为管理设备，则单片机将语音广播信号播放成功与否的情况通过DTU (Data Transfer unit数据传输单元) 92反馈给发送该预警信息的通讯设备105。

如图2所示，进一步，本实施例的自然灾害广播预警方法，还包括：步骤S310，判断是否为有效预警信息播放：单片机打开AD（Analog-to-digital converter 模数转换器）通道，接收音频输出检测电路66检测的喇叭广播输出的音频信号，判断喇叭99广播输出的音频信号是否为有效预警信息；若单片机U1079的AD（Analog-to-digital converter 模数转换器）通道连续接收到输入的AD值达到或超过有效值的次数达到或超过设定次数，则判断为有效预警信息播放；否则判断为非有效预警信息播放或噪音。

进一步，步骤S310，判断是否为有效预警信息播放的步骤设置在步骤S311，判断预警信息是否播放成功步骤前进行。

若判断非有效预警信息播放，则结束。

本实施例的自然灾害广播预警机100的供电电源20包括：主电源、备电源。主电源处于正常供电状态优先选用主电源供电。当主电源供电不顺畅或出现故障或遇到停电情况，采用备电源进行供电。

本实施例中，优选的，主电源采用市电接入，经AC-DC转换，输出电压为13.8V。备电源为采用蓄电池直接供电，输出电压为12V。

进一步，本实施例的单片机U1079根据供电电源的不同设置有不同的AD（Analog-to-digital converter 模数转换器）通道。本实施例的AD通道包括：主电AD通道、备电AD通道。主电AD通道、备电AD通道根据供电电源的不同，进行控制启动。

如图5所示，进一步，本实施例的单片机U1079作为统一控制处理及AD通道检测。本实施例单片机U1079优选为型号PIC16F677的单片机芯片。

进一步，上电时，单片机U1079根据POWER_STAT状态选择AD通道。当POWER_STAT为高电平时，主电源供电，单片机U1079打开主电AD通道ADC2；当POWER_STAT为低电平是，备电源供电，单片机U1079打开备电AD通道ADC1。

进一步，本实施例的音频输出检测电路66包括：霍尔电流感应器、及与霍尔电流感应器连接的放大电路。

进一步，本实施例的霍尔电流传感器的工作如下：当原边电流穿过带有气隙的聚磁环，放在气隙中的霍尔元件会检测到与电流大小成比例关系的磁通，并输出小电压信号，该电压信号被放大器放大，即可输出与原边电流信号相位相一致的电压波形，该波形能够真实的反映原边电流的大小及变化。

在两种不同电源供电情况下，驱动喇叭能力不一样，从而使霍尔电流感应器感应出不同电流，所以必须设置两种放大电路。

如图6所示，进一步，本实施例的放大电路包括：与主电AD通道对应设置的主电放大电路、及与备电AD通道对应设置的备电放大电路。

进一步，本实施例的主电放大电路为一级放大电路；备电放大电路为二级放大电路。

进一步，主电放大电路包括：主电放大器、将霍尔电流感应器输出的电压耦合接入到主电放大器中的第一耦合电路。

进一步，备电放大电路包括：备电放大器、将霍尔电流感应器输出的电压耦合接入到备电放大器中的第二耦合电路。

如图6所示，进一步，本实施例的第一耦合电路包括：电容C215。第二耦合电路包括：电容C213、电容C211。

如图6所示，进一步，本实施例的主电放大电路包括：电容C215、电阻R1978、电压放大器U1045、电容C218、电阻R2001、电阻R2003、电容C223、电阻R1975、电容C1215、电阻R1906。

由霍尔电流感应器输出的电压、依次经电容C215及电阻R1978接入到电压放大器U1045的负输入端；电容C218与电阻R2001并联后接入到电压放大器U1045的正输入端与地之间；电阻R2002一端接入电压放大器U1045的正输入端、另一端接入到单片机U1079中； 电阻R2003设置在电压放大器U1045的负输入端与输出端之间；电压放大器U1045的输出端与电阻R2003的输出端的公共端输出后依次接入电容C223、电阻R1975；电容C1215接入电阻R1975的输出端与地之间；电阻R1975与C1215的公共端接出后接入电阻R1906后接地；电阻R1975与电阻R1906的公共端接入到单片机U1079中。

进一步，本实施例的备电放大电路包括：备电一级放大电路及与备电一级放大电路连接的备电二级放大电路。备电一级放大电路包括：由电容C213耦合接入的放大器U1046A。备电二级放大电路包括：经备电一级放大电路放大后再经电容C211耦合接入的放大器U1046B。

进一步，本实施例的备电放大电路包括：电容C213、电阻R1979、电压放大器U1046A、电容C214、电阻R1980、电阻R1981、电阻R1984、电容C222、电阻R1976、电容C1211、电阻R1903、电容C211、电阻R1970、电压放大器U1046B、电阻R1974、电容C212、电阻R1972、电阻R1973、电容C221、电阻R1969、电容C1204、电阻R2044。

由霍尔电流感应器输出的电压依次经电容C213及电阻R1979接入到电压放大器U1046A的负输入端；电容C214与电阻R1980并联后接入到电压放大器U1046A的正输入端与地之间；电阻R1981一端接入电压放大器U1046A的正输入端、另一端接入到单片机U1079中； 电阻R1984设置在电压放大器U1046A的负输入端与输出端之间；电压放大器U1046A的输出端与电阻R1984的输出端的公共端输出后依次接入电容C222、电阻R1976后接入到电容C211中；电压放大器U1046A的输出端与电阻R1984的输出端的公共端输出后的另一条支路通过电容C1211接地，电阻R1903与电容C1211并联设置。

电容C211经电阻R1970耦合到进行二级放大的电压放大器U1046B、电容C212、电阻R1972并联后接入到电压放大器U1046B的正输入端与地之间；电阻R1973一端接入电压放大器U1046B的正输入端、另一端接入到单片机U1079中；电阻R1974设置在电压放大器U1046B的负输入端与输出端之间；电压放大器U1046B的输出端与电阻R1974的输出端的公共端输出后依次接入电容C221、电阻R1969后接入到单片机U1079中；电压放大器U1046B的输出端与电阻R1974的输出端的公共端输出后的另一条支路通过电容C1204接地，电阻R2044与电容C1204并联设置。

本实施例的主电放大电路将霍尔电流感应器输出的电压经过电压放大器U1045一级放大电路把输入电压放大到合适范围，保证单片机U1079的主电AD通道能有效采样，同时保证有效信息和噪音有明显区分。

本实施例的备电放大电路将霍尔电流感应器输出的电压经过电压放大器U1046A一级放大,再经过电容C211耦合到电压放大器U1046B进行二级放大，把前一级输入放大到合适范围，保证备电AD通道能有效采样，同时保证有效信息和噪音有明显区分。

主电放大电路与主电AD通道对应设置；备电放大电路与备电AD通道对应设置。

如图2所示，进一步，本实施例的自然灾害广播预警方法，还包括：步骤S300,电源检测步骤：单片机检测当前使用电源，判断当前使用电源的类型。

根据当前供电电源类型，单片机U1079选择打开对应的AD通道，及控制音频输出检测电路66相应的放大电路工作。

当判断为主电源供电，则单片机U1079控制打开单片机U1079的主电AD通道，控制音频输出检测电路66的主电放大电路进行检测放大工作。

当判断为备电源供电，则单片机U1079控制打开备电AD通道，单片机U1079控制音频输出检测电路66的备电放大电路进行工作。

步骤S300,电源检测步骤可以在单片机U1079上电时进行，或进入循环初始状态下进行。

进一步，本实施例的自然灾害广播预警方法，还包括：计数器清零等待步骤、DTU (Data Transfer unit数据传输单元) 92进入睡眠步骤。DTU (Data Transfer unit数据传输单元)进入睡眠状态适当时间或设定时间后，单片机主动控制进入初始状态进行循环，如进入到步骤S310，电源检测步骤：检测当前使用电源，判断当前使用电源的类型。

进一步，本实施例的自然灾害广播预警机可以接收的预警信息可以为语音信息，也可以为文字信息。

故本实施例的有效预警信息为接收到的有效的预警信息，可为电话输入的预警信息如电话留言或电话打入的录音信息，也可以为信息接收平台接收的短信、留言、即使讯息、语音信息等、或其他与本发明的自然灾害广播预警机进行通讯的任何通讯设备或平台的信息。

本实施例的通讯设备105可以为手机或电话等通讯终端设备，也可以为网络电话、网络通讯平台、即时通讯软件客户端等通讯平台。通讯设备105的身份信息可以为电话号码或手机号码，也可以为除手机或电话的其他通讯设备的身份信息或身份号码如即时通讯软件客户端的终端号或使用设备IP号等。

进一步，步骤S307，播放完成判断步骤中，当单片机U1079判断语音广播信号播放完成则停止语音广播信号播放情况的检测。

进一步，步骤S310，判断是否为有效预警信息播放中，若单片机U1079的AD通道连续接收到输入的AD值达到或超过有效值的次数未达到设定次数，则判断未有效预警信息输入，结束。

如图2所示，本实施例的自然灾害广播预警方法还包括：通讯设备的身份判断步骤。

步骤S314，通讯设备的身份判断步骤：DTU 92根据通讯设备105的身份信息判断发送预警信息的通讯设备105是否是管理设备；若判断发送预警信息的通讯设备105为管理设置，则DTU 92执行步骤S313，反馈步骤；若判断发送预警信息的通讯设备105不是管理设备，则结束或DTU 92不做回应。

优选的，本实施例的步骤S314，通讯设备105的身份判断步骤为DTU 92的单独处理过程，与单片机U1079的处理过程不干涉。DTU 92根据通讯设备105的身份号码如手机号码判断是否为管理号码，以便执行是否回复短信给电话或短信发送者。

当有短信或者电话输入时，DTU 92控制语音模块40将接收到的预警短信或预警电话转换成语音广播信号，以驱动喇叭99广播输出。单片机U1079控制音频输出检测电路66检测喇叭99输出的音频输出信号，霍尔电流感应器感应检测喇叭99的音频输出电流，将感应到的电流转换成电压，经放大电路进行放大，传输给单片机U1079的AD通道进行采样，单片机U1079根据供电电源类型打开相应的AD通道采集该输入电压，通过判断输入电压是否有效判断语音广播信号是否播放成功，若AD通道的输入电压判断有效即判断语音广播信号播放成功则输出高电平反馈给DTU (Data Transfer unit数据传输单元) 92。

进一步，本实施例中判断由AD通道采样的音频输出检测电路66的输出电压是否有效，通过判断该AD通道采样的输入电压即AD值是否达到或超过有效值的次数占总次数的比例达到或超过预设比例进行判断。本实施例中，AD值的有效值根据噪音输出峰值、语音输出有效值进行设定。

如图3所示，进一步，本发明另一优选实施例的自然灾害广播预警方法如下：

步骤S501，上电时，单片机U1079检测当前使用电源，判断设备由主电源还是备电源供电，根据供电电源的不同选择打开不同的AD通道；当是主电源供电时，将会打开主电源对应的主电AD通道；当是备电源供电时，将会打开备电源对应的备电AD通道。

步骤S503， DTU 92接收通讯设备105的预警信息，控制语音模块40将接收到的预警信息转换成语音广播信号，并驱动喇叭99广播输出。

步骤S505，单片机U1079控制音频输出检测电路66检测喇叭99输出的音频信号，并记录。

步骤S506，当单片机U1079的AD通道连续采集到输入的AD值小于有效值达到预设次数（如预设次数设置为20次），则判断语音广播信号播放完成。

步骤S507，单片机U1079停止检查，并统计所采集情况即统计广播语音信号的广播情况。

步骤S508，判断是否为有效预警信息广播输出；为了防止上电、下电以及其他瞬间脉冲的干扰，单片机U1079打开AD通道接收音频输出检测电路66的检测、处理后的信号，若单片机U1079的AD通道连续接收到输入的AD值达到或超过有效值的次数达到或超过设定次数（如设定次数根据需要设置为2次），则判断为有效预警信息输入即判断有电话或短信输入；若采集接收到的AD值达到或超过有效值的次数未达到设定次数，则判断未有效预警信息输入或判断为噪音，结束。

步骤S509，判断广播语音信息是否播放成功；具体如下：当单片机U1079通过AD通道采集到AD值达到或超过有效值的次数占采集的总次数的比例达到或超过预设比例（如预设比例设置为3%）认为输入AD值有效，语音广播信号播放成功；当采集到AD值的达到或超过有效值的次数占采集的总次数的比例未达到预设比例（如预设比例设置为3%）时，认为输入AD值为无效，语音广播信号播放不成功。

若判断语音广播信号播放成功，则单片机U1079发送高电平给DTU对应GPIO（General Purpose Input Output 通用输入/输出）；当采集到AD值的达到或超过有效值的次数占采集的总次数的比例未达到预设比例（如预设比例设置为3%）时，认为输入AD值为无效，单片机U1079控制向DTU对应GPIO（General Purpose Input Output 通用输入/输出)发送低电平。

步骤S510，DTU 92根据接收到的预警信息的通讯设备105的身份信息如手机的身份信息，判断发送预警信息的通讯设备105是否是管理设备如判断手机的号码是否是管理号码。

若判断发送预警信息给DTU 92的通讯设备105为非管理设备如判断发送预警信息的手机的号码不是管理号码，则结束。

若判断发送预警信息给DTU 92的通讯设备105为管理设备即发送预警信息的手机号码是管理号码，则执行

步骤S511，反馈信息给发送预警信息的通讯设备105如手机。DTU 92根据输入电平判断预警信息是否播放成功，当GPIO（General Purpose Input Output 通用输入/输出)为高电平时，判定预警信息的语音广播信号播放成功；当GPIO（General Purpose Input Output 通用输入/输出)为低电平时，判定预警信息的语音广播信号播放不成功。

当DTU 92判断语音播放成功，则发送广播信息播放成功的短信给发送预警信息的通讯设备如手机；当DTU 92判断语音播放不成功，则发送广播信息播放失败的短信给发送预警信息的通讯设备105如手机。

进一步，本实施例的PIC16F677的单片机芯片上与DTU 92连接的GPIO（General Purpose Input Output 通用输入/输出)端口具体为MCU_GPIO2端口。

步骤S513，单片机U1079控制计数器清零等待。

步骤S515，DTU 92进入睡眠状态。

当DTU 92进入睡眠状态适当的时间后，单片机U1079控制循环开始进入步骤 S501。

如图4所示，本发明一实施例的自然灾害广播预警机100，包括：供电电源20、语音模块40、音频输出检测电路66、单片机U1079、DTU 92。

供电电源20：供电给各电路及元器件。

语音模块40：将接收到的预警信息转换成语音广播信号、并驱动喇叭广播输出。

音频输出检测电路66：检测喇叭99的音频输出信号，以监测喇叭是否把预警信息广播出去。

单片机U1079：打开AD通道接收音频输出检测电路的检测信号，并记录，统计检测到语音广播信号播放情况，判断预警信息是否播放成功，并将预警信息是否播放成功的情况反馈出去。

DTU 92：接收外部通讯设备105发送的预警信息、并控制语音模块40驱动喇叭99输出；接收单片机U1079传输过来的预警信息的语音广播信号播放成功与否的信息，若判断发送预警信息的通讯设备105为管理池号码，将预警信息播放成功与否的信息反馈给发送该预警信息的通讯设备105。

进一步，单片机U1079打开AD通道接收音频输出检测电路66的检测信号，当单片机U1079检测到AD通道连续采集到输入的AD值小于有效值达到预设次数，则判断语音广播信号播放完成；统计音频输出检测电路66检测到的语音广播信号播放情况，若AD通道连续接收到输入的AD值达到或超过有效值的次数达到或超过设定次数，则判断为有效预警信息输入。若AD通道检测到输入的AD值达到或超过有效值的次数占总次数的比例达到或超过预设比例，则判断语音广播信号播放成功；否则判断语音广播信号播放不成功；并将语音广播信号播放成功与否情况反馈给DTU 92。

其中，语音模块40、DTU 92、喇叭99可以设置在本实施例的自然灾害广播预警机100中，也可以作为外部连接设备。本实施例中，优选的，将语音模块40、DTU 92设置在本实施例的自然灾害广播预警机100中进行说明。

进一步，本实施例的DTU 92反馈预警信息播放成功与否的信息前，还包括判断发送预警信息的通讯设备105是否为管理设备，如判断为管理设备则反馈，若判断不是管理设备则不回应。

本实施例的自然灾害广播预警机100的供电电源包括：主电源、备电源。主电源处于正常供电状态优先选用主电源供电。当主电源供电不顺畅或出现故障或遇到停电情况，采用备电源进行供电。

本实施例中，优选的，主电源采用市电接入，经AC-DC转换，输出电压为13.8V。备电源为采用蓄电池直接供电，输出电压为12V。

进一步，本实施例的单片机U1079根据供电电源的不同设置有不同的AD通道。本实施例的AD通道包括：主电AD通道、备电AD通道。主电AD通道、备电AD通道根据供电电源的不同，进行控制启动。

如图5所示，进一步，本实施例的单片机U1079作为统一控制处理及AD检测。优选的，本实施例单片机U1079优选为型号PIC16F677的单片机芯片。

进一步，上电时，单片机U1079根据POWER_STAT状态选择AD通道。当POWER_STAT为高电平时，主电源供电，单片机U1079打开主电AD通道ADC2；当POWER_STAT为低电平是，备电源供电，单片机U1079打开备电AD通道ADC1。

进一步，本实施例的单片机U1079用于监测音频输出检测电路66，通过AD通道采集输入值，并统计情况，判断预警信息的语音广播信号是否成功，并将预警信息的语音广播信号是否成功的情况反馈给DTU 92。

进一步，本实施例的音频输出检测电路66包括：霍尔电流感应器、及与霍尔电流感应器连接的放大电路。

进一步，本实施例的霍尔电流传感器的工作如下：当原边电流穿过带有气隙的聚磁环，放在气隙中的霍尔元件会检测到与电流大小成比例关系的磁通，并输出小电压信号，该电压信号被放大器放大，即可输出与原边电流信号相位相一致的电压波形，该波形能够真实的反映原边电流的大小及变化。

在两种不同电源供电情况下，驱动喇叭能力不一样，从而使霍尔电流感应器感应出不同电流，所以必须设置两种放大电路。

如图6所示，进一步，本实施例例的放大电路包括：与主电AD通道ADC2对应设置的主电放大电路、及与备电AD通道ADC1对应设置的备电放大电路。

进一步，本实施例的主电放大电路为一级放大电路；备电放大电路为二级放大电路。

进一步，主电放大电路包括：主电放大器、将霍尔电流感应器输出的电压耦合接入到主电放大器中的第一耦合电路。

进一步，备电放大电路包括：备电放大器、将霍尔电流感应器输出的电压耦合接入到备电放大器中的第二耦合电路。

如图6所示，进一步，本实施例的第一耦合电路包括：电容C215。第二耦合电路包括：电容C213、电容C211。

进一步，本实施例的主电放大电路包括：电容C215、电阻R1978、电压放大器U1045、电容C218、电阻R2001、电阻R2003、电容C223、电阻R1975、电容C1215、电阻R1906。

霍尔电流感应器感应检测喇叭99的音频输出电流，并转换为电压输出，依次经电容C215及电阻R1978接入到电压放大器U1045的负输入端；电容C218与电阻R2001并联后接入到电压放大器U1045的正输入端与地之间；电阻R2002一端接入电压放大器U1045的正输入端、另一端接入到单片机U1079中； 电阻R2003设置在电压放大器U1045的负输入端与输出端之间；电压放大器U1045的输出端与电阻R2003的输出端的公共端输出后依次接入电容C223、电阻R1975；电容C1215接入电阻R1975的输出端与地之间；电阻R1975与C1215的公共端接出后接入电阻R1906后接地；电阻R1975与电阻R1906的公共端接入到单片机U1079中。

进一步，本实施例的备电放大电路包括：备电一级放大电路及与备电一级放大电路连接的备电二级放大电路。备电一级放大电路包括：由电容C213耦合接入的放大器U1046A。备电二级放大电路包括：经备电一级放大电路放大后再经电容C211耦合接入的放大器U1046B。

进一步，本实施例的备电放大电路包括：电容C213、电阻R1979、电压放大器U1046A、电容C214、电阻R1980、电阻R1981、电阻R1984、电容C222、电阻R1976、电容C1211、电阻R1903、电容C211、电阻R1970、电压放大器U1046B、电阻R1974、电容C212、电阻R1972、电阻R1973、电容C221、电阻R1969、电容C1204、电阻R2044。

由霍尔电流感应器输出的电压依次经电容C213及电阻R1979接入到电压放大器U1046A的负输入端；电容C214与电阻R1980并联后接入到电压放大器U1046A的正输入端与地之间；电阻R1981一端接入电压放大器U1046A的正输入端、另一端接入到单片机U1079中； 电阻R1984设置在电压放大器U1046A的负输入端与输出端之间；电压放大器U1046A的输出端与电阻R1984的输出端的公共端输出后依次接入电容C222、电阻R1976后接入到电容C211中；电压放大器U1046A的输出端与电阻R1984的输出端的公共端输出后的另一条支路通过电容C1211接地，电阻R1903与电容C1211并联设置。

电容C211经电阻R1970耦合到进行二级放大的电压放大器U1046B、电容C212、电阻R1972并联后接入到电压放大器U1046B的正输入端与地之间；电阻R1973一端接入电压放大器U1046B的正输入端、另一端接入到单片机U1079中；电阻R1974设置在电压放大器U1046B的负输入端与输出端之间；电压放大器U1046B的输出端与电阻R1974的输出端的公共端输出后依次接入电容C221、电阻R1969后接入到单片机U1079中；电压放大器U1046B的输出端与电阻R1974的输出端的公共端输出后的另一条支路通过电容C1204接地，电阻R2044与电容C1204并联设置。

本实施例的主电放大电路将霍尔电流感应器输出的电压经过电压放大器U1045一级放大电路把输入电压放大到合适范围，保证单片机U1079的主电AD通道能有效采样，同时保证有效信息和噪音有明显区分。

本实施例的备电放大电路将霍尔电流感应器输出的电压经过电压放大器U1046A一级放大,再经过电容C211耦合到电压放大器U1046B进行二级放大，把前一级输入放大到合适范围，保证备电AD通道能有效采样，同时保证有效信息和噪音有明显区分。主电放大电路与主电AD通道对应设置；备电放大电路与备电AD通道对应设置。

本实施例的自然灾害广播预警机100如下工作：上电时，单片机U1079首先判断供电电源由主电源还是备电源供电，当是主电源供电时，将会打开主电AD通道；当是备电源供电时，将会打开备电AD通道。

DTU 92接收到通讯设备105发送的预警信息，控制语音模块40将预警信息转换成语音广播信号、并驱动喇叭广播输出。

当单片机U1079检测到AD通道连续采集到输入的AD值小于有效值达到预设次数（如预设次数设置为20次），则判断语音广播信号播放完成。单片机U1079停止检查，并统计所采集情况。

为了防止上电、下电以及其他瞬间脉冲对音频输出检测电路66、或喇叭99等干扰，单片机U1079打开AD通道采集接收音频输出检测电路66检测的喇叭99的音频输出信号，若AD通道连续接收到输入的AD值达到或超过有效值的次数达到或超过设定次数（如设定次数根据需要设置为2次），则判断有有效预警信息播放，即判断为预警信息电话或短信转换的语音广播信号播放；若采集接收到的AD值达到或超过有效值的次数未达到设定次数，则判断未有有效预警信息播放或判断为噪声，结束。

当单片机U1079通过AD通道采集到AD值达到或超过有效值的次数占采集的总次数的比例达到或超过预设比例（如预设比例设置为3%）认为输入AD值有效，语音广播信号播放成功，单片机U1079控制GPIO（General Purpose Input Output 通用输入/输出）发送高电平给DTU 92；当采集到AD值的达到或超过有效值的次数占采集的总次数的比例未达到预设比例（如预设比例设置为3%）时，认为输入AD值为无效，单片机U1079控制GPIO（General Purpose Input Output 通用输入/输出)向DTU发送低电平。

DTU 92根据输入电平判断语音输出是否有效，当GPIO为高电平时，判定语音广播信号播放成功；当GPIO为低电平时，判定语音广播信号播放不成功。

进一步，本实施例的PIC16F677的单片机芯片与DTU 92连接的GPIO（General Purpose Input Output 通用输入/输出)端口具体为MCU_GPIO2端口。

DTU 92根据发送预警信息的通讯设备的身份信息如手机的号码进行分析，判断发送预警信息的通讯设备105是否是管理设备如判断手机号码是否是管理号码。

DTU 92根据发送预警信息的通讯设备105的身份号码判断是否为管理器号码，以便执行是否回复短信给电话或短信发送者。

如果是管理号码，当DTU 92通过单片机U1079的传输信号判断语音广播信号播放成功，则发送语音广播信号播放成功的短信给发送该预警信息的通讯设备105；当DTU 92通过单片机的传输信号判断语音播放不成功，则发送广播信息播放失败的短信给预警信息的通讯设备105。如果DTU 92判断发送预警信息的通讯设备的号码不是管理号码，则不做反馈回应。

单片机控制计数器清零等待，DUT进入睡眠状态。

本发明通过一种通过喇叭广播自然灾害的广播预警机，通过设置音频输出检测电路66监测喇叭99的广播语音输出情况，检测喇叭99是否把相关预警信息广播出去，并及时反馈给短信发送者或者电话拨打者，同时将短信或电话的预警内容和电话号码上传到平台。

本实施例的自然灾害广播预警机100可通过DTU 92接收数据中心发过来的预警信息，单片机接收到中心预警包后分析预警级别，DTU 92控制发送预警包给语音模块40，语音模块40通过喇叭99发出特定广播预警语音，告知附近村民采取相应措施。经过现场实际验证，数据中心发送预警包后，3秒钟左右可以发出预警。同时通过DTU 92将预警信息是否广播成功的信息反馈给发送该预警信息的通讯设备105如手机，以使工作人员更好了了解预警信息的传达情况。

本实施例的自然灾害广播预警机100可以通过利用、重建气象站网、水文站网、地质灾害站网，对汛情和灾害情况利用CDMA/GPRS等通信技术进行实时监测，并对信息进行加工处理，利用监控软件自动进行预测、预警，通过各种有关的预警通知和警报设施，提前通知有关成员单位、防汛责任人，通知危险区居户，做好山洪抢险组织、转移撤离准备，最大地减少人员和财产损失，提高对山洪灾害快速、全面、准确的预报、预警以及指挥调度的技术手段。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自然灾害广播预警方法，其特征在于，包括：

预警信息接收步骤：采集接收外部通讯设备的预警信息；

广播步骤：将预警信息转换成语音广播信号并驱动喇叭广播输出；

广播情况记录步骤：检测喇叭输出的语音广播信号播放情况，并记录；

播放完成判断步骤：判断是否播放完成，

若判断播放完成，则执行

播放情况统计步骤：统计检测到语音广播信号播放情况；

判断预警信息是否播放成功，

判断预警信息是否播放成功的过程为：若单片机控制AD模数转换通道检测到输入的AD模数转换值达到或超过有效值的次数占总次数的比例达到或超过预设比例，则判断语音广播信号播放成功；

反馈步骤：若发送预警信息的通讯设备为管理设备，则将语音广播信号播放成功与否的情况根据设置反馈给发送该预警信息的通讯设备。

2.根据权利要求1所述的自然灾害广播预警方法，其特征在于：所述判断是否播放完成的过程为：当单片机控制AD模数转换通道连续采集到输入的AD模数转换值小于设定的有效值并达到预设次数，则判断语音广播信号播放完成；若单片机判断语音广播信号播放完成，则控制音频输出检测电路停止检测。

3.根据权利要求1所述的自然灾害广播预警方法，其特征在于：判断预警信息是否播放成功的过程还包括：若采集到AD值的达到或超过有效值的次数占采集的总次数的比例未达到预设比例时，判断语音广播信号播放不成功。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的自然灾害广播预警方法，其特征在于：所述判断预警信息是否播放成功前还包括：

判断是否为有效预警信息播放：单片机打开AD通道接收音频输出检测电路的检测信息，若单片机的AD通道连续接收到输入的AD值达到或超过有效值的次数达到或超过设定次数，则判断为有效预警信息播放输出。

5.根据权利要求4所述的自然灾害广播预警方法，其特征在于：若单片机的AD通道连续接收到输入的AD值达到或超过有效值的次数未达到设定次数，则判断无有效预警信息播放输出，结束；所述AD值的有效值根据噪音输出峰值及语音输出有效值进行设定。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的自然灾害广播预警方法，其特征在于：所述自然灾害广播预警方法还包括：通讯设备的身份判断步骤：DTU根据发送预警信息的通讯设备的身份信息判断该通讯设备是否是管理设备；若判断通讯设备为管理设置，则执行反馈步骤，否则不反馈或不回应。

7.根据权利要求1至3任意一项所述的自然灾害广播预警方法，其特征在于，还包括：电源检测步骤：单片机检测当前使用电源，判断供电电源类型，若判断为主电源供电则打开主电AD通道；当判断为备电源供电则打开备电AD通道；

音频输出检测电路包括：霍尔电流感应器、及与霍尔电流感应器连接的放大电路，该放大电路包括：与主电AD通道对应设置的主电放大电路、与备电AD通道对应设置的备电放大电路；

检测喇叭输出的语音广播信号播放情况包括：霍尔电流感应器感应接收广播输出电流，将感应到的电流并转换成电压，经与单片机的打开的AD通道对应的放大电路进行放大后，传输给单片机；

单片机根据供电电源类型打开相应的AD通道，选择相应的放大电路对接收到的检测信号进行处理放大，单片机的AD通道采集该音频输出检测电路相应的放大电路的输出电压，通过判断单片机的AD通道接收到的音频输出检测电路的输出电压是否达到或超过有效值的次数占总次数的比例达到或超过预设比例以判断输出电压是否有效，通过判断输出电压是否有效以判断语音广播信号是否播放成功，若输入电压判断有效，则单片机输出高电平给DTU；所述主电放大电路为一级放大电路，所述备电放大电路为二级放大电路。

8.一种自然灾害广播预警机，其特征在于，包括：

供电电源：供电给各电路及元器件；

语音模块：将接收到的预警信息转换成语音广播信号并驱动喇叭广播输出；

音频输出检测电路：检测喇叭的音频输出信号，以监测喇叭是否把预警信息广播出去；

单片机：打开AD模数转换通道接收音频输出检测电路的检测信号，并记录，统计检测到语音广播信号播放情况，判断预警信息是否播放成功，并将预警信息是否播放成功的情况反馈出去；单片机通过判断AD通道检测到输入的AD值达到或超过有效值的次数占总次数的比例达到或超过预设比例，则判断语音广播信号播放成功；

DTU数据传输单元：接收外部通讯设备发送的预警信息并控制语音模块驱动喇叭输出；并接收单片机传输过来的预警信息的语音广播信号播放成功与否的信息，若判断发送预警信息的通讯设备为管理池号码，将预警信息播放成功与否的信息反馈给发送该预警信息的通讯设备。

9.根据权利要求8所述的自然灾害广播预警机，其特征在于，所述单片机接收音频输出检测电路的检测信号判断是否播放完成，若判断语音广播信号播放完成，则控制音频输出检测电路停止检测，并统计检测到的语音广播信号播放情况，判断是否为有效预警信息播放，若是，则判断预警信息是否播放成功；所述供电电源：包括主电源、备电源；所述单片机根据供电电源类型控制打开相应的AD通道，若判断为主电源供电则打开主电AD通道，若判断为备电源供电则打开备电AD通道；所述音频输出检测电路包括：霍尔电流感应器、及与霍尔电流感应器连接的放大电路，该放大电路包括：与所述主电AD通道对应设置的主电放大电路、与所述备电AD通道对应设置的备电放大电路；所述音频输出检测电路检测喇叭的音频输出信号，通过霍尔电流感应器感应采集广播音频输出电流，将感应到的电流转换成电压，根据供电电源类型不同选择，经第一耦合电路、或第二耦合电路耦合到主电放大器、或备电放大器中进行放大输出，并传输给所述单片机，单片机根据供电电源类型打开相应的AD通道采集音频输出检测电路的输出电压，通过判断输入电压是否有效判断语音广播信号是否播放成功，通过输出高低电平将语音广播信号播放成功与否的信息反馈给DTU，并通过DTU反馈给通讯设备；所述AD通道采集接收到的所述音频输出检测电路输出的电压值为AD值。

10.根据权利要求9所述的自然灾害广播预警机，其特征在于，所述单片机打开AD通道接收音频输出检测电路的检测信息，若单片机的AD通道连续接收到输入的AD值达到或超过有效值的次数达到或超过设定次数，则判断为有效预警信息播放输出；若判断为有效预警信息播放输出则判断预警信息是否播放成功，否则判断语音广播信号播放不成功；DTU判断发送预警信息的通讯设备是否为管理设备，如判断为管理设备则反馈，若判断不是管理设备则不回应；所述主电放大电路包括：主电放大器、将霍尔电流感应器输出的电压耦合接入到所述主电放大器中的第一耦合电路，所述备电放大电路包括：备电放大器、将霍尔电流感应器输出的电压耦合接入到所述备电放大器中的第二耦合电路，所述主电放大电路为一级放大电路，所述备电放大电路为二级放大电路。