CN105389963A - 一种多路语音报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明所述的多路语音报警系统从整体结构上分为离散报警模块与监控中心报警点模块两部分，离散报警模块主要是根据实际需要设置于工厂不同地点的报警装置，监控中心报警点模块主要为监控中心的集中报警平台，离散报警模块与监控中心报警点模块二者相对独立，并可通过无线射频组网使用。本发明所述技术方案的有益效果在于：结合铸造厂房工业应用环境，针对自动化设备报警拓展资源不足、信息量单一的应用局限，利用嵌入式技术、有线及无线通信方式，将现场报警触发节点与监控中心报警点功能集成，采用母板加功能插件方式，提供一种可单点或组合触发方式工作的、性价比高的多路语音报警模块解决方案。

Description

一种多路语音报警系统

技术领域

本发明涉及安全监控领域，尤其涉及一种多路语音报警系统。

背景技术

自动化设备运行及厂房安全监控时，需要对异常情况进行实时报警。受限于操作柜面板安装空间及控制器I/O资源，现有设备或传感往往以指示灯、多层灯塔、蜂鸣器或马达警报器及其组合方式提示现场操作人员。此种方式所提供的报警信息量有限，且要求操作人员或巡检人员熟识各种指示所对应的报警信息，以便及时作出响应。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种多路语音报警系统及监控方法，该报警系统利用嵌入式技术，提供一种功能可剪裁、低功耗、性价比高的多路语音报警解决方案。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明所述的一种多路语音报警系统包括电源转换模块、报警触发控制模块、监控中心报警模块和信息交互模块；所述报警触发控制模块主要是根据实际需要设置于工厂不同地点的报警装置，监控中心报警模块主要为监控中心的集中报警平台，所述报警触发控制模块与监控中心报警模块二者相对独立并通过无线射频组网实现相互通信；其中，

所述电源转换模块包括一隔离稳压单元，所述隔离稳压单元输出电源模块ZY2405WHBBD-3W为多路语音报警系统提供DC5V的安全电压，经塑制硅整流器1N4007后为监控中心报警模块和报警触发控制模块提供DC4.2V电源，后级电源转换芯片CAT6219为多路语音报警系统提供稳定的DC3.3V供电电源；

所述报警触发控制模块以LPC11E67JBD64为核心处理器，3.3V单电源供电，内置20KBSRAM、4KBEEPROM、4个UART、2个SSP、4个Timer、50个GPIO外设，以12MHz正常工作模式；所述报警触发控制模块采用光耦TLP521-4隔离处理16路外部报警触发；其中，第0～7路配置为组合触发方式，以分时复用方式接收外部报警触发信号；

所述监控中心报警模块采用提供串口的YX5200作为主控芯片，所述主控芯片与串口MP3主控板连接，所述串口MP3主控板设置有电可擦可编程只读存储器（EEPROM）、音频功放单元、U盘接口、SD卡接口、FLASH存储器接口；所述主控芯片YX5200集成MP3与WMV硬解码，支持FAT16、FAT32文件系统，最大支持32GTF卡，支持32GU盘、64M字节FLASH，通过串口指令完成播放指定的音乐以及如何播放音乐的功能；

所述信息交互模块包括LCD液晶屏显示、Modbus_RTU/TCP通信、射频通信与数字量报警输出4中信息交互方式；其中，

所述LCD液晶屏显示采用LCD12864-ST的3.3V蓝屏，通信方式为串行SPI，同步显示当前语音播放内容；

所述Modbus_RTU/TCP通信分别由半双工收发器SP3485和嵌入式以太网转串口模块IPORT-1提供RS485与以太网底层通信，高低字节交换的CRC16检验方式提高通信可靠性；

所述射频通信采用470MHz无线射频通讯模块ZM470S-D，通信方式为串行SPI；

所述数字量报警输出为在外部电源供电情况下，根据外部触发情况，采用光继电器TLP3554提供2.5A的报警负载输出。

本发明所述技术方案的有益效果在于：本发明结合铸造厂房工业应用环境，针对自动化设备报警拓展资源不足、信息量单一的应用局限，利用嵌入式技术、有线及无线通信方式，将现场报警触发节点与监控中心报警点功能集成，采用母板加功能插件方式，提供一种可单点或组合触发方式工作的、性价比高的多路语音报警模块解决方案。另外，本发明信息交互采用470MHz射频通信、隔离型光继电器可接中小功率负载、标准ModbusRTU与ModbusTCP通信，可方便地与工业PLC、DCS等系统进行无缝集成具有使用方便，成本较低的特点。

附图说明

图1为本发明所述多路语音报警系统整体结构示意图；

图2为本发明所述多路语音报警系统的报警触发控制模块监控示意图；

图3为本发明所述多路语音报警系统的监控中心报警模块监控示意图。

具体实施方式

为更详细的描述本发明所述技术方案，现结合实施例进一步进行描述，具体如下：

如图1所示，本发明所述的多路语音报警系统从整体结构上分为报警触发控制模块与监控中心报警模块两部分，报警触发控制模块主要是根据实际需要设置于工厂不同地点的报警装置，监控中心报警模块主要为监控中心的集中报警平台，报警触发控制模块与监控中心报警模块二者相对独立，并可通过无线射频组网使用。

在本发明所述技术方案中，多路语音报警系统采用整流电路整流至9～36V后供电，对外接口主要为供电、报警触发、报警输出、Modbus通信、射频通信及串口mp3主控接口，为提高模块的通用性，功能单元采取模块化设计，通过在模板上设置多组GPIO来实现本发明所述目的之一的可裁剪的安全监控系统。

具体的，本发明所述的一种多路语音报警系统包括电源转换模块、报警触发控制模块、监控中心报警模块、信息交互模块；其中，

所述电源转换模块包括一隔离稳压单元，所述隔离稳压单元输出电源模块ZY2405WHBBD-3W为多路语音报警系统提供DC5V的安全电压，经塑制硅整流器1N4007后为监控中心报警模块和报警触发控制模块提供DC4.2V电源，后级电源转换芯片CAT6219为多路语音报警系统提供稳定的DC3.3V供电电源；

所述报警触发控制模块以LPC11E67JBD64为核心处理器，3.3V单电源供电，内置20KBSRAM、4KBEEPROM、4个UART、2个SSP、4个Timer、50个GPIO外设，以12MHz正常工作模式；所述报警触发控制模块采用光耦TLP521-4隔离处理16路外部报警触发；其中，第0～7路配置为组合触发方式，以分时复用方式接收外部报警触发信号；

所述监控中心报警模块采用提供串口的YX5200作为主控芯片，所述主控芯片与串口MP3主控板连接，所述串口MP3主控板设置有电可擦可编程只读存储器（EEPROM）、音频功放单元、U盘接口、SD卡接口、FLASH存储器接口；所述主控芯片YX5200集成MP3与WMV硬解码，支持FAT16、FAT32文件系统，最大支持32GTF卡，支持32GU盘、64M字节FLASH，通过串口指令完成播放指定的音乐以及如何播放音乐的功能；

所述信息交互模块包括LCD液晶屏显示、Modbus_RTU/TCP通信、射频通信与数字量报警输出4中信息交互方式；其中，

所述LCD液晶屏显示采用LCD12864-ST的3.3V蓝屏，通信方式为串行SPI，同步显示当前语音播放内容，；

所述Modbus_RTU/TCP通信分别由半双工收发器SP3485与嵌入式以太网转串口模块IPORT-1提供RS485与以太网底层通信，高低字节交换的CRC16检验方式提高通信可靠性；

所述射频通信采用470MHz无线射频通讯模块ZM470S-D，通信方式为串行SPI；

所述数字量报警输出为在外部电源供电情况下，根据外部触发情况，采用光继电器TLP3554提供2.5A的报警负载输出。

所述多路语音报警系统实现语音报警分为报警触发控制模块的语音报警和监控中心报警模块的语音报警，其中，

如图2所示，所述报警触发控制模块的语音报警监控步骤为：

步骤一：所述报警触发控制模块的LPC11E67JBD64复位后，进行内部12MHz晶振时钟配置；延时稳定后，对LPC11E67JBD64引脚功能分配、GPIO输入输出特征、IO下降沿与捕获中断TIMER、SPI及UART内置外设功能进行配置；

步骤二：所述报警触发控制模块的LPC11E67JBD64读取内置EEPROM中存储的参数配置数据，根据GPIO插入的功能模块子板，确定对应参数是否读取及对应中断是否开启，之后进入报警触发控制模块的监控循环；其中，

所述报警触发控制模块的监控循环的方式具体如下：

根据组合触发编码方式是否启用，决定IO、定时及捕获中断的开启与关闭；如果为I/O单点触发方式，则进行16通道逐路检测，内部分配的两个字节变量的每一位对应一个通道状态，触发方式不限；否则进行255通道逐路检测，内部分配的16个字节变量的每一位对应一个通道状态，触发方式为二进制组合脉冲方式；如果通道值为1，则播放存储器内对应的音频信息，同时利用LCD显示信息，并开启背光功能与使能数字量报警输出，否则关闭两者，并进入下一通道检测；当该通道对应报警语音播放完毕后，判断所有通道是否轮循完毕，是则进入总体循环，否则下一通道检测；

所述的中断包括IO触发中断、IO捕获中断、定时中断及串口通信中断（即Modbus通信中断），其中，

所述IO触发中断是在组合触发编码方式启用情况下，一旦触发，则临时变量记忆第0～7路IO状态值，延时0.2ms滤波处理后，如果临时变量与当前IO值相同，则总中断次数静态变量值加1，否则认为是干扰，直接退出中断；然后根据IO状态值，将代表可使用通道状态的16个字节变量的对应位置1；

所述IO捕获中断为用于射频通信模块的中断输出引脚，设置为当接收到数据后此引脚拉低，清除中断标志后引脚拉高，提示核心处理器LPC11E67JBD64接收报警触发控制模发出的状态查询命令，采用Modbus通信协议格式，进行CRC校验判断，通过后返回当前报警节点的通道报警状态，无论报警节点的组合触发编码方式是否启用，统一返回16个字节信息；

所述定时中断设定为2s定时中断，如果2s内IO无变化且状态为0，表明报警不再触发，则将16个字节清零，音频播放随之结束；

所述串口通信中断是指第一次上电时，默认9600bps，无校验，8位数据位，通信地址为1。

如图3所示，所述监控中心报警模块的语音报警监控步骤为：

步骤一：所述监控中心报警模块的主控芯片YX5200复位后，进行内部12MHz晶振时钟配置；延时稳定后，对主控芯片YX5200引脚功能分配、GPIO输入输出特征、IO下降沿与捕获中断TIMER、SPI及UART内置外设功能进行配置；

步骤二：所述监控中心报警模块的主控芯片YX5200读取内置EEPROM中存储的参数配置数据，根据GPIO插入的功能模块子板，确定对应参数是否读取及对应中断是否开启，之后进入监控中心报警模块的监控循环；其中，

所述监控中心报警模块的监控循环根据初始化中所读取的设备信息，每台设备分配16个字节变量；在所述监控中心报警模块的监控循环中，逐路设备进行状态检测，只要该设备所分配的16个字节变量不全为零，则进行报警语音报警，同时利用LCD显示信息，并开启背光功能与使能数字量报警输出，否则关闭两者，并进入下一设备检测；

监控中心报警模块的中断包括定时中断、IO捕获中断和串口通信中断，其中，

所述IO捕获中断是用于射频通信模块的中断输出引脚，提示监控中心报警模块的主控芯片接收报警触发控制模块返回的16个字节的报警状态数据；

所述定时中断是设定为100ms定时中断，根据设备巡检总数，采用Modbus通信协议格式，依次向报警触发控制模块查询对应设备报警状态；

所述串口通信中断是指第一次上电时，默认9600bps，无校验，8位数据位，通信地址为1。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (1)

1.一种多路语音报警系统，其特征在于，所述多路语音报警系统包括电源转换模块、报警触发控制模块、监控中心报警模块和信息交互模块；所述报警触发控制模块主要是根据实际需要设置于工厂不同地点的报警装置，监控中心报警模块主要为监控中心的集中报警平台，所述报警触发控制模块与监控中心报警模块二者相对独立并通过无线射频组网实现相互通信；其中，

所述电源转换模块包括一隔离稳压单元，所述隔离稳压单元输出电源模块ZY2405WHBBD-3W为多路语音报警系统提供DC5V的安全电压，经塑制硅整流器1N4007后为监控中心报警模块和报警触发控制模块提供DC4.2V电源，后级电源转换芯片CAT6219为多路语音报警系统提供稳定的DC3.3V供电电源；

所述报警触发控制模块以LPC11E67JBD64为核心处理器，3.3V单电源供电，内置20KBSRAM、4KBEEPROM、4个UART、2个SSP、4个Timer、50个GPIO外设，以12MHz正常工作模式；所述报警触发控制模块采用光耦TLP521-4隔离处理16路外部报警触发；其中，第0～7路配置为组合触发方式，以分时复用方式接收外部报警触发信号；

所述监控中心报警模块采用提供串口的YX5200作为主控芯片，所述主控芯片与串口MP3主控板连接，所述串口MP3主控板设置有电可擦可编程只读存储器（EEPROM）、音频功放单元、U盘接口、SD卡接口、FLASH存储器接口；所述主控芯片YX5200集成MP3与WMV硬解码，支持FAT16、FAT32文件系统，最大支持32GTF卡，支持32GU盘、64M字节FLASH，通过串口指令完成播放指定的音乐以及如何播放音乐的功能；

所述信息交互模块包括LCD液晶屏显示、Modbus_RTU/TCP通信、射频通信与数字量报警输出4中信息交互方式；其中，

所述LCD液晶屏显示采用LCD12864-ST的3.3V蓝屏，通信方式为串行SPI，同步显示当前语音播放内容；

所述Modbus_RTU/TCP通信分别由半双工收发器SP3485和嵌入式以太网转串口模块IPORT-1提供RS485与以太网底层通信，高低字节交换的CRC16检验方式提高通信可靠性；

所述射频通信采用470MHz无线射频通讯模块ZM470S-D，通信方式为串行SPI；

所述数字量报警输出为在外部电源供电情况下，根据外部触发情况，采用光继电器TLP3554提供2.5A的报警负载输出；

所述多路语音报警系统实现语音报警分为报警触发控制模块的语音报警和监控中心报警模块的语音报警，其中，

所述报警触发控制模块的语音报警监控步骤为：

步骤一：所述报警触发控制模块的LPC11E67JBD64复位后，进行内部12MHz晶振时钟配置；延时稳定后，对LPC11E67JBD64引脚功能分配、GPIO输入输出特征、IO下降沿与捕获中断TIMER、SPI及UART内置外设功能进行配置；

步骤二：所述报警触发控制模块的LPC11E67JBD64读取内置EEPROM中存储的参数配置数据，根据GPIO插入的功能模块子板，确定对应参数是否读取及对应中断是否开启，之后进入报警触发控制模块的监控循环；其中，

所述报警触发控制模块的监控循环的方式具体如下：

根据组合触发编码方式是否启用，决定IO、定时及捕获中断的开启与关闭；如果为I/O单点触发方式，则进行16通道逐路检测，内部分配的两个字节变量的每一位对应一个通道状态，触发方式不限；否则进行255通道逐路检测，内部分配的16个字节变量的每一位对应一个通道状态，触发方式为二进制组合脉冲方式；如果通道值为1，则播放存储器内对应的音频信息，同时利用LCD显示信息，并开启背光功能与使能数字量报警输出，否则关闭两者，并进入下一通道检测；当该通道对应报警语音播放完毕后，判断所有通道是否轮循完毕，是则进入总体循环，否则下一通道检测；

所述的中断包括IO触发中断、IO捕获中断、定时中断及串口通信中断，其中，

所述IO触发中断是在组合触发编码方式启用情况下，一旦触发，则临时变量记忆第0～7路IO状态值，延时0.2ms滤波处理后，如果临时变量与当前IO值相同，则总中断次数静态变量值加1，否则认为是干扰，直接退出中断；然后根据IO状态值，将代表可使用通道状态的16个字节变量的对应位置1；

所述IO捕获中断为用于射频通信模块的中断输出引脚，设置为当接收到数据后此引脚拉低，清除中断标志后引脚拉高，提示核心处理器LPC11E67JBD64接收报警触发控制模发出的状态查询命令，采用Modbus通信协议格式，进行CRC校验判断，通过后返回当前报警节点的通道报警状态，无论报警节点的组合触发编码方式是否启用，统一返回16个字节信息；

所述定时中断设定为2s定时中断，如果2s内IO无变化且状态为0，表明报警不再触发，则将16个字节清零，音频播放随之结束；

所述串口通信中断是指第一次上电时，默认9600bps，无校验，8位数据位，通信地址为1；

所述监控中心报警模块的语音报警监控步骤为：

步骤一：所述监控中心报警模块的主控芯片YX5200复位后，进行内部12MHz晶振时钟配置；延时稳定后，对主控芯片YX5200引脚功能分配、GPIO输入输出特征、IO下降沿与捕获中断TIMER、SPI及UART内置外设功能进行配置；

步骤二：所述监控中心报警模块的主控芯片YX5200读取内置EEPROM中存储的参数配置数据，根据GPIO插入的功能模块子板，确定对应参数是否读取及对应中断是否开启，之后进入监控中心报警模块的监控循环；其中，

所述监控中心报警模块的监控循环根据初始化中所读取的设备信息，每台设备分配16个字节变量；在所述监控中心报警模块的监控循环中，逐路设备进行状态检测，只要该设备所分配的16个字节变量不全为零，则进行报警语音报警，同时利用LCD显示信息，并开启背光功能与使能数字量报警输出，否则关闭两者，并进入下一设备检测；

监控中心报警模块的中断包括定时中断、IO捕获中断和串口通信中断，其中，

所述IO捕获中断是用于射频通信模块的中断输出引脚，提示监控中心报警模块的主控芯片接收报警触发控制模块返回的16个字节的报警状态数据；

所述定时中断是设定为100ms定时中断，根据设备巡检总数，采用Modbus通信协议格式，依次向报警触发控制模块查询对应设备报警状态；

所述串口通信中断是指第一次上电时，默认9600bps，无校验，8位数据位，通信地址为1。