CN105701931A

CN105701931A - 一种语音告警装置

Info

Publication number: CN105701931A
Application number: CN201410704474.4A
Authority: CN
Inventors: 邱津津
Original assignee: Shanghai Aviation Electric Co Ltd
Current assignee: Shanghai Aviation Electric Co Ltd
Priority date: 2014-11-29
Filing date: 2014-11-29
Publication date: 2016-06-22

Abstract

本发明涉及一种语音告警装置，藉由飞机控制系统提供一离散告警信号，经离散信号采集电路送至所述I/O信号采集口，处理器根据离散告警信号调取对应的第一存储信息，并将其转换成语音控制信号送至音频信号输出电路，音频信号输出电路对外输出音频信号，以达到告警的目的。

Description

一种语音告警装置

技术领域

本发明涉及语音设备，特别是应用于飞机上的一种语音告警装置。

背景技术

飞机在飞行时，飞行员需集中精力完成飞行任务。现有的告警装置一般为灯光告警，当告警信息出现时，飞行员需转移注意力至告警灯盒的面板，辨识其显示的告警信号，并进行处理。采用灯光告警的灯盒不仅易分散飞行员高度集中的注意力，而且占用机内显示面板资源；另外，告警信号名称若有更改，需重新制作信号牌，更改周期较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的语音告警装置，用以解决现有技术中仍停留在视觉告警的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种语音告警装置，其特征在于，包括，

一离散信号采集电路，所述离散信号采集电路具有一输入端及一输出端，所述输入端与一飞机控制系统相连接，用以传输一第一信号组，其中，所述第一信号组至少包含有一离散告警信号；

一控制处理器，所述控制处理器包含有，

一I/O信号采集口，所述I/O信号采集口与所述离散信号采集电路的输出端相连接，用以传输所述第一信号组；

一第一通讯接口，所述第一通讯接口与一存储器相连接，所述存储器内有一第一存储信息，用以调取或存储所述第一存储信息；以及，

一第二通讯接口，所述第二通讯接口用以提供一语音控制信号；

一音频信号输出电路，所述音频信号输出电路与所述第二通讯接口相连接，用以将所述语音控制信号转换成一音频信号并对外输出；

藉由所述飞机控制系统提供一离散告警信号，经所述离散信号采集电路送至所述I/O信号采集口，所述处理器根据所述离散告警信号调取对应的所述第一存储信息，并将其转换成所述语音控制信号送至所述音频信号输出电路，所述音频信号输出电路对外输出所述音频信号，以达到告警的目的。

作为一种语音告警装置的优选方案，所述控制处理器还包含有下列之一或其组合：

一第三通讯接口，所述第三通讯接口与一地面维护设备相连接，用以传输一第二信号组；

一A/D信号采集口，所述A/D信号采集口与一自检测电路相连接，用以采集由所述自检测电路提供的一工作电压监控信号。

作为一种语音告警装置的优选方案，所述第一信号组还包含有下列之一或其组合：一告警复位信号；一自检信号。

作为一种语音告警装置的优选方案，所述第二信号组包含下列之一或组合：一BIT信息；一告警信息；一复位信号。

作为一种语音告警装置的优选方案，所述存储器包含下列之一或组合：ROM；PROM；EPROM；EEPROM；FLASH，所述第一存储信息包含下列之一或组合：一语音库信息；一复位信息；一告警信息。

作为一种语音告警装置的优选方案，所述连接的方式包含下列之一或组合：RS422、RS485、RS488、RS232、ARINC429、DB-9、ISA、CAN、EISA、VL、SPI、USB。

作为一种语音告警装置的优选方案，所述音频信号输出电路具有一语音播放芯片、一信号放大单元及一阻抗匹配单元，藉此实现所述音频信号的平滑滤波、信号放大及阻抗匹配处理。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

1、通过语音告警，使飞行员无需转移视线，即可清楚的获知告警信息，让飞行员能够将注意力集中在完成飞行任务上，保证飞机飞行安全。

2、可安装于隐蔽处，不占用机内显示面板资源，使整体布局更为合理。

3、若信号名称有更改，仅需向告警装置录入新的代码指令，更改周期大幅缩短，并节省成本。

附图说明

图1是本发明硬件电路框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

请参见图1，图中所示的是

a)电源印制板部件

电源印制板部件由电源转换模块和阻抗匹配模块组成。

电源转换模块给处理平台提供+18V、+5V、+3.3V电源。

b)控制印制板部件

控制印制板部件由离散信号输入模块、自检及基准电压采集模块、处理器控制模块、音频信号处理模块、通信总线接口模块组成。

处理器控制及音频信号输出电路：

音频信号输出通过外扩语音芯片实现告警语音输出，采用实现功率放大，最后以8Ω转600Ω的阻抗变换器实现阻抗匹配。

语音播放芯片具有如下特征：

1)工作电压范围从2.4V到5.5V；

2)可通过外部电阻设置采样频率，从4kHz到12kHz，相应的录音时间从240s到80s，可处理多达255段以上信息，可录音十万次，存储内容可以断电保留100年；

3)录音信息存储到片上Flash，数据不经压缩，提供原声品质；

4)器件集成优异的消息管理系统，使得芯片能够自动寻址各信息的地址；每条语音信息结尾处有EOM标识，每条语音播放时，会在EOM处自动停止；该功能使其能够胜任单晶片按键情形；

5)音量可通过硬件接口或SPI接口调节，共8级音量，每级4db；

6)提供独立模拟输出，输出通道能够配置为单端电流或电压输出，用于驱动外部功放；

7)支持独立工作模式和SPI工作模式，用户可以通过SPI完全控制器件的所有操作。

为了输出高品质的告警语音，本方案采用12kHz录音，支持时长达80s，满足语音告警的功能要求，并具有一定的扩展余量。

语音播放芯片只能驱动一个约8Ω的喇叭，不能直接满足语音输出接口的功率和阻抗的要求，经比较，本方案选用功率放大器与阻抗变换器。功率放大器用于提高音频信号的电压幅值，阻抗变换器用于阻抗匹配。

通信总线接口电路：

通过RS-232通信总线接口将BIT信息、告警信息及复位信息上报维护测试设备。

自检测：

产品的自检功能包括：上电BIT、周期BIT、维护自检三种。

上电自检及周期自检内容包括：离散采集电路自检、工作电压检测、存储器检测等。

维护自检内容包括：离散采集电路自检、工作电压检测、存储器检测及通过采集机上自检信号后通过飞行员耳机按优先级从高到低的顺序将告警语音播放一遍。

基准电压BIT检测采用更改比较器门限值的设计方案。自检时，由处理器发出基准电压控制信号，首先控制基准电压发生器的输出电压值大于输入端任何信号时候的电压值，此时，不论输入信号为何值，比较器始终输出为一种电平。然后再控制基准电压发生器的输出电压值小于输入端任何信号的电压值，此时，不论输入信号为何值，比较器始终输出为另一种电平。这种检测方式，同时测试了比较器的高、低电平输出，可以实现对离散量输入模块的自检。

硬件设计主要由电源转换电路、离散信号采集电路、处理器控制及音频信号输出电路、通信总线接口、自检测电路组成，硬件电路框图见图1。

该装置采集飞机其他系统发送的离散告警信号及告警复位信号，经过硬件滤波处理、比较后，由处理器进行采集，并进行软件滤波处理进一步降低虚警率。根据采集到的告警信号，处理器将其在语音芯片中对应的存储地址通过SPI总线输送给语音芯片，控制语音芯片输出相应的模拟音频，然后对模拟音频进行平滑滤波、信号放大及阻抗匹配处理，最终输出至飞行员耳机，提供语音告警信号；同时，将采集到的告警信号经过隔离再次输出到机上系统。同时提供语音告警复位功能。

该装置通过RS-232总线将BIT信息、告警信息、复位信息传输给地面维护设备，并将上述信息存储在非易失存储器中。

该装置接收机上+27V一次电源，经过滤波、防浪涌及电源转换模块将电源转换为产品所需的+18V、+5V以及3.3V。

产品使用的语音芯片可重复改写，需更改告警信号名称时，仅需重新合成语音信号，并烧录至语音芯片中。

a)结构设计

该装置采用拼装式机箱结构，机箱主要由上下左右四块侧板、一块盖板、一块底板拼接而成。内部模块由2个SRU组成，即电源印制板和控制印制板。2个SRU之间采用防差错的印制板连接器进行电气连接，通过螺杆进行机械连接。

机箱采用金属导电材料并进行导电氧化的表面处理，最大程度地屏蔽外部对产品内部电路的电磁辐射影响；在机箱的接缝处采用台阶式的结构，并在机箱的接缝、过眼、开口、连接器与机箱连接处等处采取导电胶等屏蔽密封措施，保证机箱的屏蔽连续性。

机箱与机上交联采用一个圆形连接结构，在机箱侧面进行连接，可实现快速装卸。

以上仅表达了本发明的实施方式，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

1.一种语音告警装置，设置于一机载设备上，其特征在于，包括，

一控制处理器，所述控制处理器包含有，

2.根据权利要求1所述的一种语音告警装置，其特征在于，所述控制处理器还包含有下列之一或其组合：

3.根据权利要求1所述的一种语音告警装置，其特征在于，所述第一信号组还包含有下列之一或其组合：一告警复位信号；一自检信号。

4.根据权利要求1所述的一种语音告警装置，其特征在于，所述第二信号组包含下列之一或组合：一BIT信息；一告警信息；一复位信号。

5.根据权利要求1所述的一种语音告警装置，其特征在于，所述存储器包含下列之一或组合：ROM；PROM；EPROM；EEPROM；FLASH，所述第一存储信息包含下列之一或组合：一语音库信息；一复位信息；一告警信息。

6.根据权利要求1所述的一种语音告警装置，其特征在于，所述连接的方式包含下列之一或组合：RS422、RS485、RS488、RS232、ARINC429、DB-9、ISA、CAN、EISA、VL、SPI、USB。

7.根据权利要求1所述的一种语音告警装置，其特征在于，所述音频信号输出电路具有一语音播放芯片、一信号放大单元及一阻抗匹配单元，藉此实现所述音频信号的平滑滤波、信号放大及阻抗匹配处理。