CN105825561A - 用于高压电气五防闭锁的可唱票解锁钥匙和解锁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高压电气五防闭锁的可唱票解锁钥匙和解锁方法，该可唱票解锁钥匙包括主控模块、显示器、RFID读取模块、解锁用杆件、以及按钮，还包括：语音合成模块，与主控模块信号连接，用于对主控模块提供的操作票的各步骤进行语音合成；语音驱动模块，与语音合成模块信号连接，用于对语音合成模块的语音输出信号进行功率放大，以适应唱票音量；以及扬声器，与语音驱动模块电连接，用于对操作票的各步骤进行语音唱票。与现有技术相比，本发明具有语音唱票功能，特别是针对基层操作人员，不需要看解锁钥匙的屏幕就可以知道需要操作的步骤，一是提高工作效率，二是语音大声播报出来也启动一定的安全警示作用。

Description

用于高压电气五防闭锁的可唱票解锁钥匙和解锁方法

技术领域

本发明涉及一种用于高压电气五防闭锁的解锁钥匙和解锁方法。

背景技术

在高压电气倒闸操作过程中，特别要防范五种事故的发生：1、误分、合断路器；2、带负荷分、合隔离开关；3、带电挂(合)接地线(接地开关)；4、带地线送电；5、误入带电间隔。如果操作过程中出现上述失误，造成的后果会极为严重。为了用技术手段来避免以上情况的发生，业内普遍使用五防闭锁技术来达到防误的目的。

五防闭锁技术包括电脑解锁钥匙以及其他锁具和附件。电脑解锁钥匙如图1所示，包括壳体1；用于显示操作票内容的显示屏2；用于检测锁具编码的RFID读取装置3；用于解锁的杆件，例如金属杆4和定位杆5作为电极与功率继电器相连、用于解锁；用于驱动杆件进行解锁的按钮5。

在实施本发明的过程中，本发明人发现：监护员需要看解锁钥匙的屏幕才知道操作票中的下一步操作步骤，工作效率较低，使用不方便，而且容易造成精力分散。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于高压电气五防闭锁的可唱票解锁钥匙。本发明的目的还在于提供一种用于高压电气五防闭锁的解锁方法。

为此，本发明一方面提供了一种用于高压电气五防闭锁的可唱票解锁钥匙，包括主控模块、显示器、RFID读取模块、解锁用杆件、以及按钮，还包括：语音合成模块，与主控模块信号连接，用于对主控模块提供的操作票的各步骤进行语音合成；语音驱动模块，与语音合成模块信号连接，用于对语音合成模块的语音输出信号进行功率放大，以适应唱票音量；以及扬声器，与语音驱动模块电连接，用于对操作票的各步骤进行语音唱票。

进一步地，上述语音合成模块采用型号为SYN6288d的语音合成芯片。

进一步地，上述语音驱动模块采用型号为SPY0030Ax的语音放大芯片。

进一步地，上述可唱票解锁钥匙还包括：拾音器，用于拾取操作现场的声音信息；语音识别模块，与主控模块信号连接，用于对操作人员的复诵和监护员的语音命令进行语音识别；以及信号指示灯，与主控模块信号连接，包括信号指示灯，用于根据操作票的步骤内容提供灯光信号指示。

进一步地，上述语音识别模块采用XFS5152CE语音识别芯片。

进一步地，上述可唱票解锁钥匙还包括与主控模块连接的键盘和外部通讯模块。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于高压电气五防闭锁的解锁方法，使用根据上面所描述的用于高压电气五防闭锁的可唱票解锁钥匙，对操作票的步骤依次执行，其中，各步骤的操作方法包括：步骤A：主控模块根据语音识别模块提供开始语音指令，控制扬声器进行操作票的该步骤的唱票；步骤B：主控模块在唱票结束后，对语音识别模块实时提供的语音信息进行识别，以判断是否存在操作员的复诵，若判断存在操作员的复诵，则强制等待并控制信号指示灯提供第一指示信号，并且根据监护员提供的结束语音指令以结束本步骤，若该步骤中存在解锁操作则执行解锁操作。

进一步地，上述执行解锁操作包括利用RFID读取模块读取的锁具身份信息，主控模块将锁具身份信息与预设的锁具信息是否一致，若一致则允许则提供第二灯光指示信号，若不一致则提供报警。

进一步地，在正式解锁之前，还包括模拟预演的步骤，主控模块在该步骤中用于采集操作人员和监护员的声音特征信息，以判断是否为操作人员的复诵和监护员的语音指令。

进一步地，上述解锁方法还包括在解锁现场的解锁之前，主控模块用于对解锁现场的背景音量进行采集并且根据背景音量对唱票音量的大小进行设定的步骤。

与现有技术相比，在变电站操作时，根据本发明的可唱票解锁钥匙，除了有锁具的强制闭锁之外，还有语音唱票的提示，特别是针对基层操作人员，不需要看解锁钥匙的屏幕就可以知道需要操作的步骤，一是提高工作效率，二是语音大声播报出来也启动一定的安全警示作用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术的用于高压电气五防闭锁的解锁钥匙的外观结构示意图；

图2是根据本发明的用于高压电气五防闭锁的解锁钥匙的可唱票解锁钥匙的结构框图；

图3是根据本发明的用于高压电气五防闭锁的解锁钥匙的包括语音合成模块、语音驱动模块和扬声器的语音唱票驱动电路图；

图4是根据本发明的用于高压电气五防闭锁的解锁钥匙的RFID读取模块的电路图；

图5是根据本发明的用于高压电气五防闭锁的解锁方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为避免在操作现场盯着电脑解锁钥匙的屏幕造成精力分散的弊端，在现有的电脑解锁钥匙的基础上，增加了可唱票功能，如图2所示，本发明的可唱票解锁钥匙包括：主控模块10、LCD屏幕11、人机交互键盘12、外部通讯模块14、RFID读取模块16、语音合成模块17、语音驱动模块18、以及扬声器19。

语音合成模块17与主控模块10信号连接，用于对主控模块10提供的操作票的各步骤进行语音合成；语音驱动模块18，与语音合成模块17信号连接，用于对语音合成模块17的语音输出信号进行功率放大，以适应唱票音量；以及扬声器19，与语音驱动模块18电连接，用于对操作票的各步骤进行语音唱票。

在本发明中，采用语音合成模块可将文字内容的操作票的各步骤转换为语音唱票，并且采用语音驱动模块放大语音输出信号。如此，在变电站操作时，除了有锁具的强制闭锁之外，还有语音唱票的提示，特别是针对操作人员，不需要看解锁钥匙的屏幕就可以知道需要操作的步骤，一是提高工作效率，二是语音大声播报出来也启到一定的安全警示作用。

在本发明一实施例中，语音唱票驱动电路图如图3所示，该语音唱票驱动电路包括采用型号为SYN6288d的语音合成芯片、采用型号为SPY0030Ax的语音放大芯片和扬声器，该语音合成芯片SYN6288d由中国北京宇音天下科技有限公司提供，可通过市购获得，该语音放大芯片SPY0030Ax由中国深圳市优亚盛电子有限公司提供，可通过市购获得。

上述语音唱票驱动电路还包括连接至语音合成芯片SYN6288d各管脚的电容C25、电容C26、电容C27、电容C29、电容C30、电容C31、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37和有极性电容C28、有极性电容C32、有极性电容C42，晶体管Q7及其基极电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、以及晶振元件X3；连接至语音放大芯片SPY0030Ax各管脚的电容C40、C41、有极性电容C42，以上元器件的连接关系在图3中示出。

在上述语音唱票驱动电路中，语音合成芯片SYN6288d的BNO引脚的连接线路上串联有电容C38和电阻R30，BPO引脚的连接线路上串联有电容C39和电阻R31，用于避免电路自激啸叫破坏扬声器。

在本发明一实施例中，RFID读取模块的电路图如图4所示，RFID读取采用EM4095芯片，该芯片由瑞士比尔市的斯沃琪集团公司(TheSwatchGroupLtd)下的EM微电子-马林公司(EMMicroelectronic-MarinSA)提供，可通过市购获得。

该RFID读取模块还包括连接至芯片各管脚的电容C01、电容C02、电容C03、电容C04、电容C05、电感L31、电阻R01、电阻R02、电容C06、电容C07、电阻R03、电容C08、以及电容C09，以上各器件的连接关系在如图4中示出。

在本发明一实施例中，可唱票解锁钥匙的主控模块采用ARM公司提供的型号为STM32F103VE的芯片搭建，该芯片可通过市购获得，其引脚定义及其接线为普通技术人员所知悉，在此不作赘述。

上述可唱票解锁钥匙的一个具体应用实例如下表，其中，操作项目是示意性的，各操作票的内容各不相同：

表一

上述可唱票解锁钥匙在现场操作开始前，主控模块用于对解锁现场的背景音量进行采集并且根据背景音量对唱票音量的大小进行设定的步骤，以自动提供足够大声的音量。

本发明还提供了一种具有语音指令操纵功能的可唱票解锁钥匙，以让解锁操作更加流畅，结合参照图2，该解锁方法对应的可唱票解锁钥匙还包括拾音器20，用于拾取操作现场的声音信息；语音识别模块21，与主控模块10信号连接，用于对操作人员的复诵和监护员的语音命令进行语音识别；以及信号指示灯13，与主控模块10信号连接，用于在操作票的执行过程中根据需要提供灯光信号指示。

在本发明中，通过设置语音设别模块、信号指示灯，实现了语音指令操作和信号指示灯指示功能，如此，在执行操作票过程中，减少了监护员主动与可唱票解锁钥匙作的信息交互量，让监护员的精力集中于监护上。

在本发明一实施例中，上述语音识别模块采用XFS5152CE语音识别芯片，该芯片由中国合肥科大讯飞股份有限公司提供，可通过市购获得。该芯片的引脚定义及其接线为普通技术人员所知悉，在此不作赘述。

本发明的解锁方法，使用上述可唱票解锁钥匙，对操作票的各步骤依次执行，结合参照图5，该解锁方法包括以下步骤：

S10：模拟预演，将操作票的各步骤事先预演一遍，并采集操作人员和监护员的语音特征信息，以便对操作人员和监护员进行语音辨认；

S12：根据背景音量对唱票音量的大小进行设定，以满足大声唱票的要求；

S14：判断是否收到监护员的开始语音指令，若收到开始语音指令，例如“开始”、“好”、“继续”等；

S16：若判断收到监护员的开始语音指令，则驱动扬声器进行大声唱票；若没有收到监护员的开始语音指令，则等待；

S18：判断在预定时间内是否检测到操作人员的复诵？若未检测到则执行步骤S20，进行报警，若检测到执行下一步骤S22；

S22：强制等待并控制指示信号灯发出第一指示信号；若该步骤中存在解锁操作则执行解锁操作，利用RFID读取模块读取的锁具身份信息，主控模块将锁具身份信息与预设的锁具信息是否一致，若一致则允许则提供第二灯光指示信号，若不一致则提供报警；

S24：判断在预定时间内是否检测到监护员的结束本步骤的语音指令，若是则执行下一步骤S28，若否则执行步骤S26：进行报警；

S28：判断本步骤是否为操作票的最后一个项目(操作步骤)，若是则执行S28：结束执行操作票，否则执行步骤S14。

上述表一中的第5项的执行实例如下：监护员在第4项结束时提供语音命令，例如好；继续”，则结束第4项的执行，经过步骤S28的判断，允许第5项的执行，接下来控制扬声器对第5项唱票：拉开电容031刀闸，操作人员接下来复诵“拉开电容031刀闸”，主控模块根据预设的操作人员的声音特征信息，判断是否为操作人员的复诵，若为操作人员的复诵，则允许执行解锁操作，并且信号指示灯一直提供第一指示信号，在监护员判断操作人员完成相应操作后，监护员提供语音命令“继续”，则结束第5项的执行，进入第6项的执行。

上述报警优选为灯光报警，如此可避免对集中精力操作的操作人员造成干扰。该信号指示灯优选采用4色LED光源，为不同的指示信号提供不同颜色、闪烁等灯光信号指示。

在本发明的解锁方法中，优选地，不比较复诵是否与唱票内容相同，对于复诵内容是否正确留待监护员判定，如此只要判断是否为操作人员的复诵声音特征即可，进而降低了复诵语音准确性对比技术难度，使可唱票解锁钥匙的可操作性大幅提高。

本发明利用RFID识别技术和语音合成及语音识别技术，由操作人员用解锁钥匙对锁具进行识别，识别通过才能进行后续操作，进行本步骤的语音唱票，并接受语音指令。使得操作票的操作合理、严禁，满足了高压电气五防闭锁的操作票的唱票、复诵和监护要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于高压电气五防闭锁的可唱票解锁钥匙，包括主控模块、显示器、RFID读取模块、解锁用杆件、以及按钮，其特征在于，还包括：

语音合成模块，与所述主控模块信号连接，用于对主控模块提供的操作票的各步骤进行语音合成；

语音驱动模块，与所述语音合成模块信号连接，用于对所述语音合成模块的语音输出信号进行功率放大，以适应唱票音量；以及

扬声器，与所述语音驱动模块电连接，用于对所述操作票的各步骤进行语音唱票。

2.根据权利要求1所述的可唱票解锁钥匙，其特征在于，所述语音合成模块采用型号为SYN6288d的语音合成芯片。

3.根据权利要求2所述的可唱票解锁钥匙，其特征在于，所述语音驱动模块采用型号为SPY0030Ax的语音放大芯片。

4.根据权利要求1所述的可唱票解锁钥匙，其特征在于，还包括：

拾音器，用于拾取操作现场的声音信息；

语音识别模块，与所述主控模块信号连接，用于对操作人员的复诵和监护员的语音命令进行语音识别；以及

信号指示灯，与所述主控模块信号连接，包括信号指示灯，用于根据操作票的步骤内容提供灯光指示。

5.根据权利要求4所述的可唱票解锁钥匙，其特征在于，所述语音识别模块采用XFS5152CE语音识别芯片。

6.根据权利要求4所述的可唱票解锁钥匙，其特征在于，还包括与主控模块连接的键盘和外部通讯模块。

7.一种用于高压电气五防闭锁的解锁方法，其特征在于，使用根据权利要求4或5所述的用于高压电气五防闭锁的可唱票解锁钥匙，对操作票的步骤依次执行，其中，各步骤的操作方法包括：

步骤A：所述主控模块根据所述语音识别模块提供开始语音指令，控制扬声器进行操作票的该步骤的唱票；以及

步骤B：所述主控模块在所述唱票结束后，对所述语音识别模块实时提供的语音信息进行识别，以判断是否存在操作员的复诵，若判断存在操作员的复诵，则强制等待并控制所述信号指示灯提供第一指示信号，并且根据监护员提供的结束语音指令以结束本步骤，若该步骤中存在解锁操作则在强制等待期间执行解锁操作。

8.根据权利要求7所述的用于高压电气五防闭锁的解锁方法，其特征在于，所述执行解锁操作包括利用RFID读取模块读取的锁具身份信息，所述主控模块将所述锁具身份信息与预设的锁具信息是否一致，若一致则允许则提供第二灯光指示信号，若不一致则提供报警。

9.根据权利要求7所述的用于高压电气五防闭锁的解锁方法，其特征在于，在正式解锁之前，还包括模拟预演的步骤，所述主控模块在该步骤中用于采集操作人员和监护员的声音特征信息，以判断是否为操作人员的复诵和所述监护员的语音指令。

10.根据权利要求7所述的解锁方法，其特征在于，还包括在解锁现场的解锁之前，所述主控模块用于对解锁现场的背景音量进行采集并且根据背景音量对唱票音量的大小进行设定的步骤。