CN108489519B - 一种设备状态信息的音频表达方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种设备状态信息的音频表达方法及系统，具体是从现场总线上读取多种传感器发送出的检测数据，对检测数据进行调频处理，得到不同传感器的频谱数据；根据传感器的类型数量N，从音色库中选取N个不同类型的音色，建立传感器类型与音色的映射关系表；设定N路音轨，每路音轨按映射关系表对应的音色与频谱数据，合成单路音轨的数字音乐S，进而再合成N路音轨的数字音乐M；数字音乐M实时传送至PC机内存单元；PC机声卡读取PC机内存单元存储的数字音乐M，并通过扬声器播放。本申请将设备的检测数据以音乐的方式表达出来，通过音乐的声音状态变化来判断设备状态信息是否出现了异常。

Description

一种设备状态信息的音频表达方法及系统
技术领域
本发明涉及一种音频表达方法及系统，具体说是一种设备状态信息的音频表达方法及系统。
背景技术
数控机床、加工机械、传动机构、运动系统等机电设备的状态信息，主要是指反映设备运行状态的一系列物理参数，例如振动、温度、速度、位移、压力、扭矩、功率、电压、电流等，这些物理参数通常经由传感器检测处理后，将检测数据反馈给控制系统，由控制系统予以监控和处理，并通过控制指令对设备予以调整。通常，控制系统在显示面板上，以图形、图表、数值等可视化信息对物理参数予以展示，以便于设备操作人员监控设备状态。
但现有的使用缺陷是，设备操作人员不仅要观察控制系统显示面板上的设备状态信息，还要观察设备现场的实际动作，当设备状态信息异常时，设备操作人员有可能正在观察设备现场的实际动作，错过了设备中断停机、调整设备运行参数的最佳时机，进而有可能导致设备受损或零件报废等。
发明内容
针对现有技术存在上述问题，本发明提出了一种设备状态信息的音频表达方法及系统，改变了传统操作人员使用眼睛观察物理参数的方式，通过听取数字音乐的声音来及时发现设备运行状态的物理参数是否发生了异常。
为实现上述目的，本发明提供了一种设备状态信息的音频表达方法，具体是：将设备的检测数据以音乐的方式表达出来，通过音乐的声音状态变化来判断设备状态信息是否出现了异常。
优选的，上述设备状态信息的音频表达方法，具体是：
步骤1.从现场总线上读取多种传感器发送出的检测数据，对检测数据进行调频处理，得到不同传感器的频谱数据；
步骤2.根据传感器的类型数量N，从音色库中选取N个不同类型的音色，建立传感器类型与音色的映射关系表；
步骤3.设定N路音轨，每路音轨按映射关系表对应的音色与频谱数据，合成单路音轨的数字音乐S，进而再合成N路音轨的数字音乐M；
步骤4.数字音乐M实时传送至PC机内存单元；
步骤5.PC机声卡读取PC机内存单元存储的数字音乐M，并通过扬声器播放，如果数字音乐M出现不稳定状态时，则说明设备状态信息出现了异常。
优选的，将各个传感器发出的检测数据映射在20Hz至20kHz频率范围内。
优选的，数字音乐M经PC机的PCIE总线实时传送至PC机内存单元。
一种设备状态信息的音频表达系统，该系统将设备的检测数据以音乐的方式表达出来，通过音乐的声音状态变化来判断设备状态信息是否出现了异常。
优选的，上述系统包括：
读取处理单元：从现场总线上读取多种传感器发送出的检测数据，对检测数据进行调频处理，得到不同传感器的频谱数据；
建立映射关系单元：根据传感器的类型数量N，从音色库中选取N个不同类型的音色，建立传感器类型与音色的映射关系表；
数字音频合成单元：设定N路音轨，每路音轨按映射关系表对应的音色与频谱数据，合成单路音轨的数字音乐S，进而再合成N路音轨的数字音乐M；
PC机内存单元：实时存储传送来的数字音乐M；
PC机声卡：读取PC机内存单元存储的数字音乐M；
扬声器：将数字音乐M进行播放；
判断单元：如果数字音乐M出现不稳定状态时，则说明设备状态信息出现了异常。
优选的，上述系统还包括：信号调制单元，将各个传感器发出的检测数据映射在20Hz至20kHz频率范围内。
优选的，数字音乐M经PC机的PCIE总线实时传送至PC机内存单元。
本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：本申请改变了传统操作人员使用眼睛观察物理参数的方式，通过听取数字音乐的声音来及时发现设备运行状态的物理参数是否发生了异常，使操作人员解放了眼睛，专心观察设备现场的实际动作即可；如果出现异常，则操作人员能及时调整设备运行参数，避免了设备受损或零件报废等。并且平时工作中听着舒缓的音乐能使工作人员身心愉悦，提高了工作效率。
附图说明
图1为一种设备状态信息的音频表达方法流程框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例提供一种设备状态信息的音频表达方法，将设备的检测数据以音乐的方式表达出来，通过音乐的声音状态变化来判断设备状态信息是否出现了异常。具体是：
步骤1.从现场总线读取多种传感器发送出的检测数据，对检测数据在20Hz至20kHz频率范围内进行调幅和调频处理，得到不同传感器的频谱数据；
步骤2.根据传感器的类型数量N，从音色库中选取N个不同类型的音色，建立传感器类型与音色的映射关系表；例如电压—钢琴，电流—小提琴等；
步骤3.设定N路音轨，每路音轨按映射关系表对应的音色与频谱数据，合成单路音轨的数字音乐S，进而再合成N路音轨的数字音乐M；
步骤4.数字音乐M经PC机的PCIE总线实时传送至PC机内存单元；
步骤5.PC机声卡读取PC机内存单元存储的数字音乐M，并通过扬声器播放，如果数字音乐M出现不稳定状态(如忽高、忽低、持续高音、持续低沉等)时，则说明设备状态信息出现了异常。
实施例2
本实施例提供一种设备状态信息的音频表达系统，该系统将设备的检测数据以音乐的方式表达出来，通过音乐的声音状态变化来判断设备状态信息是否出现了异常。上述系统包括：
读取处理单元：从现场总线读取多种传感器发送出的检测数据并进行处理；
信号调制单元，对检测数据在20Hz至20kHz频率范围内进行调幅和调频处理，得到不同传感器的频谱数据；
建立映射关系单元：根据传感器的类型数量N，从音色库中选取N个不同类型的音色，建立传感器类型与音色的映射关系表；
数字音频合成单元：设定N路音轨，每路音轨按映射关系表对应的音色与频谱数据，合成单路音轨的数字音乐S，进而再合成N路音轨的数字音乐M；
PC机内存单元：实时存储传送来的数字音乐M；
PC机声卡：读取PC机内存单元存储的数字音乐M；
扬声器：将数字音乐M进行播放；
判断单元：如果数字音乐M出现不稳定状态(如忽高、忽低、持续高音、持续低沉等)时，则说明设备状态信息出现了异常。
数控机床、加工机械、传动机构、运动系统通常利用传感器获取以下状态信息数据，包括但不限于：电机线圈温度、输出电流、电压、速度、电流负载率、转矩负载率、跟踪误差、编码器反馈、报警信号、发动机转数、运动频率、振动、位移、压力、扭矩、功率等这些参数中的几种。设备正常工作时，这些参数会在一定范围内进行波动。
上述中的现场总线，数字总线，即0或1数据，例如西门子公司的Profinet总线，光洋科技的GLINK总线等；
传感器检测数据在发送到现场总线上以前已完成A/D及S/H信号处理，形成数字信号；
音色库，例如GM标准MIDI音色库、AKAI Synth&Acoustic Sounds音色库等；
数字音频合成单元，例如Nuendo、CUBASE等音频制作软件，均具备此类功能；
信号调制单元，可采用现有DSP芯片完成。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种设备状态信息的音频表达方法，其特征在于，具体是：将设备的检测数据以音乐的方式表达出来，通过音乐的声音状态变化来判断设备状态信息是否出现了异常，具体是：
步骤1．从现场总线上读取多种传感器发送出的检测数据，对检测数据进行调频处理，得到不同传感器的频谱数据；
步骤2．根据传感器的类型数量N，从音色库中选取N个不同类型的音色，建立传感器类型与音色的映射关系表；
步骤3．设定N路音轨，每路音轨按映射关系表对应的音色与频谱数据，合成单路音轨的数字音乐S，进而再合成N路音轨的数字音乐M；
步骤4．数字音乐M实时传送至PC机内存单元；
步骤5．PC机声卡读取PC机内存单元存储的数字音乐M，并通过扬声器播放，如果数字音乐M出现不稳定状态时，则说明设备状态信息出现了异常。
2.根据权利要求1所述一种设备状态信息的音频表达方法，其特征在于，将各个传感器发出的检测数据映射在20Hz至20kHz频率范围内。
3.根据权利要求1所述一种设备状态信息的音频表达方法，其特征在于，数字音乐M经PC机的PCIE总线实时传送至PC机内存单元。
4.一种设备状态信息的音频表达系统，其特征在于，该系统将设备的检测数据以音乐的方式表达出来，通过音乐的声音状态变化来判断设备状态信息是否出现了异常,所述系统包括：
读取处理单元：从现场总线上读取多种传感器发送出的检测数据，对检测数据进行调频处理，得到不同传感器的频谱数据；
建立映射关系单元：根据传感器的类型数量N，从音色库中选取N个不同类型的音色，建立传感器类型与音色的映射关系表；
数字音频合成单元：设定N路音轨，每路音轨按映射关系表对应的音色与频谱数据，合成单路音轨的数字音乐S，进而再合成N路音轨的数字音乐M；
PC机内存单元：实时存储传送来的数字音乐M；
PC机声卡：读取PC机内存单元存储的数字音乐M；
扬声器：将数字音乐M进行播放；
判断单元：如果数字音乐M出现不稳定状态时，则说明设备状态信息出现了异常。
5.根据权利要求4所述一种设备状态信息的音频表达系统，其特征在于，上述系统还包括：信号调制单元，将各个传感器发出的检测数据映射在20Hz至20kHz频率范围内。
6.根据权利要求4所述一种设备状态信息的音频表达系统，其特征在于，数字音乐M经PC机的PCIE总线实时传送至PC机内存单元。
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