CN203574735U - 一种气象设备故障语音播报装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种气象设备故障语音播报装置，包括RS232转换模块，电源管理模块，MCU控制器，通信模块，状态指示模块以及文本转语音芯片，其中，MCU控制器接收RS232转换模块发送的数据信息，并进行数据处理，将处理后的数据信息发送给通信模块和文本语音转换芯片，MCU控制器通过AT命令启动通信模块拨号，通信模块拨号成功后MCU控制器控制文本转语音芯片将文本信息转换合成语音并播放，语音通过通信模块输出至远程监控中心。本实用新型通过文本转语音芯片将故障类型进行语音合成，再通过移动网络将气象设备故障语音通知远程监控中心，大大提高了气象监测设备使用过程中的稳定性，一旦发现故障即可立即进行修复。

Description

一种气象设备故障语音播报装置

技术领域

本实用新型属于气象设备监测技术领域，特别地涉及一种气象设备故障语音播报装置。

背景技术

现有技术中，气象设备在出现异常状态时，设备会通过GSM模块发起电话拨号，通知值班人员异常情况。但是，目前由于电话拨号接通后，设备无法自动播报语音以提醒设备故障类型，因此值班人员在无法听到语音播报的情况下常常会认为该语音呼入为骚扰电话而忽视气象设备故障的提示，造成气象设备故障不能及时处理的概率增加，使得气象设备不能正常工作，影响气象数据监测。现有的一种解决技术手段为采用一种已录制多种故障类型的语音播报芯片在故障报警电话拨通后进行语音片段的播放，以提示气象设备故障类型。但是已录制语音模块存在语音播报片段固话，存在不能修改和升级困难的问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种气象设备故障语音播报装置，用于通过文本转语音芯片将故障类型进行语音合成，再通过移动网络将气象设备故障通过语音的方式通知远程监控中心，大大提高了气象监测设备使用过程中的稳定性，一旦发现故障即可立即进行修复。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种气象设备故障语音播报装置，包括RS232转换模块，电源管理模块，MCU控制器，通信模块以及状态指示模块，其特征在于，进一步包括文本转语音芯片，其中，

所述电源管理模块输入端连接供电输入，输出端用于为上述其它模块提供所需的工作电压；所述RS232转换模块包括RS232电平输出端和TTL电平输出端，其中RS232电平输出端与上位机相连接；TTL电平输出端与MCU控制器相连接；所述通信模块与MCU控制器相连接MCU控制器接收RS232转换模块发送的数据信息，并进行数据处理，将处理后的数据信息发送给通信模块和文本语音转换芯片，所述MCU控制器通过AT命令启动通信模块拨号，所述通信模块拨号成功后所述MCU控制器控制所述文本转语音芯片将文本信息转换合成语音并播放，所述语音通过通信模块输出至远程监控中心；状态指示模块与所述MCU控制器，RS232转换模块以及通信模块相连接，用于根据通信模块以及MCU控制器和电源管理模块的指令显示气象设备故障语音播报装置的状态。

优选地，所述MCU控制器模块采用型号为M052的ARM微控制器芯片。

优选地，所述文本转语音芯片采用SYN6288芯片。

优选地，所述通信模块采用型号为MG323-B的GSM模块。

优选地，还包括电源切换模块、充电模块和锂电池模块，其中，所述电源切换模块和所述充电模块的输入端连接供电输入端，所述充电模块的输出端与锂电池模块相连接，所述锂电池模块的输出端与电源切换模块相连接，所述电源切换模块的输出端与电源管理模块相连接。

优选地，所述电源切换模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第一三极管T1和第一MOS管Q1，其中，所述第一电阻R1的一端与供电输入端连接，其另一端与第二电阻R2的一端和第一三极管T1的基极相连接，所述第二电阻R2的另一端和第一三极管T1的集电极与大地相连接；所述第一三极管T1的发射极与第三电阻R3的一端和第一MOS管Q1的栅极相连接，所述第三电阻R3的另一端与第一MOS管Q1的源级相连接，共同与锂电池模块的输出端相连接，所述第一MOS管Q1的漏极与第一电容C1的正端相连接作为输出端，所述第一电容C1的负端与大地相连接。

优选地，所述充电模块选用TI公司型号为BQ24103的芯片。

与现有技术仅仅采用通信模块发起电话拨号进行故障报警的技术方案相比，本实用新型进一步包括文本转语音模块，在监控中心工作人员接通电话拨号后能将故障类型对应的文本转换成语音进行播报，确保监控中心工作人员能及时收听到故障报警以及具体故障类型，从而能够避免了现有技术中监控中心工作人员会误认为该语音呼入为骚扰电话而忽视气象设备故障的提示，让监控中心工作人员能够及时处理和维修气象设备故障，确保气象设备处于正常工作状态，不影响气象数据监测，且因采用文本转语音模块，增加了语音信息的灵活性，方便语音信息的修改及升级。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的气象设备故障语音播报装置的原理框图；

图2为本实用新型实施例1的气象设备故障语音播报装置的文本转语音芯片的电路图；

图3为本实用新型实施例2的气象设备故障语音播报装置的原理框图；

图4为本实用新型实施例2的气象设备故障语音播报装置的电源切换模块的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

实施例一

参见图1，所示为本实用新型实施例一的气象设备故障语音播报装置的原理框图，其包括RS232转换模块101，电源管理模块102，MCU控制器103，通信模块104，状态指示模块105以及文本转语音芯片106，其中，电源管理模块102输入端连接供电输入，输出端用于为上述其它模块提供所需的工作电压；RS232转换模块101包括RS232电平输出端和TTL电平输出端，其中RS232电平输出端与上位机相连接；TTL电平输出端与MCU控制器103相连接；通信模块104与MCU控制器103相连接MCU控制器103接收RS232转换模块101发送的数据信息，并进行数据处理，将处理后的数据信息发送给通信模块104和文本语音转换芯片106，MCU控制器103通过AT命令启动通信模块104拨号，通信模块104拨号成功后MCU控制器103控制所述文本转语音芯片106将文本信息转换合成语音并播放，语音通过通信模块104输出至远程监控中心；状态指示模块105与MCU控制器103，RS232转换模块101以及通信模块104相连接，用于根据通信模块104以及MCU控制器103和电源管理模块102的指令显示气象设备故障语音播报装置的状态。

以上设置的气象设备故障语音播报装置的工作过程如下：

1、上位机检测到设备运转出现故障；

2、将设备故障信息通过RS232转换模块101发送给MCU控制器103；

3、上位机发来的信息包括接收的手机号码、要播报语音文字信息或者要发送的短信内容，MCU控制器103负责把这些信息转化为短信或者语音发到手机号码上，状态指示模块指示本实用新型实施例的气象故障语音播报装置的工作状态，如：通信模块有没有信号、电池有没有充好电等；

4、同时MCU控制器103根据接收的上位机的文本信息发送给文本转语音芯片106，文本转语音芯片106将接收到的文本信息转换成语音发送给通信模块104：

5、MCU控制器103控制通信模块104向远程监控中心拨号，并发送控制命令控制状态指示模块105指示通讯状态；

6、远程监控中心工作人员接通拨号请求之后，通信模块104将上述语音信息通过通信模块104发送到接收端，远程监控中心的工作人员收到具体报警信息，可以及时根据故障类型及时进行维修。

在一具体应用示例中，通信模块104选用华为公司型号为MG323-B的GSM模块。MCU控制器103采用型号为M052的ARM微控制器芯片。

在一具体应用示例中，文本转语音芯片106采用SYN6288。芯片SYN6288采用(UART)异步串口通讯方式接收待语音合成的文本，实现文本至语音的转换。支持GB2312、GBK、BIG5和UNICODE内码格式的文本，可以清晰、自然、准确的合成任意的中文文本，支持英文字母的合成。其中1，3引脚VSSIO0为总线模块0电源负极；2引脚VDDIO0为总线模块0电源正极；4引脚状态引脚，低电平表示芯片空闲，可接收上位机发送的命令和数据，高电平表示芯片忙，正在进行语音合成并播音；5引脚Res.为空闲引脚；6引脚VDDIO1为总线模块1电源正极；7引脚VSSIO1为总线模块1电源负极；8，12引脚VSSPP为语音输出模块电源负极；10引脚VDDPP为语音输出模块电源正极；9引脚BP0为推送DAC语音输出1；11引脚BN0为推送DAC语音输出2；28引脚RxD为串口数据接收，初始波特率为9600bps；27引脚TxD为串口数据发送，初始波特率为9600bps；26引脚VDDA为内部稳压电源正极；23引脚VSSA为内部稳压电源负极；25引脚XOUT为高速晶振输出；24引脚XIN为高速晶振输入；22引脚REGOUT为电压自动调节输出；21引脚CVDD为处理器电源正极；18引脚CVSS为处理器电源负极；20引脚VDDIO2为总线模块2电源正极；17引脚VSSIO2为总线模块2电源负极；19引脚RST为芯片复位，低电平触发有效；16引脚VSS为电源负极，必须与整个PCB板布线的地(GND)或负极(VSS)相连接。参见图2，在本实用新型应用实例中，2引脚连接工作电源VCC的正极，1，3，16引脚连接工作电源VCC的负极，2和1，3，16引脚之间并联电容C4和电解电容C6；9引脚为语音输出SP+，4引脚输入总线控制电平；19引脚连接与工作VCC相连的电阻R5的另一端；28引脚RxD为串口数据接收，串接电阻R6，初始波特率为9600bps；27引脚TxD为串口数据发送，串接电阻R4，初始波特率为9600bps，25引脚XOUT为高速晶振输出；24引脚XIN为高速晶振输入，高速晶振的频率为16MHz；10引脚接电源正极，8，12引脚接电源负极，10引脚和8，12引脚之间并接电容C16和电解电容C2；6引脚和7引脚分别连接电源的正负两极，且并联电容C5；20引脚和17引脚分别连接电源的正负两极，且并联电容C8；22引脚与21引脚同时接并联电容C11与电解电容C10的一端，并联电容C11与电解电容C10的另一端与引脚18接地；26引脚与23引脚分别接电源的正负极，两引脚之间并接电容C15，5引脚配置为高电平。通过以上连接方式，文本转语音芯片可以接收来MCU控制器103的文本指令并解码合成出相应的语音信息。语音拨号只能用于拨打手机，例如：

指令格式为：D9 01 xx xx xx xx xx xx NN CC D1 D2 D3...Dn-，其中D9H01H为指令码，xx xx xx xx xx xx为手机号码，NN为数据长度(CC D1 D2D3...Dn-)，CC为文本编码格式，00表示为GB2312编码；01表示为GBK编码；02表示为BIG5编码；03表示为UNICODE编码。D1 D2 D3...Dn为要转换为语音的文本。

例如指令D9 01 01 39 89 48 71 95 05 03 4F 60 59 7D，其中01H 39H 89H48H 71H 95H为电话号码13989487195，05表示数据长度为5，03表示文本为UNICODE编码，4F 60 59 7D是中文“你好”的UNICODE编码。

又如指令D9 01 01 39 89 48 71 95 29 03 4F 60 59 7D FF 0C 8F D9 91 CC 662F 5B 81 6C E2 5E 02 6C 14 8C 61 7F 51 7E DC 4E 0E 88 C5 59 07 4F DD 96 9C4E 2D 5F C3)表示采用UNICODE编码发送语音信号至1 3989487 1 95以下信息，你好，这里是宁波市气象网络与装备保障中心。

对于上述描述，本领域内的技术人员可以理解的是，具有类似文本语音合成功能的芯片都可应用在本实用新型中进行具体应用实施例的实施。

实施例二

气象设备安装在室外，经常会遇到极端恶劣天气，采用单电源供电常常会因为天气原因导致装置不能正常工作。为了解决该技术问题，进一步提高系统稳定性，参见图3，所示为本实用新型实施例二的气象设备故障语音播报装置的原理框图，在实施例一的基础上其进一步包括电源切换模块107、充电模块108和锂电池模块109，其中，电源切换模块107和充电模块108的输入端连接供电输入端，充电模块108的输出端与锂电池模块109相连接，锂电池模块109的输出端与电源切换模块107相连接，电源切换模块107的输出端与电源管理模块102相连接。电源切换模块107用于在供电输入故障时切换锂电池模块109为装置供电；充电模块108用于对锂电池模块109进行充电；锂电池模块109用于在供电输入故障时为装置提供供电。在装置正常工作的情况时，由市电供电输入，并通过充电模块108向锂电池模块109进行充电；此时电源切换模块107关断锂电池模块109向装置供电的通路；当市电出现故障时，电源切换模块107导通锂电池模块109向装置供电的通路，从而锂电池模块109为装置提供供电。

在一具体应用示例中，充电模块108选用TI公司型号为BQ24103的芯片。

参见图4，所示为一具体应用示例中的电源切换模块的电路图，其包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第一三极管T1和第一MOS管Q1，其中，第一电阻R1的一端与供电输入端连接，其另一端与第二电阻R2的一端和第一三极管T1的基极相连接，第二电阻R2的另一端和第一三极管T1的集电极与大地相连接；第一三极管T1的发射极与第三电阻R3的一端和第一MOS管Q1的栅极相连接，第三电阻R3的另一端与第一MOS管Q1的源级相连接，共同与锂电池模块109的输出端相连接，第一MOS管Q1的漏极与第一电容C1的正端相连接作为输出端，第一电容C1的负端与大地相连接。当供电输入正常时，供电输入端VIN电压值在12V以上，而锂电池模块的输出端VBAT电压值一般为4.2V；三极管T1发射极的电压值VE等于VBAT，三极管T1基极的电压VB为VIN经第一电阻R1和第二电阻R2分压之后的电压值，调节第一电阻R1和第二电阻R2的电阻值，使VE-VB远小于三极管T1的导通电压，此时三极管T1截止，第一MOS管Q1栅极电压等于源级电压，VG-VS等于零，因此第一MOS管Q1也截止，关断了锂电池模块109向装置供电的通路。当供电输入出现故障时，则VIN接近等于零，此时VE-VB将大于三极管T1的导通电压，三极管T1导通，则第一MOS管Q1栅极电压VG也接近等于零，因此VG-VS将小于第一MOS管Q1的导通电压，因此第一MOS管Q1将导通，导通了锂电池模块109向装置供电的通路，切换到电池供电后，本实用新型的气象设备故障语音播报装置向指定的手机号码拨打电话提示“外部供电中断”。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种气象设备故障语音播报装置，包括RS232转换模块(101)，电源管理模块(102)，MCU控制器(103)，通信模块(104)以及状态指示模块(105)，其特征在于，进一步包括文本转语音芯片(106)，其中，

所述电源管理模块(102)输入端连接供电输入，输出端用于为上述其它模块提供所需的工作电压；所述RS232转换模块(101)包括RS232电平输出端和TTL电平输出端，其中RS232电平输出端与上位机相连接；TTL电平输出端与MCU控制器(103)相连接；所述通信模块(104)与MCU控制器(103)相连接MCU控制器(103)接收RS232转换模块(101)发送的数据信息，并进行数据处理，将处理后的数据信息发送给通信模块(104)和文本语音转换芯片(106)，所述MCU控制器(103)通过AT命令启动通信模块(104)拨号，所述通信模块(104)拨号成功后所述MCU控制器(103)控制所述文本转语音芯片(106)将文本信息转换合成语音并播放，所述语音通过通信模块(104)输出至远程监控中心；状态指示模块(105)与所述MCU控制器(103)，RS232转换模块(101)以及通信模块(104)相连接，用于根据通信模块(104)以及MCU控制器(103)和电源管理模块(102)的指令显示气象设备故障语音播报装置的状态。

2.根据权利要求1所述的气象设备故障语音播报装置，其特征在于，所述MCU控制器模块(103)采用型号为M052的ARM微控制器芯片。

3.根据权利要求1所述的气象设备故障语音播报装置，其特征在于，所述文本转语音芯片(106)采用SYN6288芯片。

4.根据权利要求1所述的气象设备故障语音播报装置，其特征在于，所述通信模块(104)采用型号为MG323-B的GSM模块。

5.根据权利要求1至4任一所述的气象设备故障语音播报装置，其特征在于，还包括电源切换模块(107)、充电模块(108)和锂电池模块(109)，其中，所述电源切换模块(107)和所述充电模块(108)的输入端连接供电输入端，所述充电模块(108)的输出端与锂电池模块(109)相连接，所述锂电池模块(109)的输出端与电源切换模块(107)相连接，所述电源切换模块(107)的输出端与电源管理模块(102)相连接。

6.根据权利要求5所述的气象设备故障语音播报装置，其特征在于，所述电源切换模块(107)包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第一三极管T1和第一MOS管Q1，其中，所述第一电阻R1的一端与供电输入端连接，其另一端与第二电阻R2的一端和第一三极管T1的基极相连接，所述第二电阻R2的另一端和第一三极管T1的集电极与大地相连接；所述第一三极管T1的发射极与第三电阻R3的一端和第一MOS管Q1的栅极相连接，所述第三电阻R3的另一端与第一MOS管Q1的源级相连接，共同与锂电池模块(109)的输出端相连接，所述第一MOS管Q1的漏极与第一电容C1的正端相连接作为输出端，所述第一电容C1的负端与大地相连接。

7.根据权利要求5所述的气象设备故障语音播报装置，其特征在于，所述充电模块(108)选用TI公司型号为BQ24103的芯片。

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