CN206452443U - 一种通用型话务报警及交互控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种通用型话务报警及交互控制装置，包括主控模块以及与其相连的电源模块、语音播报模块、音频解码模块、网络模块；所述主控模块具有开关量接口、RS485总线接口；所述主控模块通过所述网络模块或者RS232接口与服务器通信相连，所述主控模块通过所述网络模块与移动终端或者固定电话通信相连。本实用新型现场安装方便，成本低，可跟多种传感器结合构成不同的报警应用场景。

Description

一种通用型话务报警及交互控制装置

技术领域

本实用新型涉及交互控制报警领域，特别是一种通用型话务报警及交互控制装置。

背景技术

传统的安防监控报警模式是当报警器配备的传感器检测到水、火、有毒气体、非法入侵等信息时，立即触发声光报警、短信报警和基于移动互联网的APP报警，但是这些方式都存在着局限性和缺陷。

首先，声光报警器（又叫声光警号）是一种用在危险场所，通过声音和各种光来向人们发出示警信号的一种不会引燃易燃易爆性气体的报警信号装置。当被测场所存在有毒气体、烟雾时，探测器将气信号转换成电压信号或电流信号传送到报警仪表。当有毒气体、烟雾浓度超过报警设定值时发生声光报警信号提示，值班人员及时采取安全措施，避免事故发生。声光报警器能够很好的防止爆炸、火灾等事故的发生，尤其是对于一些人工作业比较集中的行业，有很好的预防作用，可以最大程度的防止人员的伤亡。但是此类报警器存在一定的局限性，报警距离有限，且无法告知报警类别，只有值班人员到达现场后才能确认警情，适用于人口比较密集的场合。

短信报警器是一种将报警信息通过短信的信息发送到指定用户手机的装置。这种装置相对声光报警器，具有实时性高、报警信息详细，可远程部署监测。为值班人员做出决策具有重大意义。但是这种报警方式也存在一定的缺陷，发送的短信用户不一定觉察到；通过运营商网络的的短信发送也往往存在一定的时延；另外用户收到短信后也无法进行远程操作进行实时联动查询和进一步远程控制。

基于移动互联网的APP报警，即当现场产生报警的时候，通过运营商的数据业务将信息传输到服务器，服务器进一步传输到手机APP进行报警，该报警方式实时性较高，但存在着一定的局限性，例如当用户的手机数据业务未打开或者停机欠费等情况下，报警信息将不能传输到用户的手机APP中。该方式对手机还有一定的要求，即手机APP必须保持在后台运行且需要实时通知到主界面才会被用户及时看到告警信息，对于老人及一些特定的人群，报警的有效性和可靠性并不高。

因此需要一款智能报警器，能实时准确通知报警人员报警种类、报警位置等信息，以便及时处理险情，避免财产损失和人员伤亡，同时报警人员也能实时查询监控现场环境信息，与现场进行联动，防范于未然，提高人员管理的信息化水平及实现监控区域动态监管。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种通用型话务报警及交互控制装置，现场安装方便，成本低，可跟多种传感器结合构成不同的报警应用场景。

本实用新型采用以下方案实现： 一种通用型话务报警及交互控制装置，包括主控模块以及与其相连的电源模块、语音播报模块、音频解码模块、网络模块；所述主控模块具有开关量接口、RS485总线接口，用以外接传感器；所述主控模块通过所述网络模块或者RS232接口与服务器通信相连，所述主控模块通过所述网络模块与移动终端或者固定电话通信相连。

进一步地，所述主控模块采用意法半导体的32位STM32F103C8T6芯片，所述STM32F103C8T6芯片通过SPI接口连接至一外部存储模块；所述外部存储模块包括SST25VF064C存储芯片。当配备的传感器检测到报警信息时，相关检测电路通过发送报警信号触发主控芯片，让它从待机状态进入报警状态，拨通预存中心号码并通过ARM微处理器控制语音芯片播报相应的语音信息报警或发送短信信息报警。用户收到告警信息后可根据语音提示及时作出决策进行回复，也可主动发送短信或拨打号码实现对报警终端实时数据查询、参数设置、报警确认等。当收到用户短信或按语言提示进行回复时，主控芯片根据协议解析短信内容或通过音频解码芯片解析用户操作，并根据解析结果自动返回用户操作结果，等待下一步操作指令。主控芯片也可以通过RS232接口与服务器进行交互，进行系统参数设置，系统运行状态、参数查询以及发送短信或拨打电话语音报警。

进一步地，所述电源模块采用DC/DC芯片RT8279GSP以及RT8008-33；其中高电压输入采用RT8279GSP芯片，输入电源宽度为5.5-36V，最大输出电流为5A，休眠功耗为25uA；低电压输入采用RT8008-33芯片，输入电源宽度为2.5-5.5V，最大输出电流为600mA，关闭模式电流为0.1uA。

在本实用新型中采用5.5V-36V电源输入，通过RT8279GSP输出5V电源，给语音功放芯片HT6871供电，然后通过RT8008-33输出3.3V电源，为主控芯片STM32F103VET6、语音芯片XFS5152CE、语音解码芯片、存储芯片W25Q128FVSIG供电，GPRS模块MC52ir3由5V串联M7二极管降压为4.3V进行供电。

进一步地，所述语音播报模块采用科大讯飞语音合成芯片XFS5152CE以及音频功放芯片HT6871；所述主控模块通过USART串口输出相应的语音信息到芯片XFS5152CE，采用音频功放芯片HT6871进行语音输出；所述语音合成芯片XFS5152CE通过音频信号线与音频功放芯片HT6871相连，进行语音信号放大，输出相应的语音信息。所述芯片XFS5152CE可实现中文、英文语音合成，并集成了语音编码、解码功能。所述芯片HT6871是一款低EMI的，防削顶失真的，单声道免滤波D类音频功率放大器。

进一步地，所述音频解码模块包括音调译码器MT8870DS。这款复频译码IC可以接收DTMF 信号，并通过数字译码器将此信号解出按键值。主控MCU将根据解码出来的按键值进行逻辑判断，然后通过UART串口输出相应的语音信息到XFS5152CE。XFS5152CE通过音频信号线与HT6871连接，进行语音信号放大，输出相应的语音信息。

进一步地，所述网络模块采用无线GSM模式，使用西门子公司生产的MC52ir3模块，支持数据、语音、短消息和传真，AT命令集控制GSM07.05，工作频率：900/1800MHZ，支持电压范围：3.3-4.4V，电流消耗：3.0mA（睡眠）；10.0mA（闲置）；300mA（通话，最高2.0mA）；100uA（掉电）。主控MCU通过UART串口AT指令控制GSM模块实现短信发送、电话通讯功能。

本实用新型为了使用户能够更及时的与系统进行交互控制，采用了音频解码技术，该技术是一种常见的语音识别技术，其原理是每个手机按键都会产生一个唯一的双音频信号，音频解码模块接收到DTMF信号后，内部将信号分成高频带和低频带，并将此信号送至数字译码器，然后将讯号送至数字译码器以解出按键值，接着将解出的按键值以二进制的方式输出。由于DTMF信号具有编、译码可靠性高，传输误码率低等特性，已经广泛应用于手机语音自助交互中，适用于电话自助查询、设置报警器状态、参数及远程控制。

与现有技术相比，本实用新型在短信报警/设置的基础之上采用语音合成播报技术，使用户能够更直观的了解安全隐患及使一些不会使用现代通讯的老人也可以更快速的学会使用。而音频解码技术可以使用户在接听到电话报警后能够更快的对现场进行控制。并且，在家庭监控、环境检测、工业检测等多种场合中，本实用新型可以解决传统技术存在的问题，例如由于距离太长，声光报警器报警时未能让用户知晓；短信报警时，用户未能及时的看到短信，而影响安全隐患的处理。并且，本实用新型提供了远程交互控制的功能，通过简单的拨号键盘来与现场进行交互，使隐患的处理可以更直接、更及时，特别适用于监控区域大、用户距离系统太远的场合中。由此可见，本实用新型更具有通用性，可广泛适用于固定电话、非智能手机、智能手机等接警终端，此外，所设计的装置体积小巧，现场安装方便，成本低，设置方便，可跟多种传感器结合构成不同的报警应用场景。

附图说明

图1为本实用新型实施例的原理框图。

图2为本实用新型实施例的具体电路图。

图3为本实用新型实施例的业务逻辑工作逻辑流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供了一种通用型话务报警及交互控制装置，包括主控模块以及与其相连的电源模块、语音播报模块、音频解码模块、网络模块；所述主控模块具有开关量接口、RS485总线接口，用以外接传感器；所述主控模块通过所述网络模块或者RS232接口与服务器通信相连，所述主控模块通过所述网络模块与移动终端或者固定电话通信相连。

在本实施例中，所述主控模块采用意法半导体的32位STM32F103C8T6芯片，所述STM32F103C8T6芯片通过SPI接口连接至一外部存储模块；所述外部存储模块包括SST25VF064C存储芯片。当配备的传感器检测到报警信息时，相关检测电路通过发送报警信号触发主控芯片，让它从待机状态进入报警状态，拨通预存中心号码并通过ARM微处理器控制语音芯片播报相应的语音信息报警或发送短信信息报警。用户收到告警信息后可根据语音提示及时作出决策进行回复，也可主动发送短信或拨打号码实现对报警终端实时数据查询、参数设置、报警确认等。当收到用户短信或按语言提示进行回复时，主控芯片根据协议解析短信内容或通过音频解码芯片解析用户操作，并根据解析结果自动返回用户操作结果，等待下一步操作指令。主控芯片也可以通过RS232接口与服务器进行交互，进行系统参数设置，系统运行状态、参数查询以及发送短信或拨打电话语音报警。

在本实施例中，所述电源模块采用DC/DC芯片RT8279GSP以及RT8008-33；其中高电压输入采用RT8279GSP芯片，输入电源宽度为5.5-36V，最大输出电流为5A，休眠功耗为25uA；低电压输入采用RT8008-33芯片，输入电源宽度为2.5-5.5V，最大输出电流为600mA，关闭模式电流为0.1uA。

本实施例采用5.5V-36V电源输入，通过RT8279GSP输出5V电源，给语音功放芯片HT6871供电，然后通过RT8008-33输出3.3V电源，为主控芯片STM32F103VET6、语音芯片XFS5152CE、语音解码芯片、存储芯片W25Q128FVSIG供电，GPRS模块MC52ir3由5V串联M7二极管降压为4.3V进行供电。

在本实施例中，所述语音播报模块采用科大讯飞语音合成芯片XFS5152CE以及音频功放芯片HT6871；所述主控模块通过USART串口输出相应的语音信息到芯片XFS5152CE，采用音频功放芯片HT6871进行语音输出；所述语音合成芯片XFS5152CE通过音频信号线与音频功放芯片HT6871相连，进行语音信号放大，输出相应的语音信息。所述芯片XFS5152CE可实现中文、英文语音合成，并集成了语音编码、解码功能。所述芯片HT6871是一款低EMI的，防削顶失真的，单声道免滤波D类音频功率放大器。

在本实施例中，所述音频解码模块包括音调译码器MT8870DS。这款复频译码IC可以接收DTMF 信号，并通过数字译码器将此信号解出按键值。主控MCU将根据解码出来的按键值进行逻辑判断，然后通过UART串口输出相应的语音信息到XFS5152CE。XFS5152CE通过音频信号线与HT6871连接，进行语音信号放大，输出相应的语音信息。

在本实施例中，所述网络模块采用无线GSM模式，使用西门子公司生产的MC52ir3模块，支持数据、语音、短消息和传真，AT命令集控制GSM07.05，工作频率：900/1800MHZ，支持电压范围：3.3-4.4V，电流消耗：3.0mA（睡眠）；10.0mA（闲置）；300mA（通话，最高2.0mA）；100uA（掉电）。主控MCU通过UART串口AT指令控制GSM模块实现短信发送、电话通讯功能。

较佳的，本实施例的具体电路图如图2所示。

如图3所示，本实施例的具体工作逻辑与业务逻辑包括短信交互流程、电话语音交互流程和串口交互流程。

其中，短信交互流程为：当检测到传感器数据达到报警阈值或服务器通过串口下发短信报警指令时，系统根据预先保存的报警中心号码以及报警内容选择向报警中心发送短信报警；用户收到短信告警信息后可作出决策进行回复，也可以主动发送短信查询实时数据、设置系统参数、打开或关闭告警等功能。当系统收到短信时，将根据约定协议解析短信内容，并对比解析结果对不合法用户进行过滤，防止恶意用户非法入侵；对合法用户则返回操作结果。

电话语音交互流程为：当检测到传感器数据达到报警阈值或服务器通过串口下发电话语音报警指令时，系统根据预先保存的报警中心号码以及报警内容选择向报警中心发送电话语音报警；用户收到告警信息后可根据语音提示及时作出决策进行回复，也可以主动拨号自助查询实时数据、设置系统参数、打开或关闭告警等功能。系统与用户建立通话连接后，通过音频解码模块自动解析用户操作并返回操作结果，然后通过语音模块播报语音内容，等待用户进一步操作；若用户20s无任何操作将自动退出，完成会话。上述操作中只有超级用户具备修改、查询系统参数权限，同时为保证通讯信道不被非法侵占，系统只允许指定用户组接入，从而保证系统稳定运行并能及时将报警信息传给用户。

串口交互流程为：支持上位机通过串口设置、查询系统工作参数，也可以通过串口测试短信、电话语音报警以及系统升级。上位机每发送一次心跳指令，模块返回当前“模块空闲”或“模块忙”。串口通信波特率为115200，数据位8位，停止位1位，无校验。

值得一提的是，本实用新型保护的是硬件结构，至于设计通信软体、工作与业务流程不要求保护。以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种通用型话务报警及交互控制装置，其特征在于：包括主控模块以及与其相连的电源模块、语音播报模块、音频解码模块、网络模块；所述主控模块具有开关量接口、RS485总线接口；所述主控模块通过所述网络模块或者RS232接口与服务器通信相连，所述主控模块通过所述网络模块与移动终端或者固定电话通信相连。

2.根据权利要求1所述的一种通用型话务报警及交互控制装置，其特征在于：所述主控模块采用意法半导体的32位STM32F103C8T6芯片，所述STM32F103C8T6芯片通过SPI接口连接至一外部存储模块；所述外部存储模块包括SST25VF064C存储芯片。

3.根据权利要求1所述的一种通用型话务报警及交互控制装置，其特征在于：所述电源模块采用DC/DC芯片RT8279GSP以及RT8008-33；其中高电压输入采用RT8279GSP芯片，低电压输入采用RT8008-33芯片。

4.根据权利要求1所述的一种通用型话务报警及交互控制装置，其特征在于：所述语音播报模块采用科大讯飞语音合成芯片XFS5152CE以及音频功放芯片HT6871；所述主控模块通过USART串口输出相应的语音信息到芯片XFS5152CE，采用音频功放芯片HT6871进行语音输出；所述语音合成芯片XFS5152CE通过音频信号线与音频功放芯片HT6871相连，进行语音信号放大，输出相应的语音信息。

5.根据权利要求1所述的一种通用型话务报警及交互控制装置，其特征在于：所述音频解码模块包括音调译码器MT8870DS。

6.根据权利要求1所述的一种通用型话务报警及交互控制装置，其特征在于：所述网络模块采用无线GSM模式，使用西门子公司生产的MC52ir3模块。