專利名稱：一種分布式語音報警系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
實用新型領域本實用新型涉及工業(yè)自動化領域，特別涉及無線通信技術應用于工業(yè)自動化領域，具體的講是一種分布式語音報警系統(tǒng)。
背景技術：
隨著現(xiàn)代化建設的發(fā)展，現(xiàn)代化車間和工廠企業(yè)中越來越需要對生產(chǎn)的每一步進行監(jiān)控，以達到控制生產(chǎn)流程，提高產(chǎn)品質量和保證生產(chǎn)安全的目的。
在這種市場需求下，出現(xiàn)了很多相關的技術，例如中國專利95243394.X公開了一種“多用途安全用電器”，采用分立元件，以達到電器漏電等情況發(fā)生時，采用發(fā)聲、光警報等手段保護人體安全，但是該裝置使用電子組件板易出現(xiàn)故障，且報警的信號僅限于聲光，用戶難以準確識別。
在中國專利02110883.8，“一種漏電斷路器的語音報警裝置”公開了一種通過語音芯片IC輸出語音報警信號，明確告知存在的危險，但是這種方案只是限于在報警裝置本地報警，對于一個大型的工廠或者車間這樣的本地報警局限性很大，每個裝置都要有人的監(jiān)視，這樣造成很大的人力物力的浪費。
現(xiàn)在，一般語音報警由放置在中控室的監(jiān)控組態(tài)系統(tǒng)(SCADASupervisory Control AndData Acquisition)來實現(xiàn)，SCADA系統(tǒng)用于監(jiān)控工廠生產(chǎn)信息。SCADA系統(tǒng)即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，是以計算機為基礎的生產(chǎn)過程控制與調度自動化系統(tǒng)。它可以對現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量、參數(shù)調節(jié)以及各類信號報警等各項功能，SCADA系統(tǒng)通常由站控制系統(tǒng)、中心控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)組成。SCADA系統(tǒng)的應用領域很廣，它可以應用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領域。各大自動化公司紛紛推出了自己的SCADA產(chǎn)品，比如西門子的WinCC。報警是SCADA系統(tǒng)的基本功能。報警是對測量值的范圍、變化速度的預警，報警發(fā)生時系統(tǒng)可以通過多種方式通知用戶，如彈出報警窗、發(fā)出聲響，語音報警是一種重要的報警方式。
目前語音報警解決方案有以下不足1，通常只能實現(xiàn)在中控室內部，在運行SCADA的電腦上報警。2，通常語音報警內容需要預先錄制好，不能任意生成。3，語音報警表現(xiàn)形式固定(如音調，聲強等)，不能反映不同層次的信息。4，有時候需要額外購買軟件包，費用高。5，不能任意移動報警終端。
目前自動化工廠/或者其他機構調度中，信息通常用文本方式呈現(xiàn)，通常所有信息都集中到中控室，在需要人工調度的場合通常采用人工方式用電話或步話機等方式通知各個部門。這樣的不便之處在于需要人工操作。
由上可以看出，目前雖然有實際的需求，但是由于性能，技術或者費用上的原因工廠語音報警(調度)應用得不普遍。
實用新型內容本實用新型為了解決以上問題提供了一種分布式語音報警系統(tǒng)，通過無線通信模塊將報警信息或監(jiān)控信息實時的傳送到任意的接收終端上，并通過接收終端的語音合成模塊生成語音信息。
一種分布式語音報警系統(tǒng)，包括發(fā)射端，接收終端；其中，發(fā)射端包括監(jiān)控裝置，采集信息并傳送給主控計算機；主控計算機，與至少一個監(jiān)控裝置相連接，用于處理至少一個監(jiān)控設備采集的信息，并在控制下發(fā)送給遠端的至少一個接收終端；發(fā)射端通信模塊，與主控計算機相連接，將主控計算機要發(fā)送的信息發(fā)送給至少一個接收終端；接收終端包括接收端通信模塊，用于接收發(fā)射端發(fā)送的信息；控制模塊，與接收端無線通信模塊相連接，處理接收到的信息；語音生成模塊，與控制模塊相連接，將控制模塊處理過的信息轉換成語音數(shù)據(jù)進行輸出。
所述發(fā)射端還包括一數(shù)據(jù)庫，與所述主控計算機相連接，用于主控計算機生成監(jiān)控信息并存儲接收終端信息。
所述發(fā)射端通信模塊和接收端通信模塊為無線通信模塊。
所述發(fā)射端通信模塊和接收端通信模塊為有線通信模塊，發(fā)射端通信模塊與接收端通信模塊通過互聯(lián)網(wǎng)方式相連接并傳送數(shù)據(jù)。
所述主控計算機與發(fā)射端通信模塊通過PC串口或者USB接口相連接。
所述主控計算機還具有網(wǎng)絡接口，通過互聯(lián)網(wǎng)連接短信息服務中心，向接收終端傳送信息。
所述接收終端還包括顯示模塊，與所述控制模塊相連接，用于顯示控制模塊處理的信息。
所述發(fā)射端與所述接收終端采用GSM網(wǎng)絡或者通用分組無線業(yè)務網(wǎng)絡通信。本實用新型的有益效果在于，每個安裝在不同位置的接收終端有一個獨立的ID號，發(fā)送端可以指定消息發(fā)送到任意位置的接收終端，可以分組發(fā)送，還可以同時實現(xiàn)工廠/或者其他機構的自動化語音調度，和調度軟件(有時集成在SCADA里)配合使用，可以向各個分散式的接收終端發(fā)送信息。


圖1為本實用新型系統(tǒng)結構圖；圖2為本實用新型接收終端實施例結構圖。
具體實施方式
下面，結合附圖對于本實用新型進行如下詳細說明。
圖1為本實用新型系統(tǒng)結構圖，如圖所示，本裝置由一個發(fā)射端和若干個接收終端組成，各個部分有一個唯一的ID號，設想工廠有一個中控室，中控室安裝有一臺用于集中控制的計算機(主控計算機)，在系統(tǒng)需要的時候根據(jù)監(jiān)控信息或者系統(tǒng)需要生成文本格式的報警/調度信息。系統(tǒng)需要發(fā)述信息的時候，由主控計算機通過電信網(wǎng)絡(也可以通過internet發(fā)送)將所述信息發(fā)送到指定位置的接收終端，在接收終端得到文本格式的信息后，可以用語音合成芯片將信息讀出并通過揚聲器播放，也可以用液晶模塊來實時顯示文字信息。本系統(tǒng)的接收終端可以是位置任意移動的，可以給手機等設備發(fā)送消息。
本實用新型應用于工廠等大型生產(chǎn)環(huán)境下，由安裝在生產(chǎn)線或者某個監(jiān)控點的信息采集裝置采集特征信息編碼，并實時通過現(xiàn)有技術中的通信系統(tǒng)將特征信息編碼傳送給主控計算機，主控計算機根據(jù)該特征信息編碼查詢數(shù)據(jù)庫中對應的報警信息或者根據(jù)現(xiàn)場情況以及報警格式要求生成一條報警信息(該數(shù)據(jù)庫中的內容可以根據(jù)應用需要隨時更換或者更新)，并生成相應監(jiān)控點的監(jiān)控數(shù)據(jù)反饋給主控計算機端使用者。如果出現(xiàn)特殊情況或者與設定數(shù)據(jù)相符的特征編碼，則生成相應的監(jiān)控數(shù)據(jù)(文本類型數(shù)據(jù))，并且根據(jù)數(shù)據(jù)庫中該監(jiān)控點的相應信息將該監(jiān)控數(shù)據(jù)傳送給發(fā)射端通信模塊，上述的相應信息是指與監(jiān)控點相關聯(lián)的接收終端的電話號碼等，主控計算機與發(fā)射端通信模塊采用PC串口連接或者USB接口，通過GSM(Global System for Mobile communication)網(wǎng)絡或者GPRS(General Packet Radio Service)網(wǎng)絡向某一個或多個接收終端傳送，也可以通過主控計算機的網(wǎng)絡接口與互聯(lián)網(wǎng)相連接，將該監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)送到電信的短信息服務中心，通過GSM網(wǎng)絡或者GPRS網(wǎng)絡向某一個或多個接收終端傳送；或者通過局域網(wǎng)絡、廣域網(wǎng)絡等有線方式將發(fā)射端的信息傳送給接收終端。當沒有出現(xiàn)特殊情況時也可根據(jù)用戶需要由主控計算機生成相應文本數(shù)據(jù)傳送給某一個或多個接收終端。
通過接收端無線通信模塊接收發(fā)射端傳送的數(shù)據(jù)信息，通過異步串口傳送給接收端的控制模塊，控制模塊通過異步串口將處理后的數(shù)據(jù)傳送給語音生成模塊，由該模塊將字符形式的監(jiān)控數(shù)據(jù)以語音的形式輸出，控制模塊也可以將處理后的數(shù)據(jù)傳送給液晶顯示器，用以以視覺的方式提示接收終端處的人員，同時接收終端可以配備存儲模塊，利用FLASH存儲數(shù)字格式的短信內容，在接收設備掉電后仍能保存歷史信息，以備日后調用。
其中，發(fā)射端的無線通信模塊和接收端的無線通信模塊均可采用西門子SIEMENS TC35I模塊或者MC35I模塊來實現(xiàn)，但不僅限于上述的兩個模塊。TC35I模塊支持GSM900和GSM1800雙頻網(wǎng)絡，支持語音、數(shù)據(jù)、短信息和傳真業(yè)務，支持三種語音編碼的傳送速率，支持GSM phase2/2+。該模塊操作靈活，可以直接通過AT指令對模塊進行控制。該模塊的應用接口為40管腳，包括電源、3V SIM卡、RS232接口、語音、控制等管腳。此外，模塊有一50Ω天線接口。MC35I也是可以選擇的，他的功能更強，但是價格要高些。MC35I是西門子公司的第一款GPRS模塊，支持TC35I的所有功能，同時提供高速GPRS的功能，可以很容易的由TC35I升級到MC35I。(另外該模塊也可以使用WAVECOM的相關模塊實現(xiàn)，操作基本相同)。
上述語音生成模塊可以但不限于采用OSYNO 6188語音合成芯片實現(xiàn)。該芯片支持國家標準GB 2312所有漢字，支持標點符號、電話號碼、郵政編碼、英文字母等特殊字符處理，采用異步串口數(shù)據(jù)輸入，支持10bit脈寬調制(PWM)直接驅動輸出和一個固定的電流DA驅動輸出，支持數(shù)字音量控制。文本形式的短信內容可以通過該模塊讀出，實現(xiàn)文本到聲音的轉換。
上述的液晶顯示模塊可以但不限于采用12864點陣圖形液晶顯示模塊TS12864A-3。該模塊具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64，內置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集。文本形式的短信內容可以通過該模塊實時顯示。
上述控制模塊可以但不限于采用SILICON/LABS C8051F020實現(xiàn)。該款單片機是完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片(SoC)，具有與8051兼容的高速CIP-51內核，與MCS-51指令集完全兼容，內置FLASH程序存儲器、內部RAM。通過該款單片機的兩個串口與消息發(fā)送/接收模塊和語音生成模塊通信，實現(xiàn)對這兩個模塊的控制與數(shù)據(jù)交換。通過單片機的外部總線實現(xiàn)對液晶顯示模塊的控制。
對于接收端也可以使用現(xiàn)有的移動通信終端來代替，只需要加入一個語音生成模塊，并共享移動通信終端的內存、處理器、顯示器和通信模塊即可。
圖2為本實用新型接收終端實施例結構圖，如圖所示，接收終端的天線接收信號，傳送給接收端的無線通信模塊(采用Tc35i)，無線通信模塊(無線模塊的串口接收引腳RxD0接單片機的數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，串口發(fā)送引腳TxD0接單片機的數(shù)據(jù)接收引腳)與控制模塊單片機(采用c8051f023)的Tx0(單片機串口0，數(shù)據(jù)發(fā)送引腳)，Rx0(單片機串口0，數(shù)據(jù)接收引腳)相連接，單片機串口工作方式，對應一個起始位，8個數(shù)據(jù)位，一個停止位。與無線通信模塊相連接的SIM卡向無線通信模傳送信號，包括時鐘信號CCLK，數(shù)據(jù)信號CCIO，復位信號CCRST，電源CCVCC和接地CCGND。語音生成模塊(采用OSYNO6188)與控制模塊單片機的Tx1(單片機串口1，數(shù)據(jù)發(fā)送引腳)相連接，Rx1(單片機串口1，數(shù)據(jù)接收引腳)相連接，單片機串口工作方式，對應一個起始位，8個數(shù)據(jù)位，一個停止位。該語音生成模塊輸出PWM模擬音頻，經(jīng)揚聲器向使用者傳達。顯示模塊(采用LCD顯示芯片OCMJ2X8A)的8位數(shù)據(jù)總線和請求信號REQ，對應于單片機輸出，狀態(tài)指示信號BUSY對應于單片機輸入。同時，還包括擴展接口，將單片機未用的IO口引出，可以連接各種存儲器等設備；5V和3.3V直流電源信號，給各模塊提供電壓驅動；發(fā)光二極管，顯示各種狀態(tài)，比如GSM網(wǎng)絡狀態(tài)，GSM模塊狀態(tài)，電源等。
無線通信模塊接收到發(fā)射端發(fā)來的中文短信后，通過串口0數(shù)據(jù)接收線Rx0發(fā)送狀態(tài)指示字節(jié)給單片機，隨后單片機通過串口0數(shù)據(jù)發(fā)送線Tx0發(fā)出AT命令給無線通信模塊，讀取經(jīng)過Unicode編碼的短信數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)解碼為GB2312格式。然后單片機通過與顯示模塊相連接信號線將GB2312格式的短信數(shù)據(jù)顯示，通過數(shù)據(jù)發(fā)送線Tx1和數(shù)據(jù)接收線Rx1將短信數(shù)據(jù)傳送給語音合成模塊處理，語音合成模塊將產(chǎn)生PWM格式的音頻輸出給喇叭，從而將中文短信讀出。在輸出時可以采用不同音量，聲調等，以區(qū)分不同類型的信息。另外除了用聲音以外，也可以用文本方式顯示。并且，在發(fā)射端或者接收終端都可以設置專門的存儲設備，用來存儲發(fā)送、接收的信息，以供了解被監(jiān)控系統(tǒng)的工作狀況。
本實用新型的有益效果在于，任意分散式報警，和現(xiàn)在已有的SCADA系統(tǒng)結合在一起，可以在中控室的上位機上定制報警信息，可以任意設定報警信息播放地點，不需要人工介入就可以將報警信息傳送給出現(xiàn)問題的生產(chǎn)部門，并且工廠員工或者接收終端的使用者還能夠直接的了解本次報警的內容，以便快速的進行維修等工作。
以上具體實施方式
僅用于說明本實用新型，而非用于限定本實用新型。
權利要求1.一種分布式語音報警系統(tǒng)，其特征在于包括發(fā)射端，接收終端；其中，發(fā)射端包括監(jiān)控裝置，采集信息并傳送給主控計算機；主控計算機，與至少一個監(jiān)控裝置相連接，用于處理至少一個監(jiān)控設備采集的信息，并在控制下發(fā)送給遠端的至少一個接收終端；發(fā)射端通信模塊，與主控計算機相連接，將主控計算機要發(fā)送的信息發(fā)送給至少一個接收終端；接收終端包括接收端通信模塊，用于接收發(fā)射端發(fā)送的信息；控制模塊，與接收端無線通信模塊相連接，處理接收到的信息；語音生成模塊，與控制模塊相連接，將控制模塊處理過的信息轉換成語音數(shù)據(jù)進行輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種分布式語音報警系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)射端還包括一數(shù)據(jù)庫，與所述主控計算機相連接，用于主控計算機生成監(jiān)控信息并存儲接收終端信息。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種分布式語音報警系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)射端通信模塊和接收端通信模塊為無線通信模塊。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種分布式語音報警系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)射端通信模塊和接收端通信模塊為有線通信模塊，發(fā)射端通信模塊與接收端通信模塊通過互聯(lián)網(wǎng)方式相連接并傳送數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權利要求1、3或4所述的一種分布式語音報警系統(tǒng)，其特征在于所述主控計算機與發(fā)射端通信模塊通過PC串口或者USB接口相連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種分布式語音報警系統(tǒng)，其特征在于所述主控計算機還具有網(wǎng)絡接口，通過互聯(lián)網(wǎng)連接短信息服務中心，向接收終端傳送信息。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種分布式語音報警系統(tǒng)，其特征在于所述接收終端還包括顯示模塊，與所述控制模塊相連接，用于顯示控制模塊處理的信息。
8.根據(jù)權利要求3或6所述的一種分布式語音報警系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)射端與所述接收終端采用GSM網(wǎng)絡或者通用分組無線業(yè)務網(wǎng)絡通信。
專利摘要本實用新型涉及工業(yè)自動化領域，為了解決現(xiàn)有技術中需要人工參與的缺點，提供了一種分布式語音報警系統(tǒng)，通過無線通信模塊將報警信息或監(jiān)控信息實時的傳送到任意的接收終端上，并通過接收終端的語音合成模塊生成語音信息。本實用新型的有益效果在于，可以任意設定報警信息播放地點，不需要人工介入就可以將報警信息傳送給出現(xiàn)問題的生產(chǎn)部門，并且工廠員工或者接收終端的使用者還能夠直接地了解本次報警的內容，以便快速地進行維修等工作。
文檔編號G08B3/00GK2879301SQ20052013351
公開日2007年3月14日 申請日期2005年11月23日 優(yōu)先權日2005年11月23日
發(fā)明者聶進 申請人:西門子(中國)有限公司