多路巡检语音播报系统

1、多路巡检语音播报系统在工业生产控制、科技农业、科研测量、体育运动等应 用各种机械、电子、电气技术的现场，现都有大量的闪烁指 示灯、数码管、蜂鸣器、单音警报器等提醒装置。指示灯的 多少几乎与所用设备的复杂和精密程度成正比。在各大工矿 企业、交通枢纽、公安消防、军事基地等的中央控制调度室 里，巨大的不断闪烁的监控流程示意图墙成为当今大工业时 代的象征。目前许多家大型工业企业的调度通过科技革新、技术改 造，已逐步引进多点巡检语音播报系统与原设备接口，在不 对原设备、系统作任何改动的情况下加接语音功能，使原本 眼花撩乱的指示灯和嘟嘟声响成一片的蜂鸣器都变成了直 接用语言播报事况状态的明确提示。厂方为慎

2、重起见，先从 最常用的几个控制点开始，制作了“四路巡检语音系统”，语 音总长度不到 20 秒，只录上原指示灯标示的告警文字，使 用一段时间后感觉效果极好。原来出现情况时只是指示灯闪 灯、蜂鸣器响， 调度人员还需要认真查看其对应的文字标识， 现在则不用“看”和“找”的过程就，可以听到事故点播报， 提高 了反应速度和准确性，也减轻了调度人员的疲劳程度。之后 厂方又增加了语音内容， 将解决该路问题的做法， 如“二号油 阀超压， 请检查五号油管”等也一并录入， 这样又进一步提高了工作效率，受到极大欢迎。现在厂方开始全面推广使用该技术，巡检点数增加到 24路、48路，语音长度提高到 216 分钟。多路巡

3、检语音播报系统是将原设备的指示灯或蜂鸣器信 号取出，经光电耦合器隔离，由单片机处理控制，对应驱动 不同的语音段内容，最后由语音芯片及其功放喇叭播报出来。 巡检系统的每段语音均可由用户自行录制、更改、增加、删 除，如果多路同时报警，还能按优先级自动排序播放：当一 段语音正在播报时，其它路报警将自动存储，直到该段播完 后再按先后顺序播放；如果有一路一直在报警，则该段语音 一直循环播放。附图示出了一个四路巡检系统的电路原理图。该系统采用 ATMEL 公司的 AT89C2051 芯片作为主控单片机，语音 芯片采用 ISD 公司的 ISD1420 。为了不影响原设备的任何性 能，也为了方便连接安装，减少

4、各种电气干扰，该系统的输 入端均采用光电耦合器隔离，检测端可以方便地连接到几乎 任何位置的发光管、低压指示灯、有源蜂鸣器等，一旦检测 端加上电压 （即原设备的指示灯亮、闪烁或蜂鸣器响），光耦即输出低电平，触发单片机。附图单片机 AT89C2051 是一片内含 2K 可擦写程序存储器 的集成电路，仅 20 根引脚，使用 MCS-51 语言编写控制程 序。它是整个电路的控制核心， 负责上电初始化、 检测端口、 排除干扰及误动触发、控制并管理语音芯片等工作。平时， 单片机一直在扫描查询 A、B、 C、D 四个端子，一查到有端 口变成低电平即按照收到的先后顺序存储起来，然后再查询 语音芯片的工作状态，

5、 如果语音芯片处于空闲 （未放音 ）状态， 即去触发语音芯片某段的放音；如果查到语音芯片不在放音 状态，则等待到语音芯片处于空闲状态。ISD1420 是 20 秒可任意分段录放语音芯片，设计中需 要分成四段，每段的录放音时间不限。 ISD1420 内置了多种 工作模式，在手动控制使用时多设成“地址模式”（A67 、地址有一位是低电平 ），每段语音由语音段的 8 位起始地址决定， 录放音时间一般需要平均分配，如分四段，每段 5 秒。这种 方式涉及的引脚多 （达 11 个引脚 ），应用上也受很多限制。 该 系统由于有单片机控制， 被置成操作模式 （A6、7 全接成高电 平），仅需要 5 个引脚就可

6、以实现任意分段的录音、 放音。 在 录音状态下，用户按 AN 键，即从 00 地址开始录音，松开 按键时停止录音，芯片自动插入 EOM 标志。由于语音芯片 的 A4 端被单片机控制，其内部地址计数器不复位，用户再 按键时又从下一个地址开始连续录音，因此四段录音的时间 长度可由用户需要任意确定，直到芯片录满溢出停止。在放 音状态下，单片机以快速信息检索方式控制语音芯片，例如 需要播放第三段，单片机从 A0 端输入一个低电平，语音芯 片的内部地址计数器即跳到下一段录音，同时控制 A4 端不 让地址计数器复位， 如此跳到第三段， 再置 PE 端为低电平， 即开始放间第三段，第三段语音结束时自动停止。

7、由于 ISD1420 芯片没有忙信号输出端， 单片机无法直接 判别语音芯片所处的状态，因此由三极管 Q1 的基极检测语 音芯片的喇叭推动端。 当播放语音时 SP+ 端直流电位达到约 1.5V，语音结束时回到0V，此检测信号送给单片机作“忙信 号”判断。ISD1420 芯片可以用接好的驻极体话筒直接由用户讲 话录录，如果需要专业音质效果，可以由专业播音员在录音 棚内录好，通过计算机和 ISD1425 编程拷贝机将这些语音录 制到语音芯片中，再将芯片插到该系统中只做放音使用，这 样会达到相对较为理想的语音播报效果。由于整个电路板仅一张名片大小，可以将其安装在市售 的有源音箱内部。因为市售的有源音箱不仅外观漂亮大方、 款式多样、功率有大有小，而且该语音电路板需要的直流电 源、电源开关、音量音调调节器、音频功率放大器、喇叭音 箱等在有源音箱