倒譜，通過倒譜求MFCC系數(shù)并與模板進(jìn)行比較，在判斷范圍內(nèi)則報(bào)警；
[0027]報(bào)警模塊，“開”為機(jī)器工作，隨時(shí)測(cè)量列車是否接近，“關(guān)”為機(jī)器停止工作；
[0028]指示燈:前面板的指示燈是機(jī)器工作時(shí)候的指示燈，當(dāng)機(jī)器正在工作時(shí)候，指示燈會(huì)亮;后面板的指示燈為充電指示燈，當(dāng)亮著的時(shí)候表示機(jī)器此刻正在充電；
[0029]充電/電源模塊，繼電器J得電，使其吸合。由電阻、繼電器和三極管構(gòu)成的閉合回路，使得三極管工作，導(dǎo)通三極管。在剛上電時(shí)，三極管的基極與其射極電壓均為0V，從而三極管Vl截止。剛開始充電時(shí)，膠體蓄電池的電壓很低，穩(wěn)壓管截止。當(dāng)AN按下時(shí)，繼電器吸合，電源側(cè)開關(guān)閉合，此時(shí)電源側(cè)開關(guān)處于自鎖狀態(tài)。因?yàn)殡娫磦?cè)開關(guān)的狀態(tài)只由繼電器決定，與按鈕AN無關(guān)。所以在松開AN的時(shí)候，電源側(cè)開關(guān)仍處于自鎖狀態(tài)，可繼續(xù)為變壓器T提供220V交流電源。充電電路中，經(jīng)整流后對(duì)電池E充電松開AN后，電源側(cè)開關(guān)自鎖，開始給膠體蓄電池E進(jìn)行充電，隨著充電過程的進(jìn)行，膠體蓄電池的兩電壓不斷升高，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)壓管的極限值7.5V時(shí)，穩(wěn)壓管擊穿，此時(shí)三極管Vl飽和導(dǎo)通，三極管的集電極電壓等于射極電壓，即相當(dāng)于集電極接地，此時(shí)的基極電壓也為0V，V2截止。圖中的三極管V2就像一個(gè)電路開關(guān)，當(dāng)截止時(shí)，如同開關(guān)斷開，控制電路就會(huì)開路，則繼電器J就會(huì)釋放，從而使得電源側(cè)開關(guān)斷開。當(dāng)電源側(cè)開關(guān)為斷開狀態(tài)時(shí)，變壓器T就停止工作，最后停止對(duì)膠體蓄電池充電，從而保護(hù)了對(duì)膠體蓄電池，避免了過充電對(duì)膠體蓄電池的損害
[0030]實(shí)施例二
[0031]識(shí)音器，信號(hào)采集孔面使用磁性材料，在釆集聲音信號(hào)時(shí)可以吸附在鐵軌的側(cè)面，其余個(gè)面均為輕質(zhì)材料密封面，用于隔絕周圍的聲音信號(hào)。這樣設(shè)計(jì)可以采集到較為干凈的火車輪軌聲，減少了系統(tǒng)的運(yùn)算分析量；
[0032]信號(hào)放大模塊，靜態(tài)工作點(diǎn)是在輸入信號(hào)為零時(shí)，元器件內(nèi)部晶體管的基極電流、集電極電流等的值，在調(diào)試過程中由于電源電壓過高使電路產(chǎn)生了飽和失真，并通過示波器觀察和分析出原因，將信號(hào)放大以供下一步的使用；
[0033]電壓提升模塊，不失真的放大聲音信號(hào)，在輸入的電壓中不能包含有負(fù)電壓，因此必須在信號(hào)電壓送入單片機(jī)之前進(jìn)行電壓提升使電壓達(dá)到O—5V的單極性，以滿足Α/D轉(zhuǎn)換的要求；
[0034]濾波模塊I，，對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)候必須滿足采樣定理，信號(hào)采用時(shí)若不滿足采樣定理則會(huì)產(chǎn)生頻率混淆現(xiàn)在也稱為信號(hào)混疊現(xiàn)象，消除混疊現(xiàn)象進(jìn)行濾波;傳感器模塊，采集的高速鐵路電路上的信號(hào)來自京滬段，為了使采集的信號(hào)具有普遍性，對(duì)電力牽引列車的軌道上、下行電路上的信號(hào)都進(jìn)行了多次采集；
[0035]濾波模塊2，A/D轉(zhuǎn)換器，對(duì)采樣好的信號(hào)進(jìn)行濾波，提取需要的信號(hào)，并將模擬信號(hào)進(jìn)行Α/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；
[0036]單片機(jī)模塊，系統(tǒng)的上電，單片機(jī)上電穩(wěn)定之后，對(duì)相關(guān)啟動(dòng)項(xiàng)進(jìn)行加載，信號(hào)經(jīng)過前置放大電路及預(yù)處理電路后送入單片機(jī)的端口進(jìn)行Α/D轉(zhuǎn)換，對(duì)Α/D功能模塊進(jìn)行初始化，初始化與系統(tǒng)穩(wěn)定后進(jìn)行采樣及Α/D轉(zhuǎn)換，將結(jié)果存入數(shù)據(jù)緩沖器，讀取數(shù)據(jù)緩沖器的數(shù)據(jù)進(jìn)行短時(shí)能量的閥值進(jìn)行比較，作出預(yù)判斷。判斷是否則進(jìn)入下一步的運(yùn)算，將數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT計(jì)算，并對(duì)頻率范圍進(jìn)行判斷?！笆恰眲t進(jìn)行下一步計(jì)算，否則丟棄數(shù)據(jù)，對(duì)達(dá)到模板頻率范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行取對(duì)數(shù)運(yùn)算得到倒譜，通過倒譜求MFCC系數(shù)并與模板進(jìn)行比較，在判斷范圍內(nèi)則報(bào)警；
[0037]報(bào)警模塊，“開”為機(jī)器工作，隨時(shí)測(cè)量列車是否接近，“關(guān)”為機(jī)器停止工作；
[0038]指示燈:前面板的指示燈是機(jī)器工作時(shí)候的指示燈，當(dāng)機(jī)器正在工作時(shí)候，指示燈會(huì)亮;后面板的指示燈為充電指示燈，當(dāng)亮著的時(shí)候表示機(jī)器此刻正在充電。
[0039]本發(fā)明的有益成果為，便攜式電力牽引列車接近報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)測(cè)試部分。硬件方面，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了濾波電路，限幅電路，電池充電電路等電路，軟件設(shè)計(jì)方面主要根以軌道電路上的信號(hào)中工頻頻率50Hz信號(hào)分量的變化與列車接近有著重要聯(lián)系的這一結(jié)論為依據(jù)對(duì)列車接近提出了判定條件，從時(shí)域和頻域上對(duì)軌道電路上的信號(hào)提出判定最后，根據(jù)報(bào)警器的使用結(jié)果總結(jié)出本發(fā)明的報(bào)警器具有防護(hù)距離長(zhǎng)、待機(jī)時(shí)長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)D
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型帶有語(yǔ)音識(shí)別的便攜式電力報(bào)警器，其特征在于: 識(shí)音器，為報(bào)警器的前端，用于收集聲音信號(hào)，可隔絕雜音，將收集到的信息傳送給所述信號(hào)放大模塊； 信號(hào)放大模塊，用于將所述識(shí)音器將采集到的信號(hào)放大并達(dá)到單片機(jī)所要求的電壓值，采用了幾組相互不干擾的運(yùn)算放大器，并對(duì)源端與輸出端適當(dāng)濾波； 電壓提升模塊，包含低噪音高速運(yùn)算放大器，采用的是模擬加法器的接法，公式為:U0=.0.7(1^+7)，將引腳接地，簡(jiǎn)化電路，保障電壓提升； 濾波模塊I，為低通濾波器，用一個(gè)截止頻率為fc的消除，先將消除頻混濾波器信號(hào)低通濾波，即將不需要的高頻成分濾掉，，然后將釆樣頻率提高，最后再進(jìn)行采樣與數(shù)據(jù)處理；傳感器模塊，用于感知軌道電路上的信號(hào)，并同步將軌道電路上的信號(hào)輸入到所述濾波豐吳塊2 ； 濾波模塊2，采用帶通濾波器中的有源濾波器，突出有用工頻頻率的信號(hào)分量，并對(duì)工頻以外頻率的干擾信號(hào)和噪聲進(jìn)行抑制，從而得到以工頻頻率為主的信號(hào)，用于對(duì)軌道電路上的信號(hào)進(jìn)行濾波，濾掉信號(hào)中噪聲分量，從而提高系統(tǒng)的抗干擾能； Α/D模塊，將濾波后的信號(hào)進(jìn)行限幅，進(jìn)行Α/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)； 單片機(jī)模塊，信號(hào)經(jīng)過前置處理后送入單片機(jī)，用于聲音信號(hào)的識(shí)別運(yùn)算等一切數(shù)字信號(hào)處理，并根據(jù)特定的分析判斷方法，進(jìn)行FFT計(jì)算，判別列車接近過程； 報(bào)警模塊，包含語(yǔ)音模塊，語(yǔ)音電路的設(shè)計(jì)是先錄音后放音，不需要隨時(shí)將說的話從喇叭擴(kuò)音播放出來，不需要循環(huán)放音工作在直通模式下，將FT管腳接地，使其無效，放音電路中采用ISD1829的循環(huán)放音模式，即一旦開始放音，則進(jìn)行循環(huán)播放，有在斷電的情況下停止播放； 充電/電源模塊，充電電路可以為膠體電池進(jìn)行充電，同時(shí)為了避免過于充電，設(shè)計(jì)了過電壓保護(hù)控制電路，即當(dāng)電池電壓達(dá)到8.5V時(shí)，電路自動(dòng)檢測(cè)到該電壓并切斷充電回路。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型帶有語(yǔ)音識(shí)別的便攜式電力交通報(bào)警器，包括識(shí)音器識(shí)別聲音信號(hào)并且傳遞聲音信息；信號(hào)放大模塊；濾波模塊1；濾波模塊2；A/D模塊；報(bào)警模塊；充電/電源模塊。本發(fā)明的主要目的是通過兩條并行結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多功能運(yùn)行，既實(shí)現(xiàn)傳感器識(shí)別也實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別，多方面地感知交通上的危險(xiǎn)信號(hào)。因此，可以說通過這種實(shí)現(xiàn)方式是很有必要的。
【IPC分類】G08B21/02
【公開號(hào)】CN105551184
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510971930
【發(fā)明人】潘小勝
【申請(qǐng)人】潘小勝
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月19日