專利名稱：一種用于起重機(jī)的語音應(yīng)答門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及應(yīng)用在起重機(jī)上的門開關(guān)監(jiān)控，語音報(bào)警，門開關(guān)狀態(tài)顯示，語音登機(jī)請求應(yīng)答的一種門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前在起重機(jī)上應(yīng)用的門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)主要為PLC集中處理、外置集中故障處理 盒、登機(jī)請求應(yīng)答盒。其中PLC集中處理，功能比較靈活，可以進(jìn)行顯示、報(bào)警等功能，但占 用較多PLC輸入和輸出點(diǎn)，并且需要針對不同起重機(jī)進(jìn)行不同的編程。外置集中故障處理 盒目前可以做到將所有起重機(jī)門開關(guān)集中監(jiān)測輸出綜合故障接口，可以節(jié)省較多PLC資 源，但無法進(jìn)行故障指示，無法知道故障發(fā)生點(diǎn)。登機(jī)請求應(yīng)答盒則不具備門開關(guān)監(jiān)控功 能，只能負(fù)責(zé)起重機(jī)操作司機(jī)和請求登機(jī)者之間的簡單信息傳遞，并且也無法告知司機(jī)請 求登機(jī)者的具體登機(jī)位置。發(fā)明內(nèi)容為克服上述門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)的弊端，本實(shí)用新型提供一種有效地解決方案，該語 音應(yīng)答門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以完成常規(guī)的門開關(guān)監(jiān)控、故障顯示功能，同時(shí)還集成了登 機(jī)請求語音應(yīng)答功能、門開關(guān)故障語音報(bào)警功能、登機(jī)請求位置指示功能，并且不需要針對 每臺起重機(jī)編制特定的程序。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種用于起重機(jī)的語音應(yīng)答 門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于該語音應(yīng)答門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)包括CPU、光電耦合數(shù)據(jù)采集電 路、語音模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、故障指示燈、登機(jī)請求指示燈、門開關(guān)；光電耦合數(shù)據(jù)采集電路、語 音模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、故障指示燈、登機(jī)請求指示燈與CPU相連；登機(jī)請求按鈕和應(yīng)答按鈕接 在光電耦合數(shù)據(jù)采集電路，應(yīng)答指示燈接在驅(qū)動(dòng)模塊，喇叭與繼電器模塊相連，應(yīng)答按鈕、 門開關(guān)、登機(jī)請求按鈕與光電耦合數(shù)據(jù)采集電路相連；繼電器模塊分別與驅(qū)動(dòng)模塊、語音模 塊、喇叭和主機(jī)喇叭相連；登機(jī)請求按鈕、應(yīng)答按鈕接、應(yīng)答指示燈和喇叭組成應(yīng)答盒；語音模塊采用通用WAV語音播放模塊，選用SD卡語音文件為基礎(chǔ)的語音播放模 塊；單片機(jī)作為CPU，進(jìn)行門開關(guān)狀態(tài)采集、登機(jī)狀態(tài)采集、顯示處理，語音模塊控制、登機(jī) 應(yīng)答控制、驅(qū)動(dòng)模塊控制；驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)繼電器模塊將語音播放位置分別切換到每個(gè)登機(jī) 門位置或主機(jī)位置，然后通過喇叭播放；繼電器模塊采用兩種，一種采用通用繼電器；一種 是用于故障輸出，提供較大的觸點(diǎn)電流；外圍電路采用24VDC進(jìn)行接口。通過CPU將光電耦合電路的門開關(guān)和登機(jī)請求信號數(shù)據(jù)采集到CPU當(dāng)中，然后CPU 將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果是正常情況下門開關(guān)打開則延遲0. 5秒后在主機(jī)上播放“XX 門打開”的語音提示，并將該門的故障指示燈點(diǎn)亮、置位故障輸出信號。如果正常情況下門 開關(guān)關(guān)閉，則延遲0. 5秒后在主機(jī)上播放“XX門關(guān)閉”的語音提示，并將該門的故障指示燈 熄滅、復(fù)位故障輸出信號。如果檢測到登機(jī)請求按鈕按動(dòng)，則在在主機(jī)上播放“XX門請求登 機(jī)”的語音提示，如果司機(jī)按鈕“允許登機(jī)”按鈕則在請求登機(jī)的門位置播放“現(xiàn)在可以登 機(jī)”的語音提示并將綠色應(yīng)答指示燈點(diǎn)亮，如果司機(jī)按鈕“禁止登機(jī)”按鈕則在請求登機(jī)的 門位置播放“現(xiàn)在禁止登機(jī)”的語音提示并將紅色應(yīng)答指示燈點(diǎn)亮。如果登機(jī)者在得到“允許登機(jī)”的信號后將登機(jī)并打開登機(jī)門，這時(shí)CPU會接收到登機(jī)門打開信號，并控制語音模塊在主機(jī)位置播放“XX門打開”的語音提示并置位故障輸出信號。如果登機(jī)者在10秒內(nèi)沒 有關(guān)閉登機(jī)門，這時(shí)CPU會控制語音模塊在登機(jī)門位置播放“請及時(shí)關(guān)閉登機(jī)門”的語音提 示。如果登機(jī)者關(guān)閉登機(jī)門后，這時(shí)CPU會采集到門關(guān)閉信息，在延遲5秒以確保登機(jī)者以 到達(dá)安全區(qū)域后，在主機(jī)位置播放“XX門關(guān)閉”的語音提示，然后復(fù)位故障輸出信號。本發(fā)明的有益效果是克服了以往PLC集中處理占用PLC資源多并需要針對每臺 起重機(jī)編程的缺點(diǎn)、克服了外置集中故障處理盒、登機(jī)請求應(yīng)答盒功能單一故障指示不明 確的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了門開關(guān)監(jiān)控和登機(jī)請求應(yīng)答的整合，門開關(guān)狀態(tài)和登機(jī)請求位置在主機(jī) 上均可以明確顯示，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了語音故障提示、語音應(yīng)答提示功能，并且語音內(nèi)容可以 通過SD卡修改、可以通過PC機(jī)隨時(shí)更新，不需要針對每臺起重機(jī)編制特殊的故障檢測程 序，既方便了用戶的使用，也使產(chǎn)品售后服務(wù)和升級變得十分簡單。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的語音模塊原理圖。圖3是本實(shí)用新型的登機(jī)請求盒、門開關(guān)接口電路圖。圖4是本實(shí)用新型的登機(jī)應(yīng)答盒電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例。實(shí)施例語音模塊的選擇由于該實(shí)用新型需要播放的語音較多，如果采用通用的語音芯片，也可以完成語 音播放，但需要專用的工具，或?yàn)槠湓O(shè)計(jì)專用的錄音電路，編程和升級都較困難，所以本例 選用以SD卡語音文件為基礎(chǔ)的語音播放模塊。如圖2所示，該語音模塊為上海奔流公司的 SD卡語音播放模塊BSD7515，該模塊采用類似SPI接口通訊，其中DCLK和DI接口為通訊接 口，V12為12V電源接口，GND為12V電源地，SPKl和SPK2為喇叭接口，輸出功率為7. 5W, 并且其語音的更改可以通過PC電腦直接修改、拷貝，非常方便。CPU的選型本實(shí)用新型要求的CPU不高，常見的51系列單片機(jī)均可以滿足要求。CPU控制電 路負(fù)責(zé)綜合所述的接口電路，由于單片機(jī)的外圍端口較少，所以輸入、輸出端口都進(jìn)行了擴(kuò)展。主機(jī)上設(shè)置指示燈電路，為了降低電路的復(fù)雜程度和降低成本，將故障指示燈和 登機(jī)請求指示燈采用一個(gè)雙色發(fā)光二極管來實(shí)現(xiàn)，在門開關(guān)打開時(shí)其顯示紅色。在有登機(jī) 請求時(shí)其顯示綠色。本實(shí)例支持8個(gè)門開關(guān)，所以要采用8個(gè)LED，為了外觀統(tǒng)一可以選用 8個(gè)雙色發(fā)光二極管來實(shí)現(xiàn)。圖3顯示了該實(shí)用新型的登機(jī)按鈕盒的接口電路形式，包含了門開關(guān)、登機(jī)請求 按鈕、允許指示燈、禁止指示燈、喇叭等接口。由于工業(yè)環(huán)境下的外圍電路和PLC電路的弱 電控制電壓一般都是24VDC，所以本實(shí)用新型也將外圍電路采用24VDC進(jìn)行接口。本實(shí)用新型最多可以提供8路門開關(guān)檢測，其中4個(gè)帶有登機(jī)請求功能，所以需要圖3的接口 4個(gè)， 其余4個(gè)采用兩針接口連接門開關(guān)即可。門開關(guān)選用接近開關(guān)，主機(jī)喇叭選用10W，8歐姆的即可。圖4顯示了一個(gè)登機(jī)應(yīng)答盒的電路圖，主要包含了一個(gè)綠色允許登機(jī)指示燈、一 個(gè)紅色禁止登機(jī)指示燈、一個(gè)10W，8歐姆的喇叭、一個(gè)登機(jī)請求按鈕。本實(shí)用新型提供最多 4個(gè)登機(jī)應(yīng)答請求。電源采用5V 2A，24V IA的雙組開關(guān)電源。程序編制由于CPU完成任務(wù)較多，為了實(shí)時(shí)性，采用RTX51多任務(wù)系統(tǒng)編程，將每個(gè)門開關(guān) 的監(jiān)控、每個(gè)登機(jī)請求的監(jiān)控、語音的播放都作為單獨(dú)任務(wù)處理。開啟定時(shí)器0，作為時(shí)間基 準(zhǔn)。門開關(guān)任務(wù)中將實(shí)時(shí)檢測相應(yīng)門狀態(tài)，如果打開就延時(shí)0. 5秒然后向播放緩沖區(qū) 中添加對應(yīng)門打開的語音序號，播放通道為主機(jī)通道，并將對應(yīng)門故障置位和故障輸出置 位，如果打開超過5秒，就向播放緩沖區(qū)中添加“請及時(shí)關(guān)閉登機(jī)門”的語音序號，播放通道 為打開的門位置通道。如果門關(guān)閉并且不是登機(jī)請求后的關(guān)閉就延時(shí)0.5秒，負(fù)責(zé)延時(shí)5 秒，然后向播放緩沖區(qū)中添加對應(yīng)門關(guān)閉的語音序號，播放通道為主機(jī)通道，并將對應(yīng)門故 障復(fù)位位，如果所有門打開故障標(biāo)志都復(fù)位就將故障輸出復(fù)位。登機(jī)請求按鈕任務(wù)中將實(shí)時(shí)檢測相應(yīng)登機(jī)按鈕狀態(tài)，如果按下就向播放緩沖區(qū)中 添加對應(yīng)門請求登機(jī)的語音序號，播放通道為主機(jī)通道。如果得到“允許登機(jī)”的信號就向 播放緩沖區(qū)中添加“允許登機(jī)”的語音序號，播放通道為對應(yīng)登機(jī)門通道，并將“允許登機(jī)” 的綠色指示燈點(diǎn)亮5秒。如果得到“禁止登機(jī)”的信號就向播放緩沖區(qū)中添加“禁止登機(jī)” 的語音序號，播放通道為對應(yīng)登機(jī)門通道，并將“禁止登機(jī)”的紅色指示燈點(diǎn)亮5秒。語音播放任務(wù)是在單片機(jī)內(nèi)存中開辟一塊40個(gè)字節(jié)的區(qū)域作為語音播放緩沖 區(qū)，并設(shè)置一個(gè)緩沖區(qū)計(jì)數(shù)器，當(dāng)門開關(guān)任務(wù)或登機(jī)請求任務(wù)需要播放語音時(shí)，就將需要播 放的語音序號和繼電器通道存放到語音播放緩沖區(qū)中，并將緩沖區(qū)計(jì)數(shù)器加1。語音播放任 務(wù)實(shí)時(shí)檢測緩沖區(qū)計(jì)數(shù)器數(shù)值，當(dāng)該計(jì)數(shù)器大于0就將播放緩沖區(qū)首部的語音播放出來， 并將繼電器切換到指定通道，然后將緩沖區(qū)計(jì)數(shù)器減1。
權(quán)利要求一種用于起重機(jī)的語音應(yīng)答門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于該語音應(yīng)答門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)包括CPU、光電耦合數(shù)據(jù)采集電路、語音模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、故障指示燈、登機(jī)請求指示燈、門開關(guān)；光電耦合數(shù)據(jù)采集電路、語音模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、故障指示燈、登機(jī)請求指示燈與CPU相連；登機(jī)請求按鈕和應(yīng)答按鈕接在光電耦合數(shù)據(jù)采集電路，應(yīng)答指示燈接在驅(qū)動(dòng)模塊，喇叭與繼電器模塊相連，應(yīng)答按鈕、門開關(guān)、登機(jī)請求按鈕與光電耦合數(shù)據(jù)采集電路相連；繼電器模塊分別與驅(qū)動(dòng)模塊、語音模塊、喇叭和主機(jī)喇叭相連；登機(jī)請求按鈕、應(yīng)答按鈕接、應(yīng)答指示燈和喇叭組成應(yīng)答盒；語音模塊采用通用WAV語音播放模塊，選用SD卡語音文件為基礎(chǔ)的語音播放模塊；單片機(jī)作為CPU，進(jìn)行門開關(guān)狀態(tài)采集、登機(jī)狀態(tài)采集、顯示處理、語音模塊控制、登機(jī)應(yīng)答控制、驅(qū)動(dòng)模塊控制；驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)繼電器模塊將語音播放位置分別切換到每個(gè)登機(jī)門位置或主機(jī)位置，然后通過喇叭播放；繼電器模塊采用兩種，一種采用通用繼電器；一種是用于故障輸出，提供較大的觸點(diǎn)電流；外圍電路采用24VDC進(jìn)行接口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于起重機(jī)的語音應(yīng)答門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用在起重機(jī)上的門開關(guān)監(jiān)控、登機(jī)請求應(yīng)答等方面。該語音應(yīng)答門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)采用通用WAV語音播放模塊，進(jìn)行語音播放；單片機(jī)作為CPU，進(jìn)行門開關(guān)狀態(tài)、登機(jī)請求狀態(tài)采集，顯示處理，語音模塊控制；光電耦合電路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；繼電器模塊進(jìn)行故障輸出和喇叭切換；驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)繼電器模塊和應(yīng)答指示燈。本實(shí)用新型的有益效果是實(shí)現(xiàn)了門開關(guān)監(jiān)控和登機(jī)請求應(yīng)答的整合，門開關(guān)狀態(tài)和登機(jī)請求位置在主機(jī)上均可明確顯示并提供語音提示；語音內(nèi)容可以修改、更新，方便用戶的使用，產(chǎn)品售后服務(wù)和升級變得十分簡單。
文檔編號B66C13/52GK201574041SQ20092030664
公開日2010年9月8日 申請日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者周德峰 申請人:大連寶通工業(yè)控制有限公司