專利名稱：一種用于起重機的語音應(yīng)答門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及應(yīng)用在起重機上的門開關(guān)監(jiān)控，語音報警，門開關(guān)狀態(tài)顯示，語音登機請求應(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、登機請求應(yīng)答盒。其中PLC集中處理，功能比較靈活，可以進行顯示、報警等功能，但占 用較多PLC輸入和輸出點，并且需要針對不同起重機進行不同的編程。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，但無法進行故障指示，無法知道故障發(fā)生點。登機請求應(yīng)答盒則不具備門開關(guān)監(jiān)控功 能，只能負(fù)責(zé)起重機操作司機和請求登機者之間的簡單信息傳遞，并且也無法告知司機請 求登機者的具體登機位置。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，同時還集成了登 機請求語音應(yīng)答功能、門開關(guān)故障語音報警功能、登機請求位置指示功能，并且不需要針對 每臺起重機編制特定的程序。本實用新型解決其技術(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)動模塊、故障指示燈、登機請求指示燈、門開關(guān)；光電耦合數(shù)據(jù)采集電路、語 音模塊、驅(qū)動模塊、故障指示燈、登機請求指示燈與CPU相連；登機請求按鈕和應(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)動模塊，喇叭與繼電器模塊相連，應(yīng)答按鈕、 門開關(guān)、登機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)動模塊、語音模 塊、喇叭和主機喇叭相連；登機請求按鈕、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；單片機作為CPU，進行門開關(guān)狀態(tài)采集、登機狀態(tài)采集、顯示處理，語音模塊控制、登機 應(yīng)答控制、驅(qū)動模塊控制；驅(qū)動模塊驅(qū)動繼電器模塊將語音播放位置分別切換到每個登機 門位置或主機位置，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，提供較大的觸點電流；外圍電路采用24VDC進行接口。通過CPU將光電耦合電路的門開關(guān)和登機請求信號數(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秒后在主機上播放“XX 門打開”的語音提示，并將該門的故障指示燈點亮、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。如果檢測到登機請求按鈕按動，則在在主機上播放“XX門請求登 機”的語音提示，如果司機按鈕“允許登機”按鈕則在請求登機的門位置播放“現(xiàn)在可以登 機”的語音提示并將綠色應(yīng)答指示燈點亮，如果司機按鈕“禁止登機”按鈕則在請求登機的 門位置播放“現(xiàn)在禁止登機”的語音提示并將紅色應(yīng)答指示燈點亮。如果登機者在得到“允許登機”的信號后將登機并打開登機門，這時CPU會接收到登機門打開信號，并控制語音模塊在主機位置播放“XX門打開”的語音提示并置位故障輸出信號。如果登機者在10秒內(nèi)沒 有關(guān)閉登機門，這時CPU會控制語音模塊在登機門位置播放“請及時關(guān)閉登機門”的語音提 示。如果登機者關(guān)閉登機門后，這時CPU會采集到門關(guān)閉信息，在延遲5秒以確保登機者以 到達安全區(qū)域后，在主機位置播放“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 起重機編程的缺點、克服了外置集中故障處理盒、登機請求應(yīng)答盒功能單一故障指示不明 確的缺點，實現(xiàn)了門開關(guān)監(jiān)控和登機請求應(yīng)答的整合，門開關(guān)狀態(tài)和登機請求位置在主機 上均可以明確顯示，并進一步實現(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機隨時更新，不需要針對每臺起重機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是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型實施例的語音模塊原理圖。圖3是本實用新型的登機請求盒、門開關(guān)接口電路圖。圖4是本實用新型的登機應(yīng)答盒電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實施例。實施例語音模塊的選擇由于該實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，或為其設(shè)計專用的錄音電路，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的選型本實用新型要求的CPU不高，常見的51系列單片機均可以滿足要求。CPU控制電 路負(fù)責(zé)綜合所述的接口電路，由于單片機的外圍端口較少，所以輸入、輸出端口都進行了擴展。主機上設(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 登機請求指示燈采用一個雙色發(fā)光二極管來實現(xiàn)，在門開關(guān)打開時其顯示紅色。在有登機 請求時其顯示綠色。本實例支持8個門開關(guān)，所以要采用8個LED，為了外觀統(tǒng)一可以選用 8個雙色發(fā)光二極管來實現(xiàn)。圖3顯示了該實用新型的登機按鈕盒的接口電路形式，包含了門開關(guān)、登機請求 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，所以本實用新型也將外圍電路采用24VDC進行接口。本實用新型最多可以提供8路門開關(guān)檢測，其中4個帶有登機請求功能，所以需要圖3的接口 4個， 其余4個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)，主機喇叭選用10W，8歐姆的即可。圖4顯示了一個登機應(yīng)答盒的電路圖，主要包含了一個綠色允許登機指示燈、一 個紅色禁止登機指示燈、一個10W，8歐姆的喇叭、一個登機請求按鈕。本實用新型提供最多 4個登機應(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，為了實時性，采用RTX51多任務(wù)系統(tǒng)編程，將每個門開關(guān) 的監(jiān)控、每個登機請求的監(jiān)控、語音的播放都作為單獨任務(wù)處理。開啟定時器0，作為時間基 準(zhǔn)。門開關(guān)任務(wù)中將實時檢測相應(yīng)門狀態(tài)，如果打開就延時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“請及時關(guān)閉登機門”的語音序號，播放通道 為打開的門位置通道。如果門關(guān)閉并且不是登機請求后的關(guān)閉就延時0.5秒，負(fù)責(zé)延時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。登機請求按鈕任務(wù)中將實時檢測相應(yīng)登機按鈕狀態(tài)，如果按下就向播放緩沖區(qū)中 添加對應(yīng)門請求登機的語音序號，播放通道為主機通道。如果得到“允許登機”的信號就向 播放緩沖區(qū)中添加“允許登機”的語音序號，播放通道為對應(yīng)登機門通道，并將“允許登機” 的綠色指示燈點亮5秒。如果得到“禁止登機”的信號就向播放緩沖區(qū)中添加“禁止登機” 的語音序號，播放通道為對應(yīng)登機門通道，并將“禁止登機”的紅色指示燈點亮5秒。語音播放任務(wù)是在單片機內(nèi)存中開辟一塊40個字節(jié)的區(qū)域作為語音播放緩沖 區(qū)，并設(shè)置一個緩沖區(qū)計數(shù)器，當(dāng)門開關(guān)任務(wù)或登機請求任務(wù)需要播放語音時，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)計數(shù)器加1。語音播放任 務(wù)實時檢測緩沖區(qū)計數(shù)器數(shù)值，當(dāng)該計數(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)計數(shù)器減1。
權(quán)利要求一種用于起重機的語音應(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)動模塊、故障指示燈、登機請求指示燈、門開關(guān)；光電耦合數(shù)據(jù)采集電路、語音模塊、驅(qū)動模塊、故障指示燈、登機請求指示燈與CPU相連；登機請求按鈕和應(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)動模塊，喇叭與繼電器模塊相連，應(yīng)答按鈕、門開關(guān)、登機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)動模塊、語音模塊、喇叭和主機喇叭相連；登機請求按鈕、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；單片機作為CPU，進行門開關(guān)狀態(tài)采集、登機狀態(tài)采集、顯示處理、語音模塊控制、登機應(yīng)答控制、驅(qū)動模塊控制；驅(qū)動模塊驅(qū)動繼電器模塊將語音播放位置分別切換到每個登機門位置或主機位置，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，提供較大的觸點電流；外圍電路采用24VDC進行接口。
專利摘要本實用新型公開了一種用于起重機的語音應(yīng)答門開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用在起重機上的門開關(guān)監(jiān)控、登機請求應(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，進行語音播放；單片機作為CPU，進行門開關(guān)狀態(tài)、登機請求狀態(tài)采集，顯示處理，語音模塊控制；光電耦合電路進行數(shù)據(jù)采集；繼電器模塊進行故障輸出和喇叭切換；驅(qū)動電路驅(qū)動繼電器模塊和應(yīng)答指示燈。本實用新型的有益效果是實現(xiàn)了門開關(guān)監(jiān)控和登機請求應(yīng)答的整合，門開關(guān)狀態(tài)和登機請求位置在主機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