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自然災害廣播預警方法及預警機.pdf

關 鍵 詞:
自然災害 廣播 預警 方法 預警機
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摘要
申請專利號:

CN201210481408.6

申請日:

2012.11.23

公開號:

CN102983924B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H04H 20/59申請日:20121123|||公開
IPC分類號: H04H20/59(2008.01)I; H04H60/71(2008.01)I 主分類號: H04H20/59
申請人: 深圳市宏電技術股份有限公司
發明人: 龐家勇; 王坤杰
地址: 518000 廣東省深圳市福田區濱河大道上沙創新科技園14棟5、6層
優先權:
專利代理機構: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248 代理人: 許建;田亞軍
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201210481408.6

授權公告號:

102983924B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2013.04.17|||2013.03.20

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種自然災害廣播預警方法及預警機包括:采集接收外部通訊設備的預警信息;將預警信息轉換成語音廣播信號并驅動喇叭廣播輸出;檢測喇叭輸出的語音廣播信號播放情況,并記錄;判斷是否播放完成,若判斷播放完成,則執行,統計檢測到語音廣播信號播放情況;判斷預警信息是否播放成功,若發送預警信息的通訊設備為管理設備,則將語音廣播信號播放成功與否的情況根據設置反饋給發送該預警信息的通訊設備;上述自然災害廣播預警機及預警方法的通過設置音頻輸出檢測電路監測喇叭的廣播語音信號輸出情況,檢測喇叭是否把相關預警信息廣播出去,并及時反饋給預警信息如短信或電話的發送者。

權利要求書

權利要求書一種自然災害廣播預警方法,其特征在于,包括:
預警信息接收步驟:采集接收外部通訊設備的預警信息;
廣播步驟:將預警信息轉換成語音廣播信號并驅動喇叭廣播輸出;
廣播情況記錄步驟:檢測喇叭輸出的語音廣播信號播放情況,并記錄;
播放完成判斷步驟:判斷是否播放完成,
若判斷播放完成,則執行
播放情況統計步驟:統計檢測到語音廣播信號播放情況;
判斷預警信息是否播放成功,
反饋步驟:若發送預警信息的通訊設備為管理設備,則將語音廣播信號播放成功與否的情況根據設置反饋給發送該預警信息的通訊設備。
根據權利要求1所述的自然災害廣播預警方法,其特征在于:所述判斷是否播放完成的過程為:當單片機控制AD通道連續采集到輸入的AD值小于設定的有效值并達到預設次數,則判斷語音廣播信號播放完成;若單片機判斷語音廣播信號播放完成,則控制音頻輸出檢測電路停止檢測。
根據權利要求1所述的自然災害廣播預警方法,其特征在于:所述判斷預警信息是否播放成功的過程為:若單片機控制AD通道檢測到輸入的AD值達到或超過有效值的次數占總次數的比例達到或超過預設比例,則判斷語音廣播信號播放成功;否則判斷語音廣播信號播放不成功。
根據權利要求1至3任意一項所述的自然災害廣播預警方法,其特征在于:所述判斷預警信息是否播放成功前還包括:
判斷是否為有效預警信息播放:單片機打開AD通道接收音頻輸出檢測電路的檢測信息,若單片機的AD通道連續接收到輸入的AD值達到或超過有效值的次數達到或超過設定次數,則判斷為有效預警信息播放輸出。
根據權利要求4所述的自然災害廣播預警方法,其特征在于:若單片機的AD通道連續接收到輸入的AD值達到或超過有效值的次數未達到設定次數,則判斷無有效預警信息播放輸出,結束;所述AD值的有效值根據噪音輸出峰值及語音輸出有效值進行設定。
根據權利要求1至3任意一項所述的自然災害廣播預警方法,其特征在于:所述自然災害廣播預警方法還包括:通訊設備的身份判斷步驟:DTU根據發送預警信息的通訊設備的身份信息判斷該通訊設備是否是管理設備;若判斷通訊設備為管理設置,則執行反饋步驟,否則不反饋或不回應。
根據權利要求1至3任意一項所述的自然災害廣播預警方法,其特征在于,還包括:電源檢測步驟:單片機檢測當前使用電源,判斷供電電源類型,若判斷為主電源供電則打開主電AD通道;當判斷為備電源供電則打開備電AD通道;
音頻輸出檢測電路包括:霍爾電流感應器、及與霍爾電流感應器連接的放大電路,該放大電路包括:與主電AD通道對應設置的主電放大電路、與備電AD通道對應設置的備電放大電路;
檢測喇叭輸出的語音廣播信號播放情況包括:霍爾電流感應器感應接收廣播輸出電流,將感應到的電流并轉換成電壓,經與單片機的打開的AD通道對應的放大電路進行放大后,傳輸給單片機;
單片機根據供電電源類型打開相應的AD通道,選擇相應的放大電路對接收到的檢測信號進行處理放大,單片機的AD通道采集該音頻輸出檢測電路相應的放大電路的輸出電壓,通過判斷單片機的AD通道接收到的音頻輸出檢測電路的輸出電壓是否達到或超過有效值的次數占總次數的比例達到或超過預設比例以判斷輸出電壓是否有效,通過判斷輸出電壓是否有效以判斷語音廣播信號是否播放成功,若輸入電壓判斷有效,則單片機輸出高電平給DTU;所述主電放大電路為一級放大電路,所述備電放大電路為二級放大電路。
一種自然災害廣播預警機,其特征在于,包括:
供電電源:供電給各電路及元器件;
語音模塊:將接收到的預警信息轉換成語音廣播信號并驅動喇叭廣播輸出;
音頻輸出檢測電路:檢測喇叭的音頻輸出信號,以監測喇叭是否把預警信息廣播出去;
單片機:打開AD通道接收音頻輸出檢測電路的檢測信號,并記錄,統計檢測到語音廣播信號播放情況,判斷預警信息是否播放成功,并將預警信息是否播放成功的情況反饋出去;
DTU:接收外部通訊設備發送的預警信息并控制語音模塊驅動喇叭輸出;并接收單片機傳輸過來的預警信息的語音廣播信號播放成功與否的信息,若判斷發送預警信息的通訊設備為管理池號碼,將預警信息播放成功與否的信息反饋給發送該預警信息的通訊設備。
根據權利要求8所述的自然災害廣播預警機,其特征在于,所述單片機接收音頻輸出檢測電路的檢測信號判斷是否播放完成,若判斷語音廣播信號播放完成,則控制音頻輸出檢測電路停止檢測,并統計檢測到的語音廣播信號播放情況,判斷是否為有效預警信息播放,若是,則判斷預警信息是否播放成功;所述供電電源:包括主電源、備電源;所述單片機根據供電電源類型控制打開相應的AD通道,若判斷為主電源供電則打開主電AD通道,若判斷為備電源供電則打開備電AD通道;所述音頻輸出檢測電路包括:霍爾電流感應器、及與霍爾電流感應器連接的放大電路,該放大電路包括:與所述主電AD通道對應設置的主電放大電路、與所述備電AD通道對應設置的備電放大電路;所述音頻輸出檢測電路檢測喇叭的音頻輸出信號,通過霍爾電流感應器感應采集廣播音頻輸出電流,將感應到的電流轉換成電壓,根據供電電源類型不同選擇,經第一耦合電路、或第二耦合電路耦合到主電放大器、或備電放大器中進行放大輸出,并傳輸給所述單片機,單片機根據供電電源類型打開相應的AD通道采集音頻輸出檢測電路的輸出電壓,通過判斷輸入電壓是否有效判斷語音廣播信號是否播放成功,通過輸出高低電平將語音廣播信號播放成功與否的信息反饋給DTU,并通過DTU反饋給通訊設備;所述AD通道采集接收到的所述音頻輸出檢測電路輸出的電壓值為AD值。
根據權利要求9所述的自然災害廣播預警機,其特征在于,所述單片機打開AD通道接收音頻輸出檢測電路的檢測信息,若單片機的AD通道連續接收到輸入的AD值達到或超過有效值的次數達到或超過設定次數,則判斷為有效預警信息播放輸出;若判斷為有效預警信息播放輸出則判斷預警信息是否播放成功,單片機通過判斷AD通道檢測到輸入的AD值達到或超過有效值的次數占總次數的比例達到或超過預設比例,則判斷語音廣播信號播放成功,否則判斷語音廣播信號播放不成功;DTU判斷發送預警信息的通訊設備是否為管理設備,如判斷為管理設備則反饋,若判斷不是管理設備則不回應;所述主電放大電路包括:主電放大器、將霍爾電流感應器輸出的電壓耦合接入到所述主電放大器中的第一耦合電路,所述備電放大電路包括:備電放大器、將霍爾電流感應器輸出的電壓耦合接入到所述備電放大器中的第二耦合電路,所述主電放大電路為一級放大電路,所述備電放大電路為二級放大電路。

說明書

說明書自然災害廣播預警方法及預警機
技術領域
本發明涉及自然災害預警設備,特別是涉及一種自然災害廣播預警機及該自然災害廣播預警機的自然災害廣播預警方法。
背景技術
山洪災害是山丘區在一定強度或持續的降雨下,因特殊的地形地質條件而發生的自然災害,它具有突發、破壞性大、防治困難的鮮明特點,山洪及其誘發的泥石流和滑坡,往往對局部地區造成毀滅性災害,對國民經濟和人民生命財產造成重大損失。近年來,我國山洪災害問題日益突出,每年都造成大量人員傷亡,嚴重影響社會經濟發展。在黨中央和國務院的重視下,水利部會同國土資源部、中國氣象局、建設部、國家環保總局,在2003?2005年開展全國山洪災害防治規劃設計工作,并于2005年起,在全國進行了山洪災害的防治建設試點工作。山洪災害的防御策略是“以防為主,防重于搶”,防御防治的方法是既要采取工程措施,提高工程防洪標準,也要采取非工程措施,建立綜合防洪減災體系,提高防災抗風險能力。
建立山洪災害預警系統,是國家防治山洪災害的一項重要的非工程性措施。山洪災害預警系統體現監測、通信及預警一體化,由監測子系統、通信網絡子系統、決策支持子系統、預警子系統組成。
由于現有的廣播預警機沒有檢測反饋功能,因此,廣播預警機在接收到相關預警短信或者電話時,相關責任人不能確認所發的預警短信或者撥打的預警電話能否正常通過喇叭廣播出去。特別是在喇叭出現故障的情況下,將無法通過廣播通知各村各鄉,將會給人民帶來災難性的損失。
發明內容
基于此,有必要提供一種能對預警信息是否廣播出去進行反饋的自然災害預警方法。
同時,提供一種能對預警信息是否廣播出去進行反饋的自然災害預警機。
一種自然災害廣播預警方法,包括:
預警信息接收步驟:采集接收外部通訊設備的預警信息;
廣播步驟:將預警信息轉換成語音廣播信號并驅動喇叭廣播輸出;
廣播情況記錄步驟:檢測喇叭輸出的語音廣播信號播放情況,并記錄;
播放完成判斷步驟:判斷是否播放完成,
若判斷播放完成,則執行
播放情況統計步驟:統計檢測到語音廣播信號播放情況;
判斷預警信息是否播放成功,
反饋步驟:若發送預警信息的通訊設備為管理設備,則將語音廣播信號播放成功與否的情況根據設置反饋給發送該預警信息的通訊設備。
在優選的實施例中,所述判斷是否播放完成的過程為:當單片機控制AD通道連續采集到輸入的AD值小于設定的有效值并達到預設次數,則判斷語音廣播信號播放完成;若單片機判斷語音廣播信號播放完成,則控制音頻輸出檢測電路停止檢測。
在優選的實施例中,所述判斷預警信息是否播放成功的過程為:若單片機控制AD通道檢測到輸入的AD值達到或超過有效值的次數占總次數的比例達到或超過預設比例,則判斷語音廣播信號播放成功;否則判斷語音廣播信號播放不成功。
在優選的實施例中,所述判斷預警信息是否播放成功前還包括:
判斷是否為有效預警信息播放:單片機打開AD通道接收音頻輸出檢測電路的檢測信息,若單片機的AD通道連續接收到輸入的AD值達到或超過有效值的次數達到或超過設定次數,則判斷為有效預警信息播放輸出。
在優選的實施例中,若單片機的AD通道連續接收到輸入的AD值達到或超過有效值的次數未達到設定次數,則判斷無有效預警信息播放輸出,結束;所述AD值的有效值根據噪音輸出峰值及語音輸出有效值進行設定。
在優選的實施例中,所述自然災害廣播預警方法還包括:通訊設備的身份判斷步驟:DTU根據發送預警信息的通訊設備的身份信息判斷該通訊設備是否是管理設備;若判斷通訊設備為管理設置,則執行反饋步驟,否則不反饋或不回應。
在優選的實施例中,還包括:電源檢測步驟:單片機檢測當前使用電源,判斷供電電源類型,若判斷為主電源供電則打開主電AD通道;當判斷為備電源供電則打開備電AD通道;
音頻輸出檢測電路包括:霍爾電流感應器、及與霍爾電流感應器連接的放大電路,該放大電路包括:與主電AD通道對應設置的主電放大電路、與備電AD通道對應設置的備電放大電路;
檢測喇叭輸出的語音廣播信號播放情況包括:霍爾電流感應器感應接收廣播輸出電流,將感應到的電流并轉換成電壓,經與單片機的打開的AD通道對應的放大電路進行放大后,傳輸給單片機;
單片機根據供電電源類型打開相應的AD通道,選擇相應的放大電路對接收到的檢測信號進行處理放大,單片機的AD通道采集該音頻輸出檢測電路相應的放大電路的輸出電壓,通過判斷單片機的AD通道接收到的音頻輸出檢測電路的輸出電壓是否達到或超過有效值的次數占總次數的比例達到或超過預設比例以判斷輸出電壓是否有效,通過判斷輸出電壓是否有效以判斷語音廣播信號是否播放成功,若輸入電壓判斷有效,則單片機輸出高電平給DTU;所述主電放大電路為一級放大電路,所述備電放大電路為二級放大電路。
一種自然災害廣播預警機,包括:
供電電源:供電給各電路及元器件;
語音模塊:將接收到的預警信息轉換成語音廣播信號并驅動喇叭廣播輸出;
音頻輸出檢測電路:檢測喇叭的音頻輸出信號,以監測喇叭是否把預警信息廣播出去;
單片機:打開AD通道接收音頻輸出檢測電路的檢測信號,并記錄,統計檢測到語音廣播信號播放情況,判斷預警信息是否播放成功,并將預警信息是否播放成功的情況反饋出去;
DTU:接收外部通訊設備發送的預警信息并控制語音模塊驅動喇叭輸出;并接收單片機傳輸過來的預警信息的語音廣播信號播放成功與否的信息,若判斷發送預警信息的通訊設備為管理池號碼,將預警信息播放成功與否的信息反饋給發送該預警信息的通訊設備。
在優選的實施例中,所述單片機接收音頻輸出檢測電路的檢測信號判斷是否播放完成,若判斷語音廣播信號播放完成,則控制音頻輸出檢測電路停止檢測,并統計檢測到的語音廣播信號播放情況,判斷是否為有效預警信息播放,若是,則判斷預警信息是否播放成功;所述供電電源:包括主電源、備電源;所述單片機根據供電電源類型控制打開相應的AD通道,若判斷為主電源供電則打開主電AD通道,若判斷為備電源供電則打開備電AD通道;所述音頻輸出檢測電路包括:霍爾電流感應器、及與霍爾電流感應器連接的放大電路,該放大電路包括:與所述主電AD通道對應設置的主電放大電路、與所述備電AD通道對應設置的備電放大電路;所述音頻輸出檢測電路檢測喇叭的音頻輸出信號,通過霍爾電流感應器感應采集廣播音頻輸出電流,將感應到的電流轉換成電壓,根據供電電源類型不同選擇,經第一耦合電路、或第二耦合電路耦合到主電放大器、或備電放大器中進行放大輸出,并傳輸給所述單片機,單片機根據供電電源類型打開相應的AD通道采集音頻輸出檢測電路的輸出電壓,通過判斷輸入電壓是否有效判斷語音廣播信號是否播放成功,通過輸出高低電平將語音廣播信號播放成功與否的信息反饋給DTU,并通過DTU反饋給通訊設備;所述AD通道采集接收到的所述音頻輸出檢測電路輸出的電壓值為AD值。
在優選的實施例中,所述單片機打開AD通道接收音頻輸出檢測電路的檢測信息,若單片機的AD通道連續接收到輸入的AD值達到或超過有效值的次數達到或超過設定次數,則判斷為有效預警信息播放輸出;若判斷為有效預警信息播放輸出則判斷預警信息是否播放成功,單片機通過判斷AD通道檢測到輸入的AD值達到或超過有效值的次數占總次數的比例達到或超過預設比例,則判斷語音廣播信號播放成功,否則判斷語音廣播信號播放不成功;DTU判斷發送預警信息的通訊設備是否為管理設備,如判斷為管理設備則反饋,若判斷不是管理設備則不回應;所述主電放大電路包括:主電放大器、將霍爾電流感應器輸出的電壓耦合接入到所述主電放大器中的第一耦合電路,所述備電放大電路包括:備電放大器、將霍爾電流感應器輸出的電壓耦合接入到所述備電放大器中的第二耦合電路,所述主電放大電路為一級放大電路,所述備電放大電路為二級放大電路。
上述自然災害廣播預警機及預警方法的通過設置音頻輸出檢測電路監測喇叭的廣播語音信號輸出情況,檢測喇叭是否把相關預警信息廣播出去,并及時反饋給預警信息如短信或電話的發送者,同時將短信或電話的預警內容和電話號碼上傳到平臺。
附圖說明
圖1為本發明一實施例的自然災害廣播預警方法的流程圖;
圖2為本發明另一實施例的自然災害廣播預警方法的流程圖;
圖3為本發明又一實施例的自然災害廣播預警方法的流程圖;
圖4為本發明一實施例的自然災害廣播預警機的功能框圖示意圖;
圖5為本發明一實施例的單片機的示意圖;
圖6為本發明一實施例的放大電路的示意圖。
具體實施方式
如圖1所示,本發明一實施例的自然災害廣播預警方法,包括:
步驟S301,預警信息接收步驟:采集接收外部通訊設備的預警信息。本實施例,優選的,采用DTU 92接收外部通訊設備105的預警信息。
步驟S303,廣播步驟:將預警信息轉換成語音廣播信號并驅動喇叭廣播輸出。本實施例中,優選的,采用DTU 92驅動語音模塊將接收到的外部通訊設備105的預警信息轉換成語音廣播信號并驅動喇叭廣播輸出。
步驟S305,廣播情況記錄步驟:檢測喇叭輸出的語音廣播信號播放情況,并記錄。本實施例中,優選的,采用單片機控制音頻輸出檢測電路檢測喇叭99廣播輸出的音頻信號,記錄喇叭99的廣播播放情況。
步驟S307,播放完成判斷步驟:判斷語音廣播信號是否播放完成。
若判斷播放完成,則執行
步驟S309,播放情況統計步驟:統計檢測到語音廣播信號播放情況。
步驟S311,判斷預警信息是否播放成功。
步驟S313,反饋步驟:若發送預警信息的通訊設備105為管理設備,則將語音廣播信號播放成功與否的情況根據設置反饋給發送該預警信息的通訊設備105。
步驟S307,判斷是否播放完成的過程進一步包括:當單片機控制AD(Analog?to?digital converter 模數轉換器)通道連續采集到以輸入的AD值小于有效值達到預設次數,則判斷語音廣播信號播放完成。
步驟S311,判斷預警信息是否播放成功的過程進一步包括:若單片機的AD通道檢測到輸入的AD值達到或超過有效值的次數占總次數的比例達到或超過預設比例,則判斷語音廣播信號播放成功;否則判斷語音廣播信號播放不成功。
步驟S313,反饋步驟:若DTU判斷發送預警信息的通訊設備為管理設備,則單片機將語音廣播信號播放成功與否的情況通過DTU (Data Transfer unit數據傳輸單元) 92反饋給發送該預警信息的通訊設備105。
如圖2所示,進一步,本實施例的自然災害廣播預警方法,還包括:步驟S310,判斷是否為有效預警信息播放:單片機打開AD(Analog?to?digital converter 模數轉換器)通道,接收音頻輸出檢測電路66檢測的喇叭廣播輸出的音頻信號,判斷喇叭99廣播輸出的音頻信號是否為有效預警信息;若單片機U1079的AD(Analog?to?digital converter 模數轉換器)通道連續接收到輸入的AD值達到或超過有效值的次數達到或超過設定次數,則判斷為有效預警信息播放;否則判斷為非有效預警信息播放或噪音。
進一步,步驟S310,判斷是否為有效預警信息播放的步驟設置在步驟S311,判斷預警信息是否播放成功步驟前進行。
若判斷非有效預警信息播放,則結束。
本實施例的自然災害廣播預警機100的供電電源20包括:主電源、備電源。主電源處于正常供電狀態優先選用主電源供電。當主電源供電不順暢或出現故障或遇到停電情況,采用備電源進行供電。
本實施例中,優選的,主電源采用市電接入,經AC?DC轉換,輸出電壓為13.8V。備電源為采用蓄電池直接供電,輸出電壓為12V。
進一步,本實施例的單片機U1079根據供電電源的不同設置有不同的AD(Analog?to?digital converter 模數轉換器)通道。本實施例的AD通道包括:主電AD通道、備電AD通道。主電AD通道、備電AD通道根據供電電源的不同,進行控制啟動。
如圖5所示,進一步,本實施例的單片機U1079作為統一控制處理及AD通道檢測。本實施例單片機U1079優選為型號PIC16F677的單片機芯片。
進一步,上電時,單片機U1079根據POWER_STAT狀態選擇AD通道。當POWER_STAT為高電平時,主電源供電,單片機U1079打開主電AD通道ADC2;當POWER_STAT為低電平是,備電源供電,單片機U1079打開備電AD通道ADC1。
進一步,本實施例的音頻輸出檢測電路66包括:霍爾電流感應器、及與霍爾電流感應器連接的放大電路。
進一步,本實施例的霍爾電流傳感器的工作如下:當原邊電流穿過帶有氣隙的聚磁環,放在氣隙中的霍爾元件會檢測到與電流大小成比例關系的磁通,并輸出小電壓信號,該電壓信號被放大器放大,即可輸出與原邊電流信號相位相一致的電壓波形,該波形能夠真實的反映原邊電流的大小及變化。
在兩種不同電源供電情況下,驅動喇叭能力不一樣,從而使霍爾電流感應器感應出不同電流,所以必須設置兩種放大電路。
如圖6所示,進一步,本實施例的放大電路包括:與主電AD通道對應設置的主電放大電路、及與備電AD通道對應設置的備電放大電路。
進一步,本實施例的主電放大電路為一級放大電路;備電放大電路為二級放大電路。
進一步,主電放大電路包括:主電放大器、將霍爾電流感應器輸出的電壓耦合接入到主電放大器中的第一耦合電路。
進一步,備電放大電路包括:備電放大器、將霍爾電流感應器輸出的電壓耦合接入到備電放大器中的第二耦合電路。
如圖6所示,進一步,本實施例的第一耦合電路包括:電容C215。第二耦合電路包括:電容C213、電容C211。
如圖6所示,進一步,本實施例的主電放大電路包括:電容C215、電阻R1978、電壓放大器U1045、電容C218、電阻R2001、電阻R2003、電容C223、電阻R1975、電容C1215、電阻R1906。
由霍爾電流感應器輸出的電壓、依次經電容C215及電阻R1978接入到電壓放大器U1045的負輸入端;電容C218與電阻R2001并聯后接入到電壓放大器U1045的正輸入端與地之間;電阻R2002一端接入電壓放大器U1045的正輸入端、另一端接入到單片機U1079中; 電阻R2003設置在電壓放大器U1045的負輸入端與輸出端之間;電壓放大器U1045的輸出端與電阻R2003的輸出端的公共端輸出后依次接入電容C223、電阻R1975;電容C1215接入電阻R1975的輸出端與地之間;電阻R1975與C1215的公共端接出后接入電阻R1906后接地;電阻R1975與電阻R1906的公共端接入到單片機U1079中。
進一步,本實施例的備電放大電路包括:備電一級放大電路及與備電一級放大電路連接的備電二級放大電路。備電一級放大電路包括:由電容C213耦合接入的放大器U1046A。備電二級放大電路包括:經備電一級放大電路放大后再經電容C211耦合接入的放大器U1046B。
進一步,本實施例的備電放大電路包括:電容C213、電阻R1979、電壓放大器U1046A、電容C214、電阻R1980、電阻R1981、電阻R1984、電容C222、電阻R1976、電容C1211、電阻R1903、電容C211、電阻R1970、電壓放大器U1046B、電阻R1974、電容C212、電阻R1972、電阻R1973、電容C221、電阻R1969、電容C1204、電阻R2044。
由霍爾電流感應器輸出的電壓依次經電容C213及電阻R1979接入到電壓放大器U1046A的負輸入端;電容C214與電阻R1980并聯后接入到電壓放大器U1046A的正輸入端與地之間;電阻R1981一端接入電壓放大器U1046A的正輸入端、另一端接入到單片機U1079中; 電阻R1984設置在電壓放大器U1046A的負輸入端與輸出端之間;電壓放大器U1046A的輸出端與電阻R1984的輸出端的公共端輸出后依次接入電容C222、電阻R1976后接入到電容C211中;電壓放大器U1046A的輸出端與電阻R1984的輸出端的公共端輸出后的另一條支路通過電容C1211接地,電阻R1903與電容C1211并聯設置。
電容C211經電阻R1970耦合到進行二級放大的電壓放大器U1046B、電容C212、電阻R1972并聯后接入到電壓放大器U1046B的正輸入端與地之間;電阻R1973一端接入電壓放大器U1046B的正輸入端、另一端接入到單片機U1079中;電阻R1974設置在電壓放大器U1046B的負輸入端與輸出端之間;電壓放大器U1046B的輸出端與電阻R1974的輸出端的公共端輸出后依次接入電容C221、電阻R1969后接入到單片機U1079中;電壓放大器U1046B的輸出端與電阻R1974的輸出端的公共端輸出后的另一條支路通過電容C1204接地,電阻R2044與電容C1204并聯設置。
本實施例的主電放大電路將霍爾電流感應器輸出的電壓經過電壓放大器U1045一級放大電路把輸入電壓放大到合適范圍,保證單片機U1079的主電AD通道能有效采樣,同時保證有效信息和噪音有明顯區分。
本實施例的備電放大電路將霍爾電流感應器輸出的電壓經過電壓放大器U1046A一級放大,再經過電容C211耦合到電壓放大器U1046B進行二級放大,把前一級輸入放大到合適范圍,保證備電AD通道能有效采樣,同時保證有效信息和噪音有明顯區分。
主電放大電路與主電AD通道對應設置;備電放大電路與備電AD通道對應設置。
如圖2所示,進一步,本實施例的自然災害廣播預警方法,還包括:步驟S300,電源檢測步驟:單片機檢測當前使用電源,判斷當前使用電源的類型。
根據當前供電電源類型,單片機U1079選擇打開對應的AD通道,及控制音頻輸出檢測電路66相應的放大電路工作。
當判斷為主電源供電,則單片機U1079控制打開單片機U1079的主電AD通道,控制音頻輸出檢測電路66的主電放大電路進行檢測放大工作。
當判斷為備電源供電,則單片機U1079控制打開備電AD通道,單片機U1079控制音頻輸出檢測電路66的備電放大電路進行工作。
步驟S300,電源檢測步驟可以在單片機U1079上電時進行,或進入循環初始狀態下進行。
進一步,本實施例的自然災害廣播預警方法,還包括:計數器清零等待步驟、DTU (Data Transfer unit數據傳輸單元) 92進入睡眠步驟。DTU (Data Transfer unit數據傳輸單元)進入睡眠狀態適當時間或設定時間后,單片機主動控制進入初始狀態進行循環,如進入到步驟S310,電源檢測步驟:檢測當前使用電源,判斷當前使用電源的類型。
進一步,本實施例的自然災害廣播預警機可以接收的預警信息可以為語音信息,也可以為文字信息。
故本實施例的有效預警信息為接收到的有效的預警信息,可為電話輸入的預警信息如電話留言或電話打入的錄音信息,也可以為信息接收平臺接收的短信、留言、即使訊息、語音信息等、或其他與本發明的自然災害廣播預警機進行通訊的任何通訊設備或平臺的信息。
本實施例的通訊設備105可以為手機或電話等通訊終端設備,也可以為網絡電話、網絡通訊平臺、即時通訊軟件客戶端等通訊平臺。通訊設備105的身份信息可以為電話號碼或手機號碼,也可以為除手機或電話的其他通訊設備的身份信息或身份號碼如即時通訊軟件客戶端的終端號或使用設備IP號等。
進一步,步驟S307,播放完成判斷步驟中,當單片機U1079判斷語音廣播信號播放完成則停止語音廣播信號播放情況的檢測。
進一步,步驟S310,判斷是否為有效預警信息播放中,若單片機U1079的AD通道連續接收到輸入的AD值達到或超過有效值的次數未達到設定次數,則判斷未有效預警信息輸入,結束。
如圖2所示,本實施例的自然災害廣播預警方法還包括:通訊設備的身份判斷步驟。
步驟S314,通訊設備的身份判斷步驟:DTU 92根據通訊設備105的身份信息判斷發送預警信息的通訊設備105是否是管理設備;若判斷發送預警信息的通訊設備105為管理設置,則DTU 92執行步驟S313,反饋步驟;若判斷發送預警信息的通訊設備105不是管理設備,則結束或DTU 92不做回應。
優選的,本實施例的步驟S314,通訊設備105的身份判斷步驟為DTU 92的單獨處理過程,與單片機U1079的處理過程不干涉。DTU 92根據通訊設備105的身份號碼如手機號碼判斷是否為管理號碼,以便執行是否回復短信給電話或短信發送者。
當有短信或者電話輸入時,DTU 92控制語音模塊40將接收到的預警短信或預警電話轉換成語音廣播信號,以驅動喇叭99廣播輸出。單片機U1079控制音頻輸出檢測電路66檢測喇叭99輸出的音頻輸出信號,霍爾電流感應器感應檢測喇叭99的音頻輸出電流,將感應到的電流轉換成電壓,經放大電路進行放大,傳輸給單片機U1079的AD通道進行采樣,單片機U1079根據供電電源類型打開相應的AD通道采集該輸入電壓,通過判斷輸入電壓是否有效判斷語音廣播信號是否播放成功,若AD通道的輸入電壓判斷有效即判斷語音廣播信號播放成功則輸出高電平反饋給DTU (Data Transfer unit數據傳輸單元) 92。
進一步,本實施例中判斷由AD通道采樣的音頻輸出檢測電路66的輸出電壓是否有效,通過判斷該AD通道采樣的輸入電壓即AD值是否達到或超過有效值的次數占總次數的比例達到或超過預設比例進行判斷。本實施例中,AD值的有效值根據噪音輸出峰值、語音輸出有效值進行設定。
如圖3所示,進一步,本發明另一優選實施例的自然災害廣播預警方法如下:
步驟S501,上電時,單片機U1079檢測當前使用電源,判斷設備由主電源還是備電源供電,根據供電電源的不同選擇打開不同的AD通道;當是主電源供電時,將會打開主電源對應的主電AD通道;當是備電源供電時,將會打開備電源對應的備電AD通道。
步驟S503, DTU 92接收通訊設備105的預警信息,控制語音模塊40將接收到的預警信息轉換成語音廣播信號,并驅動喇叭99廣播輸出。
步驟S505,單片機U1079控制音頻輸出檢測電路66檢測喇叭99輸出的音頻信號,并記錄。
步驟S506,當單片機U1079的AD通道連續采集到輸入的AD值小于有效值達到預設次數(如預設次數設置為20次),則判斷語音廣播信號播放完成。
步驟S507,單片機U1079停止檢查,并統計所采集情況即統計廣播語音信號的廣播情況。
步驟S508,判斷是否為有效預警信息廣播輸出;為了防止上電、下電以及其他瞬間脈沖的干擾,單片機U1079打開AD通道接收音頻輸出檢測電路66的檢測、處理后的信號,若單片機U1079的AD通道連續接收到輸入的AD值達到或超過有效值的次數達到或超過設定次數(如設定次數根據需要設置為2次),則判斷為有效預警信息輸入即判斷有電話或短信輸入;若采集接收到的AD值達到或超過有效值的次數未達到設定次數,則判斷未有效預警信息輸入或判斷為噪音,結束。
步驟S509,判斷廣播語音信息是否播放成功;具體如下:當單片機U1079通過AD通道采集到AD值達到或超過有效值的次數占采集的總次數的比例達到或超過預設比例(如預設比例設置為3%)認為輸入AD值有效,語音廣播信號播放成功;當采集到AD值的達到或超過有效值的次數占采集的總次數的比例未達到預設比例(如預設比例設置為3%)時,認為輸入AD值為無效,語音廣播信號播放不成功。
若判斷語音廣播信號播放成功,則單片機U1079發送高電平給DTU對應GPIO(General Purpose Input Output 通用輸入/輸出);當采集到AD值的達到或超過有效值的次數占采集的總次數的比例未達到預設比例(如預設比例設置為3%)時,認為輸入AD值為無效,單片機U1079控制向DTU對應GPIO(General Purpose Input Output 通用輸入/輸出)發送低電平。
步驟S510,DTU 92根據接收到的預警信息的通訊設備105的身份信息如手機的身份信息,判斷發送預警信息的通訊設備105是否是管理設備如判斷手機的號碼是否是管理號碼。
若判斷發送預警信息給DTU 92的通訊設備105為非管理設備如判斷發送預警信息的手機的號碼不是管理號碼,則結束。
若判斷發送預警信息給DTU 92的通訊設備105為管理設備即發送預警信息的手機號碼是管理號碼,則執行
步驟S511,反饋信息給發送預警信息的通訊設備105如手機。DTU 92根據輸入電平判斷預警信息是否播放成功,當GPIO(General Purpose Input Output 通用輸入/輸出)為高電平時,判定預警信息的語音廣播信號播放成功;當GPIO(General Purpose Input Output 通用輸入/輸出)為低電平時,判定預警信息的語音廣播信號播放不成功。
當DTU 92判斷語音播放成功,則發送廣播信息播放成功的短信給發送預警信息的通訊設備如手機;當DTU 92判斷語音播放不成功,則發送廣播信息播放失敗的短信給發送預警信息的通訊設備105如手機。
進一步,本實施例的PIC16F677的單片機芯片上與DTU 92連接的GPIO(General Purpose Input Output 通用輸入/輸出)端口具體為MCU_GPIO2端口。
步驟S513,單片機U1079控制計數器清零等待。
步驟S515,DTU 92進入睡眠狀態。
當DTU 92進入睡眠狀態適當的時間后,單片機U1079控制循環開始進入步驟 S501。
如圖4所示,本發明一實施例的自然災害廣播預警機100,包括:供電電源20、語音模塊40、音頻輸出檢測電路66、單片機U1079、DTU 92。
供電電源20:供電給各電路及元器件。
語音模塊40:將接收到的預警信息轉換成語音廣播信號、并驅動喇叭廣播輸出。
音頻輸出檢測電路66:檢測喇叭99的音頻輸出信號,以監測喇叭是否把預警信息廣播出去。
單片機U1079:打開AD通道接收音頻輸出檢測電路的檢測信號,并記錄,統計檢測到語音廣播信號播放情況,判斷預警信息是否播放成功,并將預警信息是否播放成功的情況反饋出去。
DTU 92:接收外部通訊設備105發送的預警信息、并控制語音模塊40驅動喇叭99輸出;接收單片機U1079傳輸過來的預警信息的語音廣播信號播放成功與否的信息,若判斷發送預警信息的通訊設備105為管理池號碼,將預警信息播放成功與否的信息反饋給發送該預警信息的通訊設備105。
進一步,單片機U1079打開AD通道接收音頻輸出檢測電路66的檢測信號,當單片機U1079檢測到AD通道連續采集到輸入的AD值小于有效值達到預設次數,則判斷語音廣播信號播放完成;統計音頻輸出檢測電路66檢測到的語音廣播信號播放情況,若AD通道連續接收到輸入的AD值達到或超過有效值的次數達到或超過設定次數,則判斷為有效預警信息輸入。若AD通道檢測到輸入的AD值達到或超過有效值的次數占總次數的比例達到或超過預設比例,則判斷語音廣播信號播放成功;否則判斷語音廣播信號播放不成功;并將語音廣播信號播放成功與否情況反饋給DTU 92。
其中,語音模塊40、DTU 92、喇叭99可以設置在本實施例的自然災害廣播預警機100中,也可以作為外部連接設備。本實施例中,優選的,將語音模塊40、DTU 92設置在本實施例的自然災害廣播預警機100中進行說明。
進一步,本實施例的DTU 92反饋預警信息播放成功與否的信息前,還包括判斷發送預警信息的通訊設備105是否為管理設備,如判斷為管理設備則反饋,若判斷不是管理設備則不回應。
本實施例的自然災害廣播預警機100的供電電源包括:主電源、備電源。主電源處于正常供電狀態優先選用主電源供電。當主電源供電不順暢或出現故障或遇到停電情況,采用備電源進行供電。
本實施例中,優選的,主電源采用市電接入,經AC?DC轉換,輸出電壓為13.8V。備電源為采用蓄電池直接供電,輸出電壓為12V。
進一步,本實施例的單片機U1079根據供電電源的不同設置有不同的AD通道。本實施例的AD通道包括:主電AD通道、備電AD通道。主電AD通道、備電AD通道根據供電電源的不同,進行控制啟動。
如圖5所示,進一步,本實施例的單片機U1079作為統一控制處理及AD檢測。優選的,本實施例單片機U1079優選為型號PIC16F677的單片機芯片。
進一步,上電時,單片機U1079根據POWER_STAT狀態選擇AD通道。當POWER_STAT為高電平時,主電源供電,單片機U1079打開主電AD通道ADC2;當POWER_STAT為低電平是,備電源供電,單片機U1079打開備電AD通道ADC1。
進一步,本實施例的單片機U1079用于監測音頻輸出檢測電路66,通過AD通道采集輸入值,并統計情況,判斷預警信息的語音廣播信號是否成功,并將預警信息的語音廣播信號是否成功的情況反饋給DTU 92。
進一步,本實施例的音頻輸出檢測電路66包括:霍爾電流感應器、及與霍爾電流感應器連接的放大電路。
進一步,本實施例的霍爾電流傳感器的工作如下:當原邊電流穿過帶有氣隙的聚磁環,放在氣隙中的霍爾元件會檢測到與電流大小成比例關系的磁通,并輸出小電壓信號,該電壓信號被放大器放大,即可輸出與原邊電流信號相位相一致的電壓波形,該波形能夠真實的反映原邊電流的大小及變化。
在兩種不同電源供電情況下,驅動喇叭能力不一樣,從而使霍爾電流感應器感應出不同電流,所以必須設置兩種放大電路。
如圖6所示,進一步,本實施例例的放大電路包括:與主電AD通道ADC2對應設置的主電放大電路、及與備電AD通道ADC1對應設置的備電放大電路。
進一步,本實施例的主電放大電路為一級放大電路;備電放大電路為二級放大電路。
進一步,主電放大電路包括:主電放大器、將霍爾電流感應器輸出的電壓耦合接入到主電放大器中的第一耦合電路。
進一步,備電放大電路包括:備電放大器、將霍爾電流感應器輸出的電壓耦合接入到備電放大器中的第二耦合電路。
如圖6所示,進一步,本實施例的第一耦合電路包括:電容C215。第二耦合電路包括:電容C213、電容C211。
進一步,本實施例的主電放大電路包括:電容C215、電阻R1978、電壓放大器U1045、電容C218、電阻R2001、電阻R2003、電容C223、電阻R1975、電容C1215、電阻R1906。
霍爾電流感應器感應檢測喇叭99的音頻輸出電流,并轉換為電壓輸出,依次經電容C215及電阻R1978接入到電壓放大器U1045的負輸入端;電容C218與電阻R2001并聯后接入到電壓放大器U1045的正輸入端與地之間;電阻R2002一端接入電壓放大器U1045的正輸入端、另一端接入到單片機U1079中; 電阻R2003設置在電壓放大器U1045的負輸入端與輸出端之間;電壓放大器U1045的輸出端與電阻R2003的輸出端的公共端輸出后依次接入電容C223、電阻R1975;電容C1215接入電阻R1975的輸出端與地之間;電阻R1975與C1215的公共端接出后接入電阻R1906后接地;電阻R1975與電阻R1906的公共端接入到單片機U1079中。
進一步,本實施例的備電放大電路包括:備電一級放大電路及與備電一級放大電路連接的備電二級放大電路。備電一級放大電路包括:由電容C213耦合接入的放大器U1046A。備電二級放大電路包括:經備電一級放大電路放大后再經電容C211耦合接入的放大器U1046B。
進一步,本實施例的備電放大電路包括:電容C213、電阻R1979、電壓放大器U1046A、電容C214、電阻R1980、電阻R1981、電阻R1984、電容C222、電阻R1976、電容C1211、電阻R1903、電容C211、電阻R1970、電壓放大器U1046B、電阻R1974、電容C212、電阻R1972、電阻R1973、電容C221、電阻R1969、電容C1204、電阻R2044。
由霍爾電流感應器輸出的電壓依次經電容C213及電阻R1979接入到電壓放大器U1046A的負輸入端;電容C214與電阻R1980并聯后接入到電壓放大器U1046A的正輸入端與地之間;電阻R1981一端接入電壓放大器U1046A的正輸入端、另一端接入到單片機U1079中; 電阻R1984設置在電壓放大器U1046A的負輸入端與輸出端之間;電壓放大器U1046A的輸出端與電阻R1984的輸出端的公共端輸出后依次接入電容C222、電阻R1976后接入到電容C211中;電壓放大器U1046A的輸出端與電阻R1984的輸出端的公共端輸出后的另一條支路通過電容C1211接地,電阻R1903與電容C1211并聯設置。
電容C211經電阻R1970耦合到進行二級放大的電壓放大器U1046B、電容C212、電阻R1972并聯后接入到電壓放大器U1046B的正輸入端與地之間;電阻R1973一端接入電壓放大器U1046B的正輸入端、另一端接入到單片機U1079中;電阻R1974設置在電壓放大器U1046B的負輸入端與輸出端之間;電壓放大器U1046B的輸出端與電阻R1974的輸出端的公共端輸出后依次接入電容C221、電阻R1969后接入到單片機U1079中;電壓放大器U1046B的輸出端與電阻R1974的輸出端的公共端輸出后的另一條支路通過電容C1204接地,電阻R2044與電容C1204并聯設置。
本實施例的主電放大電路將霍爾電流感應器輸出的電壓經過電壓放大器U1045一級放大電路把輸入電壓放大到合適范圍,保證單片機U1079的主電AD通道能有效采樣,同時保證有效信息和噪音有明顯區分。
本實施例的備電放大電路將霍爾電流感應器輸出的電壓經過電壓放大器U1046A一級放大,再經過電容C211耦合到電壓放大器U1046B進行二級放大,把前一級輸入放大到合適范圍,保證備電AD通道能有效采樣,同時保證有效信息和噪音有明顯區分。主電放大電路與主電AD通道對應設置;備電放大電路與備電AD通道對應設置。
本實施例的自然災害廣播預警機100如下工作:上電時,單片機U1079首先判斷供電電源由主電源還是備電源供電,當是主電源供電時,將會打開主電AD通道;當是備電源供電時,將會打開備電AD通道。
DTU 92接收到通訊設備105發送的預警信息,控制語音模塊40將預警信息轉換成語音廣播信號、并驅動喇叭廣播輸出。
當單片機U1079檢測到AD通道連續采集到輸入的AD值小于有效值達到預設次數(如預設次數設置為20次),則判斷語音廣播信號播放完成。單片機U1079停止檢查,并統計所采集情況。
為了防止上電、下電以及其他瞬間脈沖對音頻輸出檢測電路66、或喇叭99等干擾,單片機U1079打開AD通道采集接收音頻輸出檢測電路66檢測的喇叭99的音頻輸出信號,若AD通道連續接收到輸入的AD值達到或超過有效值的次數達到或超過設定次數(如設定次數根據需要設置為2次),則判斷有有效預警信息播放,即判斷為預警信息電話或短信轉換的語音廣播信號播放;若采集接收到的AD值達到或超過有效值的次數未達到設定次數,則判斷未有有效預警信息播放或判斷為噪聲,結束。
當單片機U1079通過AD通道采集到AD值達到或超過有效值的次數占采集的總次數的比例達到或超過預設比例(如預設比例設置為3%)認為輸入AD值有效,語音廣播信號播放成功,單片機U1079控制GPIO(General Purpose Input Output 通用輸入/輸出)發送高電平給DTU 92;當采集到AD值的達到或超過有效值的次數占采集的總次數的比例未達到預設比例(如預設比例設置為3%)時,認為輸入AD值為無效,單片機U1079控制GPIO(General Purpose Input Output 通用輸入/輸出)向DTU發送低電平。
DTU 92根據輸入電平判斷語音輸出是否有效,當GPIO為高電平時,判定語音廣播信號播放成功;當GPIO為低電平時,判定語音廣播信號播放不成功。
進一步,本實施例的PIC16F677的單片機芯片與DTU 92連接的GPIO(General Purpose Input Output 通用輸入/輸出)端口具體為MCU_GPIO2端口。
DTU 92根據發送預警信息的通訊設備的身份信息如手機的號碼進行分析,判斷發送預警信息的通訊設備105是否是管理設備如判斷手機號碼是否是管理號碼。
DTU 92根據發送預警信息的通訊設備105的身份號碼判斷是否為管理器號碼,以便執行是否回復短信給電話或短信發送者。
如果是管理號碼,當DTU 92通過單片機U1079的傳輸信號判斷語音廣播信號播放成功,則發送語音廣播信號播放成功的短信給發送該預警信息的通訊設備105;當DTU 92通過單片機的傳輸信號判斷語音播放不成功,則發送廣播信息播放失敗的短信給預警信息的通訊設備105。如果DTU 92判斷發送預警信息的通訊設備的號碼不是管理號碼,則不做反饋回應。
單片機控制計數器清零等待,DUT進入睡眠狀態。
本發明通過一種通過喇叭廣播自然災害的廣播預警機,通過設置音頻輸出檢測電路66監測喇叭99的廣播語音輸出情況,檢測喇叭99是否把相關預警信息廣播出去,并及時反饋給短信發送者或者電話撥打者,同時將短信或電話的預警內容和電話號碼上傳到平臺。
本實施例的自然災害廣播預警機100可通過DTU 92接收數據中心發過來的預警信息,單片機接收到中心預警包后分析預警級別,DTU 92控制發送預警包給語音模塊40,語音模塊40通過喇叭99發出特定廣播預警語音,告知附近村民采取相應措施。經過現場實際驗證,數據中心發送預警包后,3秒鐘左右可以發出預警。同時通過DTU 92將預警信息是否廣播成功的信息反饋給發送該預警信息的通訊設備105如手機,以使工作人員更好了了解預警信息的傳達情況。
本實施例的自然災害廣播預警機100可以通過利用、重建氣象站網、水文站網、地質災害站網,對汛情和災害情況利用CDMA/GPRS等通信技術進行實時監測,并對信息進行加工處理,利用監控軟件自動進行預測、預警,通過各種有關的預警通知和警報設施,提前通知有關成員單位、防汛責任人,通知危險區居戶,做好山洪搶險組織、轉移撤離準備,最大地減少人員和財產損失,提高對山洪災害快速、全面、準確的預報、預警以及指揮調度的技術手段。
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發明的保護范圍。因此,本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。

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