专利名称：语音告警系统及语音告警实现方法
技术领域：
本发明涉及电路设计技术领域，尤其涉及一种语音告警系统及语音告警 实现方法。
背景技术：
在工业制造现场、电信中心机房、智能楼宇及地下停车场等应用场景中， 传统的简单警铃或蜂鸣已经不能满足告警要求，需要一种人性化的语音告警 系统向现场工作人员播报故障告警信息，提示系统现场故障发生的位置和类 型，协助工作人员进行故障定位。
目前常用的一种语音告警方案是釆用专用语音芯片来实现的，参见图1, 为现有语音告警系统结构示意图。专用语音芯片是系统核心组成，在出厂前
在内部烧制有语音文件。语音播放时，CPU对语音专用芯片的某地址发出读
命令，触发语音专用芯片播放该地址下的语音文件，该语音文件通过功率放 大器后通过喇p八^^文出去。
然而，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存下如下问题 由于专用语音芯片内部存储空间限制，专用语音芯片提供的告警语音质量不 高， 一般只能提供8KHz的采样频率，在一些对语音质量要求较高的应用场景 将难以满足要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种语音告警系统及语音告警实现方法，以克服 现有方案存在的语音播放质量低的问题。
为此，本发明实施例采用如下技术方案
一种语音告警系统，包括数/模转换模块、功率放大器和喇叭，所述语音 告警系统还包括CPU、语音处理模块，以及与所述语音处理模块物理上相互 独立的语音存储模块，其中所述语音存储;溪块，用于存储语音数据；所述
4CPU,用于设定语音地址和语音长度；所述语音处理模块，采用可编程逻辑 器件实现，用于按照所述语音地址从所述语音存储模块中读取所述语音长度 的语音数据，并将所述语音数据进行并串转换，转换为串行语音数据，将所 述串行语音数据发送给所述勤模转换模块；所述凄t/才莫转换模块对所述串行语 音数据进行数模转换后，将转换后的信号发送给所述功率放大器进行放大， 放大后的信号经所述喇叭进行语音告警播报。
一种语音告警实现方法，语音告警系统中语音存储^t块与采用可编程逻 辑器件实现的语音处理模块在物理上是分别独立的，所述方法包括语音处 理模块接收CPU设定的语音地址和语音长度，按照所述语音地址从所述语音 存储模块中读取所述语音长度的语音数据，并将所述语音数据进行并串转换， 转换为串行语音数据；对所述串行语音数据进行数模转换、功率放大处理之 后，播放语音告警信息。
由此可见，本发明实施例所采用的语音存储模块是专门的存储器件，可 支持较高的采样频率，可有效提高语音告警系统的语音播放质量。另外，本 发明实施例不依赖专用语音芯片，最大程度降低了因专用语音芯片停产导致 的改板风险。
图1为现有技术语音告警系统示意图2为本发明语音告警系统示意图3为本发明实施例一语音告警系统示意图1;
图4为本发明实施例一语音告警系统示意图2;
图5为本发明实施例二语音告警系统示意图之一；
图6为本发明实施例二语音告警系统示意图之二；
图7为本发明语音告警实现流程图。
具体实施例方式
本发明实施例提供一种开放式、模块化的语音告警系统，包括CPU、语 音处理模块、语音存储模块、凄t/模转换模块、功率放大器和喇叭，其中该语音存储模块，用于存储语音数据； 该CPU,用于设定语音地址和语音长度；
该语音处理模块，釆用可编程逻辑器件实现，用于按照该语音地址从该 语音存储模块中读取该语音长度的语音数据，并将该语音数据进行并串转换， 转换为串行语音数据，将该串行语音数据发送给该勤模转换才莫块；
该数/才莫转换模块对该串行语音数据进行数模转换后，将转换后的信号发 送给该功率放大器进行放大，放大后的信号经该喇叭进行语音告警播报。
由上可以看出，本发明语音告警系统中的语音处理模块与语音存储模块 物理上相互独立，语音存储模块中可以存储更多的语音数据，并且支持较高 的采用频率，因而可以提高语音告警系统的语音播》文质量。
参见图2，为语音告警系统示意图，该语音告警系统包括CPU201、语音 处理模块202、语音存储模块203、数/模转换模块204、功率放大器205以及 喇叭206，其中，语音处理模块202是该系统的核心组成，用于^妄照CPU201 的指示，从语音存储才莫块203接收相应长度的语音数据，进行并串处理后， 发送给数/模转换模块204。数/模转换模块204、功率放大器205主要分别负 责对语音数据进行数-模转换以及功率放大，最终通过喇叭206播放告警信息。
参见图3，为本发明实施例一语音告警系统示意图1。下面对CPU201、 语音处理模块202和语音存储模块203分别进行详细介绍。 (1) CPU201
CPU201主要负责将设定的语音地址和语音长度发送给语音处理模块 202,并负责向语音处理模块202发送启动指示，告知可启动语音告警的操作， 或者，可由CPU201与语音处理模块202约定启动语音告警操作，例如CPU201 使能某信号引脚时，语音处理模块202即获知启动语音告警操作。 (2 )语音处理模块202
语音处理模块202可采用复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logical Device, CPLD )、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)或可擦编程逻辑器件(Erasable Programmable Logic Device, EPLD) 等可编程逻辑器件实现。
从功能逻辑上划分，语音处理模块202包括总线接口单元2021、存储接口控制单元2022和并串转换单元2023。
总线接口单元2021与CPU201连接，可以是并行总线接口 ，也可0是串 行总线接口，用于接收CPU201的语音播放地址和播放长度，并实时等待 CPU201发来的告警语音播放启动指示。
存储接口控制单元2022与总线接口单元2021 、并串转换单元2023和语 音存储模块203连接，该存储接口控制单元2022用于从语音存储模块203获 取相应长度的语音数据。具体地，在总线接口单元2021接收到启动指示后， 按照总线接口单元2021所获取的语音播放地址开始，从语音存储模块203接 收语音数据。在获取语音数据过程中，存储接口控制单元2022实时将获取的 语音数据发送给并串转换单元2023,并统计所获取的语音数据长度是否达到 总线接口单元2021所获知的语音长度，若是，则停止从语音存储模块203获 取语音数据，否则，继续获取语音数据。优选地，语音处理模块202可向CPU 反馈语音播放状态，参见图4，为本发明实施例一语音告警系统示意图2，与 图3相比，语音处理模块202还包括语音播放状态单元2024，该单元与总线 接口单元2021以及存储接口控制单元2022连接，在存储接口控制单元2022 从语音存储模块203实时获取语音数据过程中，语音播放状态单元2024可通 过寄存器方式产生语音播放状态，并通过总线接口单元2021反馈给CPU201, 或者，在存储接口控制单元2022从语音存储^^莫块203获取的数据长度已达到 预定的播放长度时，语音播放状态单元2024可通过中断方式产生中断指示， 该中断指示也通过总线接口单元2021反馈给CPU201 。
其中，上述存储接口控制单元可以与语音播放状态单元集成于一体。
并串转换单元2023用于对存储接口控制单元2022发送来的语音数据进 行并-串转换，转换成特定格式的串行音频数据，并输出给凄t/模转换模块204。 其中，串行音频数据输出格式包括但不限于RIGHT JUSTIF正D、 LEFT JUSTIFIED 、 I2S或DSP等串行音频格式。 (3 )语音存储模块203
语音存储模块203可采用FLASH芯片或其存储器件实现，优选采用具有 可擦除能力的存储器件，FLASH芯片可以是Nor或Nand两种类型。
由上可以看出，本发明实施例中所采用的语音存储模块203与语音处理
7模块物理上相互独立，可使存储模块203存储更多的语音数据，并支持较高 的采样频率，因而可以有效提高语音告警系统的语音播放质量。
另外，本发明实施例不依赖专用语音芯片，最大程度降低了因专用语音 芯片停产导致的改;f反风险。
在现有方案中，专用语音芯片的接口一般是固定的，在出厂时即已固化， 不可更改，而在本发明实施例中，由于采用可编程逻辑器件实现语音处理模 块，可自行设计CPU201与语音处理模块202之间的接口，可采用各种灵活 的接口进行通信，便于移植。
参见图5 ，为本发明实施例二语音告警系统示意图之一 。与实施例 一相比， 本实施例增加了一个切换控制;f莫块207,该切换控制;f莫块与CPU201、语音处 理模块202以及语音存储模块203连接，用于按照CPU201的切换指示，控 制语音存储模块203与语音处理模块202连通，或是，控制语音存储模块203 与CPU201连通。具体实现上，该切换控制才莫块207可独立存在，也可以存 在于语音处理模块202中，图5所示是切换控制模块207独立于语音处理模 块202的例子。
具体地，参见图6，该切换控制模块207可采用语音处理模块202中的一 个地址译码器和两个开关A、 B实现，其中该开关A、 B可采用三态门实现， 该地址译码器通过地址总线与CPU连接，该开关A、 B与该地址译码器的输 出端连接，其中，该开关A通过数据总线连接在该存储接口控制单元与该语 音存储模块之间，该开关B通过数据总线连接在该CPU和该语音存储模块之 间。图中仅标注出CPU201、语音处理模块202和语音存储模块203，其余模 块省略。当地址译码器在CPU201的控制下选通三态门A时，语音存储;f莫块 203与存储接口控制单元2022连通，系统处于语音告警播放状态，当地址译 码器选通三态门B时，语音存储模块203断开与存储接口控制单元2022的连 接，直接与CPU201进行连接，此时，可对语音存储模块203进行语音数据 更新或升级，从而提升语音告警质量。
由此，通过设置不同地址，通过切换控制模块207实现对语音处理模块 202和语音存储模块203的分别访问，通过语音存储模块203在线刷写特性， 可实现对语音数据的在线升级，满足实际应用中个性化需求。与上述语音告警系统相对应，本发明实施例还提供一种语音告警实现方 ^,语音告警系统中语音存储模块与采用可编程逻辑器件实现的语音处理模
块在物理上是分别独立的，该方法包括以下步骤
1) 语音处理模块接收CPU设定的语音地址和语音长度，按照所述语音 地址从所述语音存储模块中读取所述语音长度的语音数据，并将所述语音数 据进行并串转换，转换为串行语音数据；
2) 对所述串行语音数据进行数模转换、功率放大处理之后，播放语音告 警信息。
优选地，上述方法还包括以下步骤
3 )将所述语音存储模块与所述语音处理^^块连通的状态切换到所述语音 存储模块与所述CPU连通的状态；
4) 所述语音存储模块利用所述CPU接收到的语音更新信息，对所述语 音存储模块中的语音数据进行更新。
优选地，上述方法还包括以下步骤
5) 在从所述语音存储模块读取的语音数据达到所述语音长度时，所述语 音处理模块向所述CPU返回中断指示。
参见图7,为参照图5或图6实现的本发明方法实施例流程图，包括 步骤701:通过切换控制模块207,判断语音告警系统是处于正常告警状 态或是语音数据更新状态，若是处于正常语音告警状态，执行步骤702 步骤 708分支，若是处于语音数据更新状态，执行步骤709 步骤710分支；
步骤702:语音处理一莫块202接收CPU601设定的语音播^L地址和播放长
度；
步骤703:语音处理模块202接收CPU601发送的音频播》t启动指示；
步骤704:语音处理模块202按照CPU601设定的语音播放地址，从语音 存储模块203读取语音数据；
步骤705:语音处理模块202对接收到的语音数据实时进行并串转换，并 输出给数/模转换模块204;
步骤706:语音处理模块202判断从语音存储模块203获取的语音数据是 否达到收CPU601设定的播放长度，若是，执行步骤707,否则，返回执行步骤704;
步骤707:语音告警播放完成，语音处理才莫块202向CPU201反馈中断信
号；
步骤708: CPU201将语音更新信息发送给语音存储模块203; 步骤709:语音存储模块203更新语音数据。
需要说明的是，上述图7是图5或图6中的语音告警系统实现的流程， 在本发明实施例中，切换控制模块207不是必须的，在没有切换控制模块207 的情况下，仅执行步骤702 ~步骤707也可实现语音告警。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种语音告警系统，包括数/模转换模块、功率放大器和喇叭，其特征在于，所述语音告警系统还包括CPU、语音处理模块，以及与所述语音处理模块物理上相互独立的语音存储模块，其中所述语音存储模块，用于存储语音数据；所述CPU，用于设定语音地址和语音长度；所述语音处理模块，采用可编程逻辑器件实现，用于按照所述语音地址从所述语音存储模块中读取所述语音长度的语音数据，并将所述语音数据进行并串转换，转换为串行语音数据，将所述串行语音数据发送给所述数/模转换模块；所述数/模转换模块对所述串行语音数据进行数模转换后，将转换后的信号发送给所述功率放大器进行放大，放大后的信号经所述喇叭进行语音告警播报。
2、 根据权利要求l所述系统，其特征在于，还包括 切换控制模块，用于按照CPU的切换指示，控制所述语音存储模块与所述语音处理模块连通或是所述语音存储模块与所述CPU连通。
3、 根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述切换控制模块包括地址 译码器和至少两个开关，所述地址译码器通过地址总线与所述CPU连接，所 述地址译码器的输出端与所述开关连接，其中， 一个开关通过数据总线连接 在所述语音处理模块与所述语音存储模块之间，另 一开关通过数据总线连接 在所述CPU与所述语音存储模块之间。
4、 根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述切换控制才莫块与所述语 音处理模块相互独立，或者，所述切换控制模块设置于所述语音处理模块内 部。
5、 根据权利要求l所述系统，所述语音处理模块包括总线接口单元、存 储接口控制单元和并串转换单元，所述总线接口单元，用于接收所述CPU设定的语音地址和语音长度； 所述存储接口控制单元，用于根据所述语音地址，从所述语音存储模块 读取所述语音长度的语音数据；所述并串转换单元，用于对所述存储接口控制单元读取的语音数据进行 并串转换，转换为串行语音数据，将所述串行语音数据发送给所i4勤才莫转换模块。
6、 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述语音处理模块还包括 语音播放状态单元，所述语音播放状态单元与所述存储接口控制单元和所述 总线接口单元连接。
7、 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述语音播方丈状态单元通 过寄存器方式或通过中断方式实现。
8、 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述存储接口控制单元与 所述语音播放状态单元集成于一体。
9、 根据权利要求1至6任一项所述系统，其特征在于，所述语音存储模 块为可擦写存储器。
10、 一种语音告警实现方法，其特征在于，语音告警系统中语音存储模 块与采用可编程逻辑器件实现的语音处理模块在物理上是分别独立的，所述 方法包括语音处理模块接收CPU设定的语音地址和语音长度，按照所述语音地址 从所述语音存储模块中读取所述语音长度的语音数据，并将所述语音数据进 行并串转换，转换为串行语音数据；对所述串行语音数据进行数模转换、功率放大处理之后，播放语音告警j吕息。
11、 根据权利要求IO所述方法，其特征在于，还包括 将所述语音存储4莫块与所述语音处理模块连通的状态切换到所述语音存j诸模块与所述CPU连通的状态；所述语音存储才莫块利用所述CPU接收到的语音更新信息，对所述语音存 储模块中的语音数据进行更新。
12、 根据权利要求IO所述方法，其特征在于，还包括 在从所述语音存储模块读取的语音数据达到所述语音长度时，所述语音处理模块向所述CPU返回中断指示。
全文摘要
本发明公开了一种语音告警系统，包括数/模转换模块、功率放大器和喇叭，所述语音告警系统还包括CPU、语音处理模块，以及与所述语音处理模块物理上相互独立的语音存储模块，其中所述语音存储模块，用于存储语音数据；所述语音处理模块，采用可编程逻辑器件实现，用于按照所述语音地址从所述语音存储模块中读取所述语音长度的语音数据，并将所述语音数据进行并串转换，将所述串行语音数据发送给所述数/模转换模块。本发明可有效提高语音告警系统的语音播放质量。另外，本发明还提供一种语音告警实现方法。
文档编号G08B3/00GK101488265SQ20081000070
公开日2009年7月22日 申请日期2008年1月14日 优先权日2008年1月14日
发明者吕艺行 申请人:华为技术有限公司