专利名称：一种用于起重机的语音应答门开关监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及应用在起重机上的门开关监控，语音报警，门开关状态显示，语音登机请求应答的一种门开关监控系统。
背景技术：
目前在起重机上应用的门开关监控系统主要为PLC集中处理、外置集中故障处理 盒、登机请求应答盒。其中PLC集中处理，功能比较灵活，可以进行显示、报警等功能，但占 用较多PLC输入和输出点，并且需要针对不同起重机进行不同的编程。外置集中故障处理 盒目前可以做到将所有起重机门开关集中监测输出综合故障接口，可以节省较多PLC资 源，但无法进行故障指示，无法知道故障发生点。登机请求应答盒则不具备门开关监控功 能，只能负责起重机操作司机和请求登机者之间的简单信息传递，并且也无法告知司机请 求登机者的具体登机位置。发明内容为克服上述门开关监控系统的弊端，本实用新型提供一种有效地解决方案，该语 音应答门开关监控系统不仅可以完成常规的门开关监控、故障显示功能，同时还集成了登 机请求语音应答功能、门开关故障语音报警功能、登机请求位置指示功能，并且不需要针对 每台起重机编制特定的程序。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种用于起重机的语音应答 门开关监控系统，其特征在于该语音应答门开关监控系统包括CPU、光电耦合数据采集电 路、语音模块、驱动模块、故障指示灯、登机请求指示灯、门开关；光电耦合数据采集电路、语 音模块、驱动模块、故障指示灯、登机请求指示灯与CPU相连；登机请求按钮和应答按钮接 在光电耦合数据采集电路，应答指示灯接在驱动模块，喇叭与继电器模块相连，应答按钮、 门开关、登机请求按钮与光电耦合数据采集电路相连；继电器模块分别与驱动模块、语音模 块、喇叭和主机喇叭相连；登机请求按钮、应答按钮接、应答指示灯和喇叭组成应答盒；语音模块采用通用WAV语音播放模块，选用SD卡语音文件为基础的语音播放模 块；单片机作为CPU，进行门开关状态采集、登机状态采集、显示处理，语音模块控制、登机 应答控制、驱动模块控制；驱动模块驱动继电器模块将语音播放位置分别切换到每个登机 门位置或主机位置，然后通过喇叭播放；继电器模块采用两种，一种采用通用继电器；一种 是用于故障输出，提供较大的触点电流；外围电路采用24VDC进行接口。通过CPU将光电耦合电路的门开关和登机请求信号数据采集到CPU当中，然后CPU 将采集的数据进行分析，如果是正常情况下门开关打开则延迟0. 5秒后在主机上播放“XX 门打开”的语音提示，并将该门的故障指示灯点亮、置位故障输出信号。如果正常情况下门 开关关闭，则延迟0. 5秒后在主机上播放“XX门关闭”的语音提示，并将该门的故障指示灯 熄灭、复位故障输出信号。如果检测到登机请求按钮按动，则在在主机上播放“XX门请求登 机”的语音提示，如果司机按钮“允许登机”按钮则在请求登机的门位置播放“现在可以登 机”的语音提示并将绿色应答指示灯点亮，如果司机按钮“禁止登机”按钮则在请求登机的 门位置播放“现在禁止登机”的语音提示并将红色应答指示灯点亮。如果登机者在得到“允许登机”的信号后将登机并打开登机门，这时CPU会接收到登机门打开信号，并控制语音模块在主机位置播放“XX门打开”的语音提示并置位故障输出信号。如果登机者在10秒内没 有关闭登机门，这时CPU会控制语音模块在登机门位置播放“请及时关闭登机门”的语音提 示。如果登机者关闭登机门后，这时CPU会采集到门关闭信息，在延迟5秒以确保登机者以 到达安全区域后，在主机位置播放“XX门关闭”的语音提示，然后复位故障输出信号。本发明的有益效果是克服了以往PLC集中处理占用PLC资源多并需要针对每台 起重机编程的缺点、克服了外置集中故障处理盒、登机请求应答盒功能单一故障指示不明 确的缺点，实现了门开关监控和登机请求应答的整合，门开关状态和登机请求位置在主机 上均可以明确显示，并进一步实现了语音故障提示、语音应答提示功能，并且语音内容可以 通过SD卡修改、可以通过PC机随时更新，不需要针对每台起重机编制特殊的故障检测程 序，既方便了用户的使用，也使产品售后服务和升级变得十分简单。
图1是本实用新型的系统结构示意图。图2是本实用新型实施例的语音模块原理图。图3是本实用新型的登机请求盒、门开关接口电路图。图4是本实用新型的登机应答盒电路图。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。实施例语音模块的选择由于该实用新型需要播放的语音较多，如果采用通用的语音芯片，也可以完成语 音播放，但需要专用的工具，或为其设计专用的录音电路，编程和升级都较困难，所以本例 选用以SD卡语音文件为基础的语音播放模块。如图2所示，该语音模块为上海奔流公司的 SD卡语音播放模块BSD7515，该模块采用类似SPI接口通讯，其中DCLK和DI接口为通讯接 口，V12为12V电源接口，GND为12V电源地，SPKl和SPK2为喇叭接口，输出功率为7. 5W, 并且其语音的更改可以通过PC电脑直接修改、拷贝，非常方便。CPU的选型本实用新型要求的CPU不高，常见的51系列单片机均可以满足要求。CPU控制电 路负责综合所述的接口电路，由于单片机的外围端口较少，所以输入、输出端口都进行了扩展。主机上设置指示灯电路，为了降低电路的复杂程度和降低成本，将故障指示灯和 登机请求指示灯采用一个双色发光二极管来实现，在门开关打开时其显示红色。在有登机 请求时其显示绿色。本实例支持8个门开关，所以要采用8个LED，为了外观统一可以选用 8个双色发光二极管来实现。图3显示了该实用新型的登机按钮盒的接口电路形式，包含了门开关、登机请求 按钮、允许指示灯、禁止指示灯、喇叭等接口。由于工业环境下的外围电路和PLC电路的弱 电控制电压一般都是24VDC，所以本实用新型也将外围电路采用24VDC进行接口。本实用新型最多可以提供8路门开关检测，其中4个带有登机请求功能，所以需要图3的接口 4个， 其余4个采用两针接口连接门开关即可。门开关选用接近开关，主机喇叭选用10W，8欧姆的即可。图4显示了一个登机应答盒的电路图，主要包含了一个绿色允许登机指示灯、一 个红色禁止登机指示灯、一个10W，8欧姆的喇叭、一个登机请求按钮。本实用新型提供最多 4个登机应答请求。电源采用5V 2A，24V IA的双组开关电源。程序编制由于CPU完成任务较多，为了实时性，采用RTX51多任务系统编程，将每个门开关 的监控、每个登机请求的监控、语音的播放都作为单独任务处理。开启定时器0，作为时间基 准。门开关任务中将实时检测相应门状态，如果打开就延时0. 5秒然后向播放缓冲区 中添加对应门打开的语音序号，播放通道为主机通道，并将对应门故障置位和故障输出置 位，如果打开超过5秒，就向播放缓冲区中添加“请及时关闭登机门”的语音序号，播放通道 为打开的门位置通道。如果门关闭并且不是登机请求后的关闭就延时0.5秒，负责延时5 秒，然后向播放缓冲区中添加对应门关闭的语音序号，播放通道为主机通道，并将对应门故 障复位位，如果所有门打开故障标志都复位就将故障输出复位。登机请求按钮任务中将实时检测相应登机按钮状态，如果按下就向播放缓冲区中 添加对应门请求登机的语音序号，播放通道为主机通道。如果得到“允许登机”的信号就向 播放缓冲区中添加“允许登机”的语音序号，播放通道为对应登机门通道，并将“允许登机” 的绿色指示灯点亮5秒。如果得到“禁止登机”的信号就向播放缓冲区中添加“禁止登机” 的语音序号，播放通道为对应登机门通道，并将“禁止登机”的红色指示灯点亮5秒。语音播放任务是在单片机内存中开辟一块40个字节的区域作为语音播放缓冲 区，并设置一个缓冲区计数器，当门开关任务或登机请求任务需要播放语音时，就将需要播 放的语音序号和继电器通道存放到语音播放缓冲区中，并将缓冲区计数器加1。语音播放任 务实时检测缓冲区计数器数值，当该计数器大于0就将播放缓冲区首部的语音播放出来， 并将继电器切换到指定通道，然后将缓冲区计数器减1。
权利要求一种用于起重机的语音应答门开关监控系统，其特征在于该语音应答门开关监控系统包括CPU、光电耦合数据采集电路、语音模块、驱动模块、故障指示灯、登机请求指示灯、门开关；光电耦合数据采集电路、语音模块、驱动模块、故障指示灯、登机请求指示灯与CPU相连；登机请求按钮和应答按钮接在光电耦合数据采集电路，应答指示灯接在驱动模块，喇叭与继电器模块相连，应答按钮、门开关、登机请求按钮与光电耦合数据采集电路相连；继电器模块分别与驱动模块、语音模块、喇叭和主机喇叭相连；登机请求按钮、应答按钮接、应答指示灯和喇叭组成应答盒；语音模块采用通用WAV语音播放模块，选用SD卡语音文件为基础的语音播放模块；单片机作为CPU，进行门开关状态采集、登机状态采集、显示处理、语音模块控制、登机应答控制、驱动模块控制；驱动模块驱动继电器模块将语音播放位置分别切换到每个登机门位置或主机位置，然后通过喇叭播放；继电器模块采用两种，一种采用通用继电器；一种是用于故障输出，提供较大的触点电流；外围电路采用24VDC进行接口。
专利摘要本实用新型公开了一种用于起重机的语音应答门开关监控系统，应用在起重机上的门开关监控、登机请求应答等方面。该语音应答门开关监控系统采用通用WAV语音播放模块，进行语音播放；单片机作为CPU，进行门开关状态、登机请求状态采集，显示处理，语音模块控制；光电耦合电路进行数据采集；继电器模块进行故障输出和喇叭切换；驱动电路驱动继电器模块和应答指示灯。本实用新型的有益效果是实现了门开关监控和登机请求应答的整合，门开关状态和登机请求位置在主机上均可明确显示并提供语音提示；语音内容可以修改、更新，方便用户的使用，产品售后服务和升级变得十分简单。
文档编号B66C13/52GK201574041SQ20092030664
公开日2010年9月8日 申请日期2009年7月22日 优先权日2009年7月22日
发明者周德峰 申请人:大连宝通工业控制有限公司