语音自动报警技术在火灾报警系统中的应用

应用天地　语音自动报警技术在火灾报警系统中的应用　（１．中国电子科技集团公司第４１研究所，蚌埠２３３０００；２．蚌埠依爱消防电子有限责任公司；３．安徽省消防电子工程技术研究中心）　摘要：为了将火灾报警控制器的报警信息及时传递给有关人员，可以事先设置数个电话号码，当控制器报警时，利用公　共电话网自动拨打预设的电话，并将报警文字信息合成为语音进行播放。本文从硬件和软件方面提供了语音自动报警　技术的实现方案。　关键词：自动拨号；语音合成；火灾报警；ＸＦＳ３０３１ＣＮ　中图分类号：ＴＮ９９　文献标识码：Ａ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｕｔｏ　Ｖｏｉｃｅ　Ａｌａｒｍ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｉｎ　Ｆｉ　ｒｅ　Ａｌａｒｍ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ａｉ　Ｈｏｎｇｂｉｎ　’　’　（１．Ｔｈｅ　４１ｓｔ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｎｇｈｕ　２３３０００，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｂｅｎｇｂｕ　ＥＩ　Ｆｉｒｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．；３．Ａｎｈｕｉ　Ｆｉｒｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔＯ　ｓｅｎｄ　ｔｈｅ　ａｌａｒｍ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔＯ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ　ｉｎ　ｔｉｍｅ，ｓｅｖｅｒａｌ　ｐｈｏｎｅ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ｓａｖｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｒｅ　ａｌａｒｍ　ｃｏｎ—　ｔｒｏｌｌｅｒ．Ｗｈｅｎ　ａｌａｒｍ　ｏｃｃｕｒｓ，ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｃａｎ　ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ　ｄｉａｌ　ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｐｕｂｌｉｃ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｏｆ　ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｎｄ　ｃｏｎｖｅｒｔ　ｔｈｅ　ａｌａｒｍ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔＯ　ｖｏｉｃｅ　ａｎｄ　ｐｌａｙ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｒｅａｌｉｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　ａｕｔｏ　ｖｏｉｃｅ　ａｌａｒｍ　ｉｎ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｄｉａｌ；ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｖｏｉｃｅ；ｆｉｒｅ　ａｌａｒｍ；ＸＦＳ３０３１ＣＮ　引　言　尽早地掌握火情，对于防火救灾，将火灾损失降到最　小，具有着至关重要的意义。特别是对于一些无人值守的　重要场所，更需要及时地了解火灾报警设备的运行情况，　火灾报警拉制器　盛　］叫　存储器　按键、指示灯　保持火灾报警设备处于良好的监控状态。本文介绍的方　案就是当火灾报警设备出现故障或发现火警时，利用公共　电话网自动拨打有关人员的电话，并将火灾报警设备的故　障及火警信息转换成语音进行播放。　图１语音自动报警系统电路框图　的转换。主要用来接收火灾报警控制器发来的预拨打电　话号码和报警信息的文字代码等信息，并将已拨通的电话　号码回传给火灾报警控制器。　１　语音自动报警技术硬件实现方案　语音自动报警技术的硬件实现主要由４部分电路组　成：串行通信电路、拨号电路、语音合成电路、存储电路。　各部分电路在ＣＰＵ（如ＡＴ８９Ｓ５２）的控制下协调工作，完　成文字信息的收发、自动拨号、语音合成和信息存储。电　路框图如图１所示。　１．２　拨号电路　拨号电路主要包括两部分，即ＤＴＭＦ（双音多频）收　发电路和电话接口电路，如图２所示。　ＤＴＭＦ收发电路采用ＭＴ８８８８，该芯片可直接与　ＣＰＵ接口相连，具有完整的ＤＴＭＦ收发功能，能够对电　１．１　串行通信电路　串行通信电路是与火灾报警控制器间的接口电路，可　采用ＲＳ一２３２驱动器／接收器（如ＭＡＸ２Ｏ２）来构建，连接　话呼叫过程中的各种信号音（信号音是４５０±２５　Ｈｚ的正　弦波，不同的通断间隔代表不同的信号音，例如１　Ｓ通４　Ｓ　断代表回铃音，０．３５　Ｓ通０．３５　Ｓ断代表忙音）进行检测，只　ＣＰＵ的串行通信口，以完成ＲＳ一２３２电平与ＴＴＬ电平间　６　８　Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ＆Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　２０　１３＃－ｇ　６期　ＷＷ．ｍｅｓｎｅｔ．ｃｏｍ．ｃｎ　应用天地　＋一５Ｖ　ＣＩ／ＧＴＯ　ｌ９　Ｄ僻收发电路　ＭＴ８８８８昌ｌ　６　Ｘ１　口　一　３．ＥＣＯ　＿＝＝二］　ＤＴ唧　ＧＳ　２　３—６０ｋ￣ｌｌ　５７８５　ｚ　Ｘ２　ｌ　１４　ｗＤＨ￣Ｏ１２３Ｒ　８　ＤＴＶＭＲ肿ＰＦＥＳＯＩ　『　８　１０ｋ～￣Ｉ１０ｌ　：ｋ￣　岛西　ｌ３　加瞎　黼Ｉｌ　ｌ＇￣Ｉ　　ＩＧＮＥ　。　ｌ　１３　１２．　ｌｉｄ　Ｌ—Ｌ＝　ｊ＝＝　１　ｌ　ｉ　．Ｑ／ＣＡＬＬ　ＣＳ　ｕ・ｌ　Ｉ　ｌ　１　网　０　：　＋５、，　型　ＧＮＤＤ　ｎ上　ｌ　ＧＮ上　ＤＤ　ｌ　ｔｏ洲　．工．　ＧＮＤＤ　ＧＮＤＡ　上　图２拨号电路　要信号频率落在３２０～５１０　Ｈｚ频率范围内，片内呼叫处理　滤波器便可滤出，并在ＣＡＬＬ端输出经限幅得到的方波。　关电话号码，拨通的电话号码及拨打时间也可保存在存储　器中以备事后查询。可用ＣＰＵ自带的存储器或外接的　ＥＥＰＲＯＭ存储器，如２４ＬＣ０２。　方波宽度代表信号音持续的时间，该方波由ＣＡＬＬ端输　出至ＣＰＵ，供ＣＰＵ判断呼叫的性质和类别。当需要拨打　电话时，ＣＰＵ通过数据线将电话号码发送给ＤＴＭＦ收发　芯片，控制其合成与号码数字相对应的双音频信号，经电　２　语音自动报警技术软件实现方案　２．１　串行通信　ＣＰＵ与火灾报警控制器间的串行通信采用中断方　式，传输的数据信息可以按照一定的格式封装为数据包，　内含校验码，防止信息被错误接收。接收方收到数据包后　向发送方返回应答包。　话接口电路送至公共电话网。ＤＴＭＦ信号是由两种不同　频率的信号叠加而成的合成波，０～９每个数字都有一组确　定频率的波形与其对应，每个数字由４位二进制码表示。　电话接口电路除了可以采用传统的音频变压器之外，也　可以采用恒流源电路，利用其直流阻抗较小和交流阻抗较大　的特点，完成自动呼叫时的摘机检测和音频信号的传输。　图中的继电器Ｋ１用于控制将电路接通至公共电话　网，继电器Ｋ２用于控制将ＤＴＭＦ芯片的接收或发送端连　通至电话接口电路。　２．２　自动拨号　ＣＰＵ通过数据线控制ＤＴＭＦ收发器的工作模式。　拨打电话号码时首先要检测电话线状态，需将ＤＴＭＦ收　发器设置成呼叫处理（ＣＡＬＬ）模式；并利用ＣＰＵ内部的　１．３语音合成电路　语音合成电路其核心是语音合成芯片，可采用　ＸＦＳ３０３ＩＣＮ。这是一款高性价比的中文语音合成芯片，　它可以通过ＵＡＲＴ接口接收待合成的文本（比如火灾报　计数器对ＤＴＭＦ收发器输出的方波宽度进行计数检测，　根据一定时间内（例如５　ｓ）计数值的大小判断出电话线上　的各种状态信号音（拨号音、忙音、回铃音等）；然后再转入　后续的相应操作。发送完电话号码后，仍需检测状态信号　＋３－３Ｖ　—Ｏ．１ｕＦ　警控制器显示的故障或火警信息，以及其他提示信息），把　文本合成为语音输出。该芯片具有智能的文本分析处理　口Ｑ口口口口　卜＿］　Ｉ　ｍ￣ｔＦ　算法，对常见的数值、电话号码、时间日期、度量衡符号等　格式的文本及多音字，能够根据内置的文本匹配规则进行　拿拿　拿拿ＡＶＤＤ　ＲＥＳＥＴ　ｔ０ＣＰＵ　ＤＡＣ　１　Ｚ》（Ｄ　５７０・　３　ＲＸＤ　ＸＦＳ３０３１ＣＮＶＲＥＦ　７　ＲＤＹ　ＷＳＳ　６　ＲＤＹＵ　ＶＳＳ　１９　ＶＳＳ　ＣＯｎ　ＶＳＳ　——　——　——　ＧＮＤＤ　卜＿—－广ｒ至功放　ｌ　０．１ｕＦ　正确的识别和处理；支持多种文本控制命令及控制标记，　提高处理的正确率。若ＣＰｕ没有多余的ＵＡＲＴ口，也可　以采用串口扩展芯片（如１６Ｃ５５０）进行扩展。合成的语音　经功放电路放大后，一方面通过公共电话网送至已接听的　窝　ＶＳＳ　０　１Ｆ　Ｔ．用户电话进行播放；另一方面可由扬声器播放，供现场监　听。语音合成电路如图３所示。　１３２７６８ＭＨｚＩ　．　ｚＴ２ｏｐＦ　１．４存储电路　通过火灾报警控制器，可以设置几个相关人员的电话　ＧＮＤＤ　图３语音合成电路　号码，保存在存储器中。发生火警时，依次拨打存储的相　敬请登录网站在线投稿　２０１３年第６期　羊考机　嵌入式条碗应阳　６９