（廣西廣播電視技術(shù)中心百色分中心）

一、引言

對于廣播電視發(fā)射臺站來說，保障臺站安全播出是重中之重的工作，為了確保設(shè)備故障時(shí)能及時(shí)被留守人員發(fā)現(xiàn)，發(fā)射臺站至少配有一套完整的自臺告警系統(tǒng)，百色二四二臺現(xiàn)用報(bào)警設(shè)備就是技術(shù)中心自主研發(fā)的AVP-8音視頻功率報(bào)警器（以下簡稱8路報(bào)警器），其報(bào)警方式靠內(nèi)部蜂鳴器報(bào)警及開關(guān)量輸出的外接響鈴報(bào)警，當(dāng)所監(jiān)測通道信號出現(xiàn)異常達(dá)到設(shè)定值時(shí)，觸發(fā)內(nèi)部蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，外部輸出響鈴也同時(shí)報(bào)警，但只通過響鈴并不能立刻判斷是哪個(gè)頻率出現(xiàn)哪種故障，仍需到8路報(bào)警器前查看面板指示燈才能判斷是哪臺設(shè)備哪項(xiàng)數(shù)據(jù)報(bào)警，導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間長，如果在原8路報(bào)警器基礎(chǔ)上增加語音報(bào)警功能，可以提高值班員對發(fā)射機(jī)出現(xiàn)音頻或功率故障的判斷速度，能有效率縮短處理故障的時(shí)間。

二、開發(fā)板及語音模塊的特點(diǎn)

STM32開發(fā)板其內(nèi)部集成有定時(shí)器、SPI、IIC、USART、USB、CAN、A／D轉(zhuǎn)換等性能，使得外部電路相對簡單；其次是有著完善的庫函數(shù)和寄存器，在編寫程序時(shí)可以直接調(diào)用，減少了工作量；同時(shí)還有成本低、高速度、功耗低、外設(shè)精簡的特點(diǎn)，為MCU用戶開辟了一個(gè)全新的自由開發(fā)空間，并提供了各種易于上手的軟硬件輔助工具。WT588D-U語音模塊，支持DAC/PWM 兩種輸出方式，支持按鍵控制模式、一線串口控制模式、三線串口控制模式，一線串口控制模式及三線串口控制模式可通過MCU發(fā)碼端控制語音播放、停止、循環(huán)播放和音量大小，或者直接觸發(fā)0～219地址位的任意語音的特點(diǎn)。本語音報(bào)警系統(tǒng)就是利用開發(fā)板及語音模塊的特點(diǎn)進(jìn)行二次開發(fā)和組合。

三、語音報(bào)警系統(tǒng)的組成及工作原理

語音報(bào)警系統(tǒng)由原8路報(bào)警器、STM32單片機(jī)、WT588D-U語音模塊、功放機(jī)、音響組成，其組成系統(tǒng)框圖如圖 1所示。從原有的8路報(bào)警器采樣音頻、功率故障報(bào)警信號送給STM32單片機(jī),STM32進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，發(fā)送故障地址給WT588D-U語音模塊，再由WT588D-U從存儲(chǔ)器上選取對應(yīng)的語音文件經(jīng)功放放大信號，最后送給音響進(jìn)行語音播報(bào)。

圖1 系統(tǒng)框圖

圖2 STM32引腳圖

STM32開發(fā)板的采樣數(shù)據(jù)是8路報(bào)警器面板各通道指示燈的電平值，通道指示燈亮綠燈為正常，通道指示燈亮紅燈為故障，根據(jù)STM32引腳的定義將采集點(diǎn)與對應(yīng)引腳連接，STM32引腳如圖 2所示。功率通道亮綠燈時(shí)電壓值為2.6V，亮紅燈時(shí)電壓值為0V，為此功率報(bào)警采樣為開關(guān)量，如果采樣到的電平為低電平，則STM32開發(fā)板發(fā)送故障頻率地址到WT588D-U語音模塊，如：地址00對應(yīng)“1440功率故障”，WT588D-U語音模塊調(diào)取存儲(chǔ)器上00地址對應(yīng)的“1440功率故障”語音文件進(jìn)行播報(bào)；音頻通道亮綠燈時(shí)電壓值為2.2V，亮紅燈時(shí)電壓值為1.1V，為此音頻報(bào)警采樣為模擬量，通過STM32內(nèi)部12位ADC轉(zhuǎn)換后，由采樣的電壓值與設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較，如果采樣的電壓值在設(shè)定報(bào)警的（0.8V～1.5V）電壓值范圍內(nèi)，則STM32開發(fā)板發(fā)送故障頻率地址到WT588D-U語音模塊，如：地址08對應(yīng)“1440音頻故障”，WT588D-U語音模塊調(diào)取存儲(chǔ)器上08地址對應(yīng)的“1440音頻故障”語音文件進(jìn)行播報(bào)。

圖4 開發(fā)板子程序

STM32開發(fā)板的部分主程序如圖3所示，STM32開發(fā)板的子程序如圖4所示。

圖5 一線串口控制電路（DAC輸出）

本次WT588D-U語音模塊采用DAC輸出方式和一線串口控制模式，如圖5所示，通過一條數(shù)據(jù)通信線控制信號，依照電平占空比不同來代表不同的數(shù)據(jù)位，先把數(shù)據(jù)信號拉低5ms，然后再發(fā)送數(shù)據(jù)，高電平與低電平數(shù)據(jù)占空比1：3（200us：600us）即代表數(shù)據(jù)位0，高電平于低電平數(shù)據(jù)位占空比為 3：1（600us：200us）代表數(shù)據(jù)位1，發(fā)送數(shù)據(jù)信號位先發(fā)低位再發(fā)高位，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)無需先發(fā)送命令碼再發(fā)送指令，而是直接發(fā)送地址數(shù)據(jù)便可觸發(fā)播放語音。數(shù)據(jù)中的 00H～DBH為地址指令，E0H～E7H為音量調(diào)節(jié)命令，F(xiàn)2H為循環(huán)播放命令，F(xiàn)EH為停止播放命令。

WT588D-U語音模塊所需用到的輔助軟件有WT588D VoiceChip 軟件與其語音合成工具。語音合成工具主要是將“1440功率故障”、“1224功率故障”、......、“1440音頻故障、“1224音頻故障”、......，依照先播報(bào)所有頻率功率故障后播報(bào)音頻故障的先后順序，將所有頻率播報(bào)的文字轉(zhuǎn)化語音文件（.wav）格式，通過WT588D VoiceChip 軟件將對應(yīng)以上播報(bào)順序的語音文件以00、01、02、......地址順序下載到WT588D-U語音模塊的存在存儲(chǔ)器中。WT588D VoiceChip 軟件將語音文件寫入WT588D-U模塊的操作步驟：新建工程→設(shè)置存儲(chǔ)器容量→裝載語音→設(shè)置控制模式→設(shè)置音頻輸出模式→設(shè)置 BUSY 輸出方式→裝載語音到地址→編譯工程→下載到 SPI-Flash。

四、完成效果

將STM32開發(fā)板和WT588D-U語音模塊置放在通過在8路報(bào)警器內(nèi)部，功放機(jī)增設(shè)在機(jī)柜中，音響置放在機(jī)房門口，當(dāng)發(fā)射機(jī)出現(xiàn)音頻故障、功率故障時(shí)能準(zhǔn)確的將故障播報(bào)出來，若是多臺設(shè)備出現(xiàn)多種故障時(shí)，該系統(tǒng)也能按照預(yù)設(shè)的“優(yōu)先廣播機(jī)、后試驗(yàn)機(jī)”順序重復(fù)播報(bào)出來，直至故障消除后才停止播報(bào)。

利用STM32開發(fā)板實(shí)現(xiàn)AVP-8音視頻功率報(bào)警器語音報(bào)警，解決了因音頻或功率出現(xiàn)故障報(bào)警時(shí)，值班員需近距離觀察8路報(bào)警器面板狀態(tài)指示燈才能掌握是哪一通道的音頻或者功率出現(xiàn)故障報(bào)警的問題，為廣播電視發(fā)射臺站實(shí)現(xiàn)“有人留守、無人值班”的模式，提供了更好的保障，能更好的補(bǔ)充完善臺站的監(jiān)控系統(tǒng)，為安全播出提供有力的保障。