多功能语音警示牌的研究及应用

多功能语音警示牌的研究及应用

邓文娣钱嘉伟吴佳璐张兵李效森

关键词：自动化提示；多功能性；语音报警；灯光报警

引言：现阶段供电单位针对输配电线路下的一些高压危险等重点区域，多悬挂警示牌或埋设警示桩等提醒装置，让通过的人行人能够及时发现这些危险区域。这些警示装置实现了对行人的告警功能，但是受现场环境影响和行人本身的客观因素等制约，效果甚微。通过分析发现这些安装在重点危险区域的警示装置，大多被外界的遮挡物所覆盖，行人无法直观到警示内容，文字基本失去警示作业，且装置本身功能性较少，无法满足装置日常工作需要。因此本文为了实现更加方便、快捷的告警方式，满足现场的环境变化，提高告警速度，全智能型的自动化告警系统便应运而生。同时为了满足装置符合市场多变的发展需求，增加灯光报警功能和语音报警功能，实现自动化、智能化、记忆语音化的告警模式。本文结合现阶段国网公司提出的电力物联网技术应用，针对多功能语音警示牌展开探讨，分析其各部分的结构组成，优化组合，使其成为一种适用于现代电力物联网技术管控下的报警装置。

一、警示牌的发展历程

作为一种安防工具，警示牌一直以来在多领域被广泛使用。电力部门警示牌在各重要区域和部位均可看见有明显标识。这些警示牌最早只具有标识功能，多为文字标注警示语，安装在一些电力杆塔等重要部位，至今仍在一些重点危险区域可见。由于受工作环境的影响和时代的变迁，随着电力企业“人工智能”方向的发展，安防工具日趋现代化，警示牌的功能不仅仅停留在原有的文字型功能基础上，慢慢变革为带有语音功能的警示牌。这种发声的语音警示牌，不仅仅在电力企业被应用，在其它行业也逐渐被引用。随着2019年国家电网公司提出的“三型两网”建设目标，针对电力企业今年来广泛使用的泛在电力物联网技术手段，通过对基于电力物联网技术管控下的语音警示牌从功能性上进行变革，使其警示功能性更加全面，目标效果更明显，真正实现对这些重点危险区域和部位的安全防范工作。

二、语音警示牌研究方案

1、工作原理

多功能语音警示牌在标识有警示语的装置上安装被动红外探测装置H、开关电路、语音报警模块和发光报警模块。其中，被动红外探测装置H的输出端经开关电路接语音报警模块和发光报警模块。当人体靠近装置时，被动红外探测装置检测到有人在侦测范围内活动，会输出高电平使开关电路闭合，语音报警模块被触发，从而发出声音报警。同时发光报警模块工作发光报警，10秒后停止声光报警[1]。

2、工作流程

首先，被动红外探装置是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。探头收集外界的红外辐射通过聚集到红外感应源上面。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发生变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。通常人体所发出特定波长10UM左右的红外线，红外探头被动式探测到这束红外线而进行工作的。人体发射的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件工作。一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。同时装置采用DAC输出方式的语音芯片，该语音芯片声音连续可调，可数字控制调节，供电企业可根据不同的危险区域，录制不同的警示语，例如：用在高压线杆塔时语音为“高压危险、禁止攀爬”，用在变压器台区上使用语音为“高压危险、禁止攀登”，用在鱼塘边语音为“高压危险、禁止钓鱼”，用在放风筝的场地，语音为“高压危险、禁止放风筝”等等。通过电脑对语音信号的采样、压缩、EQ等处理，完成对语音数据的采集、分析、压缩、存储、播放等步骤。装置采用红蓝相间的LED灯进行发光报警处理，通过将LED灯泡两极焊接在内置主面板的控制端，联动语音报警模块进行灯光报警处理。装置顶部采用12V太阳能电池板结合内置锂电池实现自供电作业。装置安放在室内工作时，内置锂电池组可持续供电20天左右时间，满足装置日常工作需求。

由此可以看出，语音警示牌可以直接应用于供电企业不同的领域，通过装置定制的语音芯片内容，可直接安装在高压覆盖下的各危险点，由此可见装置的应用面广，可拓展性强。通过文字报警、语音报警和灯光报警相结合的模式，可作用于不同的人群，拓宽了视野，警示效果增强。

三、装置结构特点

1、结构设计

语音警示牌整体采用全密封式设计外壳，防水性能好，装置选用1.5MM净化铝板作为壳体材料，并用磨具冲压折合成型，警示文字采用喷砂氧化腐蚀文字工艺而成。装置供电模块采用外置太阳能电板结合内置锂里池组蓄电。装置所采用的语音芯片、控制模块、LED灯等部分都焊接固定在内部的主板上端，电池组等部分都固定在壳体内，装置采用的红外感应探测器和发声器均固定在外部壳体的下端，太阳能电板和充电控制器，均固定在壳体上端。装置所采用的开启方式通过钥匙旋钮进行开关。

2、功能特点

1）感应灵敏：装置采用人体感应技术，感应速度快，探测范围广，全自动触发语音播放模式。

2）效果明显：通过对进行探测范围内人员视觉和听力的感知影响，让人们从思想意识上真正感受到高压危险性。

3）功能全面：装置采用文字、语音和灯光三结合的方式，实现报警方式的全方位服务模式。

4）技术先进：装置实现无人操作模块，全自动感应，自启动模式，智能化技术手段全面。

5）应用范围广：受装置定制芯片的可操作性，可在多行业多领域使用。

6）安装方便快捷：装置整体设计体积较小，安装只须1人即可独立完成。

四、装置的安装应用

通过研发后，装置可安装在供电企业的一些重点部位，特别是一些户外零散的高压危险点，管理难度大，容易发生安全隐患，通过安装多功能型的语音警示牌，不仅易于管理，安装拆卸方便快捷，只需通过铁丝缠绕或者抱固固定的方式，选择一定的安装高度，即可将装置安装固定在这些危险区域的固定物体上。安装结束后，通过钥匙拧开启动按钮即可开始工作。装置应用后，行人通过高压危险区域时，进入探测感应范围内，装置会即时发出语音提示语进行告警提醒，夜晚会自动切换成灯光报警模式，防止语音影响附近居民休息，真正体现出装置的人性化设计理念。

五、结束语

本文通过对语音警示牌的功能性增加，实现对供电企业重点危险区域内的安全警示效果的提升。装置的研制应用，实现了供电企业的安全稳定运行，提高了供电企业的服务质量，全智能化技术手段的应用，实现了装置与人员的互动服务关联，推动了电力企业“泛在电力物联网”技术手段的应用发展。

参考文献

[1]吴静,陈正.自动化智能语音告警系统的应用[J].科技创新导报,2016,13(28):86-87.