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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410626666.8 (22)申请日 2014.11.10 G08B 21/02(2006.01) (71)申请人国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街86号 申请人国网浙江省电力公司嘉兴供电公司 (72)发明人周刚 徐伟 陈鼎 王广 陈刚 潘克菲 罗志远 胡海平 (74)专利代理机构杭州九洲专利事务所有限公 司 33101 代理人翁霁明 (54) 发明名称 一种危险区域红外线告警系统 (57) 摘要 一种危险区域红外线告警系统，它主要包括 工作电源、红外监视装置和智能声光报警装置，所 述红外监视装置包括至少一置于。
2、危险区域的热释 电红外传感器，该热释电红外传感器通过相连的 红外传感器信号处理器与主控制器连接；所述的 智能声光报警装置包括警示灯、语音录放器、音频 功率放大器以及扬声器；所述主控制器分别与警 示灯、音频功率放大器和带有TF卡槽的语音录放 器相连，且所述主控器和语音录放器分别通过相 连的音频功率放大器经扬声器分别进行放音；所 述的工作电源为12V/500mAH可充电内置式锂电 池模块，该锂电池模块配置有可利用外部充电器 对锂电池进行充电充电接口；它具有结构简单、 使用方便、可靠性高等特点。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明。
3、书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104464182 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104464182 A 1/1页 2 1.一种危险区域红外线告警系统，它主要包括工作电源、红外监视装置和智能声光报 警装置，其特征在于所述红外监视装置包括至少一置于危险区域的热释电红外传感器，该 热释电红外传感器通过相连的红外传感器信号处理器与主控制器连接；所述的智能声光 报警装置包括警示灯、语音录放器、音频功率放大器以及扬声器；所述主控制器分别与警示 灯、音频功率放大器和带有TF卡槽的语音录放器相连，且所述主控器和语音录放器分别通 过相连的音频功率放大器经扬声器分别进行放音。 。
4、2.根据权利要求1所述的危险区域红外线告警系统，其特征在于所述的工作电源为 12V/500mAH可充电内置式锂电池模块，该锂电池模块配置有可利用外部充电器对锂电池进 行充电充电接口。 3.根据权利要求1所述的危险区域红外线告警系统，其特征在于所述的热释电红外传 感器上配置有高品质的菲涅尔透镜；与该热释电红外传感器相连的红外传感器信号处理器 选用BISS001芯片对红外感应信号进行处理，该BISS001芯片采用CMOS工艺的数模混合专 用集成电路，内置有双向鉴幅器，且具有独立的高输入阻抗运算放大器。 4.根据权利要求1或3所述的危险区域红外线告警系统，其特征在于所述红外传感器 信号处理器相连的主。
5、控制器采用ATMEL公司生产的ATMEGA16L型芯片用于判断信号处理器 发出的触发状态，驱动指示灯或外扩警示灯工作，同时通过串口控制语音录放芯片播放警 示录音。 5.根据权利要求4所述的危险区域红外线告警系统，其特征在于所述的警示灯为内置 高亮度红色LED灯，在接收到主控制器发出的驱动信号时发光实现告警；与主控制器相连 的语音录放器选用WT5001芯片，该芯片读取外部插入TF卡槽中的TF卡上的声音文件，解 码后，根据外部控制由LHPOUT和RHPOUT输出声音的左右声道信号。 6.根据权利要求5所述的危险区域红外线告警系统，其特征在于所述主控制器相连的 音频功率放大器选用PAM8032做为功。
6、放器件，将语音录放器输出的声音信号功率放大后， 输出至扬声器；所述的扬声器为将经音频功率放大器功率放大后的声音信号进行输出的内 置式扬声器。 7.根据权利要求5或6所述的危险区域红外线告警系统，其特征在于所述的主控制 器上设置有一个备用外扩警示灯接口，并通过该备用外扩警示灯接口连接并控制外扩警示 灯。 权 利 要 求 书CN 104464182 A 1/4页 3 一种危险区域红外线告警系统 技术领域 0001 本发明涉及一种危险区域红外线告警系统，属于电力设备工器具领域。 背景技术 0002 随着我国经济社会高速发展，社会的用电量逐年上升，目前每年有大量的老旧变 电所的增容改造工程以及新变电所。
7、的建设工程来提高变电站的供电能力，以满足不断攀升 的用电负荷需求，确保用户的用电可靠性。而在老变电所的增容改造工程和新变电所的建 设过程中都会涉及主变基础、电缆沟、排水沟、储油池开挖建造等土建工程。由于土建施工 的阶段性，土建过程中开挖的孔洞、沟道等没有及时的回填或设置遮挡物，施工人员、运行 维护人员或保安人员由于工作需要，进入或经过相关区域时，由于注意力被工作分散、在夜 间工作或光线不好的地方，容易出现人员跌落、摔倒等现象，可能造成对作业人员人身的伤 害和相关设备的损伤。电力生产，安全第一，对于变电站新建及改扩建工程土建施工作业现 场的这些危险点进行控制是非常有必要的。但是目前电力系统中还没。
8、有一种比较方便可靠 的装置，能够在人员进入危险区域时发出告警，提醒工作人员注意安全，防止相关事故的发 生。 发明内容 0003 本发明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一种结构简单、实用方便、可靠性 高的危险区域红外线告警装置。 0004 本发明是通过如下技术方案来实现的：一种危险区域红外线告警系统，它主要包 括工作电源、红外监视装置和智能声光报警装置，所述红外监视装置包括至少一置于危险 区域的热释电红外传感器，该热释电红外传感器通过相连的红外传感器信号处理器与主控 制器连接；所述的智能声光报警装置包括警示灯、语音录放器、音频功率放大器以及扬声 器；所述主控制器分别与警示灯、音频功率放大器和。
9、带有TF卡槽的语音录放器相连，且所 述主控器和语音录放器分别通过相连的音频功率放大器经扬声器分别进行放音。 0005 所述的工作电源为12V/500mAH可充电内置式锂电池模块，该锂电池模块配置有 可利用外部充电器对锂电池进行充电充电接口。 0006 所述的热释电红外传感器上配置有高品质的菲涅尔透镜；与该热释电红外传感器 相连的红外传感器信号处理器选用BISS001芯片对红外感应信号进行处理，该BISS001芯 片采用CMOS工艺的数模混合专用集成电路，内置有双向鉴幅器，且具有独立的高输入阻抗 运算放大器。 0007 所述红外传感器信号处理器相连的主控制器采用ATMEL公司生产的ATMEGA1。
10、6L型 芯片用于判断信号处理器发出的触发状态，驱动指示灯或外扩警示灯工作，同时通过串口 控制语音录放芯片播放警示录音。 0008 所述的警示灯为内置高亮度红色LED灯，在接收到主控制器发出的驱动信号时发 光实现告警；与主控制器相连的语音录放器选用WT5001芯片，该芯片读取外部插入TF卡槽 说 明 书CN 104464182 A 2/4页 4 中的TF卡上的声音文件，解码后，根据外部控制由LHPOUT和RHPOUT输出声音的左右声道 信号。 0009 所述主控制器相连的音频功率放大器选用PAM8032做为功放器件，将语音录放器 输出的声音信号功率放大后，输出至扬声器；所述的扬声器为将经音频功率。
11、放大器功率放 大后的声音信号进行输出的内置式扬声器。 0010 所述的主控制器上设置有一个备用外扩警示灯接口，并通过该备用外扩警示灯接 口连接并控制外扩警示灯。 0011 本发明具有结构简单、实用方便、安全性和可靠性高等特点；它较好的适用于电力 系统变电站新建及改扩建土建工程领域，能够有效防止施工作业现场人员、设备跌落，消除 了作业现场安全隐患，大大提升了施工作业现场安全。 附图说明 0012 图1是本发明的工作原理流程图。 0013 图2是本发明红外感应信号处理电路原理图。 0014 图3是本发明语音录放电路原理图。 0015 图4是本发明音频功率放大电路原理图。 0016 图5是本发明主控。
12、制器电路原理图。 0017 图6是本发明外扩警示灯电路原理图。 具体实施方式 0018 下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，一种危险区域红外线告警系 统，它主要包括工作电源1、红外监视装置和智能声光报警装置，所述红外监视装置包括至 少一置于危险区域的热释电红外传感器2，该热释电红外传感器2通过相连的红外传感器 信号处理器3与主控制器4连接；所述的智能声光报警装置包括警示灯5、语音录放器7、音 频功率放大器9以及扬声器10；所述主控制器4分别与警示灯5、音频功率放大器9和带有 TF卡槽8的语音录放器7相连，且所述主控器4和语音录放器7分别通过相连的音频功率 放大器9经扬声器10分别进行。
13、放音。 0019 所述的工作电源1为12V/500mAH可充电内置式锂电池模块，该锂电池模块配置有 可利用外部充电器对锂电池进行充电充电接口。 0020 所述的热释电红外传感器2上配置有高品质的菲涅尔透镜；与该热释电红外传 感器2相连的红外传感器信号处理器3选用BISS001芯片对红外感应信号进行处理，该 BISS001芯片采用CMOS工艺的数模混合专用集成电路，内置有双向鉴幅器，且具有独立的 高输入阻抗运算放大器。 0021 所述红外传感器信号处理器3相连的主控制器4采用ATMEL公司生产的 ATMEGA16L型芯片用于判断信号处理器发出的触发状态，驱动警示灯5或外扩警示灯工作， 同时通过串。
14、口控制语音录放芯片播放警示录音。 0022 所述的警示灯5为内置高亮度红色LED灯，在接收到主控制器4发出的驱动信号 时发光实现告警；与主控制器4相连的语音录放器7选用WT5001芯片，该芯片读取外部插 入TF卡槽8中的TF卡上的声音文件，解码后，根据外部控制由LHPOUT和RHPOUT输出声音 说 明 书CN 104464182 A 3/4页 5 的左右声道信号。 0023 所述主控制器4相连的音频功率放大器9选用PAM8032做为功放器件，将语音录 放器7输出的声音信号功率放大后，输出至扬声器10；所述的扬声器10为将经音频功率放 大器功率放大后的声音信号进行输出的内置式扬声器。 0024。
15、 所述的主控制器4上设置有一个备用外扩警示灯接口6，并通过该备用外扩警示 灯接口连接并控制外扩警示灯。 0025 实施例： 工作电源1为内置12V/500mAH可充电锂电池，为装置其他功能模块和元件提供工作 电源，续航时间可达2-3天，同时为其配置了一个充电接口，可用外部适合的充电器实现对 锂电池的充电。装置工作时，可以根据需要挂置在危险区域任何位置，当有人进入危险区域 时，热释电红外传感器2感应收集到红外信号，并将该信号传送到红外传感器信号处理器 3，由红外传感器信号处理器3对信号进行鉴别和处理，判断是否确有人员闯入危险区域， 并将感应状态触发信号输出至主控制器4，主控制器4判断红外传感器信。
16、号处理器3发送来 的信号触发状态，输出驱动信号，驱动指示灯或外扩警示灯工作，发光进行告警。同时，主控 制器4通过串口输出控制信号，控制语音录放器7播放警示录音。语音录放器7中的警示 录音为插入其TF卡槽8中的TF卡中录入的警示音，TF卡中警示音的录入方式为在电脑上 通过TF读卡器，录制并下载声音文件，再将TF卡插入TF卡槽8中使用。音频功率放大器 9将语音录放器7输出的警示录音信号进行功率放大，驱动扬声器10发出警示录音。从而 通过警示灯发光和警示录音播放同时对进入危险区域的人员进行告警。 0026 图2所示，本实施例选用了BISS001芯片对红外感应信号进行处理，该芯片采用 CMOS工艺的数。
17、模混合专用集成电路，具有独立的高输入阻抗运算放大器，内置的双向鉴幅 器具有很强的抗干扰能力，而且其工作电压范围为+3-+5V，还内置参考电源。因此，外部只 需连接一些电阻电容，就可以构成完整的信号处理电路，当传感器接收到红外感应信号时， 芯片的第2脚就会输出一个上跳沿的电平信号，既可以直接驱动继电器工作，也可以作为 控制信号接入单片机系统。 0027 图3所示，语音录放电路选用了WT5001芯片，该芯片是一款OTP高音质的MP3语 音芯片，拥有8-BIT CISC，支持MP3解码，带有丰富的外设接口：一个SPI；可直接驱动16欧 姆耳机；带实时时钟及万年历时钟模块功能；标准的RS232串口控制。
18、；极低功耗，待机电流 约80uA；控制播放响应快速，优于同类产品；适合用于需要更换语音或者时间较长、音质要 求较高的场合； 芯片读取TF上的声音文件，解码后，根据外部控制由LHPOUT和RHPOUT输出声音的左 右声道信号。 0028 图4所示，由语音芯片WT5001输出的VOICE声音信号，不能直接驱动扬声器工作， 需要将信号功率放大，设计选用PAM8032做为功放器件，该芯片是一款 2.5W 单通道 D 类 音频功率放大器，能够以 D 类放大器的效率提供 AB 类功率放大器的性能。采用 D 类结 构，AX8302 能够以高达 88%的效率提供 2.5W 的功率。低 EMI调制方式可以省去传。
19、统的 D 类放大器输出低通滤波器，从而节省了系统成本和 PCB 空间，是便携式产品应用的理想 选择。 0029 图5所示，本发明选用了ATMEL公司生产的ATMEGA16L，它具有如下特点:16K字节 说 明 书CN 104464182 A 4/4页 6 的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512 字节EEPROM，1K 字节SRAM，32 个通用I/O 口线，32 个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG 接口，支持片内调试与编 程，三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART， 有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选。
20、差分输入级可编程增益的ADC ，具 有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进行选 择的省电模式； 主控制器接收由红外信号传感器输出的ACT上升沿信号，判断确认后，通过TXD、RXD串 口与WT5001语音芯片进行通讯，命令语音芯片读取TF卡内容、输出声音信号，再通过ONOFF 信号控制功放芯片PAM8032开启输出模式，驱动扬声器播放声音，同时，通过LED信号输出 控制内置发光管和外扩警示灯工作。 0030 图6所示，的外扩警示灯电路，电阻R9、R10、E2、R7、Q3组成自激震荡电路，当模式 开关常开时，震荡电路产生的1Hz左右的控制信号经E1和R8驱动Q2放大，再经R5、R6提 供给Q1，实现发光管阵列的电源通断控制，产生警示灯闪烁的效果；当模式开关常闭时，三 极管Q2不再导通，Q1的基极电压始终大于0.7V，Q1始终导通，发光管阵列一直通电，警示 灯常亮。 说 明 书CN 104464182 A 1/3页 7 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104464182 A 2/3页 8 图3 图4 说 明 书 附 图CN 104464182 A 3/3页 9 图5 图6 说 明 书 附 图CN 104464182 A 。