基于LabVIEW的語(yǔ)音告警器測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

溫紅

摘 要：為優(yōu)化現(xiàn)有的語(yǔ)言告警器測(cè)試設(shè)備，提高測(cè)試性能及操作效率，基于圖形化虛擬儀器編程軟件LabVIEW，設(shè)計(jì)了語(yǔ)言告警器測(cè)試系統(tǒng)。使用繼電器板卡，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制電路接通與斷開。通過外置有源音響實(shí)現(xiàn)聽覺告警。本系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互界面，擴(kuò)展性好。試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠有效地實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音告警器的測(cè)試工作。

關(guān)鍵詞：LabVIEW；測(cè)試系統(tǒng)；語(yǔ)言告警器

引言

語(yǔ)言告警器是直升機(jī)告警系統(tǒng)中配套成品，語(yǔ)言告警器通過接收直升機(jī)故障信號(hào)，輸出相應(yīng)的語(yǔ)言告警音提示。語(yǔ)言告警器由信號(hào)處理電路、語(yǔ)言告警輸出電路、主警告燈驅(qū)動(dòng)電路等組成。當(dāng)告警信號(hào)經(jīng)由信號(hào)處理電路后，產(chǎn)生相應(yīng)的告警信號(hào)給語(yǔ)言輸出電路，從而產(chǎn)生語(yǔ)言告警信號(hào)?；贚abVIEW的語(yǔ)音告警器測(cè)試系統(tǒng)就是利用LabVIEW圖形化軟件驅(qū)動(dòng)相關(guān)板卡模擬直升機(jī)故障信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)載成品的性能檢測(cè)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

基于LabVIEW的語(yǔ)言告警器測(cè)試系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分組成，硬件包括工業(yè)PC機(jī)、繼電器板卡、直流電源模塊、有源音響等。軟件部分利用圖形化虛擬儀表編程軟件LabVIEW2013作為開發(fā)平臺(tái)。系統(tǒng)總體框架如圖1所示。

系統(tǒng)工作過程為：PCI1726繼電器板卡控制語(yǔ)音告警器輸入信號(hào)通斷實(shí)現(xiàn)仿真信號(hào)的輸入機(jī)語(yǔ)言信號(hào)和脈沖信號(hào)的輸出，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試面板主警告燈閃爍及語(yǔ)言信號(hào)的輸出。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

語(yǔ)言告警器測(cè)試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。工業(yè)PC機(jī)采用研華公司61C型工控機(jī)。直流電源模塊采用直流27V穩(wěn)壓電源，測(cè)試設(shè)備前面板設(shè)有電壓表，用來(lái)監(jiān)測(cè)直流電源電壓。有源音箱采用普通小型有源音箱即可滿足成品測(cè)試要求。繼電器板卡采用研華公司PCI-1762板卡。PCI-1762板卡是一種16路隔離數(shù)字量輸入和16路繼電器輸出板卡，隔離保護(hù)電壓為2500VDC，可在噪聲或電位飄移環(huán)境下輸入，繼電器輸出可以用作電源通斷控制。為了監(jiān)控繼電器開關(guān)狀態(tài)，板卡上每個(gè)繼電器都有LED指示燈。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)測(cè)試程序有兩部分構(gòu)成，一部分為人機(jī)交互界面，由各種虛擬指示或控制儀表組成；另一部分為程序模塊，相當(dāng)于普通計(jì)算機(jī)文本語(yǔ)言，由各種運(yùn)算符、邏輯符、函數(shù)、子程序等圖形語(yǔ)言通過連線連接而成。上位機(jī)軟件是在WindowsXP平臺(tái)上，利用LabVIEW語(yǔ)言與傳統(tǒng)文本編程語(yǔ)言的區(qū)別在于，傳統(tǒng)文本編程語(yǔ)言是根據(jù)語(yǔ)句和指令的先后順序執(zhí)行，而LabVIEW采用的是數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了程序的執(zhí)行順序，與一般文本語(yǔ)言相比提高了程序的執(zhí)行順序，提供了開發(fā)效率。程序采用模塊化設(shè)計(jì)方法，這樣設(shè)計(jì)的好處是各模塊功能清楚，易于設(shè)計(jì)檢查。語(yǔ)言告警器測(cè)試系統(tǒng)人機(jī)交互界面如圖3所示。

當(dāng)分別按下“1發(fā)失火”、“2發(fā)失火”、“3發(fā)失火”、“主減故障”、或同時(shí)按下“左液壓低”、“左液面低”或同時(shí)按下“右液壓低”、“右液面低”按鈕時(shí)，主警告燈閃亮，并且語(yǔ)言告警信號(hào)中出現(xiàn)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)普通話女性告警語(yǔ)音。當(dāng)按下“復(fù)位”按鈕時(shí)，告警消除并且告警燈停止閃爍。

3.1 主要子VI說(shuō)明

子VI的使用是在LabVIEW環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，只有正在掌握了它們的功能和使用方法，才能設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)特定功能的程序。雖然研華公司提供了PCI-1762的LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序，但其配套的幫助手冊(cè)上對(duì)這些驅(qū)動(dòng)函數(shù)子VI的說(shuō)明卻不夠詳盡，提供的實(shí)例也不太實(shí)用，給用戶開發(fā)自己的應(yīng)用程序帶來(lái)諸多不便。本文給出了測(cè)試系統(tǒng)所用到的幾個(gè)關(guān)鍵子VI的功能和使用方法說(shuō)明：

DeviceOpen：用于首先打開相對(duì)應(yīng)的設(shè)備并返回一個(gè)句柄，后續(xù)相關(guān)操作都按照該句柄的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行配置。

DIOReadBit： 通過數(shù)據(jù)句柄配置信息和制定的通道號(hào)返回一個(gè)狀態(tài)用于控制錢面板上主警告燈閃爍狀態(tài)及閃爍頻率。

DIOWritePortWord：通過輸入句柄配置信息和制定的通道號(hào)以及前面板上測(cè)試按鈕的邏輯狀態(tài)，返回一個(gè)包含測(cè)試按鈕邏輯狀態(tài)的句柄，以供接下來(lái)的獲取當(dāng)前通道數(shù)據(jù)子VI使用。

DIOGetCurrentDOWorld：通過DriverHandle存儲(chǔ)寄存器找到獲得當(dāng)前輸出狀態(tài)，輸出指定端口的數(shù)值。

DeviceClose：關(guān)閉已運(yùn)行的相關(guān)板卡或設(shè)備，并釋放相關(guān)內(nèi)存資源。

3.2 程序設(shè)計(jì)

測(cè)試程序的源代碼放置于程序框圖中，通過在程序框圖中對(duì)VI進(jìn)行編程。首先，通過DeviceOpen子VI將PCI-1762板卡打開，應(yīng)用DIOWritePortWord子VI將板卡上所有繼電器復(fù)位，處于斷開狀態(tài)。再次利用DIOWritePortWord和DIOGetCurrentDOWorld子VI將前面板按鈕狀態(tài)通過數(shù)組形式控制每路繼電器通斷狀態(tài)。通過前面板“停止”按鈕，結(jié)束程序while循環(huán)，并利用DeviceClose子VI關(guān)閉板卡。測(cè)試程序框圖如圖4所示。

前面板上的告警信號(hào)輸入按鈕和復(fù)位按鈕在程序框圖中以簇的形式將人機(jī)交互界面上測(cè)試按鈕的邏輯狀態(tài)傳送到DIOWritePortWord子VI實(shí)現(xiàn)對(duì)PCI-1762板卡繼電器接通與斷開兩種狀態(tài)的控制，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)試功能。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合當(dāng)前測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，提出了一種基于LabViEW的語(yǔ)言告警器測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。利用PCI-1762板卡和LabVIEW軟件很好地完成了語(yǔ)言告警器測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定，測(cè)試速度快，測(cè)試操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，該系統(tǒng)能夠按照語(yǔ)言告警器測(cè)試要求完成某型號(hào)語(yǔ)言告警器測(cè)試工作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

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