利用STM32開發板實現AVP-8音視頻功率報警器語音報警

（廣西廣播電視技術中心百色分中心）

一、引言

對于廣播電視發射臺站來說，保障臺站安全播出是重中之重的工作，為了確保設備故障時能及時被留守人員發現，發射臺站至少配有一套完整的自臺告警系統，百色二四二臺現用報警設備就是技術中心自主研發的AVP-8音視頻功率報警器（以下簡稱8路報警器），其報警方式靠內部蜂鳴器報警及開關量輸出的外接響鈴報警，當所監測通道信號出現異常達到設定值時，觸發內部蜂鳴器發出報警聲，外部輸出響鈴也同時報警，但只通過響鈴并不能立刻判斷是哪個頻率出現哪種故障，仍需到8路報警器前查看面板指示燈才能判斷是哪臺設備哪項數據報警，導致響應時間長，如果在原8路報警器基礎上增加語音報警功能，可以提高值班員對發射機出現音頻或功率故障的判斷速度，能有效率縮短處理故障的時間。

二、開發板及語音模塊的特點

STM32開發板其內部集成有定時器、SPI、IIC、USART、USB、CAN、A／D轉換等性能，使得外部電路相對簡單；其次是有著完善的庫函數和寄存器，在編寫程序時可以直接調用，減少了工作量；同時還有成本低、高速度、功耗低、外設精簡的特點，為MCU用戶開辟了一個全新的自由開發空間，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發碼端控制語音播放、停止、循環播放和音量大小，或者直接觸發0～219地址位的任意語音的特點。本語音報警系統就是利用開發板及語音模塊的特點進行二次開發和組合。

三、語音報警系統的組成及工作原理

語音報警系統由原8路報警器、STM32單片機、WT588D-U語音模塊、功放機、音響組成，其組成系統框圖如圖 1所示。從原有的8路報警器采樣音頻、功率故障報警信號送給STM32單片機,STM32進行數據處理，發送故障地址給WT588D-U語音模塊，再由WT588D-U從存儲器上選取對應的語音文件經功放放大信號，最后送給音響進行語音播報。

圖1 系統框圖

圖2 STM32引腳圖

STM32開發板的采樣數據是8路報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STM32引腳的定義將采集點與對應引腳連接，STM32引腳如圖 2所示。功率通道亮綠燈時電壓值為2.6V，亮紅燈時電壓值為0V，為此功率報警采樣為開關量，如果采樣到的電平為低電平，則STM32開發板發送故障頻率地址到WT588D-U語音模塊，如：地址00對應“1440功率故障”，WT588D-U語音模塊調取存儲器上00地址對應的“1440功率故障”語音文件進行播報；音頻通道亮綠燈時電壓值為2.2V，亮紅燈時電壓值為1.1V，為此音頻報警采樣為模擬量，通過STM32內部12位ADC轉換后，由采樣的電壓值與設定的電壓值進行比較，如果采樣的電壓值在設定報警的（0.8V～1.5V）電壓值范圍內，則STM32開發板發送故障頻率地址到WT588D-U語音模塊，如：地址08對應“1440音頻故障”，WT588D-U語音模塊調取存儲器上08地址對應的“1440音頻故障”語音文件進行播報。

圖4 開發板子程序

STM32開發板的部分主程序如圖3所示，STM32開發板的子程序如圖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，通過一條數據通信線控制信號，依照電平占空比不同來代表不同的數據位，先把數據信號拉低5ms，然后再發送數據，高電平與低電平數據占空比1：3（200us：600us）即代表數據位0，高電平于低電平數據位占空比為 3：1（600us：200us）代表數據位1，發送數據信號位先發低位再發高位，在發送數據時無需先發送命令碼再發送指令，而是直接發送地址數據便可觸發播放語音。數據中的 00H～DBH為地址指令，E0H～E7H為音量調節命令，F2H為循環播放命令，FEH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”、......，依照先播報所有頻率功率故障后播報音頻故障的先后順序，將所有頻率播報的文字轉化語音文件（.wav）格式，通過WT588D VoiceChip 軟件將對應以上播報順序的語音文件以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→設置存儲器容量→裝載語音→設置控制模式→設置音頻輸出模式→設置 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開發板和WT588D-U語音模塊置放在通過在8路報警器內部，功放機增設在機柜中，音響置放在機房門口，當發射機出現音頻故障、功率故障時能準確的將故障播報出來，若是多臺設備出現多種故障時，該系統也能按照預設的“優先廣播機、后試驗機”順序重復播報出來，直至故障消除后才停止播報。

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