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

溫紅

摘 要：為優(yōu)化現(xiàn)有的語言告警器測試設(shè)備，提高測試性能及操作效率，基于圖形化虛擬儀器編程軟件LabVIEW，設(shè)計(jì)了語言告警器測試系統(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)語音告警器的測試工作。

關(guān)鍵詞：LabVIEW；測試系統(tǒng)；語言告警器

引言

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

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

基于LabVIEW的語言告警器測試系統(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。系統(tǒng)總體框架如圖1所示。

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

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

語言告警器測試系統(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，測試設(shè)備前面板設(shè)有電壓表，用來監(jiān)測直流電源電壓。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)，板卡上每個繼電器都有LED指示燈。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)測試程序有兩部分構(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)文本語言，由各種運(yùn)算符、邏輯符、函數(shù)、子程序等圖形語言通過連線連接而成。上位機(jī)軟件是在WindowsXP平臺上，利用LabVIEW語言與傳統(tǒng)文本編程語言的區(qū)別在于，傳統(tǒng)文本編程語言是根據(jù)語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。語言告警器測試系統(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，并且語言告警信號中出現(xiàn)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)普通話女性告警語音。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)動程序，但其配套的幫助手冊上對這些驅(qū)動函數(shù)子VI的說明卻不夠詳盡，提供的實(shí)例也不太實(shí)用，給用戶開發(fā)自己的應(yīng)用程序帶來諸多不便。本文給出了測試系統(tǒng)所用到的幾個關(guān)鍵子VI的功能和使用方法說明：

DeviceOpen：用于首先打開相對應(yīng)的設(shè)備并返回一個句柄，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返回一個狀態(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以及前面板上測試按鈕的邏輯狀態(tài)，返回一個包含測試按鈕邏輯狀態(tài)的句柄，以供接下來的獲取當(dāng)前通道數(shù)據(jù)子VI使用。

DIOGetCurrentDOWorld：通過DriverHandle存儲寄存器找到獲得當(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)

測試程序的源代碼放置于程序框圖中，通過在程序框圖中對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。測試程序框圖如圖4所示。

前面板上的告警信號輸入按鈕和復(fù)位按鈕在程序框圖中以簇的形式將人機(jī)交互界面上測試按鈕的邏輯狀態(tài)傳送到DIOWritePortWord子VI實(shí)現(xiàn)對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)整個系統(tǒng)的測試功能。

4 結(jié)束語

本文結(jié)合當(dāng)前測試技術(shù)的發(fā)展，提出了一種基于LabViEW的語言告警器測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。利用PCI-1762板卡和LabVIEW軟件很好地完成了語言告警器測試設(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，測試速度快，測試操作簡單等特點(diǎn)，該系統(tǒng)能夠按照語言告警器測試要求完成某型號語言告警器測試工作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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