左海建++趙亞峰

摘要： 本文主要就煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器的設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用等方面做了一些探討，以供同行參考。

Abstract： This paper mainly discusses the design， manufacture， application and other aspects of the phonic station reporter of underground person driving dragged by the motor vehicle driving in coal mine to provide reference for the fellow colleagues.

關(guān)鍵詞： 井下；電機(jī)車；語(yǔ)音報(bào)站器

Key words： underground；electric locomotive；phonic station reporter

中圖分類號(hào)：TD64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）12-0131-02

0 引言

礦井井下是采用電機(jī)車運(yùn)輸，機(jī)車流量很大，因?yàn)樵谲嚿纤X而延誤下車的工作人員在大巷內(nèi)行走會(huì)有很大的運(yùn)輸安全隱患。因此，為了確保井下工作人員及時(shí)準(zhǔn)確安全地到達(dá)工作地點(diǎn)，防止井下工作在乘坐人行車時(shí)人員延誤下車，設(shè)計(jì)制做了煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器。

1 煤礦井下電機(jī)車運(yùn)行現(xiàn)狀

在煤礦井下使用電機(jī)車牽引人行車運(yùn)送人員期間，當(dāng)每趟電機(jī)車牽引人行車運(yùn)行至各采區(qū)車場(chǎng)時(shí)，都需要電機(jī)車牽引人行車在各個(gè)采區(qū)車場(chǎng)進(jìn)行停車，然后乘坐在人行車內(nèi)的井下工作人員到自己所工作的采區(qū)下車。但是，煤礦井下工作人員在乘坐電機(jī)車牽引人行車時(shí)，由于電機(jī)車牽引人行車發(fā)出的機(jī)械響聲，再加之環(huán)境光線較暗，在車上睡覺的人往往因?yàn)闆]有下車提示而錯(cuò)過采區(qū)，部分乘坐在人行車內(nèi)的工作人員就會(huì)睡覺；這就造成電機(jī)車牽引人行車運(yùn)行到每一個(gè)站點(diǎn)，人行車跟車工就會(huì)在每列人行車的最后一節(jié)車廂進(jìn)行口頭喊話……“某某地區(qū)已到，請(qǐng)需要下車的工作人員抓緊下車”，但是經(jīng)常會(huì)發(fā)生人行車內(nèi)睡覺的部分工作人員未聽到提示延誤而下車。這些工作人員會(huì)步行拐回到自己的工作地區(qū)，使工作人員在井下大巷進(jìn)行行走，大大增加井下工作人員的無(wú)功體力消耗。

2 煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器的設(shè)計(jì)及技術(shù)方案

2.1 功能設(shè)計(jì)

煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器的設(shè)計(jì)制做涉及到了揚(yáng)聲器擴(kuò)音系統(tǒng)，箱體是可以隨時(shí)固定在電機(jī)車牽引人行列車的最后一輛人行車的尾上部。因?yàn)樵O(shè)計(jì)制作的煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器的音響效果比較好，響聲清晰、洪亮，并且到每個(gè)采區(qū)站牌，通過跟車工按動(dòng)遙控器上的相應(yīng)數(shù)字序號(hào)，煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器就會(huì)播出相應(yīng)采區(qū)站名，連播三遍，如：“25采區(qū)到了，需要下車的同志請(qǐng)趕快下車，下車后請(qǐng)走人行道，下一站27采區(qū)，25采區(qū)到了……”連播三遍。這樣就能夠有效避免煤礦井下工作人員在井下乘坐人車時(shí)，在人行車內(nèi)睡覺而延誤下車。設(shè)計(jì)制做加工的一種提醒煤礦井下工作人員上下車的煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器的揚(yáng)聲器擴(kuò)音設(shè)備，是屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域子技術(shù)聲象技術(shù)領(lǐng)域。

目前在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域里所使用的報(bào)站器種類較多，但其工作原理并不相同。比如公交公司在公交車上所安裝的報(bào)站器，它采用的是射頻技術(shù)，是在固定地點(diǎn)安裝發(fā)射器，當(dāng)公交車到達(dá)站點(diǎn)后進(jìn)行播報(bào)相應(yīng)站名。還有使用GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行播報(bào)站名的，或者使用手動(dòng)報(bào)站器進(jìn)行報(bào)站等等。而我自行設(shè)計(jì)制做的煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器，是采用射頻無(wú)線信號(hào)遙控進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制，又不使用GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行播報(bào)站名，且為本質(zhì)安全型電路，所以設(shè)計(jì)制作的“煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器”在井下非常實(shí)用，使用空間很大。

2.2 設(shè)計(jì)原理

設(shè)計(jì)制做的“煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器”是根據(jù)電機(jī)車所牽引人行車列車的長(zhǎng)度以及巷道中所需要的音量大小而進(jìn)行設(shè)計(jì)制作加工而成的，是針對(duì)煤礦井下電機(jī)車牽引人行車運(yùn)輸工作人員而設(shè)計(jì)制造的語(yǔ)音報(bào)站裝置（見圖1）。該產(chǎn)品在煤礦井下電機(jī)車牽引人行車進(jìn)入采區(qū)車場(chǎng)停車后，井下工作人員上、下人行車時(shí)，根據(jù)不同的停車站點(diǎn)，報(bào)出到站名稱，以防乘車工作人員上、下錯(cuò)車或延誤下車，產(chǎn)品采用12路無(wú)線遙控接收系統(tǒng)配SN8P2613SG單片機(jī)為中央處理器，配以超大容量的語(yǔ)音存儲(chǔ)芯片和先進(jìn)的語(yǔ)音信息讀寫電路，更改報(bào)站語(yǔ)音內(nèi)容更加方便快捷，并具有12路無(wú)線遙控功能，無(wú)線遙控采用315MHz射頻信號(hào)技術(shù)，可以遠(yuǎn)距離控制語(yǔ)言報(bào)站器的開啟和停止，具有很高的使用價(jià)值。

2.3 技術(shù)方案

煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器是采用12路無(wú)線遙控接收系統(tǒng)配SN8P2613SG單片機(jī)為中央處理器，配以超大容量的語(yǔ)音存儲(chǔ)芯片和先進(jìn)的語(yǔ)音信息讀寫電路，更改報(bào)站語(yǔ)音內(nèi)容更加方便快捷，并具有12路無(wú)線遙控功能，采用315MHz射頻技術(shù)，12路無(wú)線智能接收控制器為12個(gè)繼電器輸出開關(guān)量信號(hào)，可使控制的設(shè)備正反通斷轉(zhuǎn)換，就是通過按壓12路無(wú)線遙控器上相應(yīng)的按鍵（1-12按鍵）發(fā)射出的信號(hào)，通過12路無(wú)線智能接收控制器接收后，然后觸發(fā)控制相對(duì)應(yīng)的K1-K12相應(yīng)的繼電器輸出開關(guān)相對(duì)應(yīng)開合，來(lái)控制語(yǔ)言模塊IC1的IO端口來(lái)觸發(fā)相應(yīng)的語(yǔ)言播報(bào)。此種控制方法還能用于其它的工程地點(diǎn)，如電機(jī)的正反轉(zhuǎn)或開關(guān)的通斷轉(zhuǎn)換以及特殊控制程序的要求。

語(yǔ)音播報(bào)模塊采用一款新型高品質(zhì)MP3模塊，采用BY8301-SSOP24主控芯片，支持MP3、WAV雙格式解碼，模塊內(nèi)置SPI-FLASH作為儲(chǔ)存介質(zhì)，可以通過電腦連接數(shù)據(jù)線自由更換模塊內(nèi)的語(yǔ)音播報(bào)內(nèi)容。并且內(nèi)置3W功放，可以直接推動(dòng)3W的喇叭工作，使用更方便。此模塊有16個(gè)引腳，在此報(bào)站器上用了10個(gè)引角，6個(gè)IO觸發(fā)端口，支持21段語(yǔ)音一對(duì)一觸發(fā)播放，可通過模塊上設(shè)置的3個(gè)電阻接地或不接地來(lái)進(jìn)行控制模式選擇，就是通過按壓12路無(wú)線遙控器上相應(yīng)的按鍵（1-12按鍵）發(fā)射出的信號(hào)，通過12路無(wú)線智能接收控制器接收后，然后觸發(fā)控制相對(duì)應(yīng)的K1-K12相應(yīng)的繼電器輸出開關(guān)相對(duì)應(yīng)開合，來(lái)控制語(yǔ)言播報(bào)模塊IC1的IO端口來(lái)觸發(fā)相應(yīng)的語(yǔ)言播報(bào)。

設(shè)計(jì)的“煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器”電路中的電池組E為DC12V電源為整個(gè)報(bào)站器提供了所需電源。K是按鈕開關(guān)是整個(gè)報(bào)站器電路的總開關(guān)。K1開關(guān)接點(diǎn)是搖控器進(jìn)行控制，相對(duì)應(yīng)搖控器上的1鍵，為功率放大器和語(yǔ)言播報(bào)模塊IC1以及12路無(wú)線遙控接收系統(tǒng)SN8P2613SG單片機(jī)IC2供電。電阻R是為提示報(bào)站器開關(guān)的發(fā)光二極管LED降壓，使LED能正常使用。三端7805型穩(wěn)壓器L輸出5V的電源后，竄入一個(gè)二極管D進(jìn)行降壓為語(yǔ)言播報(bào)模塊提供了4.2V的電源。功放GF和喇叭LB的作用是對(duì)語(yǔ)言播報(bào)模塊輸出的語(yǔ)言信號(hào)進(jìn)行放大后播放出來(lái)。比如電路中當(dāng)K閉合后，按壓搖控器上的1鍵使K1閉合，IC1和IC2得電，然后按壓搖控器上的2鍵使K2閉合與語(yǔ)言模塊IC1上的IO1端口接通與公共端IO形成通路后，觸發(fā)IO1端的相應(yīng)儲(chǔ)存語(yǔ)言進(jìn)行播報(bào)。K2-K12繼電器開關(guān)為常開狀態(tài)，點(diǎn)動(dòng)閉合后會(huì)自動(dòng)斷開，形成常開狀態(tài)。另外又根據(jù)實(shí)際需要對(duì)無(wú)線遙控接收系統(tǒng)芯片進(jìn)行相應(yīng)的改線設(shè)計(jì)，當(dāng)要觸發(fā)第七段語(yǔ)音時(shí)IO1為公共端（虛線連接部分），按壓搖控器上的8鍵使K8閉合與語(yǔ)言模塊IC1上的IO2端口接通與公共端IO1形成通路后，觸發(fā)IO2端的相應(yīng)儲(chǔ)存語(yǔ)言進(jìn)行播報(bào)。

該無(wú)線控制接收系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定、功耗低之特點(diǎn)且使用方便，其輸出方式有自鎖、互鎖、非鎖三種方式。在煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器中設(shè)置為1鍵自鎖，也就是按一下1鍵，把音頻功率放大器和語(yǔ)音芯片的電源接通，再按一下1鍵把音頻功率放大器和語(yǔ)音芯片的電源關(guān)斷。2-12鍵設(shè)置為非鎖，也就是點(diǎn)動(dòng)狀態(tài)，即按一下2-12任意按鍵，相對(duì)應(yīng)的繼電器常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開，按一下再重復(fù)，以適應(yīng)它后面所帶的語(yǔ)音芯片控制端口的觸發(fā)，觸發(fā)后語(yǔ)音內(nèi)容經(jīng)功放放大輸出聲音。

2.4 人行車報(bào)站器使用說明

①首先打開“煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器報(bào)站器”上的電源開關(guān)K。

②按遙控器上的1鍵，打開“煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器”上的功放GF電源和語(yǔ)言模塊IC1電源，此時(shí)報(bào)站器上的電源指示LED燈亮，再按遙控器上的1鍵，關(guān)斷功放GF電源和語(yǔ)言模塊IC1電源。

③按遙控器上的2鍵，報(bào)井底車場(chǎng)發(fā)車語(yǔ)音。車輛啟動(dòng)，請(qǐng)坐穩(wěn)扶好，注意安全，下一站23站。

④按遙控器上的3鍵，報(bào)23站到站語(yǔ)音 。23站到了，請(qǐng)?jiān)?3下車的同志抓緊下車，下一站25站。

⑤按遙控器上的4鍵，報(bào)25站到站語(yǔ)音。25站到了，請(qǐng)?jiān)?5下車的同志抓緊下車，下一站27站。

⑥按遙控器上的5鍵，報(bào)27站到站語(yǔ)音。27站到了，請(qǐng)?jiān)?7下車的同志抓緊下車，下一站29站。

⑦按遙控器上的6鍵，報(bào)29站到站語(yǔ)音。29站到了，請(qǐng)?jiān)?9下車的同志抓緊下車，下一站211站。

⑧按遙控器上的7鍵，報(bào)211站到站到了，請(qǐng)?jiān)?11下車的同志抓緊下車。

⑨按遙控器上的8鍵，報(bào)“車輛啟動(dòng)，請(qǐng)坐穩(wěn)扶好，注意安全”，檢查專用語(yǔ)音。

⑩按遙控器上的9鍵，報(bào)本趟列車直達(dá)25地區(qū)。

{11}按遙控器上的10鍵，報(bào)本趟列車直達(dá)27地區(qū)。

{12}按遙控器上的11鍵，報(bào)本趟列車直達(dá)29地區(qū)。

{13}按遙控器上的12鍵，報(bào)本趟列車直達(dá)211地區(qū)。

更重要的是此“煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器”是采用本質(zhì)安全型電路，DC12V電池為電源，井下防爆功放為聲音擴(kuò)大器，更適合用在高瓦斯礦井。

3 結(jié)論及建議

設(shè)計(jì)制作的“煤礦井下電機(jī)車牽引人行車語(yǔ)音報(bào)站器”播報(bào)的聲音清晰、準(zhǔn)確、洪亮，使用非常方便，通過在煤礦井下現(xiàn)場(chǎng)的使用后，能夠有效防止煤礦井下乘坐人行車的人員在人行車內(nèi)交談、睡覺等原因，而錯(cuò)過下車地區(qū)，既節(jié)省了時(shí)間又提高了工作效率和安全系數(shù)。

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