煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器

2017-05-04左海建赵亚峰

价值工程 2017年12期

左海建++赵亚峰

摘要：本文主要就煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器的设计、制造、应用等方面做了一些探讨，以供同行参考。

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.

关键词：井下；电机车；语音报站器

Key words： underground；electric locomotive；phonic station reporter

中图分类号：TD64 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）12-0131-02

0 引言

矿井井下是采用电机车运输，机车流量很大，因为在车上睡觉而延误下车的工作人员在大巷内行走会有很大的运输安全隐患。因此，为了确保井下工作人员及时准确安全地到达工作地点，防止井下工作在乘坐人行车时人员延误下车，设计制做了煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器。

1 煤矿井下电机车运行现状

在煤矿井下使用电机车牵引人行车运送人员期间，当每趟电机车牵引人行车运行至各采区车场时，都需要电机车牵引人行车在各个采区车场进行停车，然后乘坐在人行车内的井下工作人员到自己所工作的采区下车。但是，煤矿井下工作人员在乘坐电机车牵引人行车时，由于电机车牵引人行车发出的机械响声，再加之环境光线较暗，在车上睡觉的人往往因为没有下车提示而错过采区，部分乘坐在人行车内的工作人员就会睡觉；这就造成电机车牵引人行车运行到每一个站点，人行车跟车工就会在每列人行车的最后一节车厢进行口头喊话……“某某地区已到，请需要下车的工作人员抓紧下车”，但是经常会发生人行车内睡觉的部分工作人员未听到提示延误而下车。这些工作人员会步行拐回到自己的工作地区，使工作人员在井下大巷进行行走，大大增加井下工作人员的无功体力消耗。

2 煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器的设计及技术方案

2.1 功能设计

煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器的设计制做涉及到了扬声器扩音系统，箱体是可以随时固定在电机车牵引人行列车的最后一辆人行车的尾上部。因为设计制作的煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器的音响效果比较好，响声清晰、洪亮，并且到每个采区站牌，通过跟车工按动遥控器上的相应数字序号，煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器就会播出相应采区站名，连播三遍，如：“25采区到了，需要下车的同志请赶快下车，下车后请走人行道，下一站27采区，25采区到了……”连播三遍。这样就能够有效避免煤矿井下工作人员在井下乘坐人车时，在人行车内睡觉而延误下车。设计制做加工的一种提醒煤矿井下工作人员上下车的煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器的扬声器扩音设备，是属于电子信息技术领域子技术声象技术领域。

目前在我国各个领域里所使用的报站器种类较多，但其工作原理并不相同。比如公交公司在公交车上所安装的报站器，它采用的是射频技术，是在固定地点安装发射器，当公交车到达站点后进行播报相应站名。还有使用GPS定位系统进行播报站名的，或者使用手动报站器进行报站等等。而我自行设计制做的煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器，是采用射频无线信号遥控进行远距离控制，又不使用GPS定位系统进行播报站名，且为本质安全型电路，所以设计制作的“煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器”在井下非常实用，使用空间很大。

2.2 设计原理

设计制做的“煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器”是根据电机车所牵引人行车列车的长度以及巷道中所需要的音量大小而进行设计制作加工而成的，是针对煤矿井下电机车牵引人行车运输工作人员而设计制造的语音报站装置（见图1）。该产品在煤矿井下电机车牵引人行车进入采区车场停车后，井下工作人员上、下人行车时，根据不同的停车站点，报出到站名称，以防乘车工作人员上、下错车或延误下车，产品采用12路无线遥控接收系统配SN8P2613SG单片机为中央处理器，配以超大容量的语音存储芯片和先进的语音信息读写电路，更改报站语音内容更加方便快捷，并具有12路无线遥控功能，无线遥控采用315MHz射频信号技术，可以远距离控制语言报站器的开启和停止，具有很高的使用价值。

2.3 技术方案

煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器是采用12路无线遥控接收系统配SN8P2613SG单片机为中央处理器，配以超大容量的语音存储芯片和先进的语音信息读写电路，更改报站语音内容更加方便快捷，并具有12路无线遥控功能，采用315MHz射频技术，12路无线智能接收控制器为12个继电器输出开关量信号，可使控制的设备正反通断转换，就是通过按压12路无线遥控器上相应的按键（1-12按键）发射出的信号，通过12路无线智能接收控制器接收后，然后触发控制相对应的K1-K12相应的继电器输出开关相对应开合，来控制语言模块IC1的IO端口来触发相应的语言播报。此种控制方法还能用于其它的工程地点，如电机的正反转或开关的通断转换以及特殊控制程序的要求。

语音播报模块采用一款新型高品质MP3模块，采用BY8301-SSOP24主控芯片，支持MP3、WAV双格式解码，模块内置SPI-FLASH作为储存介质，可以通过电脑连接数据线自由更换模块内的语音播报内容。并且内置3W功放，可以直接推动3W的喇叭工作，使用更方便。此模块有16个引脚，在此报站器上用了10个引角，6个IO触发端口，支持21段语音一对一触发播放，可通过模块上设置的3个电阻接地或不接地来进行控制模式选择，就是通过按压12路无线遥控器上相应的按键（1-12按键）发射出的信號，通过12路无线智能接收控制器接收后，然后触发控制相对应的K1-K12相应的继电器输出开关相对应开合，来控制语言播报模块IC1的IO端口来触发相应的语言播报。

设计的“煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器”电路中的电池组E为DC12V电源为整个报站器提供了所需电源。K是按钮开关是整个报站器电路的总开关。K1开关接点是摇控器进行控制，相对应摇控器上的1键，为功率放大器和语言播报模块IC1以及12路无线遥控接收系统SN8P2613SG单片机IC2供电。电阻R是为提示报站器开关的发光二极管LED降压，使LED能正常使用。三端7805型稳压器L输出5V的电源后，窜入一个二极管D进行降压为语言播报模块提供了4.2V的电源。功放GF和喇叭LB的作用是对语言播报模块输出的语言信号进行放大后播放出来。比如电路中当K闭合后，按压摇控器上的1键使K1闭合，IC1和IC2得电，然后按压摇控器上的2键使K2闭合与语言模块IC1上的IO1端口接通与公共端IO形成通路后，触发IO1端的相应储存语言进行播报。K2-K12继电器开关为常开状态，点动闭合后会自动断开，形成常开状态。另外又根据实际需要对无线遥控接收系统芯片进行相应的改线设计，当要触发第七段语音时IO1为公共端（虚线连接部分），按压摇控器上的8键使K8闭合与语言模块IC1上的IO2端口接通与公共端IO1形成通路后，触发IO2端的相应储存语言进行播报。

该无线控制接收系统具有性能稳定、功耗低之特点且使用方便，其输出方式有自锁、互锁、非锁三种方式。在煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器中设置为1键自锁，也就是按一下1键，把音频功率放大器和语音芯片的电源接通，再按一下1键把音频功率放大器和语音芯片的电源关断。2-12键设置为非锁，也就是点动状态，即按一下2-12任意按键，相对应的继电器常开点闭合，常闭点断开，按一下再重复，以适应它后面所带的语音芯片控制端口的触发，触发后语音内容经功放放大输出声音。

2.4 人行车报站器使用说明

①首先打开“煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器报站器”上的电源开关K。

②按遥控器上的1键，打开“煤矿井下电机车牵引人行车语音报站器”上的功放GF电源和语言模块IC1电源，此时报站器上的电源指示LED灯亮，再按遥控器上的1键，关断功放GF电源和语言模块IC1电源。

③按遥控器上的2键，报井底车场发车语音。车辆启动，请坐稳扶好，注意安全，下一站23站。

④按遥控器上的3键，报23站到站语音。23站到了，请在23下车的同志抓紧下车，下一站25站。

⑤按遥控器上的4键，报25站到站语音。25站到了，请在25下车的同志抓紧下车，下一站27站。

⑥按遥控器上的5键，报27站到站语音。27站到了，请在27下车的同志抓紧下车，下一站29站。

⑦按遥控器上的6键，报29站到站语音。29站到了，请在29下车的同志抓紧下车，下一站211站。

⑧按遥控器上的7键，报211站到站到了，请在211下车的同志抓紧下车。

⑨按遥控器上的8键，报“车辆启动，请坐稳扶好，注意安全”，检查专用语音。

⑩按遥控器上的9键，报本趟列车直达25地区。

{11}按遥控器上的10键，报本趟列车直达27地区。