基于LabVIEW的语音告警器测试系统设计与实现

温红

摘 要：为优化现有的语言告警器测试设备，提高测试性能及操作效率，基于图形化虚拟仪器编程软件LabVIEW，设计了语言告警器测试系统。使用继电器板卡，实现相应的控制电路接通与断开。通过外置有源音响实现听觉告警。本系统具有良好的人机交互界面，扩展性好。试验结果表明，该系统能够有效地实现语音告警器的测试工作。

关键词：LabVIEW；测试系统；语言告警器

引言

语言告警器是直升机告警系统中配套成品，语言告警器通过接收直升机故障信号，输出相应的语言告警音提示。语言告警器由信号处理电路、语言告警输出电路、主警告灯驱动电路等组成。当告警信号经由信号处理电路后，產生相应的告警信号给语言输出电路，从而产生语言告警信号。基于LabVIEW的语音告警器测试系统就是利用LabVIEW图形化软件驱动相关板卡模拟直升机故障信号实现对机载成品的性能检测。

1 系统总体设计

基于LabVIEW的语言告警器测试系统主要由硬件和软件两部分组成，硬件包括工业PC机、继电器板卡、直流电源模块、有源音响等。软件部分利用图形化虚拟仪表编程软件LabVIEW2013作为开发平台。系统总体框架如图1所示。

系统工作过程为：PCI1726继电器板卡控制语音告警器输入信号通断实现仿真信号的输入机语言信号和脉冲信号的输出，从而实现测试面板主警告灯闪烁及语言信号的输出。

2 系统硬件设计

语言告警器测试系统硬件结构如图2所示。工业PC机采用研华公司61C型工控机。直流电源模块采用直流27V稳压电源，测试设备前面板设有电压表，用来监测直流电源电压。有源音箱采用普通小型有源音箱即可满足成品测试要求。继电器板卡采用研华公司PCI-1762板卡。PCI-1762板卡是一种16路隔离数字量输入和16路继电器输出板卡，隔离保护电压为2500VDC，可在噪声或电位飘移环境下输入，继电器输出可以用作电源通断控制。为了监控继电器开关状态，板卡上每个继电器都有LED指示灯。

3 系统软件设计

系统测试程序有两部分构成，一部分为人机交互界面，由各种虚拟指示或控制仪表组成；另一部分为程序模块，相当于普通计算机文本语言，由各种运算符、逻辑符、函数、子程序等图形语言通过连线连接而成。上位机软件是在WindowsXP平台上，利用LabVIEW语言与传统文本编程语言的区别在于，传统文本编程语言是根据语句和指令的先后顺序执行，而LabVIEW采用的是数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序，与一般文本语言相比提高了程序的执行顺序，提供了开发效率。程序采用模块化设计方法，这样设计的好处是各模块功能清楚，易于设计检查。语言告警器测试系统人机交互界面如图3所示。

当分别按下“1发失火”、“2发失火”、“3发失火”、“主减故障”、或同时按下“左液压低”、“左液面低”或同时按下“右液压低”、“右液面低”按钮时，主警告灯闪亮，并且语言告警信号中出现相应的标准普通话女性告警语音。当按下“复位”按钮时，告警消除并且告警灯停止闪烁。

3.1 主要子VI说明

子VI的使用是在LabVIEW环境下进行数据采集系统设计的基础，只有正在掌握了它们的功能和使用方法，才能设计出实现特定功能的程序。虽然研华公司提供了PCI-1762的LabVIEW驱动程序，但其配套的帮助手册上对这些驱动函数子VI的说明却不够详尽，提供的实例也不太实用，给用户开发自己的应用程序带来诸多不便。本文给出了测试系统所用到的几个关键子VI的功能和使用方法说明：

DeviceOpen：用于首先打开相对应的设备并返回一个句柄，后续相关操作都按照该句柄的相关数据进行配置。

DIOReadBit： 通过数据句柄配置信息和制定的通道号返回一个状态用于控制钱面板上主警告灯闪烁状态及闪烁频率。

DIOWritePortWord：通过输入句柄配置信息和制定的通道号以及前面板上测试按钮的逻辑状态，返回一个包含测试按钮逻辑状态的句柄，以供接下来的获取当前通道数据子VI使用。

DIOGetCurrentDOWorld：通过DriverHandle存储寄存器找到获得当前输出状态，输出指定端口的数值。

DeviceClose：关闭已运行的相关板卡或设备，并释放相关内存资源。

3.2 程序设计

测试程序的源代码放置于程序框图中，通过在程序框图中对VI进行编程。首先，通过DeviceOpen子VI将PCI-1762板卡打开，应用DIOWritePortWord子VI将板卡上所有继电器复位，处于断开状态。再次利用DIOWritePortWord和DIOGetCurrentDOWorld子VI将前面板按钮状态通过数组形式控制每路继电器通断状态。通过前面板“停止”按钮，结束程序while循环，并利用DeviceClose子VI关闭板卡。测试程序框图如图4所示。

前面板上的告警信号输入按钮和复位按钮在程序框图中以簇的形式将人机交互界面上测试按钮的逻辑状态传送到DIOWritePortWord子VI实现对PCI-1762板卡继电器接通与断开两种状态的控制，从而实现整个系统的测试功能。

4 结束语

本文结合当前测试技术的发展，提出了一种基于LabViEW的语言告警器测试系统的设计。利用PCI-1762板卡和LabVIEW软件很好地完成了语言告警器测试设备的设计与实现。试验结果表明，该系统具有性能稳定，测试速度快，测试操作简单等特点，该系统能够按照语言告警器测试要求完成某型号语言告警器测试工作系统的设计与实现。

参考文献

[1]张琴.基于虚拟仪器的频谱分析仪自动检定系统的开发与应用[D].北京：北京邮电大学，2008.

[2]范苗苗，王健.基于LabVIEW的放大变换电路测试系统研制[J].计算机与数字工程，2014（2）：328-331.

[3]张彦哲.基于LabVIEW的停堆断路器试验装置的实现[J].电子技术，136.