一种机车电台语音记录设备的测试装置

摘要

本发明公开了一种机车电台语音记录设备的测试装置，包括处理器、语音芯片、RS485通信接口、录音通道继电器控制单元、板级电源，所述处理器通过光电隔离单元与所述RS485通信接口连接；所述处理器通过通信控制接口与所述语音芯片连接，所述语音芯片通过功率放大模块与所述录音通道继电器控制单元连接，所述功率放大模块接有扬声器；所述RS485通信接口与机车电台语音记录设备的通信接口连接；所述处理器控制所述录音通道继电器控制单元选择机车电台语音记录设备的测试通道；所述板级电源为所述处理器、语音芯片、录音通道继电器控制单元提供电源。本发明的测试装置能极大地提高机车电台语音记录设备的测试效率和测试质量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种机车电台语音记录设备的测试装置。 

背景技术

机车电台语音记录设备主要用于在机车运行过程中对乘务员通过机车电台无线电调度电话的通话语音信号进行自动录音，广泛应用于各类型的电力机车、内燃机车、调车机和动车组上。在行车过程中，机车电台语音记录设备一方面执行录音工作，一方面通过RS485通信实时接收监控装置发出的运行数据，使语音数据与运行数据在车次、司机号和时间上同步。设备记录的语音通过专用转储设备在地面进行语音检索、回放，更加真实地再现列车运行中的乘务员语音通话情况，是规范乘务员作业、监督工作用语、分析设备故障、查找行车事故原因和分清事故责任的重要手段和依据。因此，需要一种准确、高效率的测试方法和装置对机车电台语音记录设备进行测试。现有的测试技术中，未做到模拟实际机车运行情况，导致测试时，无法通过 RS485通信接口给机车电台语音记录设备发送车次、司机号和时间等行车信息，不能形成新的语音记录文件，测试录音也就无法保存，造成测试盲点。现有的测试方法缺少一个固定的、参数可调和现场实际应用相似的声音源，导致录音测试时质量不可控。外接陪试设备繁多，操作麻烦，自动化程度低，导致测试效率低下。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种机车电台语音记录设备的测试装置，提高测试效率和测试质量。 

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种机车电台语音记录设备的测试装置，包括处理器、语音芯片、RS485通信接口、录音通道继电器控制单元、板级电源，所述处理器通过光电隔离单元与所述RS485通信接口连接；所述处理器通过通信控制接口与所述语音芯片连接，所述语音芯片通过功率放大模块与所述录音通道继电器控制单元连接，所述功率放大模块接有扬声器；所述RS485通信接口与机车电台语音记录设备的通信接口连接；所述处理器控制所述录音通道继电器控制单元选择机车电台语音记录设备的测试通道；所述板级电源为所述处理器、语音芯片、录音通道继电器控制单元提供电源。 

所述处理器还接有显示单元和操作单元，可对测试时的步骤进行设定和控制，对记录的测试结果进行显示和鉴别。 

所述录音通道继电器控制单元包括非门逻辑芯片、达林顿阵列芯片和继电器组，所述继电器组包括至少一个开关量信号输出通道选择继电器、至少一个音频信号输出通道继电器、电源输出通道选择继电器；所述非门逻辑芯片输入端与所述处理器连接，所述非门逻辑芯片输出端接入所述达林顿阵列芯片；所述开关量信号输出通道选择继电器、音频信号输出通道继电器、电源输出通道选择继电器线圈一端均接入所述达林顿阵列芯片，所述开关量信号输出通道选择继电器、音频信号输出通道继电器、电源输出通道选择继电器线圈另一端均与继电器电源连接；所述开关量信号输出通道选择继电器的触点连接机车电台开关量信号输入端和语音记录设备开关量输入端，所述音频信号输出通道继电器的一个触点连接机车电台音频信号输入端和语音记录设备录音音频信号输入端音频线，所述音频信号输出通道继电器的另一个触点一端接地、另一端接语音记录设备录音音频信号输入端接地线；所述电源输出通道选择继电器的两个触点一端分别接5V、15V电源，另一端接语音记录设备电源输入端。用录音通道继电器代替以前的手动开关控制，提高了测试的自动化程度和测试质量的可控性。 

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明处理器经过光电隔离后与RS485通信接口组成的通信模块，可发送模拟的列车运行信息，包括车次、司机号、时间参数，能让机车电台语音记录设备生成有效的行车录音文件，记录测试录音，消除了测试的盲点；处理器通过通信接口控制语音芯片发音，输出的音频经过功放放大后，提供给机车电台语音记录设备的两路录音通道当声音源和扬声器充当外放音，音频信号的幅值参数可通过功放进行调节控制，扬声器的外放音可有效的用于测试装置与机车电台语音记录设备之间录音品质的比较与鉴别；显示模块和操作单元可对测试时的步骤进行设定和控制，对记录的测试结果进行鉴别；录音通道继电器控制模块可对测试时录音音频信号、电控开关量和电源输出的通断进行控制，代替以前的手动开关控制，提高了测试的自动化程度和测试质量的可控性；本发明的测试装置能极大地提高机车电台语音记录设备的测试效率和测试质量。 

附图说明

图1为本发明一实施例结构框图； 

图2为本发明一实施例装置的工作流程图；

图3为本发明一实施例装置SPI总线控制ISD4004语音芯片发音的软件流程图；

图4为本发明一实施例录音通道继电器控制模块电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，ARM7处理器通过SPI通信控制接口给ISD4004语音芯片发送各种指令，包括：上电、指定地址发音、放音停止，以此来控制ISD4004语音芯片发音，充当系统的录音声音源。ARM7处理器控制LCD12864液晶屏显示各种测试的过程、自检信息、操作指令以及测试的结果。测试操作时，通过按键操作单元控制测试步骤，并和LCD12864液晶屏组成了操作及显示模块。ARM7处理器的UART1端口经过光电隔离后与RS485通信接口组成的通信模块，可发送模拟的列车运行信息，包括车次、司机号、时间参数，让机车电台语音记录设备生成有效的行车录音文件，记录测试录音。录音通道继电器控制模块分为5路控制，分别控制电控1通道开关量、电控2通道开关量、录音1通道、录音2通道和测试装置给机车电台语音记录设备提供的电源，代替以前的手动开关控制，以此提高测试的自动化程度和测试质量的可控性。适配器连接插座是用来连接测试装置和机车电台语音记录设备的。板级电源系统主要为其它各模块提供1.8V电源、3.3V电源和5V电源，本测试装置只需一路15V供电就可完成全部测试。ISD4004语音芯片具有高质量、自然的语音还原效果等优点，是固定的、高品质的、与实际应用最相近的录音声音源。 

如图2，本发明装置工作过程如下：测试前，首先是机车电台语音记录设备测试装置进行上电系统初始化，之后是各个模块单元的初始化和自检，包括配置SPI通信接口和RS485通信接口参数、初始化LCD12864液晶屏、开始扫描键盘。测试开始后，录音通道继电器控制模块先给机车电台语音记录设备上电。第一步是RS485通信测试，根据机车电台语音记录设备与监控装置间的RS485通信协议及通信的波特率来计算，在50ms的周期内，向机车电台语音记录设备广播发送模拟的行车车次、司机号和时间信息。判断测试结果的依据是：机车电台语音记录设备生成了以接收到的“车次+司机号+时间”为文件名的有效行车文件；第二步是电控1通道录音测试，ARM7处理器控制ISD4004语音芯片发出第一段语音，同时录音通道继电器控制模块（电路原理图见附图4所示）打开电控1的录音通道和开关量通道，这时测试装置的发音和机车电台语音记录设备的录音同步进行，等发音结束后，录音通道继电器控制模块也关闭电控1的录音通道和开关量通道。判断测试结果的依据是：测试装置播放的语音和机车电台语音记录设备记录的语音在音质、语速方面是相同的；第三步是电控2通道录音测试，ARM7处理器控制ISD4004语音芯片发出第二段语音，同时录音通道继电器控制模块打开电控2的录音通道和开关量通道，这时测试装置的发音和机车电台语音记录设备的录音同步进行，等发音结束后，录音通道继电器控制模块也关闭电控2的录音通道和开关量通道。判断测试结果的依据是：测试装置播放的语音和机车电台语音记录设备记录的语音在音质、语速方面是相同的；第四步是声控1通道录音测试，ARM7处理器控制ISD4004语音芯片发出第三段语音，同时录音通道继电器控制模块打开声控1的录音通道，这时测试装置的发音和机车电台语音记录设备的录音同步进行，等发音结束后，录音通道继电器控制模块也关闭声控1的录音通道。判断测试结果的依据是：测试装置播放的语音和机车电台语音记录设备记录的语音在音质、语速方面是相同的；第五步是声控2通道录音测试，ARM7处理器控制ISD4004语音芯片发出第四段语音，同时录音通道继电器控制模块打开声控2的录音通道，这时测试装置的发音和机车电台语音记录设备的录音同步进行，等发音结束后，录音通道继电器控制模块也关闭声控2的录音通道。判断测试结果的依据是：测试装置播放的语音和机车电台语音记录设备记录的语音在音质、语速方面是相同的；每一测试步骤结束，本发明测试装置都会将测试结果一一记录，到最后进行统计、分析，得出全部测试的结果，并通过LCD12864液晶屏显示输出。只要有一个步骤不通过，本装置将提示返回重新测试或退出测试。测试结束后，将测试过程的参数进行清零、初始化，为下一轮的测试做准备。 

如图3，ARM7处理器通过SPI通信接口向ISD4004语音芯片发送各类指令，以控制其上电、放音、停止。当机车电台语音记录设备测试装置要播放语音时，先初始化各类参数，首先发送上电指令0x20，等待一个上电延时25ms之后再发送语音地址为0x00的指定地址播放指令0xe0，接着发送一个从当前地址开始放音指令0xf0，这时ISD4004语音芯片开始从0x00地址播放语音。一段语音播放结束后，系统将记录结束时的语音地址，结束时的语音地址将成为下一次播放语音的起始地址，接着再向ISD4004语音芯片发送一个停止当前操作并掉电指令0x50，本次放音结束。 

如图4，本发明的录音通道继电器控制模块电路原理图，其由达林顿阵列芯片（ULN2803A）、非门逻辑芯片（SN74HC04）和继电器组三大部分组成。由ARM7处理器过来的ARL1、ARL2、ARL3、ARL4和ARL5信号经过U5非门逻辑芯片（SN74HC04）反相输出为RL1、RL2、RL3、RL4和RL5信号控制U4达林顿阵列芯片（ULN2803A），之后再由U4达林顿阵列芯片（ULN2803A）控制5个继电器的吸合与断开来控制测试系统上电、电控1及电控2的录音测试、声控1及声控2的录音测试。其中RL1继电器控制电控1开关量的输出，RL2继电器控制电控2开关量的输出，RL3继电器控制声控1音频信号输出，RL4继电器控制声控2音频信号输出，RL5继电器控制两路电源输出。