具有自检功能的防空警报器的制作方法

1.本发明涉及警报器检测技术领域，尤其涉及一种具有自检功能的防空警报器。


背景技术：

2.防空警报器是城市防空工程的重要组成部分，是防空指挥通信建设的重要内容。防空警报器可以在紧急情况下发出大功率的人防预警信号，以提醒人员进行避险。例如，可以在地震、洪水或者其他灾害时发出人防预警信号，以提醒相关人员进行避险。
3.防空警报器一般部署在城市的各个角落，数量多、密度大，其工作可靠与否直接关系着人员是否能够有效接收人防预警信号。然而，现有大多通过安排巡检人员逐一排查防空警报器是否故障，耗时耗力。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种具有自检功能的防空警报器，以解决现有大多通过安排巡检人员逐一排查防空警报器是否故障，耗时耗力的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种具有自检功能的防空警报器，包括：主控模块、功放模块、扬声器模块和第一采集模块；主控模块分别与第一采集模块和功放模块连接，功放模块与扬声器模块连接；主控模块，用于在接收到外部的自检指令时，向功放模块输出目标音源信号，以驱动功放模块运行，使扬声器模块输出人防警报；第一采集模块，用于采集目标音源信号，并将采集的目标音源信号发送给主控模块；主控模块，还用于根据采集的目标音源信号判断防空警报器是否发生音源故障。
6.在一种可能的实现方式中，主控模块具体用于：计算采集的目标音源信号与标准的目标音源信号的第一差值绝对值；若第一差值绝对值不大于第一预设值，则判定防空警报器未发生音源故障；若第一差值绝对值大于第一预设值，则判定防空警报器发生音源故障。
7.在一种可能的实现方式中，第一采集模块包括第一信号放大电路；第一信号放大电路，连接在主控模块的音源输出端和主控模块的第一ad采集端之间，用于将目标音源信号进行放大，并将放大后的目标音源信号通过第一ad采集端发送给主控模块。
8.在一种可能的实现方式中，第一信号放大电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一运算放大器、第一二极管和第二二极管；第一运算放大器，反相输入端分别与第二电阻的第二端、第一二极管的阳极、第四电阻的第一端连接，同相输入端分别与第一电阻的第二端、第三电阻的第一端连接，输出端分别与第一二极管的阴极、第二二极管的阳极连接，电源端用于与外部电源连接，接地端用
于接地；第三电阻的第二端用于与外部电源连接；第一电容，第一端与主控模块的音源输出端连接，第二端与第一电阻的第一端连接；第二电容，第一端用于与外部电源连接，第二端与第二电阻的第一端连接；第五电阻，第一端分别与第四电阻的第二端、第二二极管的阴极连接，第二端分别与第三电容的第一端、主控模块的第一ad采集端连接；第三电容的第二端用于接地。
9.在一种可能的实现方式中，该防空警报器还包括分别与主控模块和功放模块连接的第二采集模块；第二采集模块，用于采集功放模块的输出参数，并将输出参数发送给主控模块；主控模块，还用于在向功放模块输出目标音源信号，且判定防空警报器未发生音源故障之后，根据输出参数判断防空警报器是否发生扬声器故障。
10.主控模块，还用于在向功放模块输出目标音源信号，且判定防空警报器未发生音源故障之后，根据输出参数判断防空警报器是否发生功放故障。
11.在一种可能的实现方式中，输出参数包括输出电流和输出电压，主控模块具体用于：根据功放模块的输出电流和功放模块的输出电压计算功放模块的输出负载，并计算输出负载和扬声器模块的标准负载的第二差值绝对值；若第二差值绝对值不大于第二预设值，则判定防空警报器未发生扬声器故障；若第二差值绝对值大于第二预设值，则判定防空警报器发生扬声器故障。
12.在一种可能的实现方式中，第二采集模块包括电流采集单元和电压采集单元；电流采集单元，连接在功放模块的输出端和主控模块的第二ad采集端之间，用于采集功放模块的输出电流，并将功放模块的输出电流通过第二ad采集端发送给主控模块；电压采集单元，连接在功放模块的输出端和主控模块的第三ad采集端之间，用于采集功放模块的输出电压，并将功放模块的输出电压通过第三ad采集端发送给主控模块。
13.在一种可能的实现方式中，电压采集单元包括电压采集电路，电流采集单元包括电流采集电路和第二信号放大电路；电流采集电路分别与功放模块的输出端、第二信号放大电路的输入端连接，第二信号放大电路的输出端与主控模块的第二ad采集端连接；电流采集电路，用于将功放模块的输出电流转换为电压信号，并将转换后的电压信号发送给第二信号放大电路；第二信号放大电路，用于放大转换后的电压信号并将放大后的电压信号通过第二ad采集端发送给主控模块。
14.在一种可能的实现方式中，电压采集电路包括：第四电容、第五电容、第六电容、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第三二极管；第六电阻，第一端与第四电容的第二端连接，第二端分别与第三二极管的阳极、第七电阻的第一端、第五电容的第一端连接；第四电容的第一端与功放模块的输出端连接，第五电容的第二端和第七电阻的第二端均用于接地；第六电容，第一端分别与第三二极管的阴极、第八电阻的第一端、主控模块的第二ad采集端连接，第二端与分别与第八电阻的第二端和接地端连接；
电流采集电路包括：第九电阻和第十电阻；第九电阻，第一端分别与功放模块的输出端、第十电阻的第一端、第二信号放大电路的输入端连接，第二端分别与第十电阻的第二端、接地端连接；第二信号放大电路包括：第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第二运算放大器和第四二极管；第二运算放大器，反相输入端分别与第十四电阻的第二端、第十五电阻的第一端、第九电容的第一端连接，同相输入端分别与第十三电阻的第一端、第十七电阻的第一端连接，输出端分别与第十五电阻的第二端、第九电容的第二端、第十六电阻的第一端连接，电源端用于与外部电源连接，接地端用于接地；第十七电阻的第二端用于接地；第十一电阻，第一端与电流采集电路的输出端连接，第二端分别与第八电容的第一端、第十三电阻的第一端连接；第十二电阻，第一端用于接地，第二端分别与第十四电阻的第一端、第七电容的第一端连接；第七电容的第二端、第八电容的第二端均用于接地；第四二极管，阳极用于接地，阴极分别与第十六电阻的第二端、第十电容的第一端、主控模块的第三ad采集端连接；第十电容的第二端用于接地。
15.在一种可能的实现方式中，该防空警报器还包括电源模块和/或通信模块；电源模块用于分别为主控模块、功放模块供电；主控模块，还用于在向功放模块输出目标音源信号之后，采集电源模块的输出电压，并根据电源模块的输出电压判断电源模块是否故障；通信模块与主控模块连接，用于接收外部的指令；主控模块，还用于根据与通信模块进行的心跳交互，并根据心跳交互结果判断通信模块是否故障。
16.本技术实施例提供一种具有自检功能的防空警报器，通过主控模块在收到外部自检指令时，向功放模块输出目标音源信号，第一采集模主控模块输出的目标音源信号，并将采集的目标音源信号上传至主控模块，主控模块再根据采集的目标音源信号判断防空警报器是否发生音源故障。可以实现防空警报器的故障自检，无需人工巡检，可以降低人工成本，提高故障检测的可靠性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本技术实施例提供的一种具有自检功能的防空警报器的结构示意图；图2是本技术实施例提供的一种第一信号放大电路的结构示意图；图3是本技术实施例提供的另一种具有自检功能的防空警报器的结构示意图；图4是本技术实施例提供的再一种具有自检功能的防空警报器的结构示意图；图5是本技术实施例提供的一种电压采集电路的结构示意图
图6是本技术实施例提供的一种电流采集电路的结构示意图；图7是本技术实施例提供的第四种具有自检功能的防空警报器的结构示意图；图8是本技术实施例提供的功放模块的结构示意图；图9是本技术实施例提供的功放模块的电路结构示意图。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚的描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。
20.本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含，并不仅限于文中列举的示例。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
21.以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述：图1是本技术实施例提供的一种具有自检功能的防空警报器的结构示意图，如图1所示，在本技术的一些实施例中，具有自检功能的防空警报器可以包括：主控模块11、功放模块12、扬声器模块13和第一采集模块14。
22.主控模块11分别与第一采集模块14和功放模块12连接，功放模块12与扬声器模块13连接。
23.主控模块11，用于在接收到外部的自检指令时，向功放模块12输出目标音源信号，以驱动功放模块12运行，使扬声器模块13输出人防警报。
24.第一采集模块14，用于采集目标音源信号，并将采集的目标音源信号发送给主控模块11。
25.主控模块11，还用于根据采集的目标音源信号判断防空警报器是否发生音源故障。
26.一般而言，防空警报器会设置在城市的各个角落，可以在防空警报器空闲时间选择一个固定的时间进行防空警报器的故障自检过程，可以在同一时间对城市所有的防空警报器发出自检指令，以使防空警报器进行故障自检，具体可以根据实际情况进行设置。
27.防空警报器可以与城市安防系统进行通信，城市安防系统可以向各个防空警报器发出故障自检指令，防空警报器也可以将最终的故障自检结果上传至城市安防系统。
28.本技术实施例以单个具有自检功能的防空警报器进行故障自检为例进行说明，其他具有自检功能的防空警报器的故障自检过程相同，本技术实施例在此不做赘述。
29.在收到城市安防系统发出的警报指令或者自检指令时，主控模块11可以发出音源信号。功放模块12可以接收主控模块11发送的音源信号，将音源信号进行放大，并将放大后的音源信号发送给扬声器模块13。扬声器模块13可以接收功放模块12发送地放大后的音源信号，并进行音频广播。
30.可选的，功放模块12中可以包括至少一个功放单元，扬声器模块13中可以包括至少一个扬声器组。每一个功放单元对应一个扬声器组。
31.功放模块12中可以包括两个功放单元，扬声器模块13中可以包括两个扬声器组，
每一个功放单元对应连接一个扬声器组。
32.每个功放单元的功能、性能参数相同，每个功放单元用于接收主控模块11发送的音源信号，并将信号进行放大，传输给对应的扬声器组。每个扬声器组的功能、性能参数相同，每个扬声器组用于接收对应功放单元发送的音源信号，并进行音频广播，也即发出人防警报。
33.其中，人防警报指报知敌空袭或者发生灾害的警报信号，可分为预先警报、空袭警报和解除警报。预先警报鸣放要求是鸣36秒，停24秒，反复3遍为一个周期，鸣放时间为3分钟。空袭警报鸣放要求是鸣6秒，停6秒，反复15遍为一个周期，鸣放时间为3分钟。解警报鸣放要求是连续鸣放3分钟。
34.主控模块11可以根据不同的指令输出不同的音源信号，以使防空警报器发出不同的人防警报。
35.可选的，自检指令用于指示主控模块输出对应的目标音源信号。目标音源信号可以驱动功放模块以固定功率运行。例如，目标音源信号可以驱动功放模块以50%功率运行，或者驱动功放模块以100%功率运行。
36.为了最大可能测试防空警报器是否故障，本技术实施例中的目标音源信号用于驱动功放模块以100%功率运行，也即目标音源信号用于驱动功放模块满载运行。
37.如图1所示，具有自检功能的防空警报器的自检过程可以包括：主控模块11在收到外部发送的自检指令时，会向功放模块12输出目标音源信号，以驱动功放模块12满载工作。此时，第一采集模块14会采集主控模块11输出的目标音源信号，并将采集的目标音源信号发送给主控模块11。主控模块11会根据采集的目标音源信号判断防空警报器是否发生音源故障。
38.可选的，第一采集模块14可以实时采集主控模块11的音源输出端输出的音源信号，并将采集的音源信号发送给主控模块11。主控模块在收到自检指令时，才会根据第一采集模块14采集的目标音源信号进行音源故障判断。
39.或者，第一采集模块14在主控模块11收到自检指令时，启动工作，只采集主控模块11输出的目标音源信号，并将采集的目标音源信号发送给主控模块11。上述两种方式均可实现防空警报器的音源故障检测，具体可以根据实际情况进行选择。
40.具体的，主控模块11具体用于：计算采集的目标音源信号与标准的目标音源信号的第一差值绝对值。其中，目标音源信号可以为电压信号。标准的目标音源信号为防空警报器出厂时目标音源信号的标准值，不同的音源信号可以对应不同的标准值，具体可以根据实际情况进行设置。
41.若第一差值绝对值不大于第一预设值，则判定防空警报器未发生音源故障。第一差值绝对值不大于第一预设值，表明采集的目标音源信号与标准的目标音源信号相差不大，防空警报器未发生音源故障。
42.若第一差值绝对值大于第一预设值，则判定防空警报器发生音源故障。第一差值绝对值大于第一预设值，表明采集的目标音源信号与标准的目标音源信号相差较大，防空警报器的实际输出音源和理论输出音源相差较大，防空警报器发生音源故障。
43.在本技术的实施例中，主控模块11在判定发生音源故障后，可以上传第一告警信号，第一告警信号用于指示防空警报器发生音源故障，有助于后续维修人员有针对性地维
修发生故障的防空警报器。
44.本技术实施例通过设置第一采集模块14实现对主控模块11输出的目标音源信号的采集，并将采集的目标音源信号发送给主控模块11，便于主控模块11根据采集的目标音源信号判断是否发生音源故障，可以实现防空警报器的故障自检，无需人工巡检。
45.在本技术的一些实施例中，第一采集模块包括第一信号放大电路。
46.第一信号放大电路，连接在主控模块的音源输出端和主控模块的第一ad采集端之间，用于将目标音源信号进行放大，并将放大后的目标音源信号通过第一ad采集端发送给主控模块。
47.可选的，目标音源信号为电压信号。第一信号放大电路中可以包括电压信号放大器，可以将目标音源信号进行放大，并将放大后的目标音源信号通过第一ad采集端发送给主控模块。主控模块可以将采集后的目标音源信号进行转换，转换为目标音源的采集电压，随后根据转换的采集电压判断是否发生音源故障。
48.图2是本技术实施例提供的一种第一信号放大电路的结构示意图，如图2所示，在本技术的一些实施例中，第一信号放大电路包括：第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一运算放大器u1a、第一二极管d1和第二二极管d2。
49.第一运算放大器u1a，反相输入端分别与第二电阻r2的第二端、第一二极管d1的阳极、第四电阻r4的第一端连接，同相输入端分别与第一电阻r1的第二端、第三电阻r3的第一端连接，输出端分别与第一二极管d1的阴极、第二二极管d2的阳极连接，电源端用于与外部电源连接，接地端用于接地。其中，第一运算放大器u1a的接地端用于与第一接地端agnd连接，第一运算放大器u1a的电源端用于与外部的第二电源vcc2连接。
50.第三电阻r3的第二端用于与外部电源连接。具体的，第三电阻r3的第二端用于与外部的第一电源vcc1连接。
51.第一电容c1，第一端与主控模块的音源输出端t1连接，第二端与第一电阻r1的第一端连接。
52.第二电容c2，第一端用于与外部电源连接，第二端与第二电阻r2的第一端连接。其中，第二电容c2的第一端可以与外部的第一电源vcc1连接。
53.第五电阻r5，第一端分别与第四电阻r4的第二端、第二二极管d2的阴极连接，第二端分别与第三电容c3的第一端、主控模块的第一ad采集端ad1连接。
54.第三电容c3的第二端用于接地，具体的，第三电容c3的第二端用于与第一地端agnd连接。
55.本技术实施例的第一信号采集电路由运算放大器等纯电路硬件组成的，信号传输不易受到干扰，工作可靠性高，成本低，可以保证音源故障判断的可靠性。
56.图3是本技术实施例提供的另一种具有自检功能的防空警报器的结构示意图，如图3所示，在本技术的一些实施例中，该防空警报器还包括分别与主控模块11和功放模块12连接的第二采集模块15。
57.第二采集模块15，用于采集功放模块12的输出参数，并将输出参数发送给主控模块11。
58.主控模块11，还用于在向功放模块12输出目标音源信号，且判定防空警报器未发
生音源故障之后，根据输出参数判断防空警报器是否发生扬声器故障。
59.可选的，第二采集模块15可以实时采集功放模块12的输出参数，并将采集的输出参数发送给主控模块11。主控模块在收到自检指令时，才会根据第二采集模块15采集地输出参数进行扬声器故障判断。
60.或者，第二采集模块15在主控模块11收到自检指令时，启动工作，只采集主控模块11输出目标音源信号时，功放模块12的输出参数，并将采集的输出参数发送给主控模块11。上述两种方式均可实现防空警报器的扬声器故障检测，具体可以根据实际情况进行选择。
61.在本技术的实施例中，主控模块11在判定音源故障之后，会向外输出第一告警信号，并停止继续检测故障。在排除或者修复音源故障之后，再进行扬声器故障检测。可以避免由于音源故障导致的扬声器故障检测结果误差。
62.主控模块11在判定未发生音源故障之后，会根据第二采集模块15采集的功放模块12的输出参数判断是否发生扬声器故障。其中，功放模块12的输出参数包括输出电压和输出电流。
63.具体的，主控模块11还具体用于：根据功放模块的输出电流和功放模块的输出电压计算功放模块的输出负载，并计算输出负载和扬声器模块的标准负载的第二差值绝对值。扬声器模块的标准负载为防空警报器出厂时扬声器模块的负载标准值。
64.若第二差值绝对值不大于第二预设值，则判定防空警报器未发生扬声器故障。第二差值绝对值不大于第二预设值，表明扬声器模块的实际负载和标准负载相差不大，防空警报器未发生扬声器故障。
65.若第二差值绝对值大于第二预设值，则判定防空警报器发生扬声器故障。第二差值绝对值大于第二预设值，表明扬声器模块的实际负载和标准负载相差较大，防空警报器发生扬声器故障。
66.在本技术的实施例中，功放模块的输出端直接连接扬声器模块，功放模块的输出负载即为扬声器模块。目标音源信号可以驱动功放模块满载工作，此时根据功放模块计算得到最大输出负载，将计算得到的最大输出负载与扬声器模块的最大标准负载进行比较，根据二者相差程度判断扬声器模块是否发生故障，也即防空警报器是否发生扬声器故障。
67.图4是本技术实施例提供的再一种具有自检功能的防空警报器的结构示意图，如图4所示，在本技术的一些实施例中，第二采集模块15包括电流采集单元151和电压采集单元152。
68.电流采集单元151，连接在功放模块12的输出端和主控模块11的第二ad采集端之间，用于采集功放模块12的输出电流，并将功放模块12的输出电流通过第二ad采集端发送给主控模块11。
69.电压采集单元152，连接在功放模块12的输出端和主控模块11的第三ad采集端之间，用于采集功放模块12的输出电压，并将功放模块12的输出电压通过第三ad采集端发送给主控模块11。
70.可选的，电流采集单元151可以为由采样电阻组成的电流采样电路、由电流互感器组成的电流采样电路或者由霍尔传感器组成的电流采样电路。电压采集单元152可以为由分压电阻组成的电压采样电路、由电压传感器组成的电压采样电路等。具体可以根据实际
情况进行设计，本技术实施例在此不做限制。
71.示例性的，电压采集单元可以包括电压采集电路。图5是本技术实施例提供的一种电压采集电路的结构示意图，如图5所示，电压采集电路可以包括：第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8和第三二极管d3。
72.第六电阻r6，第一端与第四电容c4的第二端连接，第二端分别与第三二极管d3的阳极、第七电阻r7的第一端、第五电容c5的第一端连接。
73.第四电容c4的第一端与功放模块的输出端t2连接，第五电容c5的第二端和第七电阻r7的第二端均用于接地。其中，第五电容c5的第二端用于与第二接地端gnd连接。
74.第六电容c6，第一端分别与第三二极管d3的阴极、第八电阻r8的第一端、主控模块的第二ad采集端ad2连接，第二端与分别与第八电阻r8的第二端和接地端连接。第六电容c6的第二端用于与第二接地端gnd连接。
75.具体的，电流采集单元可以包括电流采集电路和第二信号放大电路。
76.电流采集电路分别与功放模块的输出端、第二信号放大电路的输入端连接，第二信号放大电路的输出端与主控模块的第二ad采集端连接。
77.电流采集电路，用于将功放模块的输出电流转换为电压信号，并将转换后的电压信号发送给第二信号放大电路。其中，电流采集电路可以由采样电阻组成。
78.第二信号放大电路，用于放大转换后的电压信号并将放大后的电压信号通过第二ad采集端发送给主控模块。其中，第二信号放大电路可以由差分放大电路组成。
79.示例性的，图6是本技术实施例提供的一种电流采集电路的结构示意图，如图6所示，电流采集电路可以包括：第九电阻r9和第十电阻r10。
80.第九电阻r9，第一端分别与功放模块的输出端t2、第十电阻r10的第一端、第二信号放大电路的输入端连接，第二端分别与第十电阻r10的第二端、接地端连接。第九电阻r9的第二端用于与第三接地端pgnd连接。
81.功放模块的输出电压经r6、r7分压后通过第二ad采集端ad2进入主控模块，经内部换算得到功放模块的输出电压v
功放
。第四电容c4用于隔直流，第三二极管d3用于整流，第八电阻r8和第六电容c6组成滤波电路，用于滤波。
82.在本技术的实施例中，主控模块，还用于在向功放模块输出目标音源信号，且判定防空警报器未发生音源故障之后，根据输出参数判断防空警报器是否发生功放故障。
83.具体的，可以将功放模块的输出电压v
功放
和功放模块的标准满载输出电压v
标准功放
进行比较，从而判断功放模块是否发生故障。
84.如图6所示，第二信号放大电路可以包括：第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9、第十电容c10、第二运算放大器u2a和第四二极管d2。
85.第二运算放大器u2a，反相输入端分别与第十四电阻r14的第二端、第十五电阻r15的第一端、第九电容c9的第一端连接，同相输入端分别与第十三电阻r13的第一端、第十七电阻r17的第一端连接，输出端分别与第十五电阻r15的第二端、第九电容c9的第二端、第十六电阻r16的第一端连接，电源端用于与外部电源连接，接地端用于接地。第二运算放大器u2a的电源端用于与第三电源vcc3连接，第二运算放大器u2a的接地端用于与第四接地端ngnd连接。其中，第三电源vcc3可以为+12v电源，第四接地端ngnd可以为-5v。
86.第十七电阻r17的第二端用于接地，第十七电阻r17的第二端用于与第三接地端pgnd连接。
87.第十一电阻r11，第一端与电流采集电路的输出端连接，第二端分别与第八电容c8的第一端、第十三电阻r13的第一端连接。第十一电阻r11的第一端可以与第十电阻r10的第一端连接。
88.第十二电阻r12，第一端用于接地，第二端分别与第十四电阻r14的第一端、第七电容c7的第一端连接。
89.第七电容c7的第二端、第八电容c8的第二端均用于接地。第七电容c7的第二端可以与第三接地端pgnd连接。
90.第四二极管d4，阳极用于接地，阴极分别与第十六电阻r16的第二端、第十电容c10的第一端、主控模块的第三ad采集端ad3连接。第四二极管d4的阳极可以与第五接地端sgnd连接。
91.第十电容c10的第二端用于接地。第十电容c10的第二端可以与第五接地端sgnd连接，第十电容c10可以为电解电容，正极与第十六电阻r16的第二端连接，负极用于与第五接地端sgnd连接。
92.如图6所示，第五电阻r5、第六电阻r6为功放模块的输出电流采样电阻，用于将电流信号转换为小电压信号，小电压信号经后级差分放大电路，也即第二信号放大电路放大后通过第三ad采集端ad3进入主控模块，再经过内部换算可以到采集的功放模块的输出电压v
采集
。
[0093]v采集
*（r5+r6）/r5*r6=i
功放v功放
/i
功放
=r
检测r检测
与扬声器模块中的标准负载值进行比较，可判断是否发生扬声器故障。
[0094]
图7是本技术实施例提供的第四种具有自检功能的防空警报器的结构示意图，如图7所示，在本技术的一些实施例中，该防空警报器还包括电源模块16。
[0095]
电源模块16用于分别为主控模块11、功放模块12供电。
[0096]
其中，电源模块16中可以包括至少多个电源单元，每个电源单元为不同的模块供电。在功放模块12中包括多个功放单元时，一个电源单元对应向一个功放单元供电，供电之间互不影响，可以避免单个功放单元供电失效问题。
[0097]
此外，电源模块16还可以用于与外部交流源或者直流源连接，实现多源供电，避免防空警报器断电，保证防空警报器的供电可靠性。
[0098]
主控模块11，还用于在向功放模块12输出目标音源信号之后，采集电源模块16的输出电压，并根据电源模块16的输出电压判断电源模块是否故障。
[0099]
主控模块11具体用于：在向功放模块12输出目标音源信号之后，采集电源模块16的满载输出电压。
[0100]
计算采集地满载输出电压和电源模块的标准满载输出电压的第三差值绝对值。其中，标准满载输出电压为电源模块预先校准的满载电压值。
[0101]
若第三差值绝对值未超过第三预设值，则判定防空警报器未发生电源故障。
[0102]
若第三差值绝对值超过第三预设值，则判定防空警报器发生电源故障。
[0103]
在本技术的一些实施例中，该防空警报器包括主控模块、功放模块和扬声器模块，
还包括第一采集模块、第二采集模块和电源模块。
[0104]
主控模块，用于在接收到外部的自检指令时，向功放模块输出目标音源信号，以驱动功放模块运行，使扬声器模块输出人防警报。
[0105]
第一采集模块，用于采集目标音源信号，并将采集的目标音源信号发送给主控模块。
[0106]
第二采集模块，用于采集功放模块的输出参数，并将输出参数发送给主控模块。
[0107]
主控模块，还用于：根据采集的目标音源信号判断防空警报器是否发生音源故障，以及根据电源模块的输出电压判断电源模块是否故障。
[0108]
若防空警报器未发生音源故障和电源故障，则根据功放模块的输出参数判断防空警报器是否发生扬声器故障。
[0109]
若防空警报器发生音源故障和/或电源故障，则不进行扬声器故障判断。
[0110]
本技术实施例通过分级判断故障类型，并在判断发生音源故障或者电源故障时，不进行下一步的扬声器故障判断过程，可以避免做无效判断，提高故障判断效率。
[0111]
如图7所示，在本技术的一些实施例中，该防空警报器还可以包括通信模块17。
[0112]
通信模块17与主控模块11连接，用于接收外部的指令；主控模块11，还用于根据与通信模块17进行的心跳交互，并根据心跳交互结果判断通信模块17是否故障。
[0113]
通信模块17可以包括无线通信单元，通信模块17用于与外界进行信息交互。
[0114]
通信模块17可以与主控模块11通过串口进行通信，每0.5秒两个模块之间会进行一次心跳包交互，主控模块11通过判断分析心跳包交互过程来判断无线通信模块是否故障。
[0115]
例如，主控模块11在预设时长内未收到通信模块17的心跳应答，则判定通信模块17故障。
[0116]
图8是本技术实施例提供的功放模块结构示意图，如图8所示，主控模块可以包括：开关管单元121和滤波单元122。
[0117]
开关管单元121，分别与主控模块11和滤波单元122连接。滤波单元122与扬声器模块13连接。
[0118]
其中，开关管单元121的输出端还与第二采集模块15连接。
[0119]
开关管单元121，用于接收主控模块11发送的开关控制信号和音源信号，并将音源信号放大，并将放大后的音源信号发送给滤波单元122。
[0120]
滤波单元122，用于对放大后的音源信号进行滤波，并将滤波后的音源信号发送给扬声器模块13。
[0121]
具体的，图9是本技术实施例提供的功放模块的电路结构示意图，如图9所示，开关管单元121可以包括：第一开关管q1、第二开关管q2、第三开关管q3和第四开关管q4。
[0122]
滤波单元122可以包括：第一电感l1、第二电感l2、第十一电容c11、第十二电容c12、第十三电容c13、第十四电容c14、第十五电容c15、第十六电容c16、第十七电容c17、第十八电容c18、第十九电容c19、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20、第一保护电路gy1、第二保护电路gy2。其中，gy1和gy2为防雷电路，用于防止感应电
压过高而导致功放故障。
[0123]
第一开关管q1，栅极用于接收主控模块发出的控制信号，源极用于与外部电源连接，漏极分别与第二开关管q2的源极、第一电感l1的第一端连接。第一开关管q1的漏极还用于接收主控模块输出的音源信号，第一开关管q1的源极用于与第四电源vcc4连接。其中，第四电源vcc4可以为+70v。
[0124]
第二开关管q2，栅极用于接收主控模块发出的控制信号，漏极与第四开关管q4的漏极连接。在一些实施例中，第二开关管q2的漏极还与第九电阻的第一端连接，以便采集功放模块的输出电流。
[0125]
第三开关管q3，栅极用于接收主控模块发出的控制信号，源极用于与外部电源连接，漏极分别与第二电感l2的第一端、第四开关管q4的源极连接。第三开关管q3的漏极还用于接收主控模块输出的音源信号，第三开关管q3的源极用于与第四电源vcc4连接。其中，第四电源vcc4可以为+70v。
[0126]
第四开关管q4的栅极用于接收主控模块发出的控制信号。
[0127]
第十一电容c11，第一端分别与第一电感l1的第二端、第十二电容c12的第一端、第十三电容c13的第一端、第十四电容c14的第一端、第十八电阻r18的第一端连接，第二端与第十七电阻r17的第一端连接。第十二电容c12的第二端和第十七电阻r17的第二端均接地，均与第二接地端gnd连接。
[0128]
第十四电容c14，第二端分别与第十三电容c13的第二端、第十八电阻r18的第二端、第十九电容c19的第一端、第一保护电路gy1的第一端、扬声器模块连接。
[0129]
第十五电容c15，第一端分别与第二电感l2的第二端、第十六电容c16的第一端、第十七电容c17的第一端、第十八电容c18的第一端、第二十电阻r20的第一端连接，第二端与第十九电阻r19的第一端连接。第十六电容c16的第二端和第十九电阻r19的第二端均接地，均与第二接地端gnd连接。
[0130]
第十八电容c18，第二端分别与第十七电容c17的第二端、第二十电阻r20的第二端、第十九电容c19的第二端、第二保护电路gy2的第二端、扬声器模块连接。第一保护电路gy1的第二端和第二保护电路gy2的第一端均接地，均与第三接地端pgnd连接。
[0131]
在本技术的一些实施例中，该防空警报器还可以包括与主控模块连接的人机交互模块，人机交互模块可以显示防空警报器的工作状态。
[0132]
在本技术的实施例中，目标音源信号可以为特定幅值、频率1khz、持续1s的方波。在主控模块收到外部的自检指令之后，主控模块会输出一个特定幅值、频率1khz、持续1s的方波到功放模块，使得功放模块、电源模块、扬声器模块在这1s内均处于正常满负荷工作状态，主控模块在这1s内检测各单元工作状态。检测结果可根据指令来源返回上级控制系统或在人机交互界面显示。
[0133]
本技术实施例提供的防空警报器可自动检测设备自身主要功能模块是否工作正常，并可远程上报给上级控制系统，可检测包括音源、功放模块、电源模块、扬声器模块、通信模块等的故障状态，无需人工巡检，且自检可靠性高。
[0134]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者
替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种具有自检功能的防空警报器，其特征在于，包括：主控模块、功放模块、扬声器模块和第一采集模块；所述主控模块分别与所述第一采集模块和所述功放模块连接，所述功放模块与所述扬声器模块连接；所述主控模块，用于在接收到外部的自检指令时，向所述功放模块输出目标音源信号，以驱动所述功放模块运行，使所述扬声器模块输出人防警报；所述第一采集模块，用于采集目标音源信号，并将采集的目标音源信号发送给所述主控模块；所述主控模块，还用于根据采集的目标音源信号判断所述防空警报器是否发生音源故障。2.如权利要求1所述的具有自检功能的防空警报器，其特征在于，所述主控模块具体用于：计算采集的目标音源信号与标准的目标音源信号的第一差值绝对值；若所述第一差值绝对值不大于第一预设值，则判定所述防空警报器未发生音源故障；若所述第一差值绝对值大于第一预设值，则判定所述防空警报器发生音源故障。3.如权利要求1所述的具有自检功能的防空警报器，其特征在于，所述第一采集模块包括第一信号放大电路；所述第一信号放大电路，连接在所述主控模块的音源输出端和所述主控模块的第一ad采集端之间，用于将目标音源信号进行放大，并将放大后的目标音源信号通过所述第一ad采集端发送给所述主控模块。4.如权利要求3所述的具有自检功能的防空警报器，其特征在于，所述第一信号放大电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一运算放大器、第一二极管和第二二极管；所述第一运算放大器，反相输入端分别与所述第二电阻的第二端、所述第一二极管的阳极、所述第四电阻的第一端连接，同相输入端分别与所述第一电阻的第二端、第三电阻的第一端连接，输出端分别与所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阳极连接，电源端用于与外部电源连接，接地端用于接地；所述第三电阻的第二端用于与外部电源连接；所述第一电容，第一端与所述主控模块的音源输出端连接，第二端与所述第一电阻的第一端连接；所述第二电容，第一端用于与外部电源连接，第二端与所述第二电阻的第一端连接；所述第五电阻，第一端分别与所述第四电阻的第二端、所述第二二极管的阴极连接，第二端分别与所述第三电容的第一端、所述主控模块的第一ad采集端连接；所述第三电容的第二端用于接地。5.如权利要求1所述的具有自检功能的防空警报器，其特征在于，所述防空警报器还包括分别与所述主控模块和所述功放模块连接的第二采集模块；所述第二采集模块，用于采集所述功放模块的输出参数，并将所述输出参数发送给所述主控模块；所述主控模块，还用于在向所述功放模块输出目标音源信号，且判定所述防空警报器未发生音源故障之后，根据所述输出参数判断所述防空警报器是否发生扬声器故障；
所述主控模块，还用于在向所述功放模块输出目标音源信号，且判定所述防空警报器未发生音源故障之后，根据所述输出参数判断所述防空警报器是否发生功放故障。6.如权利要求5所述的具有自检功能的防空警报器，其特征在于，所述输出参数包括输出电流和输出电压，所述主控模块具体用于：根据所述功放模块的输出电流和所述功放模块的输出电压计算所述功放模块的输出负载，并计算所述输出负载和所述扬声器模块的标准负载的第二差值绝对值；若所述第二差值绝对值不大于第二预设值，则判定所述防空警报器未发生扬声器故障；若所述第二差值绝对值大于第二预设值，则判定所述防空警报器发生扬声器故障。7.如权利要求5所述的具有自检功能的防空警报器，其特征在于，所述第二采集模块包括电流采集单元和电压采集单元；所述电流采集单元，连接在所述功放模块的输出端和所述主控模块的第二ad采集端之间，用于采集所述功放模块的输出电流，并将所述功放模块的输出电流通过所述第二ad采集端发送给所述主控模块；所述电压采集单元，连接在所述功放模块的输出端和所述主控模块的第三ad采集端之间，用于采集所述功放模块的输出电压，并将所述功放模块的输出电压通过所述第三ad采集端发送给所述主控模块。8.如权利要求7所述的具有自检功能的防空警报器，其特征在于，所述电压采集单元包括电压采集电路，所述电流采集单元包括电流采集电路和第二信号放大电路；所述电流采集电路分别与所述功放模块的输出端、所述第二信号放大电路的输入端连接，所述第二信号放大电路的输出端与所述主控模块的第二ad采集端连接；所述电流采集电路，用于将所述功放模块的输出电流转换为电压信号，并将转换后的电压信号发送给所述第二信号放大电路；所述第二信号放大电路，用于放大转换后的电压信号并将放大后的电压信号通过所述第二ad采集端发送给所述主控模块。9.如权利要求8所述的具有自检功能的防空警报器，其特征在于，所述电压采集电路包括：第四电容、第五电容、第六电容、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第三二极管；所述第六电阻，第一端与所述第四电容的第二端连接，第二端分别与所述第三二极管的阳极、所述第七电阻的第一端、所述第五电容的第一端连接；所述第四电容的第一端与所述功放模块的输出端连接，所述第五电容的第二端和所述第七电阻的第二端均用于接地；所述第六电容，第一端分别与所述第三二极管的阴极、所述第八电阻的第一端、所述主控模块的第二ad采集端连接，第二端与分别与所述第八电阻的第二端和接地端连接；所述电流采集电路包括：第九电阻和第十电阻；所述第九电阻，第一端分别与所述功放模块的输出端、所述第十电阻的第一端、所述第二信号放大电路的输入端连接，第二端分别与所述第十电阻的第二端、接地端连接；所述第二信号放大电路包括：第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第二运算放大器和第四二极管；所述第二运算放大器，反相输入端分别与所述第十四电阻的第二端、所述第十五电阻
的第一端、所述第九电容的第一端连接，同相输入端分别与所述第十三电阻的第一端、所述第十七电阻的第一端连接，输出端分别与所述第十五电阻的第二端、所述第九电容的第二端、所述第十六电阻的第一端连接，电源端用于与外部电源连接，接地端用于接地；第十七电阻的第二端用于接地；所述第十一电阻，第一端与所述电流采集电路的输出端连接，第二端分别与所述第八电容的第一端、所述第十三电阻的第一端连接；所述第十二电阻，第一端用于接地，第二端分别与所述第十四电阻的第一端、所述第七电容的第一端连接；所述第七电容的第二端、所述第八电容的第二端均用于接地；所述第四二极管，阳极用于接地，阴极分别与所述第十六电阻的第二端、所述第十电容的第一端、所述主控模块的第三ad采集端连接；所述第十电容的第二端用于接地。10.如权利要求1所述的具有自检功能的防空警报器，其特征在于，所述防空警报器还包括电源模块和/或通信模块；所述电源模块用于分别为所述主控模块、所述功放模块供电；所述主控模块，还用于在向所述功放模块输出目标音源信号之后，采集所述电源模块的输出电压，并根据所述电源模块的输出电压判断所述电源模块是否故障；所述通信模块与所述主控模块连接，用于接收外部的指令；所述主控模块，还用于根据与所述通信模块进行的心跳交互，并根据心跳交互结果判断所述通信模块是否故障。

技术总结
本发明提供一种具有自检功能的防空警报器。该具有自检功能的防空警报器包括：主控模块、功放模块、扬声器模块和第一采集模块；主控模块分别与第一采集模块和功放模块连接，功放模块与扬声器模块连接；主控模块，用于在接收到外部的自检指令时，向功放模块输出目标音源信号，以驱动功放模块运行，使扬声器模块输出人防警报；第一采集模块，用于采集目标音源信号，并将采集的目标音源信号发送给主控模块；主控模块，还用于根据采集的目标音源信号判断具有自检功能的防空警报器是否发生音源故障。本发明能够提高具有自检功能的防空警报器的巡检效率。巡检效率。巡检效率。


技术研发人员：彭光辉 王研 孙德涛 靳闪闪 张卫洲 李世明 袁宏强
受保护的技术使用者：河北高达电子科技有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/5/18