Orientační akustický systém pro nevidomé a silně slabozraké – OAS

                                Obrázek 1.: Blokové schéma zapojení na vozidle MHD.

Popis základní činnosti systému

Systém se skládá ze dvou jednotek, které spolu navzájem komunikují. Hlasová jednotka HJ orientačního akustického systému OAS (orientační akustický systém) je umístěna v místě, odkud je třeba upozornit nevidomé či slabozraké občany akustickým hlášením či trylkem na určitý druh informace. Zde např. po stisku TL.1 ovladače nevidomých od firmy APEX sdělí HJ obecnou informaci o úřadu či budově. Při stisku klávesy č. 2 pak je sdělena informace o službách, provozní době, přepážkách, způsobu příchodu apod. Při přijetí tohoto příkazu je i informace předána do adapteru komunikační jednotky KJ a např. pípnutím je obsluha úřadu upozorněna na nevidomého, který bude chtít pravděpodobně do úřadu vstoupit a vyžadovat služby. V případě mimořádné události na úřadu, může komunikační jednotka sdělit do hlasové jednotky číslo jiného zvuku, než toho, který je standardně autonomně přehráván, např. „dnes od 15.00 je úřad mimořádně uzavřen použijte ….“.

Vzdálené vyhlašování frází či jejich změnu hlášení je možno zadat z počítače PC programem OAS master tak, že pokud budou např. na kartě nahrány různé pracovní doby pod různými názvy souborů a tyto je možno je dálkově přiřadit jednotlivým tlačítkům, např. hlášení o pracovní době ve svátcích, v prázdniny, apod.

Další vzdálenou funkcí je možnost nastavení hlasitosti. Tuto je možno zadat v 254 krocích opět z počítače PC opět pomocí programu OAS master.

Poslední komunikační funkcí je vzájemná kontrola zařízení, komunikační jednotka KJ v pravidelných intervalech vysílá kontrolní dotaz na hlasovou jednotku HJ, která ji musí odpovědět. Pokus se tak po několik pokusů nestane, je toto indikováno buď v programu OAS master nebo diodou LED na krabičce KJ.

Komunikační jednotka může být spojena s počítačem PC buď pomocí rozhraní RS 232 nebo USB (toto závisí od požadavků zadavatele)

a. Základní funkce systému

 Hlavní funkce systému z hlediska předávání informací do hlasové jednotky od konfiguračního PC jsou:

• Funkce „Alive“  (test na funkčnost přijímače NS v hlasové jednotce HJ)

• Konfigurační přiřazení vlastností tlačítka

• Přímé přehrávání tlačítek (od nevidomých i virtuálních)

• Přehrávání trylků – zašle se kód trylku (v této verzi pouze v MPEG formátu)

• Nastavení hlasitosti je individuální pro tlačítko

• Nastavení odkladu trylku či hlášení (ne v této verzi)

Informace z hlasové jednotky:

• Číslo stisknutého tlačítka od nevidomého a vlastnosti BEEP
• Nastavení konfigurace v EEPROM

b. Definice reakce na stisk tlačítka povelového vysílače NS

Veškerá konfigurace systému je umístěna v hlasových jednotkách, který je možno do systému umístit až 14 na jednu komunikační jednotku. Hlasová jednotka obsahuje nyní reakci 9 tlačítek (z toho 3 virtuální) od NS a celková definice může být až 500 tlačítek. Ke každému stisku povelového tlačítka nevidomého je možno individuálně nastavit hlasitost přehrávaného zvuku (na vyžádání může být rozdílná v různou denní dobu – den či noc), zpoždění reakce, předcházení trylku před hlášením, pokud by toto bylo třeba, typ hlášení a rekace BEEP, tj. zda má tlačítko odeslat zvukovou informaci pro obsluhu přepážkové pracovnice na poště.

Složení dat jednoho hlášení uložené v konfigurační EEPROM:

• BASE + 0

• BASE + 1

• BASE + 2

• BASE + 3 

*) hodnota 255 nesmí být použita.

Z toho plyne, že maximální množství zvuků je dáno velikostí karty a nikoliv omezením HW nebo SW (maximální počet zvukových záznamů je 4 x 65536).

Zvukové hlášení je ve formátu xxx.mp3, kde xxx reprezentují pouze číslice.

Definice funkcí spojených s hlášením.

Rozdělení bajtu pro konfiguraci vlastností tlačítka je následující:

6-7 bit:   xx – možnost definování zpožděné reakce na povel (použití po konzultaci)

4-5 bit:  xx – příprava na substituce – např. pro vyhlášení složeného zvuku „na řadě je číslo 44“ (způsob použití po konzultaci) složeného z číslovek 40 a 4

2-3 bit:  xx – určuje, který z trylků bude použit (implementován v procesoru) – po konzultaci bude použit – zatím nastaven na hodnotu 00

0-1 bit:  xx – funkce BEEP – určuje typ pípnutí na straně komunikační jednotky KJ jako upozornění na příkaz od NS, na který je nutno reagovat obsluhou. Nyní je připraven tón 500 Hz po dobu 1 sekundy jako upozornění obsluhy, že nevidomý vyžaduje např. pomoc při vstupu do budovy. Toto vyžádání je možno nastavit ke každému tlačítku.

00 – bez signálu BEEP na KJ

01 – KJ provede BEEP

c. Konfigurační přiřazení zvuků tlačítkům

Konfigurační přiřazení zvuku k tlačítku je definováno ve výše formátu 16 bitů a s podporou typů souborů – složené číslovky a hlášení. V této verzi je použita pouze 0-999 kombinací jednoho typu hlášení.

V hlasové jednotce HJ jsou od adresy 10H uloženy čísla zvuků, které se mají přehrávat při stisku tlačítka nevidomého. Poloha 10H je zvuk, který se hraje při zapnutí „systém je připraven“.

*) kde KV.1 a KV.2 jsou virtuální tlačítka řešená pokyny od tlačítek na komunikační jednotce. Platí pro ně shodné ovládání jako pro ostatní. Od 9-15 jsou nevyužité pozice – rezerva. Možno až 500 tlačítek.

d. Principy komunikace

Přenášená data mají pouze charakter povelů. Proto nedojde k chybě, bude-li stejný povel 2x zapsán na stejné místo v hlasové jednotce. Jedinou výjimkou je sekvence hlášení, tj. pokud se hlásí stejné hlášení, je tentýž povel zahozen.

V tomto případě dochází ke vzdálenému potvrzování při předání pokynu od PC do KJ. Zde musí být cyklus Np1 (počet opakování povelu odesílaného do KJ) a časovače Tp1 (časovač opakování povelu pro HJ). Výsledek operace (kód chyby) se přenáší vždy.

Obrázek 2.: Přenos pokynu od PC do hlasové jednotky.

Obrázek 3.: Přenos povelu od nevidomého do PC.

2.   Parametry systému OAS

a.  Všeobecné vlastnosti

I když se v orientačním akustickém systému AOS používají dvě jednotky – hlasová HJ a komunikační KJ, radiové komunikační schopnosti mají shodné, protože v nich obsažené přijímače a vysílače jsou identické. Obě jednotky HJ i KJ jsou založeny na stejném HW a pouze se liší osazením desky a programovým vybavením procesorů.

Citlivost přijímačů a konstrukce integrované antény umožňuje dosah ve volném radiově nezarušeném prostoru 30 m. Pokud by byla jednotka umístěna „uvnitř“ kovové konstrukce, bude nutno použít vnější anténu.

 *)     dle „Všeobecného oprávnění č. VO-R/10/08.2005-24 k využívání radiových kmitočtů a provozování zařízení krátkého dosahu, článek 15“ vydaný ČTÚ pro signalizační systémy nevidomých.

b. Hlasová jednotka – OAS-HJ 0

Hlasová jednotka HJ-01 je určena zejména pro hlasové informování nevidomých před budovou či v místnostech. Zvuky jsou jako soubory v kódování MP3 nahrané na SD kartě dle standardu FAT 16. Příjem povelu od nevidomého probíhá dle standardu APEX (vnější protokol).

                        

                                    Obrázek 4.: Otevřená hlasová jednotka systému OAS (určeno pro vnější anténu).

Hlasová jednotka se skládá z:

• Přijímače a vysílače s výše uvedenými parametry

• Výkonného procesoru řídicím současně komunikaci a přehrávání zvuků

• Paměti na tabulku zvuků a jejich přiřazení jednotlivým tlačítkům – možno definovat až 256 tlačítek, z toho 250 virtuálních

• Obvodem pro přehrávání zvuků ve formátu MP3 v CD kvalitě s vnitřním digitálním potenciometrem

• Zesilovačem ve třídě D s max. výkonem 20W, sin. výkonem 13 W / 4 Ohm

• Širokofrekvenční vlhku odolný reproduktor 20W sinus. pro vnější prostředí (viz. dále)

• SD kartou včetně držáku – velikost karty od 32 Mbajtů do 4 Gbajtu, standard FAT 16

• Síťového zdroje 230V / 16 VA se stabilizátorem a ochrannou pojistkou

• Správná funkce zařízení je signalizována pomocí diody LED následovně

  • Je-li přítomno napájecí napětí, svítí dioda trvale zeleně (procesor ji zapíná)

  • Je-li přijat povel od nevidomých, dioda blikne na dobu 100 ms

Mechanické provedení hlasové jednotky HS:

• Materiál ABS s teplotním rozsahem  - od -40 oC až +80 oC

• Ochrana - IP 66 (EN60529) – na vyžádání IP 67

• Oddělené kanály pro šroubky pro zaručení odolnosti proti vodě

• Plně izolováno dle VDE 0100 (povrchový odpor je větší než 4 x 1014 Ohm)

• Barva – RAL7035 světle šedá

                                Obrázek 5.: Krabička a mechanické provedení hlasové jednotky.

Použitý reproduktor:

Další technické parametry:

Rozšiřitelné prvky

*)      jednobitové výstupy lze využít pro spínání relé či pro sběr či výstup pomocí optronů.

**)    za tímto účelem obsahuje jednotka DIP spínač, který je možno použít pro adresaci jednotek HJ přiřazených k jedné komunikační jednotce nebo v případě vedle ležících systémů i vytváření dvou a více nezávislých sítí.

***)   do systému je možno připojit i vf. moduly od firmy CORONIS na 866 MHz a příp. soubory na vzdálenou kartu v HJ nahrát bezobslužně. Protože moduly jsou založeny na principech „frequence hopping“, jsou velmi odolné proti rušení.

c. Komunikační jednotka – OAS-KJ 01

Komunikační jednotka KJ systému OAS má základ HW shodný hlasovou jednotkou HJ, a proto není dále popisován. Liší se pouze minimálním vybavením nutným pro vykonávání požadované funkce jednotky a obsahuje jiný firmware. Jednotku je možno dodávat ve stavu, v jakém je předložena do výběrového řízení nebo je možno její rozměry zmenšit.

Základní funkce komunikační jednotky:

• Přijímá přeposílané pokyny od nevidomého přijaté hlasovou jednotkou HJ na pracoviště poštovní pracovnice a vybraný povel akusticky signalizuje (tónem), jinak bliknutím zelenou LED diodou.

• Předává konfigurační data z počítače pošty do hlasové jednotky (chová se jako datový uzel). Mezi konfigurační data patří i zejména nastavení vlastností „tlačítka“ hlasové jednotky.

• Provádí pravidelnou kontrolu funkčnosti hlasové jednotky HJ na příjem povelu od nevidomého po 5 minutách při správném příjmu a po 20 sekundách, pokud jednotka neodpoví.

• Obsahuje dvě tlačítka pro dálkové vyvolání předdefinovaného hlášení (tzv. virtuální tlačítko), např. „vyčkejte příchodu personálu“ nebo „pošta je mimořádně uzavřena“, apod.

Ostatní parametry komunikační jednotky:

Jednotka obsahuje sériovou komunikaci po USB s nadřízeným počítačem na pracovišti pošty pro zadávání parametrů a dálkové ovládání komunikační i hlasové jednotky.

• Ve standardní výbavě jednotka neobsahuje hlasové obvody, zesilovač a reproduktor (pouze na vyžádání).
• Obsahuje dvě funkční tlačítka pro simulaci virtuálního povelu od nevidomého pro hlasovou jednotku
• Obsahuje signalizační diody LED signalizující funkci:
• Komunikaci s nadřízeným počítačem PC (při komunikaci bliká) – žlutá LED
• Vysílání a příjem povelu radiovou cestou mezi komunikační a hlasovou jednotkou – zelená LED
• Signalizaci správné funkce  - červená LED (svitem indikuje neschopnost komunikace s hlasovou jednotkou HJ)

Možné nadstandardní rozšíření

• Doplnění o hlasovou výbavu pro navigaci nevidomého uvnitř pošty, tj. jednotka bude plně osazena. Reproduktor je možno umístit ve formě boxu i mimo komunikační jednotku.
• Doplnění o dálkové nahrávání souborů do hlasových jednotek na frekvenci 866 MHz
• Doplnění o komunikaci Bluetooth pro komunikaci s nadřízeným počítačem úřaduy
• Doplnění o komunikaci se zařízením na určování fronty (protokol nebyl zatím specifikován)

Obrázek 6.: Komunikační jednotka systému OAS. 

d. Program OAS MASTER

K systému je dodáván program OAS MASTER pro řízení a konfiguraci systému. Jeho hlavní funkcí je dálkové nastavení vlastností tlačítek od dálkového ovladače nevidomého a od virtuálních tlačítek umístěných na komunikační jednotce systému OAS. Tlačítka jsou použita za účelem jednoduché a rychlé obsluhy pracovnice úřadu. Např. je možno do hlasové jednotky odeslat povel „Vyčkejte pracovníka úřadu“, apod.

                        Obrázek 7.: Kontrolní panel programu OAS MASTER pro nastavení hlasové jednotky.

Instalace:

Program OAS MASTER vyžaduje ke své funkci počítač s operačním systémem WINDOWS XP v minimální konfiguraci a nainstalovaný .NET od firmy Microsoft. Je z něj zřejmé, že ke každému tlačítku nevidomého či virtuálnímu tlačítku je možno přiřadit dálkově frázi, která je nahrána jako soubor na SD kartě, hlasitost a parametry trylek (není v této verzi) a BEEP  - dálková bezdrátová signalizace nevidomého pro pracovnici pošty. 

Nastavení v hlasové jednotce HJ se provede po stisku tlačítka odeslat, kde musí být nastavena cílová jednotka. Instalaci lze provádět pomocí přidaného programu a nebo program lze přímo spustit. Pro správnou komunikaci po USB mezi PC a komunikační jednotkou OAS-KJ musí být nainstalovaný driver (je přiložen na instalačním CD) a nastavena sériová linka (např. COM1).

e. Doplňkové komponenty

Dalším důležitým prvkem je externí anténa přijímače AN-1 vlastního vývoje, která je navinuta na speciálním tělese ze silonu a pomocí dvou šroubů je uchycena v prostoru, který je mimo radiově stíněnou oblast. Konstrukce zaručuje příjem signálu od nevidomého na vzdálenost 30 m ve volném prostoru (není standardní součástí dodávky).

Obrázek 8.: Anténa pro nevidomé vlastní konstrukce AN-1.

Reproduktor pro jednoduché ozvučení vnitřního prostoru úřadu za účelem upozornění obsluhy či podrobnějšího definování cesty nevidomého. Lze připojit ke komunikační jednotce, pokud je vybavena hlasovými funkcemi.

9.: Ukázka vnitřního reproduktoru umístěného na úřadu.