專利名稱：感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器，特別是一種可以和具有不同通訊協(xié)議接口的火災(zāi)報警控制器兼容的感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器。
背景技術(shù)：
隨著傳感器技術(shù)、微處理器技術(shù)和信號處理技術(shù)的飛速發(fā)展，復(fù)合火災(zāi)探測已經(jīng)成為火災(zāi)自動探測技術(shù)的發(fā)展方向。
目前復(fù)合火災(zāi)探測器的類型主要有光電感煙和感溫復(fù)合、離子感煙和感溫復(fù)合以及光電感煙、離子感煙和感溫三復(fù)合等。上個世紀(jì)九十年代以來，國際上把開發(fā)復(fù)合火災(zāi)探測器作為重點，先后有多家生產(chǎn)火災(zāi)探測系統(tǒng)設(shè)備的著名公司推出了智能感溫感煙復(fù)合火災(zāi)探測系統(tǒng)，特別具代表性的有Edwards EST的Signature系列，Siemens SBT旗下瑞士分公司Cerberus的AlgoRex火災(zāi)探測系統(tǒng)和德國Esser公司的PAM火災(zāi)探測器9200系列。目前國內(nèi)生產(chǎn)感溫感煙火災(zāi)探測器的廠家有北京中安消防電子，中核久安科技股份，海灣安全技術(shù)股份和南京消防電子等。
考慮到火災(zāi)探測器的生產(chǎn)企業(yè)幾乎都生產(chǎn)整套的火災(zāi)自動報警設(shè)備，由于產(chǎn)品來源不同和在攻克某一技術(shù)難題時思路不同，甚至企業(yè)間為了自身利益互相保守商業(yè)秘密，使得不同廠家報警設(shè)備的電路不同，通訊協(xié)議不同，造成各廠家間的產(chǎn)品不兼容；有些生產(chǎn)廠不同系列產(chǎn)品采用不同的標(biāo)準(zhǔn)，使得同一企業(yè)不同系列產(chǎn)品不兼容。而且目前我國的消防產(chǎn)品市場化進(jìn)程比較緩慢，行業(yè)缺少通用標(biāo)準(zhǔn)，對火災(zāi)自動報警設(shè)備的檢測主要依據(jù)探測器報警要求及實驗方法和火災(zāi)自動報警控制器通用技術(shù)條件等國家標(biāo)準(zhǔn)，只檢測報警設(shè)備的電氣、物理特性和功能，而不關(guān)心其中的電路構(gòu)成和通訊協(xié)議，因此火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的不兼容性問題日益突出?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)的不兼容性造成的弊端總結(jié)起來有兩點(1)損害了用戶的利益用戶對報警產(chǎn)品選擇的余地十分有限，而且在對報警設(shè)備進(jìn)行維修保養(yǎng)過程中，除只能采用原生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品進(jìn)行維修以外，還會由于新舊產(chǎn)品不兼容，出現(xiàn)維修價格昂貴的現(xiàn)象；(2)資源浪費(fèi)，產(chǎn)品更新速度慢用戶若因器件損壞而找不到相應(yīng)的維修器件，又想徹底整改火災(zāi)隱患，只能更換一整套其它產(chǎn)品，此乃資源浪費(fèi)一；各生產(chǎn)企業(yè)均在閉門造車，技術(shù)資源不能共享，重復(fù)投資，成本加大，此乃資源浪費(fèi)二。而且由于設(shè)備間不兼容，使市場被變相壟斷，廠家坐享其成，不再盡力開發(fā)新產(chǎn)品，延長了新產(chǎn)品的開發(fā)周期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，提供一種能與不同生產(chǎn)廠家的具有不同通訊協(xié)議接口的火災(zāi)報警控制器兼容的感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器，它由信號輸入1、中央處理2、感煙3、感溫4以及輸出5五大模塊組成，本復(fù)合探測器的整個工作電路以中央處理2的16位微處理器為核心，由信號輸入1的解碼信號分離電路，感煙3的煙信號采集電路，感溫4的溫度采集雙積分電路和輸出5的通信接口電路組成，中央處理2的微處理器和3.3V穩(wěn)壓電路6相連。
復(fù)合探測器通過加載不同的軟件接口模塊，可以電壓、電流、頻率、脈寬四種調(diào)制方式和三類火災(zāi)報警系統(tǒng)(開關(guān)量報警系統(tǒng)、模擬量報警系統(tǒng)、數(shù)字量報警系統(tǒng))進(jìn)行配接。其中本發(fā)明中的通信接口設(shè)計是能達(dá)到通用接口性的關(guān)鍵。在不同接口軟件模塊配合下，該接口能與任何通訊協(xié)議(如開關(guān)量方式、脈寬方式、頻率方式、頻率加脈寬方式、數(shù)字量方式等)的火災(zāi)報警控制器相匹配。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
圖1中信號輸入模塊1 中央處理模塊2 感煙模塊3 感溫模塊4 輸出模塊5 穩(wěn)壓電路6圖2、3、4是本發(fā)明的軟件主流程圖。
圖5、6是兩個通用接口兼容性實例。
圖7(a)(b)是各種接口不同的通訊協(xié)議脈寬和頻率情況列舉。
具體工作方式下面結(jié)合附圖與具體工作方式對本發(fā)明作進(jìn)一步描述按照圖1所示，本發(fā)明信號輸入模塊1接收到火災(zāi)控制器定時發(fā)出的幾十KHz的詢問信號，經(jīng)過解碼信號分離電路的信息解碼，感煙或感溫模塊的判斷，最后通過P1.1和P2.2口以開關(guān)量、電流、脈寬、頻率和頻率加脈寬等通訊方式控制T1、T2的通斷時間在總線上輸出有無火警信號。穩(wěn)壓電路6和微處理器相連，輸出3.3V電壓保證探測器正常工作。
按照圖5、6、7所示，在整個工作流程中，本發(fā)明充分利用CPU的睡眠狀態(tài)和中斷喚醒功能當(dāng)CPU完成信號采集、信號處理工作后及時轉(zhuǎn)入睡眠狀態(tài)(振蕩器停止工作)，此時的CPU只消耗幾個μA電流。主程序只有在以下三種情況下才處于正常的工作模式定時時間到后主程序處理煙信號、CCR1中斷(處理溫度信號)、CCR2中斷(解碼)，其余時間CPU都處于睡眠狀態(tài)，當(dāng)有外部中斷信號來臨時，振蕩系統(tǒng)能在6μA內(nèi)啟動穩(wěn)定運(yùn)行，喚醒CPU迅速進(jìn)入正常工作模式。
本發(fā)明復(fù)合探測器微處理器芯片內(nèi)含的定時捕獲系統(tǒng)和圖1中通用接口電路的緊密配合是實現(xiàn)通用接口的關(guān)鍵。在硬件電路不變的基礎(chǔ)上，只需調(diào)整部分軟件(輸出模塊軟件)，利用定時捕獲系統(tǒng)的多種功能控制T1、T2的通斷時間即可與各種通訊協(xié)議的火災(zāi)報警控制器匹配。當(dāng)需要匹配的火災(zāi)報警控制器是以電流信號進(jìn)行通訊時，根據(jù)需要接通、斷開T1、T2晶體管就能達(dá)到通訊要求。例如無火警情況下，接通T2使之有5mA電流回送；有火警信號時，接通T1、T2，使之有15mA電流回送，可以通過改變R1，R2值從而改變回送的總線電流值；當(dāng)需要匹配的火災(zāi)報警控制器是以脈寬方式進(jìn)行通訊時，在微處理器芯片內(nèi)含的定時捕獲系統(tǒng)配合下，通過P2.2口可以控制T1的通斷時間來滿足要求；當(dāng)需要匹配的火災(zāi)報警控制器是以脈寬加頻率方式進(jìn)行通訊時，可通過控制T1、T2晶體管的通斷時間來實現(xiàn)。
下面再通過兩個具體實例來加以說明。
按照圖5、6所示，不同廠家的火災(zāi)控制器與本發(fā)明的感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器之間通過2根總線連接。
例一(見圖5)A廠家的火災(zāi)控制器通過頻率方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，正常通訊時頻率為4KHz，有火警時頻率是20KHz。本發(fā)明的感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器從輸入模塊1的總線上獲取火災(zāi)控制器的詢問信息，經(jīng)過解碼信號分離電路的信息解碼，內(nèi)部數(shù)據(jù)模型的判斷，最后通過P1.1和P2.2口控制T1、T2的通斷時間在總線上輸出4KHz頻率或20KHz頻率的現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息。
例二(見圖6)B廠家的火災(zāi)控制器是通過脈寬的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的，正常數(shù)據(jù)通訊時為4ms脈寬，有火警數(shù)據(jù)時12ms脈寬。本發(fā)明的感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器從輸入模塊1的總線上獲取火災(zāi)控制器的詢問信息，經(jīng)過解碼信號分離電路的信息解碼，內(nèi)部數(shù)據(jù)模型的判斷，最后通過P1.1口控制T2的通斷時間在總線上輸出4ms脈寬或12ms脈寬的現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息。
由此可見本發(fā)明感煙感溫火災(zāi)探測器在與不同的生產(chǎn)廠家的火災(zāi)控制器進(jìn)行連接時硬件設(shè)備是一樣的，接口具有通用性。
按照圖7(a)(b)所示，開關(guān)量工作方式高階(高阻抗)代表正常，低階(低阻抗)代表有火警；頻率工作方式正常頻率輸出4KHz，火警時頻率輸出20KHz；脈寬工作方式正常輸出波脈寬4ms，火警時輸出波脈寬12ms；頻率加脈寬工作方式時，正常情況下，輸出頻率為32768Hz(T1)，脈寬為3.2ms的調(diào)制波，當(dāng)有火警時，輸出頻率為32768Hz(T1)，脈寬為15ms的調(diào)制波；數(shù)字量工作方式用01的不同組合代表正?；蚧鹁刃畔?。
權(quán)利要求
1.一種感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器，它主要由信號輸入(1)、中央處理(2)、感煙(3)、感溫(4)以及輸出(5)五大模塊組成，其特征在于a.所述復(fù)合探測器的整個工作電路以中央處理(2)的16位微處理器為核心，由信號輸入(1)的解碼信號分離電路，感煙(3)的煙信號采集電路，感溫(4)的溫度采集雙積分電路和輸出(5)的通信接口電路組成；b.所述復(fù)合探測器通過加載不同的軟件接口模塊，可以電壓、電流、頻率、脈寬四種基本調(diào)制方式和三類火災(zāi)報警系統(tǒng)(開關(guān)量報警系統(tǒng)、模擬量報警系統(tǒng)、數(shù)字量報警系統(tǒng))進(jìn)行配接。
2.按權(quán)利要求1所述的感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器，其特征在于，所述信號輸入模塊(1)主要由解碼信號分離電路組成，解碼信號分離電路的輸入接火災(zāi)控制器總線，輸出和中央處理模塊(2)的微處理器定時捕獲口P1.3相連。
3.按權(quán)利要求1所述的感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器，其特征在于，所述感煙模塊(3)的煙信號采集電路由光發(fā)射接收電路、煙信號采樣和放大保持電路依次連接而成，光發(fā)射接收電路的輸入與中央處理模塊(2)的微處理器I/O口P2.2相連，放大保持電路輸出與微處理器比較器輸入口P2.4相連。
4.按權(quán)利要求1所述的感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器，其特征在于，所述感溫模塊(4)主要由溫度采集雙積分電路組成，溫度采集雙積分電路由電阻R，感溫元件熱敏電阻Rt和電容C構(gòu)成，電路輸出和中央處理模塊(2)的微處理器比較器輸入口P2.3相連。
5.按權(quán)利要求1所述的感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器，其特征在于，所述輸出模塊(5)主要由通信接口電路組成，通信接口電路由晶體管T1，T2和電阻R1，R2，R3，R4構(gòu)成，電路輸入和中央處理模塊(2)的微處理器I/O口P1.1，P2.2相連，電路輸出接火災(zāi)控制器總線。
6.按權(quán)利要求1所述的感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器，其特征在于，所述中央處理(2)的微處理器和輸出3.3V電壓的穩(wěn)壓電路(6)相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于火災(zāi)探測報警的感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器，它的整個報警電路以微處理器為核心，由信號輸入、中央處理、感煙、感溫以及輸出五大模塊組成，其中，信號輸入模塊主要包含解碼信號分離電路，感煙模塊依次由光發(fā)射接收電路、煙信號采樣和放大保持電路連接而成，感溫模塊以熱敏電阻為感溫元件。本發(fā)明的復(fù)合火災(zāi)探測器接口能與任何通訊協(xié)議(如開關(guān)量方式、電流方式、脈寬方式、頻率方式、頻率加脈寬方式、數(shù)字量方式等)的火災(zāi)報警控制器相匹配。
文檔編號G08B17/06GK1841435SQ20051002483
公開日2006年10月4日 申請日期2005年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月1日
發(fā)明者張宏強(qiáng), 唐鶴權(quán), 金之誠, 過曾肇, 舒麗艷, 高雷, 顧耀發(fā), 錢進(jìn) 申請人:上海凱倫消防設(shè)備有限公司