火災(zāi)報警控制器回路單元及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種火災(zāi)報警控制器回路單元及其控制方法，中心控制器，發(fā)送地址脈沖信號和命令脈沖信號，并接收反饋的數(shù)字信號；開關(guān)電路向二總線上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送地址脈沖信號，并提供工作電源；脈沖調(diào)制電路向二總線上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送命令脈沖信號；回碼電流電路，包括高端電流映射電路、低端采樣電路以及放大電路，所述高端電流映射電路與所述低端采用電路連接后與放大電路相連；放大電路通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與中心控制器連接，本發(fā)明所述的回路單元控制方法在不提高波特率的前提下，實現(xiàn)了即使在同一巡檢周期內(nèi)有多達上百個探測點上傳火警信息，也可實現(xiàn)在2.1秒時間內(nèi)同時報出，極大提高了火災(zāi)報警的響應(yīng)時間。
【專利說明】火災(zāi)報警控制器回路單元及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種報警控制器，具體是一種火災(zāi)報警控制器回路單元及其控制方法，屬于消防【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]火災(zāi)報警控制器是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的心臟，可向探測器供電，具有下述功能:I)用來接收火災(zāi)信號并啟動火災(zāi)報警裝置。該設(shè)備也可用來指示著火部位和記錄有關(guān)信息。2)能通過火警發(fā)送裝置啟動火災(zāi)報警信號或通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設(shè)備和消防聯(lián)動控制設(shè)備。3)自動的監(jiān)視系統(tǒng)的正確運行和對特定故障給出聲、光報警。
[0003]現(xiàn)代火災(zāi)報警控制器為了減少誤報，方便安裝與調(diào)試，降低安裝與維修費用，減少連接線數(shù)，及時準確地知道發(fā)出報警的火災(zāi)探測器的確切位置(部位編號)，都普遍采用脈沖編碼控制系統(tǒng)，并采用二總線技術(shù)。
[0004]如中國專利CN1125421C《一種二總線通信方法及使用該方法的火災(zāi)報警系統(tǒng)》中公開了一種對火災(zāi)快速響應(yīng)的二總線通信方法及采用該方法的火災(zāi)報警系統(tǒng)。實現(xiàn)快速響應(yīng)的過程是將每個探測總線回路中的編址單元分組，當(dāng)具有火警中斷優(yōu)先權(quán)的編址單元產(chǎn)生火警信號后，在發(fā)碼位對應(yīng)位置上通過二總線向報警控制器回傳組號脈沖，在回碼位對應(yīng)位置上回傳組內(nèi)編號脈沖，報警控制器根據(jù)組號和組內(nèi)編號計算出產(chǎn)生火災(zāi)信號的編址單元的地址號并及時報警。
[0005]但是該發(fā)明中判定一個報警地址就至少需要50ms，當(dāng)出現(xiàn)N多個報警點時，控制器就需要NX 50ms來處理判定報警地址，需要時間較長，不利于在最短時間內(nèi)及時報警。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中的多線制傳輸線路存在數(shù)量大、合計故障率高、報警時間較長的問題，本發(fā)明采用自主研發(fā)的供電與通信、控制與報警于一體的數(shù)字化無極性二總線方式，在不提高波特率的前提下，實現(xiàn)了即使在同一巡檢周期內(nèi)有多達上百個探測點上傳火警信息，也可實現(xiàn)在2.1秒時間內(nèi)同時報出，極大提高了火災(zāi)報警的響應(yīng)時間。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種火災(zāi)報警控制器回路單元，包括
中心控制器，發(fā)送地址脈沖信號和命令脈沖信號，并接收反饋的數(shù)字信號；
開關(guān)電路，通過反向電路與所述中心控制器的脈沖信號輸出腳連接，并與二總線高電平線連接，向二總線上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送地址脈沖信號，并提供工作電源；
脈沖調(diào)制電路，通過反向電路與所述中心控制器的命令脈沖信號輸出腳連接，并與二總線高電平線連接，向二總線上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送命令脈沖信號；
回碼電流電路，包括高端電流映射電路、低端采樣電路以及放大電路，所述高端電流映射電路與二總線高電平線和低電平線分別連接，所述低端采樣電路與所述二總線的低電平線連接，所述高端電流映射電路與所述低端采用電路連接后與放大電路相連； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述回碼電流電路和中心控制器分別連接，將所述回碼電路電路的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入中心控制器；
現(xiàn)場設(shè)備:與二總線的高電平線和低電平線連接，接收二總線上的信號。
[0008]還包括脈沖整形電路，與所述開關(guān)電路和脈沖調(diào)制電路連接，將所述命令脈沖信號和地址脈沖信號整形后輸出給現(xiàn)場設(shè)備。
[0009]還包括短路檢測電路，與所述二總線高電平線和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別連接，檢測所述二總線的電信號并輸入所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0010]所述短路檢測電路中設(shè)置有短路指示裝置，在發(fā)生短路狀態(tài)時進行指示。
[0011]火災(zāi)報警控制器回路單元的火災(zāi)報警控制器回路單元控制方法，包括以下步驟:
(1)首先給回路單元連接的每一個現(xiàn)場設(shè)備配置一個唯一的地址碼；
(2)由中心控制器向二總線發(fā)送同步脈沖信號，通過二總線返回的信號測得二總線上的背景電流大??；
(3)中心控制器輸出地址脈沖信號，所述地址秒沖信號經(jīng)過反向電路后，通過所述開關(guān)電路向二總線上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送地址脈沖信號；
(4)現(xiàn)場設(shè)備接收所述同步脈沖信號進行同步后，接收到與自己地址碼相同的所述地址脈沖信號后，通過二總線上的回碼電流電路回傳信號，所述回傳信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送入中心控制器進行處理，得出現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)；
(5)當(dāng)所述中心控制器判斷出現(xiàn)場設(shè)備發(fā)出報警信息時，所述中心控制器輸出命令脈沖信號，經(jīng)過反向后，通過脈沖調(diào)制電路發(fā)送命令脈沖信號給對應(yīng)的二總線上的現(xiàn)場設(shè)備，對應(yīng)報警的現(xiàn)場設(shè)備接收到該命令脈沖信號后啟動報警動作。
[0012]在所述步驟(3)中，向二總線上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送地址脈沖信號之前還包括通過脈沖整形電路進行脈沖整形的步驟。
[0013]在所述步驟(5)中，發(fā)送命令脈沖信號給對應(yīng)的二總線上的現(xiàn)場設(shè)備之前還包括通過脈沖整形電路進行脈沖整形的步驟。
[0014]在整個過程中，還包括短路檢測電路檢測二總線是否短路的步驟。
[0015]所述短路檢測電路檢測到二總線短路時通過短路指示裝置進行指示。
[0016]所述一個地址周期脈沖脈寬為8ms，所述地址周期脈沖中0號地址用來測量背景電流，所述地址周期脈沖中電壓為24V脈寬為4ms的是地址/供電脈沖，其中電壓為IOV脈寬為4ms的是指令/接收的時隙。
[0017]所述回碼電流脈沖包括4Bit位2ms脈寬的類型數(shù)據(jù)和4Bit位2ms脈寬的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0018]所述步驟(4)中心控制器的處理方法為，所述回碼電流減去背景電流之后為20mA時，所述中心控制器判定為“1”，為6mA時，所述中心控制器判定為“O”。
[0019]所述回路單元中的中心控制器的地址脈沖信號輸出腳與第一與非門電路U2A的第一輸入端連接，所述第一與非門電路U2A的第二輸入端與其第一輸入端連接，所述第一與非門U2A的輸出端連接到電阻R5 —端即所述開關(guān)電路輸入端，所述電阻R5的另一端連接到三極管T2的基極，所述三極管T2的集電極通過電阻R4連接到功率開關(guān)管Tl的基極，所述功率開關(guān)管Tl的集電極與二總線高電平線L+連接，所述功率開關(guān)管Tl的發(fā)射極通過電阻R3與其基極連接，所述功率開關(guān)管Tl的發(fā)射極還與外接24V電源連接。[0020]所述中心控制器的命令脈沖信號輸出腳與第二與非門U3A的第一輸入端連接，所述第二與非門U3A的第二輸入端與其第一輸入端連接，所述第二與非門U3A的輸出端與所述脈沖調(diào)制電路的輸入端即電阻RlO的一端連接，所述電阻RlO的另一端連接到三極管T5的基極，所述三極管T5的集電極通過電阻Rl I連接到外接24V電源，所述外接24V電源還連接到三端穩(wěn)壓管Tll的輸入端，所述三極管T5的集電極還連接到三極管T6的基極，所述三極管T6的發(fā)射極、電阻R12的一端和電容C2的一端并聯(lián)后與三極管T5的發(fā)射極連接，所述三極管T6的集電極、電阻R12的另一端和電容C2的另一端并聯(lián)后連接到三端穩(wěn)壓管Tll的調(diào)整端，電阻R13連接在三端穩(wěn)壓器Tll的輸出端和調(diào)整端之間，所述三端穩(wěn)壓器Tll的輸出端還通過依次串聯(lián)的電阻R15、R16連接到二極管Dl的陽極，所述二極管Dl的陰極連接到二總線的高電平線L+。
[0021]所述回碼電流電路中所述高端電流映射電路與二總線兩端連接，所述高端電流映射電路中三級管T7的集電極與所述二總線的低電平線L-連接，所述三極管T7的發(fā)射極通過電阻R14連接到電阻R15與三端穩(wěn)壓管Tll的輸出端之間，所述三極管T7的基極與運算放大器U4A的輸出端連接，所述運算放大器U4A的反向輸入端與三極管17的發(fā)射極連接，所述運算放大器U4A的正向輸入端連接在電阻R15和R16之間，所述運算放大器的正極接地，其負極連接外接24V電源，所述二總線的低電平線L-還與放大電路的輸入端即運算放大器U4B的正向輸入端連接，所述低端采樣電路為采樣電阻R19，所述采樣電阻R19的一端與電容D2的陽極并聯(lián)后連接在所述運算放大器U4B的正向輸入端，采樣電阻R19的另一端與電容D2的陰極并聯(lián)后通過電阻R18連接到所述運算放大器U4B的反正輸入端，所述電阻R18與R19的并聯(lián)點接地，電阻R17連接在運算放大器U4B的輸出端和反正輸入端之間，所述運算放大器U4B的輸出端為所述放大電路的輸出端，其連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul的INO輸入端。
[0022]所述第二與非門U3A的輸出端還連接電阻R7的一端，所述第一與非門電路U2A的輸出端還連接電阻R6的一端，所述電阻R7和R6的另一端并聯(lián)后與所述脈沖整形電路的輸入端連接，所述脈沖整形電路的輸入端為三極管T4的基極，所述三極管T4的發(fā)射極和三極管T3的發(fā)射極的并聯(lián)點與三極管T2的發(fā)射極連接并且接地，所述三極管T4的集電極與三極管T3的基極并聯(lián)后通過電阻R8連接到二總線高電平線L+，所述三極管T3的集電極通過電阻R9連接到二總線高電平線L+。
[0023]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul的INl輸入端連接到所述短路檢測電路的輸入端即電阻Rl的一端，所述電阻Rl的另一端連接到短路指示裝置，所述短路指示裝置為發(fā)光管LI，所述發(fā)光管LI的陰極與電阻Rl連接，所述發(fā)光管LI的陽極連接到二總線的高電平線L+，電阻R2與電容Cl并聯(lián)后一端接地，另一端連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul的INl輸入端。
[0024]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:
(I)本發(fā)明所述的火災(zāi)報警控制器回路單元及其控制方法，同時具備供電功能，簡化通訊線路，又可以實時檢測系統(tǒng)設(shè)備工作狀態(tài)；總線比特效率、信號幅度高、低阻性，具有傳輸距離遠、可靠性高、故障率低等特點，最遠傳輸距離可達到1500米。
[0025](2)本發(fā)明所述的火災(zāi)報警控制器回路單元及其控制方法，還包括脈沖整形電路，與所述開關(guān)電路和脈沖調(diào)制電路連接，將所述命令脈沖信號和地址脈沖信號整形后輸出給現(xiàn)場設(shè)備，所述脈沖整形電路可以避免容性負載對二總線結(jié)構(gòu)的電路的影響，從而提高數(shù)據(jù)通訊的抗干擾性。
[0026](3)本發(fā)明所述的火災(zāi)報警控制器回路單元及其控制方法，包括短路檢測電路，所述短路檢測電路中設(shè)置有短路指示裝置，在發(fā)生短路狀態(tài)時進行指示，可以及時的反應(yīng)故障問題，以便快速解決線路問題，避免因故障沒有及時維護而漏報火災(zāi)情況。
[0027](4)本發(fā)明所述的火災(zāi)報警控制器回路單元及其控制方法，采用自主研發(fā)的供電與通信、控制與報警于一體的數(shù)字化無極性二總線方式，在不提高波特率的前提下，實現(xiàn)了即使在同一巡檢周期內(nèi)有多達上百個探測點上傳火警信息，也可實現(xiàn)在2秒時間內(nèi)同時報出，極大極高了火災(zāi)報警的響應(yīng)時間。
[0028](5)本發(fā)明所述的火災(zāi)報警控制器回路單元及其控制方法，所述一個地址周期脈沖脈寬為8ms，所述地址周期脈沖中0號地址用來測量背景電流，所述地址周期脈沖中電壓為24V脈寬為4ms的是地址/供電脈沖，其中電壓為IOV脈寬為4ms的是指令/接收的時隙，使本發(fā)明的回路單元的巡檢地址僅以I位4ms高電平線和4ms低電平線的方波構(gòu)成，具有脈寬寬、只有一位波特位的地址巡檢碼，抗干擾性能非常高，巡檢錯碼概率極低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中，
圖1是本發(fā)明所述火災(zāi)報警控制器回路單元的框圖；
圖2是本發(fā)明所述火災(zāi)報警控制器回路單元控制方法的流程圖；
圖3是本發(fā)明所述火災(zāi)報警控制器回路單元的電路圖；
圖4是本發(fā)明所述火災(zāi)報警控制器回路單元中各脈沖的波形圖。
【具體實施方式】
[0030]下面提供本發(fā)明所述的火災(zāi)報警控制器回路單元及其控制方法的一些具體實施例。
[0031]實施例1
本發(fā)明所述的火災(zāi)報警控制器回路單元如圖1所示包括:
中心控制器，發(fā)送地址脈沖信號和命令脈沖信號，并接收反饋的數(shù)字信號；
開關(guān)電路，通過反向電路與所述中心控制器的脈沖信號輸出腳連接，并與二總線高電平線連接，向二總線上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送地址脈沖信號，并提供工作電源；
脈沖調(diào)制電路，通過反向電路與所述中心控制器的命令脈沖信號輸出腳連接，并與二總線高電平線連接，向二總線上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送命令脈沖信號；
回碼電流電路，包括高端電流映射電路、低端采樣電路以及放大電路，所述高端電流映射電路與二總線高電平線和低電平線分別連接，所述低端采樣電路與所述二總線的低電平線連接，所述高端電流映射電路與所述低端采用電路連接后與放大電路相連；
模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述回碼電流電路和中心控制器分別連接，將所述回碼電路電路的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入中心控制器；
現(xiàn)場設(shè)備:與二總線的高電平線和低電平線連接，接收二總線上的信號。
[0032]實施例2 在實施例1所述火災(zāi)報警控制器回路單元的基礎(chǔ)上，還包括脈沖整形電路，與所述開關(guān)電路和脈沖調(diào)制電路連接，將所述命令脈沖信號和地址脈沖信號整形后輸出給現(xiàn)場，所述脈沖整形電路可以避免容性負載對二總線結(jié)構(gòu)的電路的影響，從而提高數(shù)據(jù)通訊的抗干擾性。
[0033]實施例3
在以上實施例所述的火災(zāi)報警控制器回路單元的基礎(chǔ)上，還包括短路檢測電路，與所述二總線高電平線和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別連接，檢測所述二總線的電信號并輸入所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0034]所述短路檢測電路中設(shè)置有短路指示裝置，在發(fā)生短路狀態(tài)時進行指示，可以及時的反應(yīng)故障問題，以便快速解決線路問題，避免因故障沒有及時維護而漏報火災(zāi)情況。
[0035]實施例4
本發(fā)明所述的火災(zāi)報警控制器回路單元的控制方法如圖2所示，包括以下步驟:
(1)首先給回路單元連接的每一個現(xiàn)場設(shè)備配置一個唯一的地址碼；
(2)由中心控制器向二總線發(fā)送同步脈沖信號，通過二總線返回的信號測得二總線上的背景電流大小；
(3)中心控制器輸出地址脈沖信號，所述地址秒沖信號經(jīng)過反向電路后，通過所述開關(guān)電路向二總線上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送地址脈沖信號；
(4)現(xiàn)場設(shè)備接收所述同步脈沖信號進行同步后，接收到與自己地址碼相同的所述地址脈沖信號后，通過二總線上的回碼電流電路回傳信號，所述回傳信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送入中心控制器進行處理，得出現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)；
(6)當(dāng)所述中心控制器判斷出現(xiàn)場設(shè)備發(fā)出報警信息時，所述中心控制器輸出命令脈沖信號，經(jīng)過反向后，通過脈沖調(diào)制電路發(fā)送命令脈沖信號給對應(yīng)的二總線上的現(xiàn)場設(shè)備，對應(yīng)報警的現(xiàn)場設(shè)備接收到該命令脈沖信號后啟動報警動作。
[0036]實施例5
在實施例4的基礎(chǔ)上，在所述步驟(3)中，向二總線上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送地址脈沖信號之前還包括通過脈沖整形電路進行脈沖整形的步驟；在所述步驟(6)中，發(fā)送命令脈沖信號給對應(yīng)的二總線上的現(xiàn)場設(shè)備之前還包括通過脈沖整形電路進行脈沖整形的步驟；在整個過程中，還包括短路檢測電路檢測二總線是否短路的步驟；所述短路檢測電路檢測到二總線短路時通過短路指示裝置進行指示。
[0037]所述一個地址周期脈沖脈寬為8ms，如圖4所示，一個巡檢周期優(yōu)選的包括I個同步周期和256個地址周期脈沖，所述地址周期脈沖中0號地址用來測量背景電流，所述地址周期脈沖中電壓為24V脈寬為4ms的是地址/供電脈沖，其中電壓為IOV脈寬為4ms的是指令/接收的時隙，實現(xiàn)巡檢一個周期的編址現(xiàn)場設(shè)備只需要2.ls，而且使本發(fā)明的回路單元的巡檢地址僅以I位4ms高電平和4ms低電平的方波構(gòu)成，具有脈寬寬、只有一位波特位的地址巡檢碼，抗干擾性能非常高，巡檢錯碼概率極低。
[0038]所述中心控制器優(yōu)選的采用單片機，所述中心控制器發(fā)送IOOms同步脈沖并測量背景電流，首先測得總線的背景電流可以避免接下來接收編址現(xiàn)場設(shè)備回碼信號時，避免現(xiàn)場設(shè)備的工作電流、絕緣漏電電流等對檢測回碼數(shù)據(jù)信號的影響，現(xiàn)場設(shè)備接收到與自己地址相同的地址碼后，優(yōu)選的在總線DClOV脈沖槽按序分別以數(shù)字化電流方式回傳由類型和狀態(tài)碼組成的SBit位數(shù)據(jù)到總線上，所述回碼電流脈沖優(yōu)選的包括4Bit位2ms脈寬的類型數(shù)據(jù)和4Bit位2ms脈寬的狀態(tài)數(shù)據(jù)；所述步驟(4)中心控制器判斷現(xiàn)場設(shè)備工作狀態(tài)的處理方法優(yōu)選的為所述回碼電流減去背景電流之后為20mA時，所述中心控制器判定為“1”，為6mA時，所述中心控制器判定為“O”。
[0039]實施例6
在以上實施例所述的火災(zāi)報警控制器回路單元的基礎(chǔ)上，如圖3所示，所述回路單元中的中心控制器Jl的地址脈沖信號輸出腳與第一與非門電路U2A的第一輸入端連接，所述與第一與非門電路U2A的第二輸入端與其第一輸入端連接,所述第一與非門U2A的輸出端連接到電阻R5 —端即所述開關(guān)電路輸入端，所述電阻R5的另一端連接到三極管T2的基極，所述三極管T2的集電極通過電阻R4連接到功率開關(guān)管Tl的基極，所述功率開關(guān)管Tl的集電極與二總線高電平線L+連接，所述功率開關(guān)管Tl的發(fā)射極通過電阻R3與其基極連接，所述功率開關(guān)管Tl的發(fā)射極還與外接24V電源連接。
[0040]所述中心控制器Jl的命令脈沖信號輸出腳與第二與非門U3A的第一輸入端連接，所述第二與非門U3A的第二輸入端與其第一輸入端連接，所述第二與非門U3A的輸出端與所述脈沖調(diào)制電路的輸入端即電阻RlO的一端連接，所述電阻RlO的另一端連接到三極管T5的基極，所述三極管T5的集電極通過電阻Rll連接到外接24V電源，所述外接24V電源還連接到三端穩(wěn)壓管Tll的輸入端，所述三極管T5的集電極還連接到三極管T6的基極，所述三極管T6的發(fā)射極、電阻R12的一端和電容C2的一端并聯(lián)后與三極管T5的發(fā)射極連接，所述三極管T6的集電極、電阻R12的另一端和電容C2的另一端并聯(lián)后連接到三端穩(wěn)壓管Tll的調(diào)整端，電阻R13連接在三端穩(wěn)壓器Tll的輸出端和調(diào)整端之間，所述三端穩(wěn)壓器Tll的輸出端還通過依次串聯(lián)的電阻R15、R16連接到二極管Dl的陽極，所述二極管Dl的陰極連接到二總線的高電平線L+。
[0041]所述回碼電流電路中所述高端電流映射電路與二總線兩端連接，所述高端電流映射電路中三級管T7的集電極與所述二總線的低電平線L-連接，所述三極管T7的發(fā)射極通過電阻R14連接到電阻R15與三端穩(wěn)壓管Tll的輸出端之間，所述三極管T7的基極與運算放大器U4A的輸出端連接，所述運算放大器U4A的反向輸入端與三極管17的發(fā)射極連接，所述運算放大器U4A的正向輸入端連接在電阻R15和R16之間，所述運算放大器的正極接地，其負極連接外接24V電源，所述二總線的低電平線L-還與放大電路的輸入端即運算放大器U4B的正向輸入端連接，所述低端采樣電路為采樣電阻R19，所述采樣電阻R19的一端與電容D2的陽極并聯(lián)后連接在所述運算放大器U4B的正向輸入端，采樣電阻R19的另一端與電容D2的陰極并聯(lián)后通過電阻R18連接到所述運算放大器U4B的反正輸入端，所述電阻R18與R19的并聯(lián)點接地，電阻R17連接在運算放大器U4B的輸出端和反正輸入端之間，所述運算放大器U4B的輸出端為所述放大電路的輸出端，其連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul的INO輸入端。
[0042]實施例7
在以上實施例所述的火災(zāi)報警控制器回路單元的基礎(chǔ)上，所述第二與非門U3A的輸出端還連接電阻R7的一端，所述第一與非門電路U2A的輸出端還連接電阻R6的一端，所述電阻R7和R6的另一端并聯(lián)后與所述脈沖整形電路的輸入端連接，所述脈沖整形電路的輸入端為三極管T4的基極，所述三極管T4的發(fā)射極和三極管T3的發(fā)射極的并聯(lián)點與三極管T2的發(fā)射極連接并且接地，所述三極管T4的集電極與三極管T3的基極并聯(lián)后通過電阻R8連接到二總線高電平線L+，所述三極管T3的集電極通過電阻R9連接到二總線高電平線L+，所述脈沖整形電路可以避免容性負載對二總線結(jié)構(gòu)的電路的影響，從而提高數(shù)據(jù)通訊的抗干擾性。
[0043]實施例8
在以上實施例所述的火災(zāi)報警控制器回路單元的基礎(chǔ)上還包括短路檢測電路，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul的INl輸入端連接到所述短路檢測電路的輸入端即電阻Rl的一端，所述電阻Rl的另一端連接到短路指示裝置，所述短路指示裝置為發(fā)光管LI，所述發(fā)光管LI的陰極與電阻Rl連接，所述發(fā)光管LI的陽極連接到二總線的高電平線L+，電阻R2與電容Cl并聯(lián)后一端接地，另一端連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul的INl輸入端。
[0044]本發(fā)明所述的火災(zāi)報警控制器回路單元各電路工作原理如下:
所述回路單元的中心控制器Jl發(fā)送地址脈沖信號經(jīng)與第一非門電路U2反向后至Pl端口，經(jīng)過功率開關(guān)管Tl及外圍的電阻R3、R4、R5組成的開關(guān)電路，向二總線高電平線L+上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送地址脈沖信號，同時為探測器、模塊等提供工作電源。當(dāng)Pl 口信號為高電平時，通過電阻R5使三極管T2導(dǎo)通，從而使功率開關(guān)管Tl導(dǎo)通，同時Pl 口信號通過電阻R5使三極管T4導(dǎo)通，三極管T3截止，高電平線L+輸出24V高電平。當(dāng)Pl 口信號為低電平時，三極管T2截止，三極管T3導(dǎo)通，從而使功率開關(guān)管Tl也截止，高電平線L+輸出OV低電平。
[0045]所述中心控制器Jl發(fā)送命令脈沖信號經(jīng)與第二非門電路U3反向后至PO端口，經(jīng)過由三端穩(wěn)壓管Tl 1、三極管T5、T6及外圍電阻R10、R11、R12、R13和電容C2組成的脈沖調(diào)制電路后輸出0-10V電壓，向二總線上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送命令脈沖信號，同時供回碼接收檢測電路工作。所述三端穩(wěn)壓管優(yōu)選的采用LM317，濾波電容C2主要作用是減小輸出的脈沖電壓帶有高頻成分，抑制自激振蕩和減小外界干擾帶來的紋波。當(dāng)PO 口信號為高電平時，通過電阻RlO使三極管T5導(dǎo)通，三極管T6截止，從而使三端穩(wěn)壓管Tll輸出10.6V高電平，高電平線L+輸出IOV高電平；當(dāng)？0 口信號為低電平時，三極管T5截止，三極管T6導(dǎo)通，從而使三端穩(wěn)壓管Tll輸出1.2V低電平，高電平線L+輸出OV低電平。高電平線L+輸出再經(jīng)三極管T3、T4及外圍的電阻R6、R7、R8、R9組成的脈沖整形電路后送入探測器探測器、模塊等，整形電路可以避免容性負載對總線結(jié)構(gòu)的電路的影響。
[0046]所述回路單元的回碼接收信號是通過回碼電流電路，包括高端電流映射電路、低端采樣電路以及放大電路來實現(xiàn)的；回碼電流一路經(jīng)二總線低電平線端L-，在采樣采樣電阻R19后形成形成脈沖電壓，另一路經(jīng)電阻R15采樣、運算放大器U4A及三極管17、電阻R14組成的高電平線端電流映射電路，與低電平線端L-的電流疊加到采樣采樣電阻R19上，電流信號轉(zhuǎn)為電壓信號，再經(jīng)運算放大器U4B及電阻R17、R18組成的放大電路將信號放大輸出SO，SO經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul轉(zhuǎn)換后送入中心控制器Jl處理，中心控制器Jl對不同時段采到的背景電流值、信號電流值、電壓值進行模糊智能算法分析處理，準確的得出現(xiàn)場設(shè)備的各種運行狀態(tài)信息。
[0047]所述短路檢測電路是由電阻Rl、R2和電容Cl組成的，當(dāng)總線上線路運行正常時，回路L+上脈沖電壓點亮發(fā)光管LI，指示正常運行狀態(tài)，再經(jīng)電阻R1、R2分壓，電容Cl濾波之后，輸出2.5V脈沖，從SI端口進入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路Ul轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送入中心控制器Jl進行分析處理。當(dāng)總線短路時，回路L+上脈沖電壓經(jīng)二極管D2接地，從而使功率開關(guān)管Tl截止，輸出低電平線，使發(fā)光管LI熄滅，指示短路故障狀態(tài)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路Ul的SI端口檢測到OV電壓，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送入中心控制器Jl進行分析處理。
[0048]顯然上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種火災(zāi)報警控制器回路單元，其特征在于，包括 中心控制器，發(fā)送地址脈沖信號和命令脈沖信號，并接收反饋的數(shù)字信號； 開關(guān)電路，通過反向電路與所述中心控制器的脈沖信號輸出腳連接，并與二總線高電平線連接，接收所述中心控制器的地址脈沖信號發(fā)送給二總線上的現(xiàn)場設(shè)備，并提供工作電源； 脈沖調(diào)制電路，通過反向電路與所述中心控制器的命令脈沖信號輸出腳連接，并與二總線高電平線連接，接收所述中心控制器的命令脈沖信號發(fā)送給二總線上的現(xiàn)場設(shè)備； 回碼電流電路，包括高端電流映射電路、低端采樣電路以及放大電路，所述高端電流映射電路與二總線高電平線和低電平線分別連接，所述低端采樣電路與所述二總線的低電平線連接，所述高端電流映射電路與所述低端采用電路連接后與放大電路相連； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述回碼電流電路和中心控制器分別連接，將所述回碼電流電路的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入中心控制器； 現(xiàn)場設(shè)備:與二總線的高電平線和低電平線連接，接收二總線上的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火災(zāi)報警控制器回路單元，其特征在于，還包括脈沖整形電路，與所述開關(guān)電路和脈沖調(diào)制電路連接，將所述命令脈沖信號和地址脈沖信號整形后輸出給現(xiàn)場設(shè)備； 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火災(zāi)報警控制器回路單元，其特征在于:還包括短路檢測電路，與所述二總線高電平線和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別連接，檢測所述二總線的電信號并輸入所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 根據(jù)權(quán)利要求1-3任`一項所述的火災(zāi)報警控制器回路單元，其特征在于，所述短路檢測電路中設(shè)置有短路指示裝置，在發(fā)生短路狀態(tài)時進行指示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的火災(zāi)報警控制器回路單元，其特征在于，所述回路單元中的中心控制器的地址脈沖信號輸出腳與第一與非門電路U2A的第一輸入端連接，所述第一與非門電路U2A的第二輸入端與其第一輸入端連接,所述第一與非門U2A的輸出端連接到電阻R5 —端即所述開關(guān)電路輸入端，所述電阻R5的另一端連接到三極管T2的基極，所述三極管T2的集電極通過電阻R4連接到功率開關(guān)管Tl的基極，所述功率開關(guān)管Tl的集電極與二總線高電平線L+連接，所述功率開關(guān)管Tl的發(fā)射極通過電阻R3與其基極連接，所述功率開關(guān)管Tl的發(fā)射極還與外接24V電源連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的火災(zāi)報警控制器回路單元，其特征在于，所述中心控制器的命令脈沖信號輸出腳與第二與非門U3A的第一輸入端連接,所述第二與非門U3A的第二輸入端與其第一輸入端連接，所述第二與非門U3A的輸出端與所述脈沖調(diào)制電路的輸入端即電阻RlO的一端連接，所述電阻RlO的另一端連接到三極管T5的基極，所述三極管T5的集電極通過電阻Rll連接到外接24V電源，所述外接24V電源還連接到三端穩(wěn)壓管Tll的輸入端，所述三極管T5的集電極還連接到三極管T6的基極，所述三極管T6的發(fā)射極、電阻R12的一端和電容C2的一端并聯(lián)后與三極管T5的發(fā)射極連接，所述三極管T6的集電極、電阻R12的另一端和電容C2的另一端并聯(lián)后連接到三端穩(wěn)壓管Tll的調(diào)整端，電阻R13連接在三端穩(wěn)壓器Tll的輸出端和調(diào)整端之間，所述三端穩(wěn)壓器Tll的輸出端還通過依次串聯(lián)的電阻R15、R16連接到二極管Dl的陽極，所述二極管Dl的陰極連接到二總線的高電平線L+。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的火災(zāi)報警控制器回路單元，其特征在于，所述回碼電流電路中所述高端電流映射電路與二總線兩端連接，所述高端電流映射電路中三級管T7的集電極與所述二總線的低電平線L-連接，所述三極管T7的發(fā)射極通過電阻R14連接到電阻R15與三端穩(wěn)壓管Tll的輸出端之間，所述三極管T7的基極與運算放大器U4A的輸出端連接，所述運算放大器U4A的反向輸入端與三極管T7的發(fā)射極連接，所述運算放大器U4A的正向輸入端連接在電阻R15和R16之間，所述運算放大器的正極接地，其負極連接外接24V電源，所述二總線的低電平線L-還與放大電路的輸入端即運算放大器U4B的正向輸入端連接，所述低端采樣電路為采樣電阻R19，所述采樣電阻R19的一端與電容D2的陽極并聯(lián)后連接在所述運算放大器U4B的正向輸入端，采樣電阻R19的另一端與電容D2的陰極并聯(lián)后通過電阻R18連接到所述運算放大器U4B的反正輸入端，所述電阻R18與R19的并聯(lián)點接地，電阻R17連接在運算放大器U4B的輸出端和反正輸入端之間，所述運算放大器U4B的輸出端為所述放大電路的輸出端，其連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul的INO輸入端； 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的火災(zāi)報警控制器回路單元，其特征在于，所述第二與非門U3A的輸出端還連接電 阻R7的一端，所述第一與非門電路U2A的輸出端還連接電阻R6的一端，所述電阻R7和R6的另一端并聯(lián)后與所述脈沖整形電路的輸入端連接，所述脈沖整形電路的輸入端為三極管T4的基極，所述三極管T4的發(fā)射極和三極管T3的發(fā)射極的并聯(lián)點與三極管T2的發(fā)射極連接并且接地，所述三極管T4的集電極與三極管T3的基極并聯(lián)后通過電阻R8連接到二總線高電平線L+，所述三極管T3的集電極通過電阻R9連接到二總線聞電平線L+ ； 根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的火災(zāi)報警控制器回路單元，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul的INl輸入端連接到所述短路檢測電路的輸入端即電阻Rl的一端，所述電阻Rl的另一端連接到短路指示裝置，所述短路指示裝置為發(fā)光管LI，所述發(fā)光管LI的陰極與電阻Rl連接，所述發(fā)光管LI的陽極連接到二總線的高電平線L+，電阻R2與電容Cl并聯(lián)后一端接地，另一端連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul的INl輸入端。
6.一種基于權(quán)利要求1-9任一項所述的火災(zāi)報警控制器回路單元的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)首先給回路單元連接的每一個現(xiàn)場設(shè)備配置一個唯一的地址碼； (2)由中心控制器向二總線發(fā)送同步脈沖信號，通過二總線返回的信號測得二總線上的背景電流大??； (3)中心控制器輸出地址脈沖信號，所述地址秒沖信號經(jīng)過反向電路后，通過所述開關(guān)電路向二總線上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送地址脈沖信號； (4)現(xiàn)場設(shè)備接收所述同步脈沖信號進行同步后，接收到與自己地址碼相同的所述地址脈沖信號后，通過二總線上的回碼電流電路回傳信號，所述回傳信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送入中心控制器進行處理，得出現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)； (5)當(dāng)所述中心控制器判斷出現(xiàn)場設(shè)備發(fā)出報警信息時，所述中心控制器輸出命令脈沖信號，經(jīng)過反向后，通過脈沖調(diào)制電路發(fā)送命令脈沖信號給對應(yīng)的二總線上的現(xiàn)場設(shè)備，對應(yīng)報警的現(xiàn)場設(shè)備接收到該命令脈沖信號后啟動報警動作。
7.根據(jù)權(quán)利要求10所述的火災(zāi)報警控制器回路單元控制方法，其特征在于:在所述步驟(3)中，向二總線上的現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送地址脈沖信號之前還包括通過脈沖整形電路進行脈沖整形的步驟； 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的火災(zāi)報警控制器回路單元控制方法，其特征在于:在所述步驟(5)中，發(fā)送命令脈沖信號給對應(yīng)的二總線上的現(xiàn)場設(shè)備之前還包括通過脈沖整形電路進行脈沖整形的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求10-12任一項所述的火災(zāi)報警控制器回路單元控制方法，其特征在于:在整個過程中，還包括短路檢測電路檢測二總線是否短路的步驟； 根據(jù)權(quán)利要求10-13任一項所述的火災(zāi)報警控制器回路單元控制方法，其特征在于:所述短路檢測電路檢測到二總線短路時通過短路指示裝置進行指示。
9.根據(jù)權(quán)利要求10-14任一項所述的火災(zāi)報警控制器回路單元控制方法，其特征在于，所述一個地址周期脈沖脈寬為8ms，所述地址周期脈沖中0號地址用來測量背景電流，所述地址周期脈沖中電壓為24V脈寬為4ms的是地址/供電脈沖，其中電壓為IOV脈寬為4ms的是指令/接收的時隙； 根據(jù)權(quán)利要求10-15任一項所述的火災(zāi)報警控制器回路單元控制方法，其特征在于，所述回碼電流脈沖包括4Bit位2ms脈寬的類型數(shù)據(jù)和4Bit位2ms脈寬的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求10-16任一項所述的火災(zāi)報警控制器回路單元控制方法，其特征在于，所述步驟(4)中心控制器的處理方法為，所述回碼電流減去背景電流之后為20mA時，所述中心控制器判定為“1”，為`6mA時，所述中心控制器判定為“O”。
【文檔編號】G08B17/00GK103530969SQ201310531437
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】陶章亮, 謝海彬, 吳金海, 聶河?xùn)|, 林素歐, 胡中祥, 周銘 申請人:浙江愛德電子有限公司