CN100363956C - 火灾显示盘控制系统 - Google Patents

Abstract

一种火灾显示盘控制系统。包括：火灾信息转换器，现场总线，和N个并联的火灾信息显示盘；该火灾显示盘控制系统与外部的火灾报警控制器之间通过串行通信线连接。其中的火灾信息转换器包括：微控制器模块，报文存储模块，串行通信接口，电源转换模块，外部I/O接口，和现场总线控制器。火灾信息显示盘包括：微控制器模块，中文字库模块，现场总线接口，电源转换模块，地址键盘模块，报警显示模块。本发明采用大规模集成电路，体积小，功耗低，显示内容刷新速度块，同时可以显示中文汉字和各种中英文字符。以汉字信息表示报警装置的位置或状态，直观，容易理解。显示盘与其控制器之间连接采用现场总线，可以扩充显示盘的数量和信号传输距离。

Description

火灾显示盘控制系统

【技术领域】：

本发明属于火灾监测报警控制技术领域，特别是火灾显示盘的控制。

【背景技术】：

目前在火灾监测报警控制技术领域中使用的火灾显示盘均由分离元件构成，其不足是：

集成度低，体积大，功耗大。

显示信息单一，多数是采用标签显示，变更显示内容麻烦。

以标签表示报警装置的位置或状态，不直观，不容易理解。

显示装置与其控制器之间连接采用并行总线，限制了显示装置的数量和信号传输距离。

【发明内容】：

本发明目的是解决现有技术中存在的上述不足，提供一种火灾显示盘控制系统。

本发明提供的火灾显示盘控制系统，包括：

——火灾信息转换器[1-1]：用于接收通过串行通信线[3]发送来的、由火灾报警控制器[2]检测到的消防设备发出的火灾报警信号，即火灾报文信息，并将火灾报文信息转换成火灾显示盘[1-3]可识别的格式，通过现场总线[1-2]发送给总线上的各个火灾信息显示盘[1-3]；

——现场总线[1-2]：用于将火灾信息转换器[1-1]转换后的火灾报文信息发送给总线上的各个火灾信息显示盘[1-3]；

——N个并联的火灾信息显示盘[1-3]：负责接收火灾信息转换器[1-1]发出的信息，并按照不同信息在其屏幕上显示出来，即各显示盘通过辨别本机地址与接收到的报文识别码，确定是否为本机接收数据，是本机地址，接收报文，并在相应火灾信息显示盘[1-3]上显示出火灾报警信息；其中N为整数，且N≥1；

——该火灾显示盘控制系统与外部的火灾报警控制器[2]之间通过串行通信线[3]双向连接。

其中的火灾信息转换器包括：

——微控制器模块[11]：包含高性能的16位微处理器AM188ES和程序存储器FLASH、数据存储器SDRAM，其中微处理器AM188ES内部含有两个通用的串行通信控制器和总线地址译码器；

——报文存储模块[12]：包括一块电子盘，用于存储火灾报警信息；与微控制器模块[11]之间通过双向总线[17]连接，包括数据总线、地址总线和控制总线；

——串行通信接口[13]：包括一个双向的电平转换器，完成TTL电平与RS232电平之间的相互转换；与微控制器模块[11]之间通过双向总线[18]连接，包括两条发送信号线TXD0、TXD1和两条接收信号线RXD0、RXD1；

——电源转换模块[14]：将外部输入的直流电源转换为火灾信息转换器内部使用的直流稳压电源，包括两路电源输出5V和3.3V；与微控制器模块[11]之间通过电源线[19]连接，包括直流5V电源线和直流3.3V电源线，以及地线6ND；

——外部I/O接口[15]：开关量输入输出信号接口，包括两路带光藕隔离的输入通道和两路集电极开路输出通道；与微控制器模块[11]之间通过接口线[20]连接，包括两路输入信号线INT6、INT2和两路输出信号线OB1、OB2；

——现场总线控制器[16]：完成微控制器模块[11]与外部现场总线之间的通信传输；与微控制器模块[11]之间通过双向总线[21]连接，包括数据总线、地址总线和控制总线。

其中的火灾信息显示盘包括：

——微控制器模块[31]：包含高性能的8位微处理器AT89C51CC01和、数据存储器SDRAM，其中微处理器AT89C51CC01内部含有现场总线CANBUS控制器；

——中文字库模块[32]：包括一块电子盘，用于存储中文国标字库，火灾信息显示时根据汉字区位码从中文字库中读取字模；与微控制器模块[31]之间通过双向总线[37]连接，包括数据总线、地址总线和控制总线；

——现场总线接口[33]：包括一个现场总线信号收发驱动器，完成TTL电平与现场总线电平之间的相互转换；与微控制器模块[31]之间通过双向总线[38]连接，包括现场总线发送信号线CANTX和接收信号线CANRX；

——电源转换模块[34]：将外部输入的直流电源转换为火灾信息转换器内部使用的直流稳压电源5V；与微控制器模块[31]之间通过电源线[39]连接，包括直流5V电源线，以及地线GND；

——地址键盘模块[35]：是显示盘的按键输入通道，包括3个按键KEY0、KEY1、KEY2，分别表示UP、DOWN、CLR/RST按键信号，还包括显示盘的地址设置开关，由一组二进制拨码开关组成，用于设置显示盘在现场总线上的地址码；与微控制器模块[31]之间通过接口线[40]连接，包括UP、DOWN、CLR/RST按键信号，以及一组二进制拨码开关信号；

——报警显示模块[36]：完成火灾报警信息的显示输出；与微控制器模块[31]之间通过总线[41]连接，包括数据总线、地址总线和控制总线，以及警铃输出信号。

本发明的优点和积极效果：本发明采用大规模集成电路，体积小，功耗低。采用液晶LCD显示信息，显示内容刷新速度块，同时可以显示中文汉字和各种中英文字符。以汉字信息表示报警装置的位置或状态，直观，容易理解。显示盘与其控制器之间连接采用现场总线，可以扩充显示盘的数量和信号传输距离。

此外，本发明通过标准的串行通信线路与外部的火灾报警控制器相连，具有一定的通用性。本发明的火灾信息转换器与若干个火灾显示盘之间采用现场总线连接。火灾信息显示盘依照各自的ID地址码不同，接收其ID地址码所对应的火灾信息，保证了火灾信息传送的准确性和快速性。火灾信息显示盘上配置有1个报警警铃和3个按键，通过按下相应的按键可以实现，火灾信息的查询、清除屏幕、消除声音报警等功能。

【附图说明】：

图1是火灾显示盘控制系统结构示意图；

图2是火灾信息转换器结构示意图；

图3是火灾信息显示盘结构示意图；

图4是火灾信息转换器主模块电气原理图；

图5是火灾信息转换器外围模块电气原理图；

图6是火灾信息显示盘主模块电气原理图；

图7是火灾信息显示盘外围模块电气原理图。

【具体实施方式】：

实施例1、

如图1所示，本发明提供的火灾显示盘控制系统1包括火灾信息转换器1-1、现场总线1-2和N个火灾信息显示盘1-3(N为整数，且N≥1)等部分组成。

火灾显示盘控制系统1与外部的火灾报警控制器2之间通过串行通信线3双向连接。

其工作原理如下：

当火灾报警控制器2检测到消防设备(包括烟感探测器、温感探测器、可燃气体探测器、手动报警按钮等报警设备)发出的火灾报警信号后，通过串行通信线3向火灾信息转换器1-1发送火灾报文信息(包括报警、复位等信息)，火灾信息转换器1-1将火灾报文信息转换成火灾显示盘1-3可识别的格式，通过现场总线1-2发送给总线上的各个火灾信息显示盘1-3，火灾信息显示盘1-3通过辨别本机地址与接收到的报文识别码，确定是否为本机接收数据，如果是本机地址，就接收报文，最终在不同的火灾信息显示盘1-3上显示出火灾报警信息。

本发明中的火灾信息显示盘1-3负责接收火灾信息转换器1-1发出的信息，并按照不同信息在其屏幕上显示出来。火灾信息显示盘1-3接收的主要信息有显示报警信息和声音报警信息。同时火灾信息显示盘1-3提供信息的查询功能。即通过触发显示盘上的“上页”、“下页”按键来向外部的火灾报警控制器2发出查询信息，如果火灾报警控制器2中存有该显示盘的报警信息(对应该显示盘的消防设备已经报过警，并且火灾报警控制器2还没有复位的情况下)就会将相应的报警信息发送给火灾显示盘，实现查询功能。

火灾信息转换器结构，如图2所示：

火灾信息转换器组成包括微控制器模块11、报文存储模块12、串行通信接口13、电源转换模块14、外部I/O接口15、现场总线控制器16等部分组成。

各部分功能：

微控制器模块11包含高性能的16位微处理器AM188ES和必要的程序存储器FLASH、数据存储器SDRAM，其中微处理器AM188ES内部含有两个通用的串行通信控制器和总线地址译码器。

报文存储模块12包括一块大容量(不小于8M字节)的电子盘，用于存储火灾报警信息。

串行通信接口13包括一个双向的电平转换器，完成TTL电平与RS232电平之间的相互转换。

电源转换模块14将外部输入的直流电源转换为火灾信息转换器内部使用的直流稳压电源，包括两路电源输出5V和3.3V。

外部I/O接口15是开关量输入输出信号接口，包括两路带光藕隔离的输入通道和两路集电极开路输出通道。

现场总线控制器16完成微控制器模块11与外部现场总线之间的通信传输。

各部分连接关系：

微控制器模块11与报文存储模块12之间通过双向总线17连接，包括数据总线、地址总线和控制总线。

微控制器模块11与串行通信接口13之间通过双向总线18连接，包括两条发送信号线TXD0、TXD1和两条接收信号线RXD0、RXD1。

微控制器模块11与电源转换模块14之间通过电源线19连接，包括直流5V电源线和直流3.3V电源线，以及地线GND。

微控制器模块11与外部I/O接口15之间通过接口线20连接，包括两路输入信号线INT6、INT2和两路输出信号线OB1、OB2。

微控制器模块11与现场总线控制器16之间通过双向总线21连接，包括数据总线、地址总线和控制总线。

火灾信息显示盘结构，如图3所示：

火灾信息显示盘组成包括微控制器模块31、中文字库模块32、现场总线接口33、电源转换模块34、地址键盘模块35、报警显示模块36等部分组成。

各部分功能：

微控制器模块31包含高性能的8位微处理器AT89C51CC01和、数据存储器SDRAM，其中微处理器AT89C51CC01内部含有现场总线CANBUS控制器。

中文字库存储模块32包括一块大容量(不小于512K字节)的电子盘，用于存储中文国标字库，火灾信息显示时根据汉字区位码从中文字库中读取字模。

现场总线接口33包括一个现场总线信号收发驱动器，完成TTL电平与现场总线电平之间的相互转换。

电源转换模块34将外部输入的直流电源转换为火灾信息转换器内部使用的直流稳压电源5V。

地址键盘模块35是显示盘的按键输入通道，包括3个按键KEY0、KEY1、KEY2，分别表示UP、DOWN、CLR/RST按键信号，还包括显示盘的地址设置开关，由若干位二进制拨码开关组成，用于设置显示盘在现场总线上的地址码。

报警显示模块36完成火灾报警信息的显示输出，可以输出汉字、中英文字符等信息，还包括红色指示灯、警铃输出。

各部分连接关系：

微控制器模块31与中文字库模块32之间通过双向总线37连接，包括数据总线、地址总线和控制总线。

微控制器模块31与现场总线接口33之间通过双向总线38连接，包括现场总线发送信号线CANTX和接收信号线CANRX。

微控制器模块31与电源转换模块34之间通过电源线39连接，包括直流5V电源线，以及地线GND。

微控制器模块31与地址键盘模块35之间通过接口线40连接，包括UP、DOWN、CLR/RST按键信号，以及若干位二进制拨码开关信号。

微控制器模块11与报警显示模块36之间通过总线41连接，包括数据总线、地址总线和控制总线，以及警铃输出信号。

火灾信息转换器电气原理图，参见图4、图5图4表示火灾信息转换器主模块的电气原理图，

火灾信息转换器主模块包括微控制器U1，型号AM188ES；地址译码电路U7，型号XC9536；报文存储器U8，型号K9F6408；现场总线控制器U2，型号SJA1000等等。

图5表示火灾信息转换器外围模块的电气原理图，

火灾信息转换器外围模块包括串行通信接口电路U3，型号MAX232；5V电源转换器V2，型号LM2576；3.3V电源转换器V1，型号SPX1117M3；外部开关量输入电路U4、U5，型号521；外部开关量输出电路N2、N3，型号9013等部分。

火灾信息显示盘电气原理图，参见图6、图7

图6表示火灾信息显示盘主模块的电气原理图

火灾信息显示盘主模块组成包括微控制器U1，型号T89C51CC01；地址译码电路U2，型号XC9536；中文字库存储器U3，型号AT29C040A；数据存储器U4，型号62256；地址设置拨码开关ID，型号DIP-8等部分组成。

图7表示火灾信息显示盘外围模块的电气原理图

火灾信息显示盘外围模块组成包括电源转换电路V1，型号LM2576；键盘输入电路S1、S2、S3，型号SW-PB；报警警铃输出电路N1，型号9012；报警显示输出接口P2，连接LCD显示器，显示器型号HD61202；现场总线驱动器U5，型号82C250。

在实施例中，火灾信息转换器通过其外围模块的P1接口连接外部火灾报警控制器。

火灾信息转换器通过其外围模块的现场总线接口P3连接外部输入电源VIN和现场总线CANBUS。

火灾信息显示盘通过其外围模块的现场总线接口P1连接外部输入电源VIN和现场总线CANBUS。

通过现场总线CANBUS，火灾信息转换器与N个火灾信息显示盘连接并且通信，这些火灾显示盘之间通过设置不同的ID地址码来相互区分。

其具体工作过程：

火灾报警控制器2与火灾信息转换器1-1之间的通信协议SCOM

SCOM协议采用串行通信线3作为硬件线路连接，其串行通信格式为：波特率9600，偶校验，数据位7位，停止位1位。

SCOM协议格式如下表1所示。

表1：SCOM协议格式

STX

SA

UA

SI

TEXTNO.

TotalMESSAGE(N)

1#MESSAGE

…

N#MESSAGE

ETX

SCOM协议格式具体含义见表2所示。

表2：SCOM协议格式具体含义

英文名称	中文名称	代码或范围	数据长度
				STX	信息包开始	02(十六进制)	1
SA	站地址	30(十六进制)	1
				UA	单元地址	40(十六进制)	1
SI	过滤标志	OF(十六进制)	1
				TEXT NO。	信息包序号	000-999	3
MESSAGE(N)	信息包中的信息数	01-20	2
				MESSAGE	信息内容		12
ETX	信息包结束	03(十六进制)	1

SCOM协议格式中的MESSAGE格式及意义如表3所示。

表3：MESSAGE格式

ID1	ID2	ADDRESS	TYPE	STATUS	RES
						标识符1	标识符2	地址编码	信息类型	信息状态	保留
1字节	1字节	7字节	1字节	1字节	1字节

火灾信息转换器1-1与火灾信息显示盘1-3之间的通信协议SCAN

火灾信息转换器1-1与火灾信息显示盘1-3之间采用现场总线1-2作为硬件线路连接，现场总线1-2的通信格式选用CAN总线，通信速率100K，SCAN协议格式参见表4。

表4：SCAN协议格式

LEN	TYPE	SRCADDRESS	DESADDRESS	RES	DATA
						数据长度	功能类型	源地址	目的地址	保留	数据包
1字节	1字节	1字节	1字节	1字节	8字节

在SCAN协议中，功能类型TYPE代码(十六进制)的意义为：

01H表示“按键”功能；

11H表示“显示”功能；

22H表示“背光打开/关闭”功能；

33H表示“开/关报警”功能；

44H表示“清屏”功能。

每种TYPE功能对应的数据包DATA格式不同，具体定义为：

<1>按键功能TYPE＝01H对应的数据包DATA格式：

数据DATA[0]对应按键KEYO，即“上页”键UP。

数据DATA[1]对应按键KEY1，即“下页”键DOWN。

数据DATA[2]对应按键KEY2，即“消音/复位”键CLEAR/RESET。

每个按键有两种状态分别用00H表示没有按键信号，用FFH表示有按键信号。

<2>显示功能TYPE＝11H对应的数据包DATA格式：

数据DATA[0]代表显示字符个数。

数据DATA[1]代表显示坐标(行、列)，其中行在高4位，列在低4位。

数据DATA[2]、DATA[3]、DATA[4]、DATA[5]代表显示字符。

<3>背光打开/关闭功能TYPE＝22H对应的数据包DATA格式：

数据DATA[0]代表背光状态，其中以FFH代表“打开背光”，以00H代表“关闭背光”。

<4>开/关报警功能TYPE＝33H对应的数据包DATA格式：

数据DATA[0]代表报警状态，其中以FFH代表“打开报警”，以00H代表“关闭报警”。

<5>清屏功能TYPE＝44H对应的数据包DATA格式：

数据DATA[0]代表清屏指令，其中以FFH代表“清屏”，以00H代表“保持”屏幕。

Claims (2)

1.一种火灾显示盘控制系统，其特征是该系统包括：

——火灾信息转换器[1-1]：用于接收通过串行通信线[3]发送来的、由火灾报警控制器[2]检测到的消防设备发出的火灾报警信号，即火灾报文信息，并将火灾报文信息转换成火灾显示盘[1-3]可识别的格式，通过现场总线[1-2]发送给总线上的各个火灾信息显示盘[1-3]；

——现场总线[1-2]：用于将火灾信息转换器[1-1]转换后的火灾报文信息发送给总线上的各个火灾信息显示盘[1-3]；

——N个并联的火灾信息显示盘[1-3]：负责接收火灾信息转换器[1-1]发出的信息，并按照不同信息在其屏幕上显示出来，即各显示盘通过辨别本机地址与接收到的报文识别码，确定是否为本机接收数据，是本机地址，接收报文，并在相应火灾信息显示盘[1-3]上显示出火灾报警信息；其中N为整数，且N≥1；

——该火灾显示盘控制系统与外部的火灾报警控制器[2]之间通过串行通信线[3]双向连接；

其中上述火灾信息转换器[1-1]包括：

——微控制器模块[11]：包含16位微处理器AM188ES和程序存储器FLASH、数据存储器SDRAM，其中微处理器AM188ES内部含有两个通用的串行通信控制器和总线地址译码器；

——报文存储模块[12]：包括一块电子盘，用于存储火灾报警信息；与微控制器模块[11]之间通过双向总线[17]连接，包括数据总线、地址总线和控制总线；

——串行通信接口[13]：包括一个双向的电平转换器，完成TTL电平与RS232电平之间的相互转换；与微控制器模块[11]之间通过双向总线[18]连接，包括两条发送信号线TXD0、TXD1和两条接收信号线RXD0、RXD1；

——电源转换模块[14]：将外部输入的直流电源转换为火灾信息转换器内部使用的直流稳压电源，包括两路电源输出5V和3.3V；与微控制器模块[11]之间通过电源线[19]连接，包括直流5V电源线和直流3.3V电源线，以及地线GND；

——外部I/O接口[15]：开关量输入输出信号接口，包括两路带光藕隔离的输入通道和两路集电极开路输出通道；与微控制器模块[11]之间通过接口线[20]连接，包括两路输入信号线INT6、INT2和两路输出信号线OB1、OB2；

——现场总线控制器[16]：完成微控制器模块[11]与外部现场总线之间的通信传输；与微控制器模块[11]之间通过双向总线[21]连接，包括数据总线、地址总线和控制总线。

2.根据权利要求1所述的火灾显示盘控制系统，其特征是火灾信息显示盘包括：

——微控制器模块[31]：包含8位微处理器AT89C51CC01和、数据存储器SDRAM，其中微处理器AT89C51CC01内部含有现场总线CANBUS控制器；

——中文字库模块[32]：包括一块电子盘，用于存储中文国标字库，火灾信息显示时根据汉字区位码从中文字库中读取字模；与微控制器模块[31]之间通过双向总线[37]连接，包括数据总线、地址总线和控制总线；

——现场总线接口[33]：包括一个现场总线信号收发驱动器，完成TTL电平与现场总线电平之间的相互转换；与微控制器模块[31]之间通过双向总线[38]连接，包括现场总线发送信号线CANTX和接收信号线CANRX；

——电源转换模块[34]：将外部输入的直流电源转换为火灾信息转换器内部使用的直流稳压电源5V；与微控制器模块[31]之间通过电源线[39]连接，包括直流5V电源线，以及地线GND；

——地址键盘模块[35]：是显示盘的按键输入通道，包括3个按键KEY0、KEY1、KEY2，分别表示UP、DOWN、CLR/RST按键信号，还包括显示盘的地址设置开关，由一组二进制拨码开关组成，用于设置显示盘在现场总线上的地址码；与微控制器模块[31]之间通过接口线[40]连接，包括UP、DOWN、CLR/RST按键信号，以及一组二进制拨码开关信号；

——报警显示模块[36]：完成火灾报警信息的显示输出；与微控制器模块[31]之间通过总线[41]连接，包括数据总线、地址总线和控制总线，以及警铃输出信号。

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