CN102355395A - 一种火灾报警系统总线通讯协议 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火灾报警系统总线通讯协议，火灾报警控制器向部件分别发送巡检命令、广播命令，部件接收到所述巡检命令时，判断与自身的地址码是否匹配，如匹配则向火灾报警控制器发送返回信息；部件接收到广播命令时，根据自身报警状况进行响应并按照一定的规则向火灾报警控制器发送返回信息。本发明能够有效地实现火灾报警控制器与各个部件之间快速报警。
Description
技术领域
本发明涉及火灾报警通讯领域，具体为一种火灾报警系统总线通讯协议。
背景技术
火灾报警系统一般由火灾报警控制器与其所连接的部件组成，火灾报警控制器与部件之间采用两根总线连接，所有部件都并联接在两总线上，为了区别不同的部件，在每个部件都有自己唯一的地址。控制器与部件之间的通讯采用巡检的方式通讯，例如，当总线上有500个部件时，控制器首先发送1号地址，等待1号地址部件返回数据，然后发送2号地址，直至500号地址，如此循环往复，一般与每个部件通讯需要30毫秒，那么每个循环周期需要15秒，因此，当有一个部件处于报警状态后，在最恶劣的情况下，将在15秒后，控制器才能够收到报警信息。
申请号为99114584.4，公开号位CN1296245A的名称为“一种二总线通信方法及使用该方法的火灾报警系统”的专利中，提出将二总线中各个部件的地址进行分组编号，部件向火灾报警控制器发送的响应信息中包括部件的组号和组内编号信息，这样虽然可以有效提高各个部件报警信息的传输速度，但如果部件个数过多，仍然会导致报警信息传输速度降低，并且这种方法无法对部件的优先级进行判断。
发明内容
本发明的目的是提供一种火灾报警系统总线通讯协议，以解决现有技术火灾报警系统中火灾报警控制器收到报警信息速度较慢的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种火灾报警系统总线通讯协议，包括火灾报警控制器、通过两根总线与火灾报警控制器通讯连接的多个部件，所述火灾报警控制器与多个部件之间构成总线通讯网络，其特征在于：所述火灾报警控制器向多个部件发送的信息分成两类，一类信息为巡检命令，另一类信息为广播命令，所述火灾报警控制器根据需要向多个部件分别发送两类命令，
所述巡检命令包含巡检特征码和部件的地址码，当某个部件接收的巡检命令中包括的地址码与自身的地址码匹配时，该部件向火灾报警控制器返回自身的应答信息；
所述广播命令包括广播特征码和可变长度地址位，其中可变长度地址位的长度可变；
火灾报警控制器与部件之间的通讯按照以下步骤进行：
第一步，火灾报警控制器向某一地址部件发送巡检命令，部件接收到该命令后，返回该部件的报警状态数据；
第二步，火灾报警控制器向所有部件发送广播命令，发送的广播命令中只包括广播特征码，可变长度位不发送；有报警的部件接收到火灾报警控制器发送的广播命令时，部件从高位到低位逐位返回剩余的自身的地址位；
多个部件中只有一个部件向火灾报警控制器返回地址位时，火灾报警控制器通过检测电流大小和脉冲宽度，可以确定只有一个部件返回地址，并且计算出其地址，火灾报警控制器对该地址对应的部件发送巡检命令，该部件在接收到火灾报警控制器发送的巡检命令并处理后，在接收到火灾报警控制器下一次广播命令时不再响应；
当有多个部件同时返回地址位时，多个部件返回的地址位中有部分地址位相同，部分地址位不相同，此时火灾报警控制器从最高位开始检查多个部件返回的地址位中第一个不相同的地址位是第几位，然后火灾报警控制器把多个部件返回的地址位中相同的地址位填入下一次需要发送的广播命令中的可变长度地址位中，并在所述可变长度地址位末端中分别加入1和0，准备发送第二次广播命令；
第三步，发送两次广播命令，第一次发送可变长度位末端为1的广播命令，第二次发送可变长度位末端为0的广播命令，这两次广播命令的处理方式如下：
多个部件中只有一个部件向火灾报警控制器返回地址位时，火灾报警控制器通过检测电流大小和脉冲宽度，可以确定只有一个部件返回地址，并且计算出其地址，火灾报警控制器对该地址对应的部件发送巡检命令，该部件在接收到火灾报警控制器发送的巡检命令并处理后，在接收到火灾报警控制器下一次广播命令时不再响应；有一个特例，当第二步中只有两个部件有返回时，可以通过返回的电流的大小得以确认只有两个部件返回地址，同时根据脉冲宽度可以确定这两个部件有哪些位是不同的，当在可变长度位的末端加入1，并且发送广播命令后，可以确定第一个部件的地址是多少，由于已知这两个部件有哪些位不同，因此可以根据一个已知的地址推算出另一个地址，通过这种方法，就不再执行本步骤中所述的在可变长度位末端加入0的第二次广播命令；
当有多个部件同时返回地址位时，多个部件返回的地址位中有部分地址位相同，部分地址位不相同，此时火灾报警控制器从最高位开始检查多个部件返回的地址位中第一个不相同的地址位是第几位，然后火灾报警控制器把多个部件返回的地址位中相同的地址位填入下一次需要发送的广播命令中的可变长度地址位中，并在所述可变长度地址位末端中分别加入1和0，准备发送下一次广播命令，重复进行第三步的操作；
第四步，当火灾报警控制器判断检查完所有有报警的部件后，广播通讯结束，火灾报警控制器重新按照第一步至第三步的步骤执行。
所述的一种火灾报警系统总线通讯协议，其特征在于：在火灾报警控制器的电流检测端设置一个具有A/D转换功能的电流检测电路，所述部件返回信息通过返回电流实现，火灾报警控制器通过电流检测电路检测电流大小和脉冲宽度，以获取部件的返回信息，返回电流的电流脉冲时间宽度表示不同的信息，每1位信息由3个时间单元组成，当返回数据为1时，前2个时间单元为有电流，第3个时间单元没有电流返回，当返回数据是0时，前1个时间单元有电流返回，后两个时间单元没有电流返回。
所述的一种火灾报警系统总线通讯协议，其特征在于：所述火灾报警控制器发送的广播命令中，可变长度地址位的长度范围为0—最大地址位数。
本发明解决了以往常用的巡检协议中，火灾报警控制器需依次检查各个部件的返回数据导致火灾报警控制器收到报警信息速度较慢，时间较长的问题，能够有效地实现火灾报警控制器与各个部件之间快速报警。
附图说明
图1为火灾报警系统的基本框图。
图2为部件返回电流编码方式示意图。
图3为广播通信示意图。
图4为火灾报警控制器程序框图。
图5为部件程序框图。
具体实施方式
火灾报警控制器和部件都含有微处理器，内部集成程序，所有部件具有唯一地址，采用二进制方式表示。
如图1所示，火灾报警控制器与部件之间的连接线采用两总线连接，火灾报警控制器把编码信号调制在电源信号上，发往部件。部件通过返回电流方式返回数据。火灾报警控制器的电流检测端有取样电阻，用于检测部件返回的电流，A/D转换模块具有足够高的检测精度和速度，当有多个部件同时有地址返回时，根据返回的电流的大小可以检测出具有几个部件有地址返回，并且可以知道窄脉冲（代表数据0）和宽脉冲（代表数据1）分别有多少个。
火灾报警控制器往部件发送的信息分为两大类，一类是巡检命令，其功能是发送部件的地址码，当部件接受到与自己的地址码向匹配的命令时，返回自己的应答信息，另一类是广播命令，所有的部件都能够根据其报警状况进行响应，按照本发明所描述的通讯协议，部件能够通过广播命令完成快速报警。为提高报警响应速度，巡检命令和广播命令根据需要分别发送。巡检命令的特征码是00，广播命令的特征码是11。本实例使用的地址位数为8，也可以超过8位和小于8位。
如图2所示。部件返回信息通过电流实现，其返回的电流脉冲宽度表示不同的信息，每1位信息由3个时间单元组成，当返回数据为1时，前2个时间单元为有电流，第3个时间单元没有电流返回，当返回数据是0时，前1个时间单元有电流返回，后两个时间单元没有电流返回。每个时间单元的长度是0.5毫秒。
为保证所有部件同时返回地址，保证所返回的数据能够良好重合，所有部件在接收到广播命令最后一个脉冲下降沿2毫秒后开始返回，同时部件的微处理器的时钟精度误差小于百分之一。
如图3所示。火灾报警控制器发送的广播命令包括广播特征码和部分地址位，可变长地址位是可变长度的。图3中A表示控制器第一次发出的不含有地址位的命令；B表示地址为01100000的部件第一次返回的地址；C表示地址为01000010的部件第一次返回的地址；D表示控制器采样电阻上获取的返回电流叠加波形；E表示控制器第二次发出的含有可变地址位“的命令；F表示地址为01100000的部件第二次返回的地址。
如图4、图5所示。快速通讯的实现按照如下步骤实现：
(1) 如图3第一次发送广播命令时，发送广播特征码“11”，“可变长地址位”无；
(2) 当有报警的部件在接收到广播报警命令“11”时，假设共有地址为01100000以及01000010的两个地址有报警信息，这两个地址比较“可变长地址位”和自己的地址的响应的位是否相同，因此时可变长度无，两个部件均逐位返回自己所有的地址位。分别如图3.B以及图3.C所示。
(3) 控制器采样端的信号波形如图3.D所示，可以看出，分别在从高到低的第3位以及第7位出现了阶梯状的信号波形，根据波形的电流大小，判断此时有两个部件返回地址。第3位和第7位不同；
(4) 如图3.E所示，控制器发送广播命令特征码“11”以及可变地址“011”，此时01000010地址部件比较可变地址位后发现与自己的地址的最高3位不同，因此此时不返回地址，而01100000地址的部件比较可变地址位后发现与自己的地址的最高3位相同，因此返回地址，如图3.F所示；
(5) 控制器通过A/D模块判断出此时只有一个地址返回，然后通过巡检该部件，通知该地址不再返回地址；
(6) 在获知两个地址中的一个地址为01100000后，可以不进行剩余的广播命令，因根据步骤（3）可以知道第3位和第7位不同，可以判断出另一个地址的第3位为0，第7位是1。然后对地址01000010进行巡检，获取报警数据。
(7) 当有两个以上部件有地址返回时，按照上述方法逐步确定报警地址，最终全部确定所有报警地址。
(8) 当按照上述的步骤检查完所有有报警的部件后，广播通讯结束，下一次广播通讯从（1）的步骤开始执行，巡检地址比上一次步骤（1）中的巡检地址大1。
在火灾报警系统中，同时报警的可能性比较小，绝大部分通讯可以通过一次广播通讯完成，当有N个部件有报警数据返回时，共需要N次广播通讯就可以定位报警地址。
Claims (3)
1.一种火灾报警系统总线通讯协议，包括火灾报警控制器、通过两根总线与火灾报警控制器通讯连接的多个部件，所述火灾报警控制器与多个部件之间构成总线通讯网络，其特征在于：所述火灾报警控制器向多个部件发送的信息分成两类，一类信息为巡检命令，另一类信息为广播命令，所述火灾报警控制器根据需要向多个部件分别发送两类命令，
所述巡检命令包含巡检特征码和部件的地址码，当某个部件接收的巡检命令中包括的地址码与自身的地址码匹配时，该部件向火灾报警控制器返回自身的应答信息；
所述广播命令包括广播特征码和可变长度地址位，其中可变长度地址位的长度可变；
火灾报警控制器与部件之间的通讯按照以下步骤进行：
第一步，火灾报警控制器向某一地址部件发送巡检命令，部件接收到该命令后，返回该部件的报警状态数据；
第二步，火灾报警控制器向所有部件发送广播命令，发送的广播命令中只包括广播特征码，可变长度位不发送；有报警的部件接收到火灾报警控制器发送的广播命令时，部件从高位到低位逐位返回剩余的自身的地址位；
多个部件中只有一个部件向火灾报警控制器返回地址位时，火灾报警控制器通过检测电流大小和脉冲宽度，可以确定只有一个部件返回地址，并且计算出其地址，火灾报警控制器对该地址对应的部件发送巡检命令，该部件在接收到火灾报警控制器发送的巡检命令并处理后，在接收到火灾报警控制器下一次广播命令时不再响应；
当有多个部件同时返回地址位时，多个部件返回的地址位中有部分地址位相同，部分地址位不相同，此时火灾报警控制器从最高位开始检查多个部件返回的地址位中第一个不相同的地址位是第几位，然后火灾报警控制器把多个部件返回的地址位中相同的地址位填入下一次需要发送的广播命令中的可变长度地址位中，并在所述可变长度地址位末端中分别加入1和0，准备发送第二次广播命令；
第三步，发送两次广播命令，第一次发送可变长度位末端为1的广播命令，第二次发送可变长度位末端为0的广播命令，这两次广播命令的处理方式如下：
多个部件中只有一个部件向火灾报警控制器返回地址位时，火灾报警控制器通过检测电流大小和脉冲宽度，可以确定只有一个部件返回地址，并且计算出其地址，火灾报警控制器对该地址对应的部件发送巡检命令，该部件在接收到火灾报警控制器发送的巡检命令并处理后，在接收到火灾报警控制器下一次广播命令时不再响应；有一个特例，当第二步中只有两个部件有返回时，可以通过返回的电流的大小得以确认只有两个部件返回地址，同时根据脉冲宽度可以确定这两个部件有哪些位是不同的，当在可变长度位的末端加入1，并且发送广播命令后，可以确定第一个部件的地址是多少，由于已知这两个部件有哪些位不同，因此可以根据一个已知的地址推算出另一个地址，通过这种方法，就不再执行本步骤中所述的在可变长度位末端加入0的第二次广播命令；
当有多个部件同时返回地址位时，多个部件返回的地址位中有部分地址位相同，部分地址位不相同，此时火灾报警控制器从最高位开始检查多个部件返回的地址位中第一个不相同的地址位是第几位，然后火灾报警控制器把多个部件返回的地址位中相同的地址位填入下一次需要发送的广播命令中的可变长度地址位中，并在所述可变长度地址位末端中分别加入1和0，准备发送下一次广播命令，重复进行第三步的操作；
第四步，当火灾报警控制器判断检查完所有有报警的部件后，广播通讯结束，火灾报警控制器重新按照第一步至第三步的步骤执行。
2.根据权利要求1所述的一种火灾报警系统总线通讯协议，其特征在于：在火灾报警控制器的电流检测端设置一个具有A/D转换功能的电流检测电路，所述部件返回信息通过返回电流实现，火灾报警控制器通过电流检测电路检测电流大小和脉冲宽度，以获取部件的返回信息，返回电流的电流脉冲时间宽度表示不同的信息，每1位信息由3个时间单元组成，当返回数据为1时，前2个时间单元为有电流，第3个时间单元没有电流返回，当返回数据是0时，前1个时间单元有电流返回，后两个时间单元没有电流返回。
3.根据权利要求1所述的一种火灾报警系统总线通讯协议，其特征在于：所述火灾报警控制器发送的广播命令中，可变长度地址位的长度范围为0—最大地址位数。
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