CN102750800B - 一种火灾自动报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种火灾自动报警系统，它是一个由单片机控制的火灾探测单元和控制器、灭火装置构成。火灾探测单元的供电电源由电网经半波整流获得，另半波时间用于经电源线通信，系统采用电网周波特征值的计数值作为系统同步的时间基准。当发生火灾时，可实现报警、火警参数显示并采取有效措施控制火情的发展，将火灾消灭在萌芽状态。

Description

一种火灾自动报警系统

(一)技术领域：

本发明涉及一种火灾自动报警系统，它是一个由单片机控制的火灾探测单元和控制器、灭火装置构成。火灾探测单元的供电电源由电网经半波整流获得，另半波时间用于经电源线通信，系统采用电网周波特征值的计数值作为系统同步的时间基准。当发生火灾时，可实现报警、火警参数显示并采取有效措施控制火情的发展，将火灾消灭在萌芽状态。

(二)背景技术：

火灾报警系统一般由火灾探测器、区域控制器和集中控制器组成。火灾探测器通过对火灾发出的物理、化学现象，例如烟雾、热、光等等的探测，将探测到的火情信号转化成火警电信号传递给区域控制器，区域控制器将接收到火警信号后经分析处理发出声光报警信号，并显示火灾在该区域的具体位置。集中控制器是接收区域控制器的火灾报警信号后以声光形式报警，其屏幕上也显示出着火的楼层和具体地点。随着电子产品技术发展，智能化火灾报警系统已并非传统意义上的简单的报警设备，而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术和传感器技术的应用，但在构成经济的普及的可靠的火灾报警系统，遇到了系统资源难以充分发挥和成本限制的问题，有待于各方继续探索努力解决。

(三)发明内容：

火灾自动报警系统基本都是采用总线传输方式，通过监控单元将待巡检的地址信号发送到总线上，经过一定时序，监控单元从总线上读回信息，执行响应报警的处理功能，一般时序要求严格，每个时序都有其固定含义，其基本顺序要求为：发地址…等待…读信息…等待。控制器周而复始地执行上述时序，完成对整个信号源的检测。并在总线上实现信息交换，并且都采用RS485、RS232、12C总线的多根总线结构，因此通常火灾自动报警系统硬件复杂，造价昂贵。

本发明涉及一种火灾自动报警系统，它由控制器和多个探测单元、灭火装置构成，系统中每个探测单元、灭火装置和控制器均在公用的电源开关接通后开始对电网周波的一个特征值计数，并用该计数值作为系统同步的时间基准，常规计时时间作为系统精细的时间基准，其特征值计数可以采用对电网周波过零点计数，由于电网交流电源频率低，且仅在过零点附近判定取得，因此具有极高的准确性和稳定性。所有探测单元的供电电源取自市电电网经变压后由公用的整流二级管作半波整流获得，另半波时间用于经交流电源线向控制器发送数据，而控制器和灭火装置的供电电源则由电网全波整流获得，探测单元的交流电源线作为探测单元、灭火装置和控制器的数据通信线，控制器还通过RS232接口与上位机通信，当上位机为集中控制器时本控制器即为区域控制器，每个探测单元都装有拨码开关和单片机，其信号传输的通道上均接有一个隔离二级管，用于隔离交流电源，同时用于将探测的火警等级数据经电源线向控制器发送，采用单片机的目的是用于直接针对火灾探测器判定所检测到的火警信号，所述控制器和灭火装置其数据传输的通道均接有一个电子开关，该电子开关在电网向系统供电的半波时间关断，另半波时间导通，所述探测单元是由火灾探测器所检测到的火警信号，经信号处理成具有不同火警等级的信号送单片机判定处理，由于外界环境条件，如温度、风速、强电磁场、人工光等因素，会对不同类型的火灾探测器正常工作受到影响，或者造成假信号使火灾探测器误报，单片机根据报警信号的持续时间强度变化速度等特征判定并分级向控制器传递报警信息，同时还由于各家生产的火灾探测器不能通用不能彼此代替，采用不同的探测单元还可根据周围环境特点选择不同火灾探测器如感温、感光、感烟及其复合等，使系统具有广泛的适应性，发送报警信息时，探测单元是由其地址顺序所确定的发送时间自动按顺序循环向控制器发送火灾数据，无须控制器发送寻址信号，其发送时间是用电网周波特征值的计数值和常规计时值来表示，并预置在探测单元和控制器中，每次开机各探测单元先读拨码开关地址，以确定自己各个信号发送时间，并首先按时间向控制器依序发送登记信号，然后每个探测单元自动按本探测单元发送时间，向控制器发送探测数据，每次探测单元发送探测数据包含3个时间部分，每1部分占用的时间是由电网周波特征值的计数值来确定，其中第1部分和第2部分视系统所接探测单元数量占用1至9个半波发送时间，并在该发送时间内由常规计时单元计时，并按常规计时单元的计时值，按各探测单元地址再分割成小块时间，每1小块时间用于发送一个探测单元火警等级信号的标记，其标记为一串标记位，如果有该火警等级信号其标记1，否则均为0，第1部分为火警级标记位用于按顺序发送各个探测单元探测数据火警级的标记1，没有火警级则发送0，第2部分为预警级标记位用于按顺序发送各个探测单元探测数据达到预警级的标记1，没有达到预警级则发送0，第3部分为控制器向灭火装置发送地址和控制指令的时间，灭火装置地址固化在存储器中并以查询方式接收控制指令，所有探测单元当前所探测的数据都发送完后，再从头循环发送，控制器根据接收到探测数据时的电网周波特征值的计数值和常规计时单元的计时值来确定探测单元地址，控制器将接收的数据及其地址和时间保存在存储器中。由于由电网周波的一个特征值计数值作为系统同步的时间基准，不但其计数值具有很好的同步，而且常规计时单元的计时值也由于时间短误差极小。

本系统由下列模块构成：

公共的电源开关和整流二级管，用作电源开关控制和电源的半波整流；

控制器，由整流二级管、周波检测、存储器、单片机、电子开关、信号调理、键盘显示器和电源构成，用于接收检测单元发来的检测信号并保存和用于报警发送灭火指令；

探测单元，由隔离二级管、电源、周波检测、存储器、拨码开关、单片机、信号调理、信号处理和火灾探测器构成，在电源前端接有隔离二级管用于隔离直流电源，探测单元用于向控制单元发送检测数据。

灭火装置，由电源、周波检测、存储器、单片机、电子开关、信号调理、驱动电路和灭火器构成，用于在控制器的控制下执行灭火操作。

(四)附图说明：

图1是一种火灾自动报警系统的电路结构方框图。

(五)具体实施方式：

一种火灾自动报警系统的电路结构方框图如图1所示，它用于检测环境有无火灾，一旦发生火灾将实现自动报警和手动报警，并采取有效措施将火灾消灭在萌芽状态。该系统由控制器A、探测单元B、灭火装置C构成，其控制器A由电源2、整流二级管3、周波检测4、存储器5、单片机6、电子开关7、信号调理8、键盘显示器9构成，其中电源2中变压器低压一组接整流二级管3，另一组用作控制器A电源。周波检测4用于将电网周波过零信号经整形后触发单片机6产生中断并对电网周波过零信号计数，电子开关7在单片机6控制下使之在半波整流时间关断，另半波时间导通用于通信。检测单元B由电源12、隔离二级管13、周波检测14、存储器15、拨码开关11、单片机16、隔离二级管17、信号调理18、信号处理19、火灾探测器20构成，其中周波检测14的作用与控制器A中相同。灭火装置C由电源22、周波检测24、存储器25、单片机26、电子开关27、信号调理28、驱动电路29、灭火器30构成，其中周波检测24、电子开关27作用与控制器A中相同，各个执行器C的地址也固化在各自存储器25中。

Claims (2)

1.一种火灾自动报警系统, 它由控制器和多个探测单元、灭火装置构成, 系统中每个探测单元、灭火装置和控制器均在公用的电源开关接通后开始对电网周波的一个特征值计数,并用该特征值的计数值作为系统同步的时间基准, 常规计时时间作为系统精细的时间基准,其特征是, 所有探测单元的供电电源取自市电电网经变压后由公用的整流二级管作半波整流获得,另半波时间用于经交流电源线向控制器发送数据, 而控制器和灭火装置的供电电源则由电网全波整流获得,  探测单元的交流电源线作为探测单元、灭火装置和控制器的数据通信线,控制器还通过RS232接口与上位机通信,每个探测单元都装有拨码开关和单片机,在探测单元中单片机的信号传输的通道上均接有一个隔离二级管二, 用于隔离交流电源,同时用于将探测的火警等级数据经电源线向控制器发送,采用单片机的目的是用于直接针对火灾探测器判定所检测到的火警信号, 所述控制器和灭火装置其数据传输的通道均接有一个电子开关,该电子开关在电网向系统供电的半波时间关断,另半波时间导通, 所述探测单元是由火灾探测器所检测到的火警信号,经信号处理成具有不同火警等级的信号送单片机判定处理,探测单元是由其地址顺序所确定的发送时间自动按顺序循环向控制器发送火灾数据,无须控制器发送寻址信号,其发送时间是用电网周波特征值的计数值和常规计时值来表示,并预置在探测单元和控制器中,每次探测单元发送探测数据包含3个时间部分,每1部分占用的时间是由电网周波特征值的计数值来确定,其中第1部分和第2部分视系统所接探测单元数量占用1至9个半波发送时间,并在该发送时间内由常规计时单元计时,并按常规计时单元的计时值,按各探测单元地址再分割成小块时间,每1小块时间用于发送一个探测单元火警等级信号的标记,其标记为一串标记位,第1部分为火警级标记位用于按顺序发送各个探测单元探测数据火警级的标记1,没有火警级则发送0, 第2部分为预警级标记位用于按顺序发送各个探测单元探测数据达到预警级的标记1,没有达到预警级则发送0, 第3部分为控制器向灭火装置发送地址和控制指令的时间, 灭火装置地址固化在存储器中并以查询方式接收控制指令,所有探测单元当前所探测的数据都发送完后,再从头循环发送, 控制器根据接收到探测数据时的电网周波特征值的计数值和常规计时单元的计时值来确定探测单元地址,控制器将接收的数据及其地址和时间保存在存储器中。

2.根据权利要求1所述的一种火灾自动报警系统,其特征在于它包括:

控制器、探测单元和灭火装置公共的电源开关和整流二级管,用作电源开关控制和电源的半波整流;

控制器, 由整流二级管、周波检测、存储器、单片机、电子开关、信号调理、键盘显示器和电源构成,用于接收探测单元发来的检测信号并保存和用于报警发送灭火指令;

探测单元, 由隔离二级管一、隔离二级管二、电源、周波检测、存储器、拨码开关、单片机、信号调理、信号处理和火灾探测器构成, 在电源前端接有隔离二级管一用于隔离直流电源, 探测单元用于向控制器发送检测数据;

灭火装置, 由电源、周波检测、存储器、单片机、电子开关、信号调理、驱动电路和灭火器构成,用于在控制器的控制下执行灭火操作。

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