CN103609142A - 用于传递信号的隔离器装置 - Google Patents

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Abstract

提供了用于A类疏散系统的隔离器装置。每个隔离器在系统中具有特定的地址。这允许隔离器单独用地址信息和状态信息报告，例如，与系统中，尤其是装置中的错误有关的。在一个实施方式中，扬声器可以与装置连接。这允许单独对扬声器寻址，所以，类似警报和口头消息的专用信息可以发送给特定的扬声器。专用隔离器可用于通告、向网络供电和路由网络流量。路由器提供了创建多条环路、减少连线和增加冗余度的可能性。通过在不同的分支中用扩频调制发送数据，可以发送更多的数据，且分支间串扰的影响极度减少。

Description

用于传递信号的隔离器装置
技术领域
本发明涉及用于传递信号的装置，尤其是用于建立用作疏散系统的网络的装置。
背景技术
依照A类的紧急疏散系统包括连成环路的信号装置，环路包括信号线。在疏散情况下，从基站向环路提供疏散信号。环路包括诸如阿司脱利亚ASB-11至22型隔离器的隔离器装置。隔离器装置用信号线连接。环路连线包括诸如电线对或同轴电缆的两个导体。环路连线用隔离器中断。隔离器通过信号线在接收模块处接收信号。
在接收信号后，信号通过发送单元转发。发送信号的质量被检测。如果信号的质量，就例如电压和/或电流而言，不满足某质量标准，由于规格电压和/或电流的空缺可以标示作为环路一部分的信号线中的短路或开路，因此信号的发送中断。随后，通过仍然处于良好状态的环路中的信号线，从另一侧馈送环路。环路建立为单环路，在单环路上提供模拟音频信号。
发明内容
拥有更多功能的、改进的装置是优选的。
在第一方面，提供了用于疏散系统的路由器。该路由器包括第一路由器输入/输出模块和第二路由器输入/输出模块，第一路由器输入/输出模块包括用于连接第一信号线的第一路由器终端对，第二路由器输入/输出模块包括用于连接第二信号线的第二路由器终端对。第一路由器调制解调器与第一路由器输入/输出模块连接，第二路由器调制解调器与第二路由器输入/输出模块连接。路由器进一步包括路由器处理单元，路由器处理单元与第一路由器调制解调器和第二路由器调制解调器连接，从而通过第一路由器调制解调器和第二路由器调制解调器传送数据。处理单元设置为，指示第一路由器调制解调器，将数据调制到第一频谱中；指示第二路由器调制解调器，将数据调制到与第一频谱不重叠的第二频谱中。
通过在不同的和不相交的频带中发送数据，串扰的影响极度减少；第一频谱对第二频谱没有影响。如果第一频谱较低，且重要谐波主要出现在第二频谱中，可能有问题。通过使用合适的调制技术，这可以减少或减轻。此外，通过合适的调制，可以在一根信号线上同时提供多个数据信道。
在一个实施例中，第一路由器调制解调器，通过第一高通滤波器，与第一路由器输入/输出模块连接，并且，第二路由器调制解调器，通过第二高通滤波器，与第二路由器输入/输出模块连接。
通过使用高通滤波器，数据信号可以叠加在电源电压信号上，提供了大信号电源信号的小信号数据调制。只要源信号的频率远远低于第一频谱和第二频谱的频率，数据可以从源信号完好地滤出。在这种情况下，直流电源电压的使用尤其有利。
在一个进一步的实施例中，高通滤波器是电感耦合器。
通过使用电感耦合器，路由器的数据处理部分与路由器的电源部分和路由器的终端电流隔离。这意味着，在网络中，诸如短路和开路的电源异常和其它异常，对向来敏感的数据处理电子设备，没有大的影响，或根本没有影响。这创造了健壮的装置，它在疏散系统中是重要的。应当注意，当第一路由器调制解调器和第二路由器调制解调器不调制/解调，且不发送/接收不重叠频谱中的数据时，该实施例也工作。
另一个路由器的实施例包括电源模块，电源模块用于从疏散系统向路由器提供电能，电源模块与第一路由器输入/输出模块和第二路由器输入/输出模块连接，从而由此获得电能。路由器进一步包括第一开关和第二开关，第一开关在第一路由器终端对与电源模块之间，第二开关在第二路由器终端对与电源之间。
如果疏散系统中的异常出现在第一路由器终端对或第二路由器终端对，本实施例允许通过断开可用的开关隔离终端对。在与那个路由器对连接的信号线短路和/或开路的情况下，这尤其有利，但在异常出现在数据流量中有的情况下，也有利。应当注意，当第一路由器调制解调器和第二路由器调制解调器不调制/解调，不发送/接收不重叠频谱中的数据时，该实施例也工作。在那种情况下，路由器包括本实施例的部件，尽管，是否路由器处理单元设置为指示调制解调器在非重叠频谱中调制/解调并发送/接收数据，是无关的。
一个再进一步的实施例，包括路由器电源监控单元，路由器电源监控单元用于监控，第一路由器终端对上的第一电压电平，和第二路由器终端对上的第二电压电平。在路由器中，电源监控单元与路由器处理单元操作性地耦合，从而，向路由器处理单元，提供关于第一电压电平和第二电压电平的信息；路由器处理单元设置为，如果第一电压电平低于第一电压阈值，断开第一开关，如果第二电压电平低于第二电压阈值时，断开第二开关。
换言之，路由器也起到隔离器装置的作用，包括用于接收信号的第一终端，用于发送所接收信号的第二终端，用于监控第二终端所发送信号质量的信号质量监控模块，用于从第一终端向第二终端传递信号的传递模块，和控制模块；控制模块设置为：从信号完整性监控模块接收信息；如果通过第二终端发送的信号质量满足预定标准，指示传递模块向第二终端传递从第一终端接收的信号；如果通过第二终端发送的信号质量不满足预定标准时，指示传递模块不向第二终端传递来自第一终端的信号。
这样，与出现短路和开路之类异常的装置和/或信号线连接的终端，跟路由器和网络中与该路由器连接的其它装置，直接隔离。这增加了网络的质量和完整性。应当注意，当第一路由器调制解调器和第二路由器调制解调器不调制/解调，不发送/接收不重叠频谱中的数据时，该实施例也工作。在那种情况下，路由器包括本实施例的部件，尽管，是否路由器处理单元设置为指示调制解调器在非重叠频谱中调制/解调并发送/接收数据，是无关的。
在另一个实施例中，第一路由器终端对的第一路由器终端与第二路由器终端对的第一路由器终端导电性连接，第一路由器终端对的第二路由器终端与第二路由器终端对的第二路由器终端导电性连接，第一电压阈值等于第二电压阈值。
本实施例使直流电流能够不受阻碍地从第一终端对流至第二终端对，通过电源模块，向包括路由器的整个系统提供电能供应。
在另一个实施例中，在第一路由器终端对与第一开关之间，第一路由器调制解调器与第一路由器终端对连接，在第二路由器终端对与第二开关之间，第二路由器调制解调器与第二路由器终端对连接。
如果出现异常，且终端对隔离，数据仍然可以从那个终端对取回，同时，装置的能量供应和消耗部分已与疏散系统的至少一部分隔离。对于调制解调器与终端通过电感耦合器连接的实施例，本实施例工作得尤其好，因为在终端与调制解调器之间有电流隔离。应当注意，当第一路由器调制解调器和第二路由器调制解调器不调制/解调，不发送/接收不重叠频谱中的数据时，该实施例也工作。在那种情况下，路由器包括本实施例的部件，尽管，是否路由器处理单元设置为指示调制解调器在不重叠频谱中调制/解调并发送/接收数据，是无关的。
路由器调制解调器与第三路由器输入/输出模块连接；路由器处理单元与第三路由器调制解调器连接，并进一步设置为，指示第三路由器调制解调器，调制数据到与第一频谱和第二频谱不重叠的第三频谱中。
对于本实施例，可以用多个环路创建网络，这增加了网络的冗余度。此外，在需要独立环路的建筑中，构建网络需要较少的连线。对于传统单环路疏散网络系统，必须单独地从底楼至每个报警区提供环路。对于本实施例，在每个区域中，提供两个路由器，从这两个路由器的第一个到这两个路由器的第二个构成环路。这样，主环路需要从底楼到顶楼，并在每层提供次环路。
如上所论，使用不相交的、用于数据传送的频谱减少或甚至减轻了串扰的影响。
在第二方面，提供了消息传送装置。消息传送装置包括：第一消息传送输入/输出模块和第二消息传送输入/输出模块，第一消息传送输入/输出模块包括用于连接第一信号线的第一消息传送终端对，第二消息传送输入/输出模块包括用于连接第二信号线的第二消息传送终端对。消息传送调制解调器与第一消息传送输入/输出模块和第二消息传送输入/输出模块连接，消息传送处理单元与消息传送调制解调器连接，从而通过消息传送调制解调器传送数据。消息传送装置进一步包括消息传送电源监控单元和制作电路(rendering circuit)，消息传送电源监控单元用于监控，第一消息传送终端对上的第一电压电平，和第二消息传送终端对上的第二电压电平，制作电路用于制作(render)用于再现的传送数据。在消息传送装置中，第一消息传送终端对的第一消息传送终端与第二消息传送终端对的第一消息传送终端导电性连接，第一消息传送终端对的第二消息传送终端与第二消息传送终端对的第二消息传送终端，通过消息传送开关导电性连接。此外，消息传送电源控制单元与消息传送处理单元操作性耦合，从而，向消息传送处理单元，提供关于第一电压电平和第二电压电平的信息，并且，路由器处理单元设置为，如果第一电压电平低于第一电压阈值，或者如果第二电压电平低于第二电压阈值，断开消息传送开关。
本装置尤其好地适合用根据第一方面的路由器建立疏散网络系统。在调制解调器配置为发送、接收、调制和解调第一频谱和第二频谱中的数据和数据信号时，它工作得尤其好。此外，如果在那些终端检测到异常，本装置隔离终端。
第三方面提供用于向网络供电的网络电源装置，网络包括至少一个根据第一方面的路由器和至少一个根据第二方面的消息传送装置。网络电源装置包括第一电源输入/输出模块和第二电源输入/输出模块，第一电源输入/输出模块包括用于连接第一信号线的第一电源终端对，第二电源输入/输出模块包括用于连接第二信号线的第二电源终端对。电源调制解调器与第一电源输入/输出模块和第二电源输入/输出模块连接，电源处理单元与消息传送调制解调器连接，从而，通过消息传送调制解调器传送数据。网络电源装置进一步包括电源监控单元和电源单元，电源监控单元用于监控第一电源终端对上的第一电压电平和第二电源终端对上的第二电压电平，电源单元与第一电源输入/输出模块和第二电源输入/输出模块连接，从而，向网络提供电能。在网络电源装置中，第一电源终端对的第一电源终端与第二电源终端对的第一电源终端，通过第一电源开关导电性连接，第一电源终端对的第二电源终端与第二电源终端对的第二电源终端，通过第二电源开关导电性连接。此外，电源控制单元与电源处理单元操作性地耦合，从而，向电源处理单元，提供关于第一电压电平和第二电压电平的信息；路由器处理单元设置为，如果第一电压电平低于第一电压阈值，或者如果第二电压电平低于第二电压阈值，断开第一电源开关和第二电源开关。
本装置尤其好地适合用根据第一方面的路由器和根据第二方面的消息传送装置建立疏散网络系统。根据第三方面的装置向路由器和消息传送装置两者提供电源。在调制解调器配置为发送、接收、调制和解调第一频谱和第二频谱中的数据和数据信号时，它工作得尤其好。此外，如果在这些终端检测到异常，本装置隔离终端。
第四方面提供疏散网络系统，包括根据第一方面的第一路由器和根据第一方面的第二路由器，根据第二方面的第一消息传送装置和根据第二方面的第二消息传送装置，以及至少一个根据第三方面的网络电源装置。在疏散网络系统中，第一路由器的第一路由器输入/输出模块，与第一消息传送装置的第一消息传送输入/输出模块，通过一根信号线连接，从而，在第一频谱中传送数据；第一消息传送装置的第二消息传送输入/输出模块，与第二路由器的第一路由器输入/输出模块，通过一根信号线连接，从而，在第一频谱中传送数据；第二路由器的第二路由器输入/输出模块，与网络电源装置的第一电源输入/输出模块，通过一根信号线连接，从而，在第二频谱中传送数据，并向网络的元件供电；网络电源装置的第二电源输入/输出模块，与第二消息传送装置的第一消息传送输入/输出模块，通过一根信号线连接，从而，在第二频谱中传送数据，并向网络的元件供电；第二消息传送装置的第二消息传送输入/输出模块，与第一路由器的第二路由器输入/输出模块，通过一根信号线连接，从而，在第二频谱中传送数据。
附图说明
现在要用附图进一步详细地讨论本发明。在附图中，
图1显示第一疏散网络系统；
图2显示集线器装置；
图3显示通告装置；
图4显示电源装置；
图5显示第二疏散网络系统；
图6A显示第一信号谱；
图6B显示第二信号谱；以及
图6C显示第三信号谱。
具体实施方式
图1显示了疏散网络系统100，疏散网络系统100包括具有第一扬声器392.1的、与之连接的第一通告装置300.1，具有第二扬声器392.1的、与之连接的第二通告装置300.1，具有第三扬声器392.1的、与之连接的第三通告装置300.1，以及具有第四扬声器392.1的、与之连接的第四通告装置300.1。
在第一通告装置300.1与第二通告装置300.2之间，提供了第一电源装置400.1。在第二通告装置300.2与第四通告装置300.4之间，提供了第二集线器装置200.2。在第四通告装置300.4与第三通告装置300.3之间，提供了第二电源装置400.2。在第三通告装置300.3与第一通告装置300.1之间，提供了第一集线器装置200.1。
在本实施方式中，第一集线器装置200.1具有与之连接的计算机102，用于向疏散网络系统100提供数据。这样的数据可以是用于编写疏散网络系统100程序的计算机可执行指令，用于疏散系统所包括的各种扬声器392的一个或多个再现的音频数据，其它数据，或者它们的组合。
疏散网络系统100的各种装置，通过相邻装置之间的信号线，连接在环路中。提供的信号线优选地是成对的电导体，或者平行作为一对导线，或者与中心导线同轴，中心导线周围环绕着绝缘包层，绝缘包层再次用导体包覆。
图2进一步详细地显示了集线器装置200。集线器装置200包括第一信号输入/输出模块，第一信号输入/输出模块包括第一终端对228，第一终端对228包括第一终端228.1、第二终端228.1和第一开关222，第一开关222包括第一晶体管222.1和第二晶体管222.2。提供的晶体管222优选地是MOSFET。第一终端对228与第一调制解调器220相互连接，起到了第一收发器的作用，用于通过第一信号输入/输出模块接收和发送数据。第一调制解调器220通过第一电感耦合器226与第一终端对228连接。
调制解调器220优选地包括英特隆的INT6400和INT1400电路。这种电路的组合接收物理信号，并在MAC层提供信息，从而进一步用集线器装置200的更多部件处理。
集线器进一步包括第二信号输入/输出模块，第二信号输入/输出模块包括第二终端对238，第二终端对238包括第一终端238.1，第二终端238.1和第二开关232，第二开关232包括第一晶体管232.1和第二晶体管232.2。提供的晶体管232优选地是MOSFET。第二终端对238与第二调制解调器230相互连接，起到了第二收发器的作用，用于通过第二信号输入/输出模块接收和发送数据。第二调制解调器230通过第二电感耦合器236与第二终端对238连接。
集线器进一步包括第三信号输入/输出模块，第三信号输入/输出模块包括第三终端对238，第三终端对238包括第一终端238.1，第二终端238.1和第三开关242，第三开关242包括第一晶体管232.1和第二晶体管232.2。提供的晶体管232优选地是MOSFET。第三终端对238与第三调制解调器230相互连接，起到了第三收发器的作用，用于通过第三信号输入/输出模块接收和发送数据。第三调制解调器230通过第三电感耦合器236与第三终端对238连接。
第一调制解调器220、第二调制解调器230和第三调制解调器240分别通过第一信号输入/输出模块、第二信号输入/输出模块和第三信号输入/输出模块接收带有调制数据的信号。第一调制解调器220、第二调制解调器230和第三调制解调器240解调来自接收信号的数据，并通过数据开关210向集线器处理单元202提供解调数据。这种结构使集线器装置200也能够起路由器的作用。为了通过任何终端对发送数据，第一调制解调器220、第二调制解调器230和第三调制解调器240调制待发送的数据，从而，叠加在与各终端对连接的信号线上已经存在的信号上。或者，数据不经调制就发送和/或接收，并作为基带信号提供给终端对，从而，叠加在与各终端对连接的信号线上已经存在的信号上。
集线器处理单元210设置为控制集线器装置200各种部件的操作，并与大容量存储模块204连接，大容量存储模块204包括RAM存储器204.1、闪存存储器204.2和闪存存储设备204.3。这里的第一个包括易失性存储器，后两个包括非易失性存储器。存储在闪存存储设备204.3中的数据，首先存储在闪存存储器204.2中。随后，数据存储在闪存存储设备204.3中。这种在闪存存储设备中存储数据的方法确保了在集线器装置200突然断电的情况下的数据完整性。存储的数据可以是计算机可执行指令，用于编写集线器处理单元202的程序，并用于存储与集线器装置有关的其它数据，如在疏散网络系统100中识别集线器装置200的唯一标识符。
集线器处理单元210进一步与双网装置206连接，双网装置206包括第一网络接口206.1和第二网络接口206.2。双网装置206使集线器装置200能够与其它装置通信，如图1所示个人计算机102。通信优选地通过以太网协议或类似的协议完成。
集线器处理单元210也与通用输入/输出模块208连接。通用输入/输出模块208设置为与各种各样的装置通信，并可以包括各种连接器和控制器，例如USB插口和控制器，RS-232插口和控制器，IEEE1384插口和控制器，蓝牙收发器和控制器，IEEE802.11收发器和控制器，其它，或者它们的组合。
如图2所示，信号输入/输出模块的终端并联：第一终端对228的第一终端228.1与第二终端对238的第一终端238.1和第三终端对248的第一终端248.1连接。第一终端对228的第二终端228.2与第二终端对238的第二终端238.2和第三终端对248的第二终端248.2连接。连接是导电的。
第一终端和第二终端与电源模块254连接。电源模块254设置为向集线器装置200的各种元件提供电能。电能通过与疏散网络系统100连接的第一、第二和/或第三输入/输出模块取得，电压经缓冲和调节，随后提供给了集线器装置200的各种元件。电源模块254也与储能器256连接，储能器256用于提供后备能量，以防电源模块254接收不到任何来自疏散网络系统100的能量。储能器256可以包括电池、电容器、另一个储能装置、或者它们的组合。
第一终端和第二终端也与电源控制单元252连接。电源控制单元252设置为测量并监控输入/输出模块终端对上的电压。另外或可选地，电源控制单元252设置为监控通过集线器装置200的任何一个终端电流电平。电源控制单元252测量终端上的电压，并把测量值与阈值下限和/或阈值上限作比较。在一个实施方式中，不同的阈值可以应用在不同的终端对上。如图2描述的实施方式，终端分两组与来自每个输入/输出模块的导体导电连接，终端对上的电压与每个输入/输出终端的一样。因此，就本实施方式而言，测量电压与阈值上限和阈值下限比较。
如果测量电压高于阈值上限或低于阈值下限，这可以表示疏散网络系统100中的错误情况。尤其，如果测量电压低于阈值下限，这可以表示信号线中的短路。因此，一旦查出测量电压降到低于阈值下限，第一开关222、第二开关232和第三开关242断开，把第一终端对228、第二终端对238和第三终端对248与集线器装置200的其它元件的导电连接断开。
由于至调制解调器的导电耦合器与开关和终端之间的终端连接，调制解调器和终端之间的电感耦合器保持。可选地，在开关和电源模块254之间，提供电感耦合器，从而，在错误情况下，把调制解调器与终端的连接完全断开。应当注意，对于如图2描述的结构，数据仍可以通过电感耦合器被调制解调器接收。
在如图2描述的结构中，不能直接检测出短路发生在哪个终端对上。为了在断开所有开关后正确地检测出短路，首先闭合第一开关222。如果测量电压下降，第一开关再次断开。随后，第二开关232闭合。如果测量电压下降，第二开关再次断开。随后，第三开关242闭合。如果测量电压下降，第三开关再次断开。通过闭合-如果必要-断开三个开关，可以检测并隔离发生错误情况的终端对。
对于这个次序，电源模块254测量电压，比较电压，如果出现异常，将异常通知集线器处理单元202。随后，如果需要采取行动，集线器处理单元202可以令电源模块254断开开关。这可以直接或者通过电源模块254完成。通过遵循这个次序，可以有效地隔离两个终端之间短路的终端对。
在进一步讨论过通告装置300和电源装置400的详细观点后，将讨论集线器装置200的进一步操作。
图3显示了通告装置300。通告装置300包括具有第一终端328.1和第二终端328.2的第一终端对328，以及具有第一终端338.1和第二终端338.2的第二终端对338。终端对的第一终端直接导电连接，终端对的第二终端通过起开关作用的MOSFET322导电连接。可选地，第一终端也通过开关连接。第一电感耦合器326与第一终端对328和第二电感耦合器336连接。调制解调器320，用于调制和解调包括数据的信号，通过两个导电耦合器与两个终端对连接。
通告装置300进一步包括电源控制单元352。电源控制单元352设置为测量和监控终端对上的电压。电源控制单元352与终端对的第一终端和终端对的第二终端连接。由于第二终端通过MOSFET322连接，而MOSFET322可以处于断开的不导电状态，电源控制单元352在MOSFET322的两侧与第二终端连接。
电源控制单元352测量终端上的电压，并把测量值与阈值下限和/或阈值上限作比较。在一个实施方式中，不同的阈值可以应用在不同的终端对上。
如图3描述的实施例中，终端分两组与来自每个输入/输出模块的导体导电连接，终端对上的电压与每个终端对的一样。因此，就本实施方式而言，测量电压与一个阈值上限和一个阈值下限比较。
如果测量电压高于阈值上限或低于阈值下限，这可以表示疏散网络系统100中的错误情况。尤其，如果测量电压低于阈值下限，这可以表示信号线中的短路。因此，一旦检测出测量电压降到低于阈值下限，MOSFET322关闭。这样，第一终端对328与第二导体对338隔离。
在另一个实施例中，在终端对的第一终端之间，也可以提供像第二MOSFET的另一个开关，从而把第一终端对328和第二终端对338完全分开。由于至调制解调器的电导耦合器与开关和终端之间的终端连接，调制解调器和终端之间的电感耦合保持。如果疏散网络系统100的各种部件以电浮置方式提供，即与接地终端隔离，第二MOSFET可以是不必的。
电源控制单元352与通告处理单元302和电源模块354连接。电源模块354设置为向通告装置300的各种元件提供电能。电能通过与疏散网络系统100连接的第一、第二和/或第三输入/输出模块取得，电压经缓冲和调节，随后提供给了通告装置300的各种元件。电源模块354也与储能器356连接，储能器356用于提供后备能量，以防电源模块354得不到任何来自疏散网络系统100的能量。储能器356可以包括电池、电容器、另一个储能装置、或者它们的组合。
通告处理单元302与通用输入/输出模块306连接。通用输入/输出模块306设置为与各种各样的装置通信，并可以包括各种连接器和控制器，例如USB插口和控制器，RS-232插口和控制器，IEEE1384插口和控制器，RJ45插口和以太网控制器，蓝牙收发器和控制器，IEEE802.11收发器和控制器，其它，或者它们的组合。
通告装置300进一步包括存储器304，存储器304用于存储计算机可执行指令，计算机可执行指令用于编写通告处理单元302的程序，并用于存储与通告装置有关的其它数据，如在疏散网络系统100中识别通告装置300的唯一标识符。
通告处理单元302进一步与音频制作模块(audio rendering module)308连接。音频制作模块308设置为把调制解调器320接收并解调的信号转换为如同声音信号的扬声器392可再现的信号。为了这个目的，音频制作模块308包括至少一个放大器。
此外，音频制作模块308可以包括数模转换器和/或音频解压单元。在一个优选的实施例中，音频制作模块308包括PCM/PWM(脉冲编码调制/脉冲宽度调制)编码解码器(编码器/解码器)，且放大器是D类放大器，编码解码器向D类放大器提供数据信号。编码解码器转而通过通告处理单元302接收来自调制解调器320的数据。
图4显示了电源装置400。电源装置400包括第一终端对428和第二终端对438，第一终端对428包括第一终端428.1和第二终端428.1，第二终端对438包括第一终端438.1和第二终端438.2。终端对的第一终端和终端对的第二终端分别通过开关422连接，开关422包括第一MOSFET422.1和第二MOSFET422.2。
电源装置400包括调制解调器420，调制解调器420通过第一电感耦合器426与第一终端对428连接，并通过第二电感耦合器436与第二终端对438连接。当开关422闭合，即处于导通状态时，两个终端对上的信号相同。调制解调器420作为收发器操作，并设置为调制和解调信号，该信号包括通过两个终端对、通过两个电导耦合器发送和接收的数据。
调制解调器420与电源处理单元402耦合，电源处理单元402设置为控制电源装置400的元件。电源处理单元402与存储模块404耦合，存储模块404用于存储计算机可执行指令，计算机可执行指令用于编写电源处理单元402的程序，并用于存储与通告装置有关的其它数据，如在疏散网络系统100中识别电源装置400的唯一标识符。
电源装置400进一步包括作为电压电平控制装置的第一DC/DC转换器466和作为电压控制装置的第二DC/DC转换器468。第一DC/DC转换器466与电源调节模块464耦合。电源调节模块464与电源连接器连接，电源连接器用于接收来自任何常用源的电源供应，例如常用的、来自墙壁插座的常规230伏50赫兹或110伏60赫兹。电源调节模块464设置为调整输入电压和电流，并向第一DC/DC转换器466和第二DC/DC转换器468提供稳定的直流电压。电源调节模块464可以包括开关电源或功率因数控制电路。
DC/DC转换器也设置为测量电源装置终端上的电压，并如上所论连同其它装置操作开关422。如果DC/DC转换器中的任何一个检测到电压下降，例如由信号线中的短路引起，开关422，更详细地说，第一MOSFET422.1和第二MOSFET422.2设置为处于断开状态，即不导通状态。DC/DC转换器也关闭。随后，DC/DC转换器再次接通电源，同时保持开关422断开，以分开第一终端对428和第二终端对438。如果DC/DC转换器检测到，虽然提供了电压，例如24伏，但是电压电平仍然下降至预定阈值之下，有关的DC/DC转换器关闭。因为开关422断开，所以终端对与另一个终端对隔开，而一个终端对的短路对其它终端对没有任何影响。
应当注意，虽然在开关422断开时，在第一终端对428与第二终端对438之间，不再有导电通路，但是调制解调器420仍然与两个终端对电感耦合。由于终端与调制解调器之间的电流隔离，对此，对于电源装置400数据部件的其余部分，终端之间的短路对数据发送和接收没有影响。虽然短路了，或者就此断开了，但是调制的数据仍然可以发送、转发和接收，这取决于数据调制的方式。
在第一DC/DC转换器466、第二DC/DC转换器468和电源调节模块464之间，有储能器456，储能器456用于提供后备能量，以防电源装置400得不到任何来自主电源或疏散网络系统100的能量。储能器456可以包括电池、电容器、另一个储能装置、或者它们的组合。
电源处理单元402与通用输入/输出模块406连接。通用输入/输出模块306设置为与各种各样的装置通信，并可以包括各种连接器和控制器，例如USB插口和控制器，RS-232插口和控制器，IEEE1384插口和控制器，RJ45插口和以太网控制器，蓝牙收发器和控制器，IEEE802.11收发器和控制器，其它，或者它们的组合。
在疏散网络系统100中，集线器装置200设置为控制网络流量，通告装置300设置为向扬声器提供信号，从而提供声音疏散系统，电源装置400设置为向疏散网络系统100提供电能。除了在已经提供的结构中，各种元件也可以配置于图5所描述的进一步的疏散网络系统500中。
在疏散网络系统500中，第一集线器装置200.1具有通过第三分部与之连接的第五通告装置300.5。第五通告装置300.5与第三电源装置400.3连接，第三电源装置400.3转而与第六通告装置300.6连接。第六通告装置300.6与第二集线器装置200.2连接。
疏散网络系统的各种部件由第一电源装置400.1、第二电源装置400.2和第三电源装置400.3供电。电源装置，用15伏与32伏之间的、优选是24伏的直流电压，提供能量。为了提供合适的冗余度，在疏散网络系统500的每个分支中，提供了电源装置。电源由疏散网络系统500的每个部件传送，每个部件取出所需能量。
为了通过疏散网络系统500传送数据，提供了调制解调器，调制解调器与每个部件的终端电感耦合。调制解调器向电感耦合器提供数据信号，在疏散网络系统部件间信号线的各分段上，产生了调制直流信号。电感耦合器起到了高通滤波器的作用，使调制解调器能够既接收信号线上有的数据信号，又接收从直流信号过滤出来的数据信号。
在正常操作和疏散操作中，数据信息转发给疏散网络系统500的各种部件。在集线器装置200提供的节点处，依据信息要到的部件，信息发送给进一步的分支。如上所论，每个部件都有储存于其中的地址，以唯一地识别疏散网络系统中的部件。
在正常操作中，测试信号可以提供，用于选择性地、单独地轮询疏散网络系统500的各种部件。轮询优选地在第一集线器装置200.1中完成。可选地，轮询由计算机102处理。在另一个替代方案中，每个集线器装置200轮询一至三个与之连接的分支中的装置。此外，在正常操作中，音频数据也可以传送，用于被扬声器392再现。音频数据，以广播模式，或者通过单独访问通告装置300，发送给通告装置300。
在疏散操作中，疏散指令，用口头信息或如同缓慢喊叫声的警报，通过广播，或单播，或窄播，或类似的，或它们的组合，在疏散网络系统500各处的数据信息中提供。数据作为对直流电源电压的调制向周围发送，该调制通过向与信号线耦合的电感耦合器提供数据信号建立。为了在疏散网络系统500的各处连续地提供多条信息，数据的调制由处理单元和/或疏散网络系统500各种部件的存储器提供，基带数据用扩频调制，用频分复用(FDM)。
数据优选地调制到6MHz的频带，它可以传输多达300个的10kHz正常音频信号，这对口语文本而言是充足的，或者150个，或者多达70个的20kHz高质量声道。这种调制方式允许在信号线上发送多个音像数据流。然而，其它的调制和复用方法也可以用，包括时分复用、码分复用、冲突检测多路接入、相移调制、频率调制、幅度调制、其它或它们的组合。
用于疏散系统的信号线包括两个电导体，或者屏蔽，或者不屏蔽，这取决于疏散网络系统500部署地区司法管辖的法律要求。虽然使用了扩频调制，但是干扰可能仍然是一个问题，尤其对于母线中提供的两根相邻的信号线。因为可靠性在疏散网络系统500中至关重要，所以这样的串扰和其它干扰风险应尽可能多地减少。因此，集线器装置200的第一调制解调器220、第二调制解调器230和第三调制解调器240，通过数据开关210(图2)，把集线器处理单元202提供的基带数据，调制到不同的频谱。
第一调制解调器220把基带数据调制到第一频谱612，第一频谱612的描述在第一强度对频率图610中，第二调制解调器230把基带数据调制到第二频谱622，第二频谱622的描述在第二强度对频率图620中，第三调制解调器240把基带数据调制到第三频谱632，第三频谱632的描述在第三强度对频率图630中。第一频谱612、第二频谱622和第三频谱632优选地不重叠，提供互补的频谱。这意味着，与一个集线器装置200连接的每个分支中的数据信号，在不同的频谱中提供。这样，相邻信号线之间的串扰对传输数据的数据完整性没有影响。
第一频谱612、第二频谱622和第三频谱632可以永久地分配给第一调制解调器220、第二调制解调器230和第三调制解调器240。可选地，在疏散网络系统500的第一次操作期间，频谱用握手协议分配。
对于通告装置300和电源装置400，这些装置的调制解调器适用于集线器装置200为通告装置300和电源装置所在分支设置的频谱。
通过疏散网络系统500发送的数据可以粗略地分为两类：音频数据和服务数据。服务数据涉及各种部件的操作，可以包括用于编写处理单元程序的软件更新等。音频数据只会用于通告装置300。如上所示，通告装置300具有储存于其中的唯一标识符。这允许调制解调器320滤出只用于特定通告装置的信息。这样，万一有紧急情况，音频数据可以明确地发送至特定地点。
例如，特别信息，在指示保持冷静并等待救援时，专用于电梯系统，或者在指示勿用电梯并使用楼梯时，专用于通到电梯系统的房间。可选地，万一只在特定房间中检测到火灾，人们可能宁愿只是向那个房间提供声音警报。在本实施例中，这样的信息伴随有识别信息，识别信息类似带有唯一地址或地址范围的地址信息。
如果出现错误情况，它对疏散网络系统500和其部件的影响受到限制。如上所论，各种部件设置为选择性隔离部件的终端对。这样，只切断两个装置之间一段受影响的信号线，两个装置之间的短路就可以有效地隔离。并且，由于环路结构，数据可以通过环路中的另一通路提供。图7所描述的疏散网络系统500甚至包括两个环路，这进一步增加了冗余度。
万一信号线断了，导致了开路，那环路也就断了。但是，这种情况下出现断线不是因为任何疏散网络系统500中的装置干预。因此，不规定各种装置的开关干扰。不过，信号线中的断线优选地受到限制，因为信号线中的断线意味着两个导体之间的隔离也没了。并且，因为这可能导致短路，导致开路的断线优选地也隔离。通过终端检测电流有可能发现开路，所以，可以把电流传感器集成到装置中。
一旦检测到如开路和短路之类的错误，检测装置、集线器装置200、通告装置300或电源装置400，通过处理单元产生错误消息，并向外发送错误消息。错误消息包括关于错误类型、唯一标识符和/或疏散网络系统500中装置地址的信息，其它信息或者它们的组合。错误消息可以广播，使所有其它装置意识到错误，并相应地调整。调整可以是按新路径发送数据，进一步隔离网络中的异常，其它或者它们的组合。
换言之，如果某一个疏散网络系统500的装置在终端对检测到异常，各个终端对就隔离了，优选地，数据不再通过那个终端发送，而错误信号通过未隔离的终端对发送，错误包括带有涉及装置识别符的错误消息。然而，在正常操作中，信号会从第一终端对传递至第二终端对。
可选地，错误消息由所有装置单播给疏散网络系统500中的特定装置。优选地，它是集线器装置200，与中央报告单元连接，中央报告单元类似计算机102或者带有LCD屏、LED指示器、其它或其组合的大消息板。
除了终端的短路和开路，其它错误也可以报告，如软件错误，扬声器392或信号灯394之类的、与通告装置连接的其它模块的故障。如上所示，这里的报告可以可视化，发给中央报告单元。
提供了用于A类疏散系统的隔离器装置。每个隔离器在系统内具有特定的地址。这允许隔离器单独用地址信息和状态信息报告，例如，与系统中，尤其是装置中错误有关的。在一个实施例中，扬声器可以与装置连接。这允许扬声器单独寻址，所以，警报和口头消息之类的专用信息可以发送给特定的扬声器。专用隔离器可用于通告，向网络供电和路由网络流量。路由器提供了创建多条环路、减少连线和增加冗余度的可能性。通过在不同的分支中用扩频调制发送数据，可以发送更多的数据，且分支间串扰的影响极度减少。
在解释具体实施方式和相关权利要求时，如“包括”、“包含”、“含有”、“具有”、“是”和“有”的表述应理解为开放式的，即理解为允许有其它未明确说明的物品或部件。提及的单数名词应理解为也指复数，反之亦然。
在以上的描述中，须要明白的是，当一个部件，如层、区域或衬底，以“在……上”、“到……上”或“与……连接”表示与另一个部件的关系时，该部件直接在另一个部件上或与另一个部件连接，或者还具有其它的中间部件。
此外，本发明也可以用比这里描述的本实施例提供的更少的部件来实施，此时，一个部件实现多个功能。正如本发明也可以用比附图所描述的更多的部件来实施，其中，本实施例中的一个部件执行的功能由多个部件共同执行。
本领域的技术人员会很容易明白，本说明书公开的各种参数可以被修改，各个公开的和/或要求保护的实施例可以在不偏离本发明范围的情况下组合。
按规定，权利要求中的引用标号不限制权利要求的范围，添加后仅增强了权利要求的可读性。

Claims (23)

1.一种用于疏散系统的路由器，包括：
-第一路由器输入/输出模块，所述第一路由器输入/输出模块包括第一路由器终端对，所述第一路由器终端对用于连接第一信号线；
-第二路由器输入/输出模块，所述第二路由器输入/输出模块包括第二路由器终端对，所述第二路由器终端对用于连接第二信号线；
-第一路由器调制解调器，所述第一路由器调制解调器与所述第一路由器输入/输出模块连接；
-第二路由器调制解调器，所述第二路由器调制解调器与所述第二路由器输入/输出模块连接；
-路由器处理单元，所述路由器处理单元与所述第一路由器调制解调器和所述第二路由器调制解调器连接，用于通过所述第一路由器调制解调器和所述第二路由器调制解调器传递数据，所述路由器处理单元设置为：
-指示所述第一路由器调制解调器在第一频谱中调制所述数据；
-指示所述第二路由器调制解调器在第二频谱中调制所述数据，所述第二频谱与所述第一频谱不重叠。
2.根据权利要求1所述的路由器，其中，所述第一路由器调制解调器通过第一高通滤波器与所述第一路由器输入/输出模块连接，并且，所述第二路由器调制解调器通过第二高通滤波器与所述第二路由器输入/输出模块连接。
3.根据权利要求2所述的路由器，其中，所述高通滤波器是电感耦合器。
4.根据权利要求3所述的路由器，进一步包括电源模块，所述电源模块用于从所述疏散系统向所述路由器提供电能，所述电源模块能与所述第一路由器输入/输出模块和所述第二路由器输入/输出模块连接以由此获得电能，所述路由器进一步包括：
-第一开关，所述第一开关在所述第一路由器终端对与所述电源模块之间；以及
-第二开关，所述第二开关在所述第二路由器终端对与所述电源之间。
5.根据权利要求4所述的路由器，进一步包括路由器电源监控单元，所述路由器电源监控单元用于监控所述第一路由器终端对上的第一电压电平和所述第二路由器终端对上的第二电压电平，其中：
-所述电源监控单元与所述路由器处理单元操作性地耦合，以向所述路由器处理单元提供关于所述第一电压电平和所述第二电压电平的信息；以及
-所述路由器处理单元设置为，如果所述第一电压电平低于第一电压阈值，断开所述第一开关，以及如果所述第二电压电平低于第二电压阈值，断开所述第二开关。
6.根据权利要求5所述的路由器，其中：
-所述第一开关包括第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管在所述第一路由器终端对的第一路由器终端与所述电源模块之间，所述第二晶体管在所述第一路由器终端对的第二路由器终端与所述电源之间；以及
-所述第二开关包括第三晶体管和第四晶体管，所述第三晶体管在所述第二路由器终端对的第一路由器终端与所述电源模块之间，所述第四晶体管在所述第二路由器终端对的第二路由器终端与所述电源之间。
7.根据权利要求5或6所述的路由器，其中，所述第一路由器终端对的第一路由器终端与所述第二路由器终端对的第一路由器终端导电性连接，所述第一路由器终端对的第二路由器终端与所述第二路由器终端对的第二路由器终端导电性连接，所述第一电压阈值等于所述第二电压阈值。
8.根据权利要求7所述的路由器，其中，所述处理单元设置为，在所述路由器启动期间：
-闭合所述第一开关，并断开所述第二开关；
-接收关于所述第一电压电平的信息；
-如果所述第一电压电平低于所述第一电压阈值，断开所述第一开关；
-闭合所述第二开关；
-接收关于所述第二电压电平的信息；
-如果所述第二电压电平低于所述第二电压阈值，断开所述第二开关。
9.根据权利要求5至8中任一权利要求所述的路由器，其中，在所述第一路由器终端对与所述第一开关之间，所述第一路由器调制解调器与所述第一路由器终端对连接，在所述第二路由器终端对与所述第二开关之间，所述第二路由器调制解调器与所述第二路由器终端对连接。
10.根据上述任一权利要求所述的路由器，其中：
-所述第一路由器调制解调器设置为，用于接收在所述第一频谱中调制的第一信号，以及用于解调所述第一信号；
-所述第二路由器调制解调器设置为，用于接收在所述第二频谱中调制的第二信号，并用于解调所述第二信号。
11.根据上述任一权利要求所述的路由器，进一步包括：
-第三路由器输入/输出模块，所述第三路由器输入/输出模块包括第二路由器终端对，所述第二路由器终端对用于连接第三信号线；以及
-第三路由器调制解调器，所述第三路由器调制解调器与所述第三路由器输入/输出模块连接；
-所述路由器处理单元与所述第三路由器调制解调器连接，并进一步设置为，指示所述第三路由器调制解调器在第三频谱中调制所述数据，所述第三频谱与所述第一频谱和所述第二频谱不重叠。
12.根据上述任一权利要求所述的路由器，其中，所述数据包括音频数据，所述音频数据包括疏散指令。
13.一种消息传送装置，包括：
-第一消息传送输入/输出模块，所述第一消息传送输入/输出模块包括第一消息传送终端对，所述第一消息传送终端对用于连接第一信号线；
-第二消息传送输入/输出模块，所述第二消息传送输入/输出模块包括第二消息传送终端对，所述第二消息传送终端对用于连接第二信号线；
-消息传送调制解调器，所述消息传送调制解调器与所述第一消息传送输入/输出模块和所述第二消息传送输入/输出模块连接；
-消息传送处理单元，所述消息传送处理单元与所述消息传送调制解调器连接，用于通过所述消息传送调制解调器传送数据；
-消息传送电源监控单元，所述消息传送电源监控单元用于监控，所述第一消息传送终端对上的第一电压电平，和所述第二消息传送终端对上的第二电压电平；
-制作电路，所述制作电路用于制作用于再现的传送数据；
其中：
-所述第一消息传送终端对的第一消息传送终端与所述第二消息传送终端对的第一消息传送终端导电性连接，所述第一消息传送终端对的第二消息传送终端与所述第二消息传送终端对的第二消息传送终端通过消息传送开关导电性连接；
-所述消息传送电源控制单元与所述消息传送处理单元操作性地耦合，以向所述消息传送处理单元提供关于所述第一电压电平和所述第二电压电平的信息；以及
-所述路由器处理单元设置为，如果所述第一电压电平低于第一电压阈值或者如果所述第二电压电平低于第二电压阈值，断开所述消息传送开关。
14.根据权利要求13所述的消息传送装置，其中，所述消息传送调制解调器通过高通滤波器与所述第一消息传送输入/输出模块和所述第二消息传送输入/输出模块连接。
15.根据权利要求14所述的消息传送装置，其中，所述高通滤波器是电感耦合器。
16.根据权利要求13所述的消息传送装置，其中，所述制作单元是音频制作单元，所述音频制作单元设置为处理传送数据，用于作为扬声器的声音信号的再现。
17.一种用于向网络供电的网络电源装置，所述网络包括至少一个根据权利要求1所述的路由器和至少一个根据权利要求13所述的消息传送装置，所述网络电源装置包括：
-第一电源输入/输出模块，所述第一电源输入/输出模块包括第一电源终端对，所述第一电源终端对用于连接第一信号线；
-第二电源输入/输出模块，所述第二电源输入/输出模块包括第二电源终端对，所述第二电源终端对用于连接第二信号线；
-电源调制解调器，所述电源调制解调器与所述第一电源输入/输出模块和所述第二电源输入/输出模块连接；
-电源处理单元，所述电源处理单元与所述消息传送调制解调器连接，用于通过所述消息传送调制解调器传送数据；
-电源监控单元，所述电源监控单元用于监控，所述第一电源终端对上的第一电压电平，和所述第二电源终端对上的第二电压电平；
-电源单元，所述电源单元与所述第一电源输入/输出模块和所述第二电源输入/输出模块连接，用于向所述网络提供电能；
其中：
-所述第一电源终端对的第一电源终端与所述第二电源终端对的第一电源终端，通过第一电源开关导电性连接，所述第一电源终端对的第二电源终端与所述第二电源终端对的第二电源终端，通过第二电源开关导电性连接；
-所述电源控制单元与所述电源处理单元操作性地耦合，用于向所述电源处理单元提供关于所述第一电压电平和所述第二电压电平的信息；以及
-所述路由器处理单元设置为，如果所述第一电压电平低于第一电压阈值或者如果所述第二电压电平低于第二电压阈值，断开所述第一电源开关和所述第二电源开关。
18.根据权利要求17所述的网络电源装置，其中，所述消息传送调制解调器通过高通滤波器与所述第一消息传送输入/输出模块和所述第二消息传送输入/输出模块连接。
19.根据权利要求18所述的网络电源装置，其中，所述高通滤波器是电感耦合器。
20.根据权利要求17至19中任一权利要求所述的网络电源装置，其中，由所述电源单元向所述第一电源输入/输出模块和所述第二电源输入/输出模块提供的电压电平在直流15伏与直流32伏之间。
21.根据权利要求20所述的网络电源装置，其中，由所述电源单元向所述第一电源输入/输出模块和所述第二电源输入/输出模块提供的电压电平为直流24伏。
22.一种疏散网络系统，包括：
-根据权利要求1所述的第一路由器，和根据权利要求1所述的第二路由器；
-根据权利要求13所述的第一消息传送装置，和根据权利要求13所述的第二消息传送装置；
-至少一个根据权利要求17所述的网络电源装置；
其中：
-所述第一路由器的所述第一路由器输入/输出模块通过信号线连接到所述第一消息传送装置的所述第一消息传送输入/输出模块，用于在所述第一频谱中传送数据；
-所述第一消息传送装置的第二消息传送输入/输出模块通过信号线连接到所述第二路由器的所述第一路由器输入/输出模块，用于在所述第一频谱中传送数据；
-所述第二路由器的所述第二路由器输入/输出模块通过信号线连接到所述网络电源装置的所述第一电源输入/输出模块，用于在所述第二频谱中传送数据，并用于向所述网络的所述元件供电；
-所述网络电源装置的所述第二电源输入/输出模块通过信号线连接到所述第二消息传送装置的所述第一消息传送输入/输出模块，用于在所述第二频谱中传送数据，并用于向所述网络的所述元件供电；以及
-所述第二消息传送装置的所述第二消息传送输入/输出模块通过信号线连接到所述第一路由器的所述第二路由器输入/输出模块，用于在所述第二频谱中传送数据。
23.疏散网络系统，其中，所述信号线包括两根导线。
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