CN103812744B - 基于rs‑422总线结构的双向双环报警通信控制系统 - Google Patents

Abstract

基于RS‑422总线结构的双向双环报警通信控制系统，克服了现有技术实时性、可靠性和抗破坏能力差的缺陷，特征是包括总控计算机和1～255个通信控制器，总控计算机和通信控制器均有第一通信口和第二通信口，由4条导线按下列规律连接，第一通信口发送端与第二通信口接收端连接，第一通信口接收端与第二通信口发送端连接，一个通信周期只发送一次主控指令，接力传送，报警数据也接力传送，不间断的被依次传送至主控计算机，有益效果是提高了通信的实时性、可靠性和抗破坏能力，系统能根据通信环路中通信控制器数量的多少智能地确定通信周期，当某个通信控制器发生故障时，只影响本通信控制器的工作；系统所发生的故障，均能在线立即发现。

Description

基于RS-422总线结构的双向双环报警通信控制系统

技术领域

本发明属于安防报警通信控制系统技术领域，特别涉及一种基于RS-422总线结构的通信控制系统, 尤其是通信周期优化的基于RS-422总线结构的双向双环报警通信控制系统。

背景技术

周界入侵探测技术广泛应用于各种重要场所，如机场、油库、监狱和军事基地。周界报警系统一般分为两个独立的子系统，一是报警传感子系统，二是报警信息传输和处理子系统，也称为通信控制子系统。由于RS-485总线结构简单，只需要两条导线连接，且成本低，所以现有技术中的周界报警通信控制系统广泛采用RS-485总线构成的主-从结构，但这种结构采用固定周期轮询的方式，存在着实时性、可靠性和抗破坏能力差的缺陷，一但某处线路断路，则从断路处至末端的所有通信将无法完成，因此这种系统并不适合周界报警系统。由于RS-422总线结构相对复杂，需要四条导线连接，成本高，安装调试复杂，在周界通信控制系统中很少使用，即使使用也是采用固定周期轮询的方式，同样存在着实时性、可靠性和抗破坏能力差的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足与缺陷，提供一种可以提高报警通信控制系统的实时性、可靠性及抗破坏能力的基于RS-422总线结构的双向双环报警通信控制系统。

本发明采用的技术方案包括总控计算机和1～255个通信控制器，所述总控计算机和每个通信控制器均有第一通信口和第二通信口，所述总控计算机和1～255 个通信控制器由4条导线连接， 4条导线按下列规律进行连接，第一通信口发送端与第二通信口的接收端相连接，第一通信口接收端与第二通信口的发送端相连接，通过上述连接组成基于RS-422总线结构的双向双环报警通信控制系统, 所述总控计算机通过其第一通信口的发送端向第一通信控制器的第二通信口的接收端发送主控指令，第一通信控制器收到指令后，一方面通过其第二通信口的发送端向总控计算机的第一通信口的接收端发送报警数据，另一方面通过其第一通信口发送端将主控指令发送到第二通信控制器的第二通信口的接收端，当第一通信控制器的第一通信口的接收端接收到第二通信控制器发送的报警数据时，第一通信控制器将通过其第二通信口的发送端向总控计算机的第一通信口转发；其它通信控制器重复以上通信过程，直至最后一个通信控制器，此时各通信控制器的报警数据将不间断的被发送到总控计算机的第一通信口；总控计算机通过第二通信口的通信过程同第一通信口的通信过程，只是方向相反，从而实现了双向双环通信，所述1～255 个通信控制器采用串联连接，一个通信周期只发送一次主控指令，接力传送，报警数据也采用接力传送，报警数据将不间断的被依次传送至主控计算机,总控计算机每收到一帧数据，将立即进行处理，并将结果显示在屏幕上和分发至视频控制设备，同时将报警信息写入数据库，以备查证。

所述通信控制器包括RS-422总线结构的第一通信口和第二通信口、单片机系统、报警信息输入电路、报警现场设备控制输出电路、电源电路、地址设置开关和波特率设置开关，其中，第一通信口和第二通信口与单片机系统双向连接，报警信息输入电路、报警现场设备控制输出电路、电源电路、地址设置开关和波特率设置开关均与单片机系统相连接。

所述总控计算机经过一个通信周期后，将对第一通信口和第二通信口两个通信口收到的报警数据量进行比较，并根据设置的通信控制器的数量和地址综合判断，当收到的数据与设置的通信控制器的数量与地址相同时，则通信环路工作正常；当收到的数据与设置的通信控制器的数量与地址不同时，判断是线路故障还是通信控制器的故障，在屏幕上弹出故障信息框供用户处理并记录。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）提高了通信的实时性，系统能根据整个通信环路中通信控制器安装数量的多少智能地确定通信周期，安装的数量少，则通信周期短，反之，则周期加长，避免了固定周期轮询带来的通信实时性差的问题；

（2）提高了系统的可靠性和抗破坏能力，当线路发生一处断路时，不影响系统正常工作，当发生两处时，则只影响两个断点之间的通信控制器工作；当某个通信控制器发生故障时，只影响本通信控制器的工作；

（3）具有实时故障发现能力，系统所发生的故障，均能在线立即发现，给出实时故障信息并记录，提醒用户察看现场，确定是否有人破坏或及时维修。

附图说明

图1是本发明系统连接示意图；

图2是本发明通信控制器原理方框图；

图3是本发明通信控制器程序流程图

图4是本发明报警信息处理软件程序流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明采取的技术方案是由1台装有报警信息处理软件的总控计算机1和1～n个通信控制器2组成，n最大为255，所述总控计算机1和1～n个通信控制器2由4条导线3连接，所述总控计算机1和每个通信控制器2均有第一通信口COM1和第二通信口COM2，4条导线3按下列规律进行连接，第一通信口COM1发送端A1和B1与第二通信口COM2的接收端Y2和Z2相连接，第一通信口COM1接收端Y1和Z1与第二通信口COM2的发送端A2和B2相连接，即总控计算机1的第一通信口COM1通过导线3连接到第一通信控制器2-1的第二通信口COM2，第一通信控制器2-1的第一通信口COM1通过导线3连接到第二通信控制器2-2的第二通信口COM2， 第二通信控制器2-2的第一通信口COM1通过导线3连接到第三通信控制器2-3的第二通信口COM2，按此规律依次连接至第n个通信控制器2-n，第n个通信器的第一通信口COM1通过导线3连接到总控计算机1的第二通信口COM2，通过上述连接组成了基于RS-422总线结构的双向双环报警通信控制系统，共同完成报警信息的采集、传输、处理和显示工作。

工作时，总控计算机1通过其第一通信口COM1的发送端A1和B1向第一通信控制器2-1的第二通信口COM2的接收端Y2和Z2发送主控指令，第一通信控制器2-1收到指令后，一方面通过其第二通信口COM2发送端A2和 B2向总控计算机1的第一通信口COM1的接收端Y1和Z1发送报警数据，另一方面通过其第一通信口COM1的发送端A1和B1将主控指令发送到第二通信控制器2-2的第二通信口COM2的接收端Y2和Z2，当第一通信控制器2-1的第一通信口COM1的接收端Y1和Z1接收到第二通信控制器2-2发送的报警数据时，第一通信控制器2-1将通过其第二通信口COM2的发送端A2和B2向总控计算机1的第一通信口COM1转发；其它通信控制器的通信过程将重复以上工作，直至最后一个通信控制器2-n，此时各通信控制器2的报警数据将不间断的被发送到总控计算机1的第一通信口COM1。

总控计算机1通过第二通信口COM2的通信过程同第一通信口COM1的通信过程，只是方向相反，从而实现了双向双环通信。

在上述系统中，1～n个通信控制器2采用串联连接方式，一个通信周期只发送一次主控指令，接力传送，报警数据也采用接力传送，报警数据将不间断的被依次传送至主控计算机1；总控计算机1每收到一帧数据，将立即进行处理，并将结果显示在屏幕上和分发至视频控制设备，同时将报警信息写入数据库，以备查证，有效的解决了固定周期轮询实时性差的问题。

总控计算机1经过一个通信周期后，将对第一通信口COM1和第二通信口COM2 两个通信口收到的报警数据进行比较，并根据设置的通信控制器2的数量和地址综合判断，当收到的数据与设置的通信控制器2的数量与地址相同时，则表示通信环路工作正常；当收到的数据与设置的通信控制器2的数量与地址不同时，则表示通信环路发生故障，即判断是线路3的故障还是通信控制器2的故障，并在屏幕上弹出故障信息框供用户处理并记录；无论是系统自身故障或人为破坏均将实时地被发现；由于线路是双向双环工作，当线路发生一处断路时，如第一通信控制器2-1与第二通信控制器2-2之间的线路3断路时，总控计算机1的第一通信口COM1将收到第一通信控制器2-1的报警数据，总控计算机1的第二通信口COM2将收到其它通信控制器2的报警数据，故所有通信控制器2的报警数据均能采集到，所以并不影响系统正常工作；同样，当发生两处线路3断路时，只影响两个断点之间的通信控制器2的工作；当某个通信控制器2发生故障时，如第三通信控制器2-3故障时，总控计算机1的第一通信口COM1将收到第一通信控制器2-1和第二通信控制器2-2的报警数据，总控计算机1的第二通信口COM2将收到其它通信控制器2的报警数据，故只影响第三通信控制器2-3的工作。本发明通信环路从软件和硬件两个方面采取了加强措施，从而有效地提高了系统的可靠性和抗破坏能力。

所述通信控制器原理如图2所示，本发明通信控制器包括RS-422总线结构的第一通信口COM1和第二通信口COM2、单片机系统7和报警信息输入电路8、报警现场设备控制输出电路9、电源电路5、地址设置开关4和波特率设置开关6，其中，第一通信口COM1和第二通信口COM2与单片机系统7双向连接，报警信息输入电路8、报警现场设备控制输出电路10、电源电路5、地址设置开关4和波特率设置开关6均与单片机系统7相连接。

通信控制器程序流程如图3所示，通信控制器通电后，首先进行初始化步骤110，再通过路径1101进入报警查询步骤120，当无报警时，则通过路径1202返回到报警查询步骤120，当有报警时，则通过路径1201进入存储步骤130，对报警信息进行存储,然后通过路径1301进入何口指令查询步骤140，若是总控计算机1的第一通信口COM1指令，则通过路径1401进入到何种指令判断步骤150，若是主控指令，则通过路径1501依次进入到向总控计算机1的第一通信口COM1回传报警信息步骤160和向向总控计算机1的第二通信口COM2发送主控指令步骤170，然后通过路径1701返回到报警查询步骤120，继续进行报警信息查询；若是控制指令，则通过路径 1502进入执行指令回传数据步骤180，回传数据，执行完后，通过路径1801返回到报警查询步骤120，继续进行报警信息查询，若是报警数据，则通过路径1503进入到第一通信口数据转发步骤190，完成数据转发，然后通过路径1901返回到报警查询步骤120，继续进行报警信息查询；若是总控计算机1的第二通信口COM2指令，则通过路径1402进入到何种指令判断步骤200，若是主控指令，则通过路径2001依次进入到向总控计算机1的第二通信口COM2回传报警信息步骤210和向总控计算机1的第一通信口COM1发送主控指令步骤220，然后通过路径2201返回到报警查询步骤120，继续进行报警信息查询；若是控制指令，则通过路径2002进入执行指令回传数据步骤230，回传数据，执行完后，通过路径2301返回到报警查询步骤120，继续进行报警信息查询，若是报警数据，则通过路径2303进入到总控计算机1的第二通信口数据转发步骤240，完成数据转发，然后通过路径2401返回到报警查询步骤120，继续进行报警信息查询。

报警信息处理软件程序流程图如图4，所述报警信息处理软件由设置模块16和监控17模块组成，其中：设置模块16主要完成监控所需要的必须设置，包括载入地图161、设置防区162、通信设置163、查询操作164、用户管理165和设置备份166共6种设置，其中：载入地图161用于载入需要监控区域的地图，地图格式有：JPG 、TIF、和BMP；确定比例尺用于计算地图的比例尺，以准确确定防区的长度；设置防区162用于防区的施划和删除，门名称的设置用于围界各种出入口名称的设置和删除；通信设置163用于设置通信所使用的串行口、波特率、通信周期智能确定、对外通信对象、通信控制器与防区的关联；查询操作164用于报警信息、系统操作和系统故障的查询，以保证事后的查证工作；设置备份166采用一键备份，用于设置模块的备份，包括备份和恢复，以保证系统出现问题时快速恢复原有设置，方便用户使用；用户管理165主要用于系统授权，以保证系统正常工作和操作安全；

软件启动后，首先通过数据库查询步骤18查询是否存在数据库，若数据库不存在，则通过路径181进入建立数据库步骤19，自动建立所需要的数据库，然后通过路径182进入设置模块16，根据菜单栏的菜单进行所需要的设置，所有设置的内容均有数据库进行记录，设置完成后，通过路径183进入监控模块17，通过路径171进入监控开始步骤20，同时通过路径202进入开始计时步骤34，当监控开始步骤20开始后，通过路径201进入到总控计算机的第一通信口COM1发送主控指令步骤21，总控计算机的第一通信口COM1发送主控指令后，通过路径211进入到收到数据步骤22，收到1帧数据后，通过路径221进入到数据检查步骤23，进行数据正确性检查，若不正确，通过路径232返回到收到数据步骤22，接收数据，若正确，通过路径231进入信息检查步骤24，检查数据种类，若是控制数据，通过路径242进入到屏幕显示防区步骤33，完成屏幕显示防区实际状态，完成后，返回到收到数据步骤22，接收数据，若是报警数据，通过路径241进入屏幕显示报警步骤25，屏幕显示报警，依次进入音响报警步骤26、对外发送报警信息步骤27和数据库记录报警信息步骤28，分别完成音响报警、对外发送报警信息和数据库记录报警信息，再通过路径282返回到收到数据步骤22，通过路径281进入等待处理步骤29，等待值班员对报警进行处理，若处理，则通过路径292进入重新布防步骤31或通过路径29进入屏蔽步骤30，完成重新布防或屏蔽，通过路径301进入到发送控制指令步骤32，发送主控指令，通过路径321返回到收到数据步骤22。

当步骤34计时开始后，通过路径341进入到第一单程检查步骤35，检查第一单程时间是否到，若时间到，则通过路径351进入到总控计算机的第二通信口COM2发送主控指令步骤36，主控计算机1通过第二通信口COM2发送主控指令，通过路径361返回收到数据步骤22，同时通过路径362进入到开始计时步骤37，开始计时，通过路径371进入第二单程检查步骤38，检查第二单程时间是否到，通过路径381进入故障判断步骤39，进行故障判断，若无故障，通过路径392返回到发送主控指令步骤21，若有故障，通过路径391进入显示故障步骤40，屏幕显示故障，然后通过路径401返回到发送主控指令步骤21。以上通信过程循环工作，直到监控被关闭。

Claims (3)

1.基于RS-422总线结构的双向双环报警通信控制系统，包括总控计算机（1）和1～255个通信控制器（2），所述1～255 个通信控制器（2）采用串联连接，所述总控计算机（1）和每个通信控制器（2）均有第一通信口（COM1）和第二通信口（COM2），其特征在于，所述总控计算机（1）和1～255 个通信控制器（2）由4条导线（3）连接， 4条导线（3）按下列规律进行连接，第一通信口（COM1）发送端（A1）和（B1）与第二通信口（COM2）的接收端（Y2）和（Z2）相连接，第一通信口（COM1）接收端（Y1）和（Z1）与第二通信口（COM2）的发送端（A2）和（B2）相连接，所述总控计算机（1）通过其第一通信口（COM1） 的发送端（A1）和（B1）向第一通信控制器（2-1）的第二通信口（COM2）的接收端（Y2）和（Z2）发送主控指令，第一通信控制器（2-1）收到指令后，一方面通过其第二通信口（COM2）的发送端（A2）和（B2）向总控计算机（1）的第一通信口（COM1）的接收端（Y1）和（Z1）发送报警数据，另一方面通过其第一通信口（COM1）发送端（A1）和（B1）将主控指令发送到第二通信控制器（2-2）的第二通信口（COM2）的接收端（Y2）和（Z2），当第一通信控制器（2-1）的第一通信口（COM1）的接收端（Y1）和（Z1）接收到第二通信控制器（2-2）发送的报警数据时，第一通信控制器（2-1）将通过其第二通信口（COM2）的发送端（A2）和（B2）向总控计算机（1）的第一通信口（COM1）转发；其它通信控制器重复以上通信过程，直至最后一个通信控制器，此时各通信控制器（2）的报警数据将不间断的被发送到总控计算机（1）的第一通信口（COM1）；总控计算机（1）通过第二通信口（COM2）的通信过程同第一通信口（COM1）的通信过程，只是方向相反，从而实现了双向双环通信，一个通信周期只发送一次主控指令，接力传送，报警数据也采用接力传送，报警数据将不间断的被依次传送至主控计算机（1）,总控计算机（1）每收到一帧数据，将立即进行处理，并将结果显示在屏幕上和分发至视频控制设备，同时将报警信息写入数据库，以备查证。

2.根据权利要求1所述基于RS-422总线结构的双向双环报警通信控制系统，其特征在于，所述通信控制器（2）包括RS-422总线结构的第一通信口（COM1）和第二通信口（COM2）、单片机系统（7）、报警信息输入电路（8）、报警现场设备控制输出电路（9）、电源电路（5）、地址设置开关（4）和波特率设置开关（6），其中，第一通信口（COM1）和第二通信口（COM2）与单片机系统（7）双向连接，报警信息输入电路（8）、报警现场设备控制输出电路（9）、电源电路（5）、地址设置开关（4）和波特率设置开关（6）均与单片机系统（7）相连接。

3.根据权利要求1所述基于RS-422总线结构的双向双环报警通信控制系统，其特征在于，所述总控计算机（1）经过一个通信周期后，将对第一通信口（COM1）和第二通信口（COM2）两个通信口收到的报警数据量进行比较，并根据设置的通信控制器（2）的数量和地址综合判断，当收到的数据与设置的通信控制器（2）的数量与地址相同时，则通信环路工作正常；当收到的数据与设置的通信控制器（2）的数量与地址不同时，判断是线路（3）故障还是通信控制器（2）的故障，在屏幕上弹出故障信息框供用户处理并记录。