CN103985231B - 报警矩阵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及报警装置,公开了一种报警矩阵装置,包括报警通路装置、MCU装置、数据传输装置、报警监控装置,报警通路装置用于传递检测到的信号,MCU装置处理得到的信号,并将信号通过数据传输装置发送至报警监控装置,报警监控装置触发警报,实现报警。本发明的优点在于,具有多路报警通路,适用范围广,控制能力强,数据传输能力高,数据的实时性好,具有较好的应用价值。

Description

报警矩阵装置
技术领域
本发明涉及报警装置,特别涉及一种报警矩阵装置。
背景技术
报警矩阵是指一种采用先进的智能控制芯片,采用先进的智能探测器,实时精确地采集现场的声音、图像或者类型的数据,并对采集到的数据进行智能分析后发出报警信息的装置。
现有的报警矩阵多数只支持单纯的串口上传,而且报警路数过少,限制了使用范围。
发明内容
本发明针对现有技术无法支持多路报警线路的缺点,提供了一种可以支持达32路的报警线路,同时可以保证数据传输的实时性的新型报警矩阵装置。
为实现上述目的,本发明可采取下述技术方案:
报警矩阵装置,包括报警通路装置、MCU装置、数据传输装置以及报警监控装置;
所述报警通路装置包括至少两路的报警通路,所述报警通路包括至少一个的光耦合器,所述报警通路装置用于将检测装置检测到的信号发送至MCU装置;
所述MCU装置采用工业级ARM芯片,用于接收所述报警通路发送的信号,所述MCU装置接收信号后,对信号进行处理,通过数据传输装置将处理后的信号传输至报警监控装置;
所述数据传输装置包括以太网传输装置以及串口通信装置,数据传输装置将接收到的信号发送至报警监控装置,信号经由以太网传输装置以及串口通信装置发送至报警监控装置以提高通信安全性能;
所述报警监控装置记录由数据传输装置发送的信号,启动报警装置以提醒值班监控人员。
于本发明的实施例中,所述以太网传输装置还包括数据包过滤装置;
所述数据包过滤模块用于限制信号中特定类型数据包的传输,包括以下的具体步骤:数据包过滤模块提取数据包的特征值,将特征值与特征库中的数据样本进行对比,将符合特征库中的数据样本的数据包排除以实现过滤,所述特征值包括数据包的来源,数据包的产生时间以及数据包中所包含的特定长度的连续数据段,所述数据包的来源是指报警通路的ID号以及报警通路所在区域的编号,所述数据包的产生时间是指信号产生的时间。
于本发明的实施例中,所述以太网传输装置还包括DMA装置;
所述DMA装置用于实现快速数据吞吐以及IP校验和计算,包括以下的具体步骤:所述DMA装置向MCU装置发出数据传输指令,启动数据传输,将数据由MCU装置的存储区域下载至以太网传输装置的存储区域;同时,将数据的来源IP和目的IP分别发送至MCU装置的指定存储区域,等待数据传输完毕后,向MCU装置发出IP校验指令,同时停止数据传输;MCU装置接收到IP校验指令后,对数据的来源IP和目的IP进行校验,如果校验通过,则向DMA装置发送完成传输指令,并等待DMA装置的数据传输指令;DMA装置接收到完成传输指令后,将数据由以太网传输装置的存储区域发送至报警监控装置。
于本发明的实施例中,当所述MCU装置接收到IP校验指令后,如果校验未通过,则所述MCU装置向DMA装置发送校验失败指令,DMA装置收到校验失败指令后,则停止向以太网传输装置发送数据。
于本发明的实施例中,所述以太网出生年书装置还包括网络变压器;所述网络变压器包括,把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号,并且通过电磁场的转换耦合到连接网线的另外一端。这样不但使网线和PHY之间没有物理上的连接而换传递了信号,隔断了信号中的直流分量,还可以在不同0V电平的设备中传送数据。
于本发明的实施例中,所述MCU装置通过以太网传输装置以及串口通信装置将信号发送至报警监控装置,包括以下具体步骤:MCU装置将待传输的信号分割为若干个数据包,在每个数据包中加入标识串,然后异步地将数据包分别通过以太网传输装置和/或串口通信装置进行传输以提高数据安全性;数据包到达报警监控装置后报警监控装置读取首先到达的数据包的标识串,解析得到数据包的数量后进行等待;每当报警监控装置接收到一个数据包后,均向MCU装置返回一个数据包到达消息;MCU装置接收数据包到达消息后,将发送次序位于该数据包到达消息指向的数据包之前发送的部分或者全部数据包再次通过以太网传输装置以及串口通信装置进行发送。
于本发明的实施例中,所述串口通信装置包括至少2种通信接口,当信号无法经由以太网传输装置抵达报警监控装置时,MCU装置通过串口通信装置与报警监控装置进行通信并传递数据。
于本发明的实施例中,所述串口通信装置包括RS232以及RS485通信接口。
本发明具有以下的显著技术效果:
支持多达32路报警通路,集成了RS232和RS485串行接口以及以太网通信接口,适用范围广。
进一步地,支持高速率的数据传输,最高可达GB/秒级别的数据传输率,可以保证数据传输的实时性,具有较好的应用价值。
附图说明
图1为报警矩阵装置的结构示意图。
图2为以太网传输装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
一种报警矩阵装置,包括报警通路装置100、MCU装置200、数据传输装置300以及报警监控装置400;
所述报警通路装置100包括至少两路的报警通路101,所述报警通路101包括至少一个的光耦合器,光耦合器可以实现报警通路装置401的内部电路与外界信号的隔离,提高了系统的安全性和抗干扰能力,所述报警通路装置100用于将检测装置检测到的信号发送至MCU装置200,所述的检测装置除了包括警报检测器之外,还可以包括视频采集器,音频采集器;
所述MCU装置200采用工业级ARM芯片,使用意法半导体生产stm32系列芯片,STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核,功能强大,执行效率高,能够保证更多的报警路数,同时也保证了报警装置对信号传输的实时性要求,MCU装置200用于接收所述报警通路101发送的信号,所述MCU装置200接收信号后,对信号进行处理,通过数据传输装置300将处理后的信号传输至报警监控装置400;
所述数据传输装置300包括以太网传输装置301以及串口通信装置302,数据传输装置300将接收到的信号发送至报警监控装置400,信号经由以太网传输装置301以及串口通信装置302发送至报警监控装置400以提高通信安全性能;以太网传输装置301应当符合IEEE802.3的全部规范,采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制。它还提供了一个内部DMA模块,以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算。与主控制器的通信通过两个中断引脚和SPI实现,数据传输速率高达10Mb/s。为了保证工作的稳定性,还加入了网络变压器,同时也能够实现长距离的网络传输。
所述报警监控装置400记录由数据传输装置300发送的信号,启动报警装置以提醒值班监控人员。
所述以太网传输装置301还包括数据包过滤模块3011;
所述数据包过滤模块3011用于限制信号中特定类型数据包的传输,包括以下的具体步骤:数据包过滤模块3011提取数据包的特征值,将特征值与特征库中的数据样本进行对比,将符合特征库中的数据样本的数据包排除以实现过滤,所述特征值包括数据包的来源,数据包的产生时间以及数据包中所包含的特定长度的连续数据段,所述数据包的来源是指报警通路101的ID号以及报警通路101所在区域的编号,ID号是报警通路101的内建编号,而报警通路101所在区域的编号则是于安装该报警通路101的同时所设定的编号,该编号与报警通路101的数据采集区域的具体地理位置信息相对应,所述内建编号以及报警通路101所在区域的编号均保存于报警通路101的CMOS芯片中,而报警通路101的数据采集区域的地理位置信息则可以存放于MCU装置200的存储区域,或者也可以放置于远端的报警监控装置400上,当地理位置信息被存放于MCU装置200上时,MCU装置200可以立即调用该信息,在将地理位置信息与报警通路101所在区域的编号相对应之后,在数据包上附加地理位置信息,此时,报警监控装置400接收数据包后,直接读取地理位置信息,在启动报警装置的同时,将该地理位置信息发送至报警装置的输出装置上;当地理位置信息被存放于远端的报警监控装置400上时,MCU装置200无需其他动作,仅仅将报警通路101送达的信号通过数据传输装置300发送至报警监控装置400后,报警监控装置400解析数据包得到报警通路101所在区域的编号后,将该编号与地理位置信息相对应,启动报警装置,并将地理位置信息发送至报警装置的输出装置上,所述数据包的产生时间是指信号产生的时间,该信号由报警通路101的内建时钟得到,MCU装置200间隔一定时间,由报警监控装置400上得到标准时钟信息,并将该标准时钟信息发送至所有报警通路101以矫正时钟。
所述以太网传输装置301还包括DMA装置3012;DMA装置3012在实现DMA传输时,是由DMA装置3012的控制器直接掌管总线,因此,存在着一个总线控制权转移问题。即DMA传输前,CPU要把总线控制权交给DMA控制器,而在结束DMA传输后,DMA控制器应立即把总线控制权再交回给CPU。一个完整的DMA传输过程必须经过DMA请求、DMA响应、DMA传输、DMA结束4个步骤,其中,DMA请求包括,对DMA控制器初始化,并向I/O接口发出操作命令,I/O接口提出DMA请求;DMA响应是指DMA控制器对DMA请求判别优先级及屏蔽,向总线裁决逻辑提出总线请求。当CPU执行完当前总线周期即可释放总线控制权。此时,总线裁决逻辑输出总线应答,表示DMA已经响应,通过DMA控制器通知I/O接口开始DMA传输。DMA传输是指,DMA控制器获得总线控制权后,CPU即刻挂起或只执行内部操作,由DMA控制器输出读写命令,直接控制RAM与I/O接口进行DMA传输,在DMA控制器的控制下,在存储器和外部设备之间直接进行数据传送,在传送过程中不需要中央处理器的参与。开始时需提供要传送的数据的起始位置和数据长度。DMA结束是指,当完成规定的成批数据传送后,DMA控制器即释放总线控制权,并向I/O接口发出结束信号。当I/O接口收到结束信号后,一方面停止I/O设备的工作,另一方面向CPU提出中断请求,使CPU从不介入的状态解脱,并执行一段检查本次DMA传输操作正确性的代码。最后,带着本次操作结果及状态继续执行原来的程序。为了进一步提高数据访问速度,采用DMA交替访问机制,DMA装置3012在其自身的工作周期内,访问数据存储器,进一步地提高数据访问效率。
所述DMA装置3012用于实现快速数据吞吐以及IP校验和计算,包括以下的具体步骤:所述DMA装置3012向MCU装置200发出数据传输指令,启动数据传输,将数据由MCU装置200的存储区域下载至以太网传输装置301的存储区域;同时,将数据的来源IP和目的IP分别发送至MCU装置200的指定存储区域,等待数据传输完毕后,向MCU装置200发出IP校验指令,同时停止数据传输;MCU装置200接收到IP校验指令后,对数据的来源IP和目的IP进行校验,如果校验通过,则向DMA装置3012发送完成传输指令,并等待DMA装置3012的数据传输指令;DMA装置3012接收到完成传输指令后,将数据由以太网传输装置301的存储区域发送至报警监控装置400。
当所述MCU装置接收到IP校验指令后,如果校验未通过,则所述MCU装置200向DMA装置3012发送校验失败指令,DMA装置3012收到校验失败指令后,则停止向以太网传输装置301发送数据。
所述以太网传输装置301还包括网络变压器3013;所述网络变压器3013包括,把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号,并且通过电磁场的转换耦合到连接网线的另外一端。这样不但使网线和PHY之间没有物理上的连接而换传递了信号,隔断了信号中的直流分量,还可以在不同0V电平的设备中传送数据。网络变压器3013具体有T1/E1隔离变压器;ISDN/ADSL接口变压器;VDSL高通/低通滤波器模块、接口变压器;T3/E3、SDH、64KBPS接口变压器;10/100BASE、1000BASE-TX网络滤波器;RJ45集成变压器;还可根据客户需要设计专用变压器。产品主要应用于:高性能数字交换机;SDH/ATM传输设备;ISDN、ADSL、VDSL、POE受电设备综合业务数字设备;FILT光纤环路设备;网络变压器3013在一块网卡上所起的作用主要有两个,一是传输数据,它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号,并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端;一是隔离网线连接的不同网络设备间的不同电平,以防止不同电压通过网线传输损坏设备。除此而外,还能对设备起到一定的防雷保护作用。网络变压器3013把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号,并且通过电磁场的转换耦合到连接网线的另外一端。这样不但使网线和PHY之间没有物理上的连接而换传递了信号,隔断了信号中的直流分量,还可以在不同0V电平的设备中传送数据。
所述MCU装置200通过以太网传输装置301以及串口通信装置302将信号发送至报警监控装置400,包括以下具体步骤:MCU装置200将待传输的信号分割为若干个数据包,在每个数据包中加入标识串,然后异步地将数据包分别通过以太网传输装置301和/或串口通信装置302进行传输以提高数据安全性;数据包到达报警监控装置400后报警监控装置400读取首先到达的数据包的标识串,解析得到数据包的数量后进行等待;每当报警监控装置400接收到一个数据包后,均向MCU装置200返回一个数据包到达消息;MCU装置200接收数据包到达消息后,将发送次序位于该数据包到达消息指向的数据包之前发送的部分或者全部数据包再次通过以太网传输装置301以及串口通信装置302进行发送。
所述串口通信装置302包括至少2种通信接口,当信号无法经由以太网传输装置301抵达报警监控装置400时,MCU装置200通过串口通信装置302与报警监控装置400进行通信并传递数据。
所述串口通信装置302包括RS232以及RS485通信接口。
总之,以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰,皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种报警矩阵装置,其特征在于,包括报警通路装置(100)、MCU装置(200)、数据传输装置(300)以及报警监控装置(400);
所述报警通路装置(100)包括至少两路的报警通路(101),所述报警通路(101)包括至少一个的光耦合器,所述报警通路装置(100)用于将检测装置检测到的信号发送至MCU装置(200);
所述MCU装置(200)采用工业级ARM芯片,用于接收所述报警通路(101)发送的信号,所述MCU装置(200)接收信号后,对信号进行处理,通过数据传输装置(300)将处理后的信号传输至报警监控装置(400);
所述数据传输装置(300)包括以太网传输装置(301)以及串口通信装置(302),数据传输装置(300)将接收到的信号发送至报警监控装置(400),信号经由以太网传输装置(301)以及串口通信装置(302)发送至报警监控装置(400)以提高通信安全性能;
所述报警监控装置(400)记录由数据传输装置(300)发送的信号,启动报警装置以提醒值班监控人员;
所述以太网传输装置(301)还包括数据包过滤模块(3011);
所述数据包过滤模块(3011)用于限制信号中特定类型数据包的传输,包括以下的具体步骤:数据包过滤模块(3011)提取数据包的特征值,将特征值与特征库中的数据样本进行对比,将符合特征库中的数据样本的数据包排除以实现过滤,所述特征值包括数据包的来源,数据包的产生时间以及数据包中所包含的特定长度的连续数据段,所述数据包的来源是指报警通路(101)的ID号以及报警通路(101)所在区域的编号,所述数据包的产生时间是指信号产生的时间。
2.根据权利要求1所述的报警矩阵装置,其特征在于,所述以太网传输装置(301)还包括DMA装置(3012);
所述DMA装置(3012)用于实现快速数据吞吐以及IP校验和计算,包括以下的具体步骤:所述DMA装置(3012)向MCU装置(200)发出数据传输指令,启动数据传输,将数据由MCU装置(200)的存储区域下载至以太网传输装置(301)的存储区域;同时,将数据的来源IP和目的IP分别发送至MCU装置(200)的指定存储区域,等待数据传输完毕后,向MCU装置(200)发出IP校验指令,同时停止数据传输;MCU装置(200)接收到IP校验指令后,对数据的来源IP和目的IP进行校验,如果校验通过,则向DMA装置(3012)发送完成传输指令,并等待DMA装置(3012)的数据传输指令;DMA装置(3012)接收到完成传输指令后,将数据由以太网传输装置(301)的存储区域发送至报警监控装置(400)。
3.根据权利要求2所述的报警矩阵装置,其特征在于,当所述MCU装置接收到IP校验指令后,如果校验未通过,则所述MCU装置(200)向DMA装置(3012)发送校验失败指令,DMA装置(3012)收到校验失败指令后,则停止向以太网传输装置(301)发送数据。
4.根据权利要求2所述的报警矩阵装置,其特征在于,所述以太网传输装置(301)还包括网络变压器(3013);所述网络变压器(3013)包括,把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号,并且通过电磁场的转换耦合到连接网线的另外一端,这样不但使网线和PHY之间没有物理上的连接而换传递了信号,隔断了信号中的直流分量,还可以在不同0V电平的设备中传送数据。
5.根据权利要求1所述的报警矩阵装置,其特征在于,所述MCU装置(200)通过以太网传输装置(301)以及串口通信装置(302)将信号发送至报警监控装置(400),包括以下具体步骤:MCU装置(200)将待传输的信号分割为若干个数据包,在每个数据包中加入标识串,然后异步地将数据包分别通过以太网传输装置(301)和/或串口通信装置(302)进行传输以提高数据安全性;数据包到达报警监控装置(400)后报警监控装置(400)读取首先到达的数据包的标识串,解析得到数据包的数量后进行等待;每当报警监控装置(400)接收到一个数据包后,均向MCU装置(200)返回一个数据包到达消息;MCU装置(200)接收数据包到达消息后,将发送次序位于该数据包到达消息指向的数据包之前发送的部分或者全部数据包再次通过以太网传输装置(301)以及串口通信装置(302)进行发送。
6.根据权利要求1所述的报警矩阵装置,其特征在于,所述串口通信装置(302)包括至少2种通信接口,当信号无法经由以太网传输装置(301)抵达报警监控装置(400)时,MCU装置(200)通过串口通信装置(302)与报警监控装置(400)进行通信并传递数据。
7.根据权利要求6所述的报警矩阵装置,其特征在于,所述串口通信装置(302)包括RS232以及RS485通信接口。
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