CN104809854B - 火警系统的现场连线检测方法以及相应控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提出火警系统的现场连线检测装置。一种用于火警系统的控制器，该控制器能够监测现场连线的线路阻抗或线间阻抗。该控制器通过一个线路连接到现场设备，且该线路远端终接一二极管。该控制器可在线路上交替施加至少两个不同的监测电源电压。该控制器通过读取不同监测电源电压下监测电流的采样值来计算线路阻抗。可选地，该控制器还提供第三监测电源电压，其电压等于或低于终接的二极管的正向开启电压，且通过读取该第三监测电源供电时线路上的监测电流来计算得到线路的线间阻抗。

Description

火警系统的现场连线检测方法以及相应控制器

技术领域

本发明总体涉及通知设备(例如，火警装置)的现场连线(Field wire)的检测，尤其涉及一种针对现场连线的线路阻抗和线间阻抗的检测。

背景技术

在火警系统中，例如声报警器或光报警器的现场器件(Device)经由现场连线(Field Wire)，或称之为线路(Line)，连接到该火警系统的控制器(Control Panel)。控制器(Control Panel)能够经由该线路向各个现场器件提供驱动电流，以使其发出声音和/或闪光报警。然而，现场连线可能因安装不慎或者长期使用造成的磨损而出现线路断路或线间短路的状况。目前的安全标准一般都要求较为准确地判断出线路断路或线间断路故障，即，要求一旦检测到故障则立即上报。

图1示例性地示出了现有的一种火警系统100的原理图。如图1所示，火警系统100包括控制器110、经由线路L+、L-连接到控制器110的一个或多个现场器件(Device)120、以及终接在线路L+、L-远端的终接元件(EOL：End of Line)130。在图1中，简便起见，现场器件仅示例性地示出为扬声器，且其内部自带有用于抑制反向电流的二极管。根据需要，现场器件还可以是光报警器(Strobe)，而且也可以是不自带二极管的现场器件，对于后者则需要在现场器件外部另设有一个抑制反向电流的二极管。图1中的终接元件EOL可以是例如电阻的任何阻性元件。在图1所示的例子中，控制器110具体包括驱动电源Vcc-Drive、监测电源Vcc-Mon、切换单元115、采样电路117，以及连接到切换单元115和采样电路117的控制单元(MCU)113。图1中切换单元115例如为两个联动的开关K1和K2。MCU通过其输出端Ctrl_1和Ctrl_2控制切换单元115中的两个开关K1和K2的动作。采样电路117例如包括一个能够串接在线路上的采样电阻R1。采样电阻R1上的电压MON可由MCU读取。

在图1所示的系统中，控制器110可以工作在两种模式下，即，驱动模式和监测模式。在驱动模式下，MCU 113控制K1和K2切换到如图1所示位置1，即，使得驱动电源Vcc-Drive连接到线路上，以输送正向的驱动电流I_f。这时，每个现场器件都从线路L+、L-上获得能量并动作(例如，发声或发光)。线路上现场器件的个数与控制器的驱动能力以及线路的线损有关。在监测模式下，MCU 113控制K1和K2切换到与如图1所示位置1相反的位置2。这时，控制器110中的监测电源Vcc-Mon连接到线路，以向线路上馈送反向的监测电流Ib，同时采样电路117也连接到线路中。这时，各个现场器件不工作，监测电流Ib流经整条线路且从终接元件(EOL)返回到控制器110侧。采样电路117采样线路上的监测电流大小。MCU 113如果读取不到有效的监测电流，则表明出现了线路断路故障。如果MCU 113监测到线路上的电流超出预定值，则表明出现了线间短路故障。

图1所示的火警系统仅根据监测到的线路上的电流来判断线路是否出现断路或线间短路。然而，在实际应用中，由于现场线路的长度以及现场器件数目各不相同，因而需要一种通过检测线路阻抗或线间阻抗来更为准确地或灵活地判断线路断路或线间短路的装置。

发明内容

本发明一个目的在于提供一种用于火警系统的线路阻抗检测装置，该装置能够较为准确地检测出线路阻抗或线间阻抗，以为用户提供灵活的断路及短路故障判别。

根据本发明一个方面，本发明提出了一种用于火警系统的控制器，所述控制器能够通过一线路驱动一个或多个现场器件，且在所述线路的远端连接有一个作为终接元件的终接二极管，所述控制器包括：一个驱动电源，其向所述线路提供沿第一方向流动的驱动电流，以驱动所述现场器件；至少一个监测电源，其向所述线路至少分别施加第一和第二监测电源电压，以形成与所述第一方向相反的第一和第二监测电流，其中所述第一监测电源电压高于所述第二监测电源电压；一个采样电路，包括与所述线路串联的至少一个采样电阻，用以获得所述线路上的监测电流的采样数据；一个受控的切换单元，其选择性地导通所述驱动电源和所述监测电源中之一到所述线路的电连接，且选择性地导通所述采样电路到所述线路的电连接；一控制单元，其控制所述切换单元和所述采样电路，使得在驱动模式下所述驱动电源连接到所述线路；使得在监测模式下所述两个监测电源电压交替地施加到所述线路上且利用所述采样单元分别获得不同监测电源电压下监测电流的第一和第二采样数据；所述控制单元还利用所获取的第一和第二采样数据、所述第一和第二监测电源电压，基于监测电流回路的欧姆定律，计算得到线路阻抗。

根据本发明一个方面，本发明提出了一种用于火警系统的控制器，所述控制器能够通过线路驱动一个或多个告警器件，且在所述线路的远端连接有一个终接二极管，其特征在于，所述控制器包括：一驱动电源，其向所述线路提供驱动电流，用以驱动所述一个或多个现场器件，所述驱动电流在所述线路上沿第一方向流动；一第三监测电源，能够向所述线路施加第三监测电源电压，以向所述线路提供与第一方向相反的第三监测电流，其中所述监测电源电压等于或低于所述二极管的正向开启电压；一采样电路，包括能够与所述线路串联的至少一个采样电阻，用以获得所述线路上的监测电流的采样数据；一受控的切换单元，能够选择性地导通所述驱动电源和所述第三监测电源中之一到所述线路的电连接，且能够选择性地导通所述采样电路到所述线路的电连接；一控制单元，控制所述切换单元和采样电路，以使得在监测模式下所述第三监测电源电压施加到所述线路上时从所述采样单元获得相应的监测电流的第三采样数据；所述控制单元还利用所获取的第三采样数据、所述第三监测电源电压，基于监测回路的欧姆定律，计算得到所述线路的线间阻抗。

根据本发明又一个方面，本发明提出了一种用于检测火警系统中连接现场器件的线路的方法，其中，所述线路的远端连接有一个作为终接元件的终接二极管，所述方法包括：在监测模式下，交替向所述线路施加第一和第二监测电源电压，以形成与现场器件的驱动电流方向相反的第一和第二监测电流，其中所述第一监测电源电压高于所述第二监测电源电压；在施加第一监测电源电压时，获得线路上的监测电流的第一采样数据；在施加第二监测电源电压时，获得线路上的监测电流的第二采样数据；利用所获取的第一和第二采样数据、所述第一和第二监测电源电压，基于监测电流回路的欧姆定律，计算得到线路阻抗。

根据本发明另一个方面，本发明还提供一种用于火警系统的控制器。所述控制器能够通过线路驱动一个或多个现场器件，且在所述线路的远端连接有一个作为终接元件的二极管，所述控制器包括：一驱动电源，其向所述线路提供驱动电流，用以驱动所述一个或多个现场器件，所述驱动电流在所述线路上沿第一方向流动；至少两个监测电源，能够向所述线路分别提供第一和第二监测电流，所述监测电流在所述线路上沿与第一方向相反的第二方向流动，其中所述二极管连接成其正向导通方向与监测电流的流动方向一致，其中第一监测电源的电压高于第二监测电源的电压；一采样电路，包括能够与所述线路串联的至少一个采样电阻，用以采样所述线路上的监测电流大小；一受控的切换单元，能够选择性地导通所述驱动电源和所述监测电源中之一到所述线路的电连接，且能够选择性地导通所述采样电路到所述线路的电连接；一控制单元，连接到所述切换单元和采样电路，其中所述控制单元包括：配置单元，控制所述切换单元，以使得在驱动模式下所述驱动电源连接到所述线路，在监测模式下所述两个监测电源交替连接到所述线路；读取单元，能够在所述监测模式下每个监测电源连接到所述线路时从所述采样单元获得相应的第一和第二采样数据；计算单元能够利用所获取的第一和第二采样数据、所述两个监测电源的电压基于监测电流回路的欧姆定律，计算得到线路阻抗。

优选地，所述计算单元基于二极管的伏安特性计算所述线路阻抗。例如，所述计算单元基于以下公式计算所述线路阻抗：

其中：

V₁、V₂分别为两个不同监测电源的电压值，V₁大于V₂；

I₁、I₂分别为在两个不同监测电源下获取的采样数据对应的监测电流值；

K是波尔兹曼常数；

T是绝对温度值；

q为电子电荷；

R_sample为监测模式下接入到所述线路的采样电阻值。

优选地，所述控制单元还包括：判断单元，其当所述线路阻抗超出预定阈值时，发出断路告警。优选地，所述采样电阻的阻值与所述线路阻抗在同一量级。优选地，在监测模式下，流过所述终接二极管的监测电流为该二极管反向包含电流的大约10～100倍。

优选地，控制器还包括：第三监测电源，能够向所述线路提供第三监测电流，其中所述第三监测电源的电压等于或低于所述二极管的正向开启电压；所述配置单元，能够使得所述第三监测电源在监测阶段连接到所述线路；读取单元，能够在所述第三监测电源连接到所述线路时从所述采样单元获得相应的第三采样数据；计算单元，能够利用所获取的第三采样数据、所述第三监测电源的电压，基于监测回路的欧姆定律，计算得到所述线路的线间阻抗。

尤为优选地，所述计算单元基于以下公式计算所述线间阻抗：

其中：

V₃为第三监测电源的电压值；

I₃为在所述第三监测电源下读取的采样数据对应的监测电流值；

R_sample为监测模式下接入到所述线路的采样电阻值。

优选地，所述采样电阻的阻值与所述线间阻抗在同一量级。

根据本发明另一个方面，还提供了一种用于火警系统的控制器，所述控制器能够通过线路驱动一个或多个告警器件，且在所述线路的远端连接有一个作为终接元件的二极管，所述控制器包括：一驱动电源，其向所述线路提供驱动电流，用以驱动所述一个或多个现场器件，所述驱动电流在所述线路上沿第一方向流动；一监测电源，能够向所述线路提供监测电流，所述监测电流在所述线路上沿与第一方向相反的第二方向流动，其中所述二极管连接成其正向导通方向与监测电流的流动方向一致，其中监测电源的电压等于或低于所述二极管的正向开启电压；一采样电路，包括能够与所述线路串联的至少一个采样电阻，用以采样所述线路上的监测电流大小；一受控的切换单元，能够选择性地导通所述驱动电源和所述监测电源中之一到所述线路的电连接，且能够选择性地导通所述采样电路到所述线路的电连接；一控制单元，连接到所述切换单元和采样电路，其中所述控制单元包括：配置单元，控制所述切换单元，以使得在驱动模式下所述驱动电源连接到所述线路，在监测模式下所述监测电源连接到所述线路；读取单元，能够在监测电源连接到所述线路时从所述采样单元获得相应的采样数据；计算单元，能够利用所获取的采样数据、所述监测电源的电压，基于监测电流回路的欧姆定律，计算得到线间阻抗。

下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对切换装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1示出了现有的火警系统的一种示意性实施方式的结构框图。

图2示出了根据本发明一个实施例的控制器的结构框图。

图3示出了根据本发明另一个实施例的控制器的结构框图。

图4示出了根据本发明又一个实施例的控制器的结构框图。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。另外，在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

图2示出根据本发明一个实施例的控制器210的具体结构。在图2中，与图1相同的元件采用了相同的附图标记，其功能也与图1中的元件类似，这里不再赘述。如图2所示，除了与图1相同的元件之外，控制器210包括两个监测电源Vcc₁-Mon和Vcc₂-Mon，以及一个可由MCU 213控制的受控开关K3。在一个实施例中，MCU 213具体包括配置单元213_1、读取单元213_3、计算单元213_5。图2中的终接元件EOL 230为一个终接二极管D_EOL。图2所示的控制器210在驱动模式下的工作与图1所示相同，不同之处在于监测模式下的动作。

图2所示的结构适于在监测模式下计算线路阻抗Rc的大小。具体地，在监测模式下，即开关K1和K2在MCU控制下切换至如图2所示的位置2。配置单元213_1进而通过Ctrl_3控制开关K3，使得两个监测电源交替(或称先、后)连接到线路上。同时，在每个监测电源连接到线路上时，读取单元213_3读取由采样电路117获得的相应第一和第二采样数据MON₁、MON₂。计算单元213_5继而基于先后获得的采样数据MON₁、MON₂，计算线路上的阻抗Rc大小。这里，监测电源Vcc₁-Mon和监测电源Vcc₂-Mon的电压值不同，例如，监测电源Vcc₁-Mon的电压值为V1，监测电源Vcc₁-Mon的电压值为V2，且V1>V2。

在一个具体的例子中，假设在监测电源Vcc₁-Mon连接到线路时，线路上的监测电流为I₁，在监测电源Vcc₂-Mon连接到线路时，线路上的监测电流为I₂。这样，线路上的电流I₁和I₂可以表示为：

其中，Vmon₁、Vmon₂分别为采样数据MON₁、MON₂对应的电压值，R_smaple为采样电阻大小，在图2中为R1。

根据欧姆定律，则在监测模式下线路回路分别满足以下公式：

V₁＝I₁×R_sample+I₁×Rc+V_D1 (1)

V₂＝I₂×R_sample+I₂×Rc+V_D2。 (2)

其中，V_D1和V_D2分别表示在不同的监测电源下终接二极管D_EOL的正向电压大小。

若将公式(1)与公式(2)相减并进行相应的变换，则可得到线路阻抗Rc的表达式：

考虑到PN型终接二极管D_EOL的伏安特性公式，其正向电压大小V_D可以表示为当前流过二极管的电流I与反向饱和电流Is的函数。由此，如果将二极管正向电压的表达式带入公式(3)中则可得到：

其中，K为波尔兹曼常数；

T为绝对温度，通常在290K；

q为电子电荷。

由此，计算单元231_5基于采样得到的采样数据计算出当前线路上的电流大小，再参照公式(4)利用I₁和I₂、R1以及V₁和V₂计算得到线路阻抗Rc。这里，如本领域技术人员所熟悉的，如果实际的监测电流回路不同于图2所示，则依据欧姆定律，公式4会相应有所变化。

在上述公式4中，引入了Is远小于I₁和I₂的近似条件。如果I₁>I₂，则优选地I₂>10*Is～100*Is。此外，优选地，采样电阻R_sample的大小优选与线路阻抗Rc在同一量级，例如10～100欧姆。

可选地，MCU 213还可包括一个判断单元213_7。在计算单元213_5计算出线路阻抗Rc之后，判断单元213_7可将计算出的Rc与一个预先确定的断路阈值进行比较。如果Rc大于该断路阈值，则判断单元213_7可发出现场连线的断路告警。断路阈值可由用户根据实际的现场应用场景加以设定。例如，如果驱动电源为24V，每个现场器件的驱动电压为18V、驱动电流为100mA，则线路正常时阻抗最大例如为60欧姆，这样线路断路阈值可设定为60欧姆。再例如，驱动电源为24V，每个现场器件的驱动电压为12V、驱动电流为100mA，则线路正常时阻抗最大例如为100欧姆，那么线路断路阈值可设定为100欧姆。

采用如图2所示的装置计算出的线路阻抗Rc相对于现有的方法更为准确。虽然在计算中进行了一定程度的近似，但是所计算出的线路阻抗Rc与实际值相比较(且在极端工作温度下，例如-5摄氏度到+45摄氏度)误差最大为8.8％。由此，图2所示的装置足以准确测量线路上的阻抗，并进而进行相应的断路判断。同时，由于图2所示方案中终接元件EOL为一个二极管，其成本低且结构简单。由此，图2所示的方案能够在低成本、简洁结构的情况下实现较高的准确度。

图3示出根据本发明另一个实施例的控制器310的具体结构。在图3中，与图2相同的元件采用了相同的附图标记，其功能也与图2中的元件类似，这里不再赘述。如图3所示，除了与图2相同的元件之外，控制器310还包括第三监测电源Vcc₃-Mon且采样电路317包括两个采样电阻R1和R2。MCU 313具体包括配置单元313_1、读取单元313_3、计算单元313_5，以及可选的判断单元313_7。图3所示的控制器310在驱动模式下的工作与图1和图2所示相同，不同之处在于监测模式下的动作。

图3所示的结构适于在监测模式下计算线间阻抗Rs的大小。具体地，在监测模式下，即开关K1和K2在MCU控制下切换至如图3所示的位置2。配置单元313_1进而通过Ctrl_3控制开关K3，使得监测电源Vcc₃-Mon连接到线路上。同时，读取单元313_3读取相应的采样数据MON₃。计算单元313_5继而基于所获得的采样数据，计算线间阻抗Rs大小。这里，监测电源Vcc₃-Mon等于或低于D_EOL的开启电压值，例如，监测电源Vcc₃-Mon的电压值为V3＝0.3V，0.3V为一般二极管的开启电压。

在一个具体的例子中，假设在监测电源Vcc₃-Mon＝0.3V连接到线路时，线路上的电流为I₃。这时，如果D_EOL没有导通，可以认为R_D为一个很大的值，而忽略其影响，短路电流流过线间阻抗Rs。这样，线路上的短路电流I₃可以表示为：

其中

其中，V₃是Vcc₃-Mon的电压，例如0.3V。Vmon₃为采样数据MON₃对应的电压值。R_sample为采样电阻大小，在图3中为R1和R2之和。

计算单元313_5可根据公式(5)计算出线间阻抗Rs。可选地，考虑到Rc的量级远小于R2和Rs，因此Rc一项也可近似忽略掉。

由此，计算单元313_5参照公式(5)(或者忽略Rc的公式)利用Vmon₃、R_sample以及V₃计算得到线间阻抗Rs。这里，如果实际的监测电流回路不同于图3所示，则依据欧姆定律，公式5会相应有所变化。

更为优选地，MCU 313还可包括一个判断单元313_7。在计算单元313_5计算出线间阻抗Rs之后，判断单元313_7可将计算出的Rs与一个预先确定的短路阈值进行比较。如果Rs小于该短路阈值，则判断单元313_7可发出现场连线的短路告警。短路阈值可由用户根据实际的现场应用场景加以设定。例如，控制器的驱动电压为24V，驱动电流为1A，现场器件总共需要800mA来驱动，则短路阈值例如为大于等于120欧姆。当现场器件总共需200mA时，则短路阈值例如为大于等于30欧姆。

采用如图3所示的装置计算出的线间阻抗Rs相对于现有的方法更为准确。虽然在计算中进行了一定程度的近似，但是所计算出的线间阻抗Rs与实际值相比较误差大约在5％以下。例如，由图3可知，Rs误差最大时是D_EOL刚好导通且有电流流过时，换言之D_EOL上正向电压为0.3V时。假定，D_EOL刚好导通，且流过二极管的漏电流为0.01mA，则Rs实际值为1.25K欧，图3所示装置计算出的Rs为1K欧。这样，Rs的误差仅为4％。由此，图3所示的装置足以较为准确地测量出线间阻抗Rs，并进而进行相应的短路判断。

图4示出根据本发明又一个实施例的控制器410的具体结构。在图4中，与图2和图3相同的元件采用了相同的附图标记，其功能也与图2或图3中的元件类似，这里不再赘述。如图4所示，控制器410包括驱动电源模块411、监测电源模块412、MCU 413、切换单元415、采样电路417。各模块的功能与图2和图3类似，但图4给出了不同于图2和图3的结构。而且，在图4中的控制器410既能计算线路阻抗Rc也能计算线间阻抗Rs。

如图4所示，切换单元415包括一个单线圈驱动的继电器K1。K1包括两组彼此联动的触点(1～3，4～6)。线圈COL与一个电容并联形成并联支路，该并联支路一端连接到电源(例如24V)，另一端连接到MCU 413的一个输出端Ctrl_1。MCU 413能够通过向输出端Ctrl_1发信号来控制线圈COL是否上电。在未上电时，K1的动触点处于常闭位置，即如图4所示的监测位置。当输出端Ctrl_1为有效值时，线圈COL上电，K1的两个动触点(1、4)同时动作，切换到常开位置，即驱动位置。

图4中的驱动电源模块411包括一个连接到驱动电源Vcc-Drive(引脚5-8)的开关芯片SWITCH。开关芯片SWITCH为一个具有保护功能的芯片，其正常时导通Vcc-Drive到与Vcc-Drive的电连接，且在出现故障时切断与电源Vcc-Drive的连接。该开关芯片的输入端IN受到MCU 413的输出端Ctrl_2的控制，只有Ctrl_2为有效值时该开关芯片导通与Vcc-Drive的连接。开关芯片的输出端ST连接到MCU 413的输入端，用于在因故障而开关芯片断开的同时提供短路故障告警。

图4中的监测电源模块412包括由例如MCU 413的输出端Ctrl_3和Ctrl_4控制的D/A电路412e，以及连接到A/D电路的跟随电路412f。D/A电路412e能够根据Ctrl_3和Ctrl_4的指示输出0～3.3V之间的不同电平值。跟随电路412f用于提供具有一定驱动能力的电源。在图4中，跟随电路412f包括一个运放A和一个连接成射随的三级管T。MCU 413可通过控制Ctrl_3和Ctrl_4的输出来改变三级管T射极的输出电压Vcc_Mon，例如实现如图2和图3所示的三个不同监测电压，V₁、V₂和V₃。

图4中的采样电路417包括两个串联的电阻R1和R2。电阻R2的两端上并接有一个受控开关(例如一个MOS管)M。在按照图2所示情况计算线路阻抗Rc时，受控开关M在MCU 413的输出端Ctrl_5的控制下导通，即将电阻R2旁路掉。而在按照图3所示情况计算线间阻抗Rs时，受控开关M在Ctrl_5的控制下关断，采样电阻为R1和R2的串联。采样端MON送入MCU 413的输入端。采样电路417可以在每一个监测电压V₁、V₂和V₃起作用时采集采样数据MON，得到不同监测电压下的数据Vmon₁、Vmon₂、Vmon₃，并送入MCU 413。这里，为了得到更为精确的采样数据，对于线路阻抗Rc的计算，采样电阻R1的阻值量级优选与Rc的量级相近或相同；对于线间阻抗Rs的计算，采样电阻R1和R2之和的量级优选与Rs的量级近似。本领域技术人员可以合理选择电阻R2。

MCU 413可以兼有图2和图3中MCU的结构，并分别根据公式4和公式5计算出Rc和Rs。具体计算过程可参见前文关于图2和图3的描述。

采用图4所述的例子，不仅可以较为准确地计算出线路阻抗Rc和线间阻抗Rs，而且监测电源的提供更为简便且易于用户订制。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种用于火警系统的控制器，所述控制器能够通过一线路(L₊，L-)驱动一个或多个现场器件(120)，且在所述线路(L₊，L-)的远端连接有一个作为终接元件的终接二极管(D_EOL)，所述控制器包括：

一个驱动电源(Vcc-Drive)，其向所述线路(L₊，L-)提供沿第一方向流动的驱动电流(I_f)，以驱动所述现场器件；

至少一个监测电源，其至少向所述线路(L₊，L-)分别施加第一和第二监测电源电压(Vcc₁-Mon、Vcc₂-Mon)，以形成与所述第一方向相反的第一和第二监测电流，其中所述第一监测电源电压(Vcc₁-Mon)高于所述第二监测电源电压(Vcc₂-Mon)；

一个采样电路(117)，包括与所述线路串联的至少一个采样电阻(R1)，用以获得所述线路上的监测电流的采样数据；

一个受控的切换单元(215)，其选择性地导通所述驱动电源(Vcc-Drive)和所述监测电源中之一到所述线路(L₊，L-)的电连接，且选择性地导通所述采样电路(117)到所述线路(L₊，L-)的电连接；

一控制单元(213)，其控制所述切换单元(215)和所述采样电路(117)，使得在驱动模式下所述驱动电源(Vcc-Drive)连接到所述线路；使得在监测模式下所述第一和第二监测电源电压(Vcc1-Mon，Vcc2-Mon)交替地施加到所述线路上且利用所述采样单元(117)分别获得第一监测电源电压下监测电流的第一采样数据和第二监测电源电压下监测电流的第二采样数据；所述控制单元还利用所获取的第一和第二采样数据、所述第一和第二监测电源电压，基于监测电流回路的欧姆定律，计算得到线路阻抗(R_C)。

2.如权利要求1所述的控制器，所述控制单元(213)基于二极管的伏安特性计算所述线路阻抗(R_C)。

3.如权利要求2所述的控制器，所述控制单元(213)基于以下公式计算所述线路阻抗(R_C)：

其中：

V₁、V₂分别为所述第一和第二监测电源电压，V₁大于V₂；

I₁、I₂分别为第一和第二采样数据所对应的监测电流值；

K是波尔兹曼常数；

T是绝对温度值；

q为电子电荷；

R_sample为监测模式下接入到所述线路的采样电阻值。

4.如权利要求1-3中任一所述的控制器，所述控制单元(213)还在所述线路阻抗(R_C)超出预定阈值时，发出断路告警。

5.如权利要求3所述的控制器，其中所述采样电阻(R1)的阻值与所述线路阻抗在同一量级。

6.如权利要求3所述的控制器，其中，在监测模式下，流过所述终接二极管(D_EOL)的监测电流为该二极管反向包含电流的大约10～100倍。

7.如权利要求1-3中任一所述的控制器，其中，所述至少一个监测电源还向所述线路(L₊，L-)施加第三监测电源电压(Vcc₃-Mon)，其中所述第三监测电源电压(Vcc₃-Mon)等于或低于所述二极管(D_EOL)的正向开启电压；

所述控制单元(313)，还控制所述切换单元和采样单元，以使得在监测模式下所述第三监测电源电压施加到所述线路上时从所述采样单元(317)获得监测电流的第三采样数据；所述控制单元还利用所获取的第三采样数据、所述第三监测电源电压(Vcc₃-Mon)，基于监测回路的欧姆定律，计算得到所述线路的线间阻抗(R_s)。

8.如权利要求7所述的控制器，所述控制单元(313)基于以下公式计算所述线间阻抗(R_s)：

其中：

V₃为第三监测电源电压的值；

I₃为所述第三采样数据对应的监测电流值；

R_sample为监测模式下接入到所述线路的采样电阻值。

9.如权利要求7所述的控制器，所述控制单元(313)基于以下公式计算所述线间阻抗(R_s)：

其中：

V₃为第三监测电源电压的值；

I₃为所述第三采样数据对应的监测电流值；

R_sample为监测模式下接入到所述线路的采样电阻值；

Rc为线路上的线路阻抗。

10.如权利要求7所述的控制器，其中所述采样电阻(R1,R2)的阻值与所述线间阻抗在同一量级。

11.如权利要求1-3中任一所述的控制器，包括两个分立的监测电源，以分别提供所述第一和第二监测电源电压。

12.如权利要求7所述的控制器，包括三个分立的监测电源，以分别提供所述第一、第二和第三监测电源电压。

13.一种用于火警系统的控制器，所述控制器能够通过线路(L₊，L-)驱动一个或多个告警器件(120)，且在所述线路(L₊，L-)的远端连接有一个终接二极管(D_EOL)，

其特征在于，所述控制器包括：

一驱动电源(Vcc-Drive)，其向所述线路(L₊，L-)提供驱动电流(I_f)，用以驱动所述一个或多个现场器件(120)，所述驱动电流在所述线路(L₊，L-)上沿第一方向流动；

一第三监测电源(Vcc₃-Mon)，能够向所述线路(L₊，L-)施加第三监测电源电压(Vcc₃-Mon)，以向所述线路提供与第一方向相反的第三监测电流，其中所述监测电源电压等于或低于所述二极管的正向开启电压；

一采样电路(317、417)，包括能够与所述线路串联的至少一个采样电阻(R1，R2)，用以获得所述线路上的监测电流的采样数据；

一受控的切换单元(315、415)，能够选择性地导通所述驱动电源(Vcc-Drive)和所述第三监测电源(Vcc₃-Mon)中之一到所述线路(L₊，L-)的电连接，且能够选择性地导通所述采样电路(317、417)到所述线路(L₊，L-)的电连接；

一控制单元(313、413)，控制所述切换单元(315、415)和采样电路(317、417)，以使得在监测模式下所述第三监测电源电压施加到所述线路上时从所述采样单元(317)获得监测电流的第三采样数据；所述控制单元还利用所获取的第三采样数据、所述第三监测电源电压(Vcc₃-Mon)，基于监测回路的欧姆定律，计算得到所述线路的线间阻抗(R_s)。

14.如权利要求13所述的控制器，所述控制单元(313_5)基于以下公式计算所述线间阻抗(R_s)：

其中：

V₃为第三监测电源电压的值；

I₃为第三采样数据对应的监测电流值；

R_sample为监测模式下接入到所述线路的采样电阻值。

15.一种用于检测火警系统中连接现场器件的线路的方法，其中，所述线路(L₊，L-)的远端连接有一个作为终接元件的终接二极管(D_EOL)，所述方法包括：

在监测模式下，交替向所述线路施加第一和第二监测电源电压(Vcc₁-Mon、Vcc₂-Mon)，以形成与现场器件的驱动电流方向相反的第一和第二监测电流，其中所述第一监测电源电压(Vcc₁-Mon)高于所述第二监测电源电压(Vcc₂-Mon)；

在施加第一监测电源电压时，获得线路上的监测电流的第一采样数据；

在施加第二监测电源电压时，获得线路上的监测电流的第二采样数据；

利用所获取的第一和第二采样数据、所述第一和第二监测电源电压，基于监测电流回路的欧姆定律，计算得到线路阻抗(R_C)。

16.如权利要求15所述的方法，其中基于以下公式计算所述线路阻抗(R_C)：

其中：

V₁、V₂分别为所述第一和第二监测电源电压，V₁大于V₂；

I₁、I₂分别为第一和第二采样数据所对应的监测电流值；

K是波尔兹曼常数；

T是绝对温度值；

q为电子电荷；

R_sample为监测模式下接入到所述线路的采样电阻值。

17.如权利要求15所述的方法，还包括：

在监测模式下，向所述线路(L₊，L-)施加第三监测电源电压(Vcc₃-Mon)，以形成与现场器件的驱动电流方向相反的第三监测电流，其中所述第三监测电源电压(Vcc₃-Mon)等于或低于所述二极管(D_EOL)的正向开启电压；

在所述第三监测电源电压施加到所述线路上时从获得线路上监测电流的第三采样数据；

利用所获取的第三采样数据、所述第三监测电源电压(Vcc₃-Mon)，基于监测回路的欧姆定律，计算得到所述线路的线间阻抗(R_s)。

18.如权利要求17所述的方法，其中，基于以下公式计算所述线间阻抗(R_s)：

其中：

V₃为第三监测电源电压的值；

I₃为所述第三采样数据对应的监测电流值；

R_sample为监测模式下接入到所述线路的采样电阻值。