CN105246187A - 应急灯系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及应急灯系统，其包括：控制模块，适于输出用于控制应急灯工作状态的工作信号，所述工作状态包括主工作状态及应急工作状态；供电模块，适于根据所述工作信号为所述应急灯系统接入电源；其中，在所述工作信号为用于控制应急灯进入主工作状态的第一信号时，所述电源为直流电源，在所述工作信号为用于控制应急灯进入应急工作状态的第二信号时，所述电源为电池电源；通信模块，适于将有关所述应急灯工作状态的信源信号与载波信号耦合并向外部集中控制器传递耦合信号。本发明能够实现应急灯的监控及检测。

Description

应急灯系统

技术领域

本发明涉及灯控领域，特别涉及一种电力线载波应急灯系统。

背景技术

应急灯是消防安全系统不可缺失的一个重要组成；应急灯在公共建筑、高层建筑、旅店、人员密集场合被强制要求安装并需要定期维护。应急灯的功能是当火灾或者其它不可预知的灾难发生导致建筑内普通照明不能正常工作时，其可在特定的时间内为指定的安全通道提供最低的照明度。应急灯还可在建筑内普通照明不能正常工作时提供帮助安全撤离用的照明信号标志，并清楚指示每个通道的方向变化，帮助受困人员有序安全地撤离。

但现有技术的应急灯缺乏监控，其状态无法被检测，应急灯也没有与外界网络的通信功能。

发明内容

本发明技术方案所解决的技术问题为，如何实现应急灯的监控及检测。

为了实现上述技术问题，本发明技术方案提供了一种应急灯系统，包括：

控制模块，适于输出用于控制应急灯工作状态的工作信号，所述工作状态包括主工作状态及应急工作状态；

供电模块，适于根据所述工作信号为所述应急灯系统接入电源；其中，在所述工作信号为用于控制应急灯进入主工作状态的第一信号时，所述电源为直流电源，在所述工作信号为用于控制应急灯进入应急工作状态的第二信号时，所述电源为电池电源；

通信模块，适于将有关所述应急灯工作状态的信源信号与载波信号耦合并向外部集中控制器传递耦合信号。

可选的，如权利要求1所述的系统，其特征在于，载波频率远大于信源频率，所述通信模块是通过电力线向所述外部集中控制器传递耦合信号的。

可选的，所述通信模块包括：功率放大单元及第一电力线耦合单元；

所述功率放大单元适于利用载波方式将所述信源信号滤波放大后、耦合至所述第一电力线耦合单元；

所述第一电力线耦合单元适于将所述功率放大单元传递的信号耦合至电力线输出。

可选的，所述功率放大单元包括至少一个有源低通滤波器及阻容输出单元；

所述有源低通滤波器包括滤波输入端及滤波输出端，所述滤波输入端适于接收所述信源信号，所述滤波输出端适于输出滤波放大后的信源信号；

所述阻容输出单元设于滤波输出端与所述第一电力线耦合单元之间。

可选的，所述阻容输出单元包括：第一耦合电容、匹配电阻、第一钳位二极管及第二钳位二极管；

所述第一耦合电容的一端和匹配电阻的一端串联，第一耦合电容的另一端连接所述滤波输出端，匹配电阻的另一端连接所述第一电力线耦合单元；

所述第一钳位二极管的阳极连接高电平，阴极分别连接所述滤波输出端及所述第一耦合电容的另一端；

所述第二钳位二极管的阴极连接低电平，阳极分别连接所述滤波输出端及所述第一耦合电容的另一端；

所述第一电力线耦合单元包括：第一耦合变压器；所述第一耦合变压器次级端的线圈一端经所述阻容输出单元连接所述功率放大单元，另一端连接低电平，所述匹配电阻的另一端连接至所述第一耦合变压器的次级端；

所述第一耦合变压器初级端的线圈两端分别连接电力线。

可选的，所述有源低通滤波器为巴特沃斯型多重反馈滤波器；

可选的，所述系统还包括：所述外部集中控制器适于根据所述信源信号，输出控制所述控制模块输出所述工作信号的集中控制信号；所述集中控制信号经耦合、并通过所述电力线传递至所述控制模块；所述系统还包括：读取模块；

所述读取模块适于基于所述电力线读取耦合的集中控制信号、解调并传输所述集中控制信号至所述控制模块；

所述读取模块包括：接收单元及第二耦合电容，所述接收单元包括第二电力线耦合单元及带通滤波电路；

所述第二电力线耦合单元包括第二耦合变压器；所述带通滤波电路并联于第二电力线耦合单元次级端的线圈两端；所述第二耦合变压器初级端的线圈两端分别连接所述电力线；

所述第二耦合电容一端连接所述带通滤波电路的输出端，另一端连接至所述控制模块；所述第一耦合变压器兼做所述第二耦合变压器。

可选的，所述接收单元还包括：限幅电路；所述限幅电路设于所述带通滤波电路及所述第二耦合电容之间，且并联于第二耦合变压器初级端的线圈两端。

可选的，所述供电模块包括：

第一输入单元，适于在所述工作信号为所述第一信号时连接所述直流电源；

第二输入单元，适于在所述工作信号为所述第二信号时连接所述电池电源；

充电单元，分别连接所述第一输入单元及电池电源，适于在所述工作信号为第一信号时、根据内部或外部的第一指令对所述电池电源充电；

第一输出单元，适于基于所述直流电源为所述应急灯输出电压；

第二输出单元，适于基于所述电池电源为所述应急灯输出电压。

可选的，当所述电池电源电压小于所述直流电源，所述第一指令有效；所述第一指令来自所述控制模块。

可选的，所述系统还包括：电源模块；所述电源模块适于在所述工作信号为第一信号时输出所述直流电源；

所述第一输入单元包括：第一端口及稳压单元；所述稳压单元适于通过所述第一端口接收所述直流电源、并输出该直流电源至所述第一输出单元。

可选的，所述电源模块为开关电源模块或线性电源模块，所述电源模块输入端连接交流电源，输出端输出所述直流电源。

可选的，所述第二输入单元包括：第二端口及升压单元；所述升压单元适于通过所述第二端口接收所述电池电源、并根据内部或外部的第二指令对所述电池电源进行电压放大以输出放大后的电池电源至所述第二输出单元；所述第二指令来自控制模块。

可选的，所述升压单元包括：场效应晶体管、电感及续流二极管，所述场效应晶体管、电感及续流二极管构成BOOST并联型升压电路；所述场效应晶体管的一端连接所述电感、另一端接地、控制端适于接收所述第二指令，所述电感未与该场效应晶体管连接的一端连接续流二极管的阳极，续流二极管的阴极连接所述第二端口。

可选的，所述供电模块还包括：

检测单元，适于将流经所述应急灯的电流转化为检测信号，并将所述检测信号反馈至所述控制模块；

所述控制模块还适于根据所述检测信号输出第一反馈信号；

所述信源信号包括所述第一反馈信号。

可选的，所述控制模块还适于根据所述直流电源电压输出第二反馈信号、根据所述电池电源电压输出第三反馈信号；

所述信源信号包括所述第二反馈信号及第三反馈信号。

本发明技术方案的有益效果至少包括：

本发明技术方案通过具有载波通讯功能(窄带高/低速)的通信模块，无需布线，通过内置的控制模块(可使用SOC芯片实现)，实现对每一个应急灯的定期检测，并可将有关所述应急灯工作状态的信源信号上报给上层集控系统(外部集中控制器)，供检查人员进行有目的的维护和更换，实现应急灯的监控及检测；本发明技术方案的应急灯系统具备了通信功能。

本发明技术方案的应急灯系统还具有成本低、安装简便的特点，其组网方便，兼容各种类型的应急灯，便于消防部门分阶段实施对应急灯的整体更新和监控。

本发明技术方案的应急灯系统能够根据有关所述应急灯工作状态的信号利用载波上传，控制模块可根据其自身设定的流程输出控制应急灯工作状态的工作信号，控制模块也可根据集中控制信号反馈控制应急灯工作状态。这种反馈及控制方式有利于应急灯的检测及自我检测，也可实现应急灯的外部监控。

本发明技术方案的通信模块传输的信号可传递至外部集中控制器，所述有关所述应急灯工作状态的信号是具有拓展力的，例如所述有关所述应急灯工作状态的信号可以是温度传感、烟雾传感的非实时监控信号，其可作为对消防专线网络的补充，为在无法或者不适合安装消防专线网络的场合提供了一种更加简便、低成本的非实时预警系统，即应急灯系统还具有扩展功能。

在可选方案中，所述供电模块受控制模块输出信号的控制，且所述控制模块还适于监控所述供电模块，并：

所述信源信号可为所述第一反馈信号，该信号用于应急灯状态的监控；

所述信源信号可为所述第二反馈信号，该信号用于直流电压的监控；

所述信源信号可为所述第三反馈信号，该信号用于电池电压的监控。

在可选方案中，所述通信模块与电力线连接，实现电力线载波通信。

在可选方案中，应急灯系统还包括读取模块，适于实现电力线载波信号的读取，以获得电力线网络中的信号；所述控制模块适于读取集中控制信号，并传递该信号至控制模块。需要说明的是，所述读取模块的第二电力线耦合单元与第一电力线耦合单元可以是同一个耦合单元。本发明技术方案的应急灯系统可以实现电力线载波信号的传输及读取，从而快速传递有关所述应急灯工作状态的信源信号，并及时读取集中控制信号，能够提高应急灯检测效率。

附图说明

图1为本发明技术方案提供的一种应急灯系统的结构示意图；

图2为本发明技术方案提供的另一种应急灯系统的结构示意图；

图3为本发明技术方案提供的又一种应急灯系统的结构示意图；

图4为本发明技术方案提供的应急灯系统所实现的功能流程示意图；

图5为本发明技术方案提供的一种通信模块的结构示意图；

图6为本发明技术方案提供的另一种通信模块的结构示意图；

图7为本发明技术方案提供的一种过零检测模块的结构示意图；

图8为本发明技术方案提供的一种读取模块的结构示意图；

图9为本发明技术方案提供的又一种通信模块的结构示意图；

图10为本发明技术方案提供的一种供电模块的结构示意图；

图11为本发明技术方案提供的一种开关电源模块的结构示意图；

图12为本发明技术方案提供的一种第一输入单元的结构示意图；

图13为本发明技术方案提供的一种第二输入单元的结构示意图；

图14为本发明技术方案提供的另一种供电模块的结构示意图；

图15为本发明技术方案提供的又一种供电模块的结构示意图；

图16为本发明技术方案提供的一种显示模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、特征和效果能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

如图1所示的一种应急灯系统1，包括：若干应急灯(10a，10b，…)、控制模块11、供电模块12及通信模块13。其中：

控制模块11适于输出用于控制一个或多个应急灯工作状态的工作信号。应急灯工作状态包括主工作状态及应急工作状态，主工作状态时，应急灯基于正常生活电压/交流电压220V提供的直流电源进行照明工作，而应急工作状态时，应急灯则基于电池电源进行照明工作。

供电模块12适于接收工作信号。控制模块11利用工作信号的变换控制供电模块12为应急灯提供相应直流电源或电池电源，以控制应急灯的工作状态：供电模块12适于根据工作信号为应急灯接入直流电源或电池电源。

工作信号依据所期待应急灯的工作状态可以划分为两类：在工作信号为第一信号时，供电模块12根据第一信号为应急灯接入直流电源，在工作信号为第二信号时，供电模块12根据第二信号为应急灯接入电池电源。在应急灯使用直流电源供电时，应急灯进入主工作状态；在应急灯使用电池电源供电时，应急灯进入应急工作状态。

基于对应急灯工作状态的监控及检测的需求，通信模块13适于将有关应急灯工作状态的信源信号与载波信号耦合并向外部集中控制器传递该耦合信号。具体可以利用电力线窄带通信的方式向外传输载波，该载波携带信源信号。通信模块与电力线连接，实现电力线载波通信。

有关应急灯工作状态的信源信号可以是直流电源的电压信号、电池电源的电压信号、应急灯电流信号、应急灯处于主工作状态的记录信号及应急灯处于应急工作状态的记录信号。

在其他实施例中，上述通信模块13的电力线载波通信方式也可以利用宽带通信的方式实现。

集中控制器(图中未示出)作为控制模块的上层控制器，其能够基于上述信源信号输出集中控制信号，该集中控制信号可控制所述控制模块输出第一信号或第二信号。在其他实施例中，所述应急灯系统还包括应急灯子系统及上述集中控制器；所述应急灯子系统包括相对应的应急灯组、控制模块11、供电模块12及通信模块13，其中，各应急灯子系统的通信模块13通过电力线连接所述集中控制器，所述集中控制器则通过电力线连接各应急灯子系统的控制模块11。

实施例2

如图2所示的一种应急灯系统2，包括：若干应急灯(20a，20b，…)、控制模块21、供电模块22及通信模块23。不同于实施例1，本实施例中，控制模块21还包括读取模块24。

读取模块24适于基于电力线读取上述集中控制信号。电力线上传输的集中控制信号是以载波形式传输的，故读取模块24需要对上述集中控制信号进行解析获取。

控制模块21还基于所述集中控制信号输出用于控制应急灯工作状态的工作信号。

实施例3

如图3所示的一种应急灯系统3，包括：若干应急灯(30a，30b，…)、控制模块31、供电模块32、通信模块33及读取模块34。不同于实施例2，本实施例中，读取模块34独立于所述控制模块31。

实施例4

基于实施例1中的应急灯系统，可以实现如图4所示的功能流程：

首先，对应急灯系统上电。上电过程由应急灯系统外部设备进行设置。

在应急灯系统上电完毕后内部各模块进行初始化操作；

然后，由外部设备判断电池电源的电压类型并通过控制模块启动48小时定时，控制模块在48小时后，发送控制应急灯工作状态的工作信号至供电模块，此时，该工作信号为第一信号，供电模块接收第一信号并为应急灯接入直流电源，由此转入应急灯的主工作状态(即正常工作状态)。

假设本实施例对应急灯设置定期检测(如年检测、月检测)及不定期检测，继续参考图4：

对于定期检测，由控制模块计时，并读取当前计时时间(RTC)并判断是否应当进行检测，例如：

如读取RTC时间并判断需进入月检测时，控制模块立即发送控制应急灯工作状态的工作信号至供电模块，此时，该工作信号为第二信号，供电模块接收第二信号并为应急灯接入电池电源，转入应急灯的应急工作状态30s～180s。

如读取RTC时间并判断需进入年检测时，控制模块立即发送控制应急灯工作状态的工作信号至供电模块，此时，该工作信号为第二信号，供电模块接收第二信号并为应急灯接入电池电源，转入应急灯的应急工作状态不少于30min；

若上述定期检测中，有关应急灯工作状态为正常，控制模块自动再次发送工作信号至供电模块，此时，该工作信号为第一信号，供电模块接收第一信号并为应急灯接入直流电源，并重新转入应急灯的主工作状态，并重新计时或继续计时到下一检测周期。否则，应急灯系统可以触发内部或外部的声光告警模块，进行报错，供维护人员检修；

在定期检测时，控制模块可以将上述检测记录写入其存储器备份，同时可以处理上述检测记录，使之形成有关应急灯工作状态的信源信号，并通过通信模块将该检测记录上传到外部集中控制器，以传输至最终的数据中心，形成关于应急灯系统的历史检测记录以供监控人员调阅维护。

有关应急灯工作状态可以通过有关应急灯工作状态的信源信号被传输及获取。

对于不定期检测，监控人员可以通过上述集中控制器系统发送集中控制信号，由控制模块接收该控制信号并立即发送控制应急灯工作状态的工作信号至供电模块，此时，该工作信号为第二信号，供电模块接收第二信号并为应急灯接入电池电源，转入应急灯的应急工作状态。不定期检测期间，其检测时长是任意的。检查状态也是基于有关应急灯工作状态的信源信号被传输及获取。

若对应急灯系统进行上述定期或不定期检测，有关应急灯工作状态可以包括但不限于：

直流电源电压；

电池电源电压；

灯头状态(短路、开路)；

月检测记录；

年检测记录；以及，

不定期检测记录。

实施例5

本实施例不同于实施例4之处在于，应急灯系统还可以实现自我控制：

应急灯系统的控制模块可以从电力线读取到信源信号并实现自适应设置，实现应急灯系统在一定条件下的初始化或重新初始化。

应急灯系统还可以根据从电力线读取到的信源信号，使控制模块了解到电池电源的电压类型，实现自主充电控制，而不必借助于外部集中控制器。

实施例6

在实施例1至实施例5定义的任一项应急灯系统里，其电力线通信方式为载波通信，本实施例中，该载波通信方式为窄带通信，即载波频率远大于信源频率。

下面结合图5来具体说明上述实施例中通信模块(13、23、33)的一种具体实施方式。

通信模块(13、23、33)包括：功率放大单元40及电力线耦合单元41。其中：

功率放大单元40适于利用载波方式将上述信源信号进行低通滤波及功率放大后、耦合至电力线耦合单元41。

电力线耦合单元41适于将功率放大单元40传递的信号耦合至电力线输出。

本实施例中，通过功率放大单元40的低通滤波及功率放大功能，能够使信源信号放大并耦合至电力线上，也能够通过滤波将对电力线造成污染的高次谐波滤波。具体的：

上述功率放大单元可包括至少一个有源低通滤波器。采用有源低通滤波器可以滤除对电力线造成污染的高次谐波，并实现对信源信号的功率放大作用。当功率放大单元含有多个串联的有源低通滤波器时，还能够获得更好的滤波效果。

更为具体的，上述有源低通滤波器可用巴特沃斯型多重反馈滤波器实现：选用巴特沃斯型多重反馈滤波器作为有源低通滤波器时，由于巴特沃斯型多重反馈滤波器对整个通频带具有相当平直的响应，对于外围元器件的误差相对不敏感，有利于保持器件一致性；经过巴特沃斯型多重反馈滤波器放大后的信号不容易失真，能够保持信号有效性。

电力线耦合单元41可以用耦合变压器实现。耦合变压器次级端的线圈两端分别连接功率放大单元40及低电平(对地电平)，初级端的线圈两端分别连接上述电力线。耦合变压器用于将功率放大单元40发送的信号耦合到上述电力线上。

实施例7

基于实施例1至实施例5定义的任一项应急灯系统，图6给出了通信模块(13、23、33)的另一种具体实施方式。

通信模块(13、23、33)包括：功率放大单元50及电力线耦合单元51。不同于实施例6，功率放大单元50包括：四阶巴特沃斯低通滤波器501及阻容输出单元502。

四阶巴特沃斯低通滤波器501的具体实施电路图可参考图6，包括：电阻R1、R2、R3至R10、R16，电容C0至C5，放大器芯片U1。

根据不同的载波方式，比如选用FSK(FrequencyShiftKeying，频移键控)、PSK(PhaseShiftKeying，相移键控)或OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用)，其元件参数可做适应性修改。本实施例对载波频率的设定也并非限定，载波频率可选用120KHz、131KHz或270KHz，但不限于120KHz、131KHz及270KHz这些频率值。

四阶巴特沃斯低通滤波器501还包括滤波输入端511及滤波输出端512，滤波输入端511适于接收上述信源信号，滤波输出端512适于输出滤波放大后的信源信号。阻容输出单元则设于滤波输出端512及电力线耦合单元51之间。

继续参考图6，阻容输出单元502包括：耦合电容C6、匹配电阻R30、第一钳位二极管D1及第二钳位二极管D2。

第一钳位二极管D1的阳极连接高电平VHH，阴极连接滤波输出端512；第二钳位二极管D2的阴极连接低电平(对地电平)，阳极连接滤波输出端512。

耦合电容C6的一端和匹配电阻R30的一端串联，耦合电容C6的另一端连接滤波输出端512(也和第一钳位二极管D1的阴极及第二钳位二极管D1的阳极连接)，匹配电阻R30的另一端连接电力线耦合单元51。

电力线耦合单元51包括：耦合变压器TZ，耦合变压器TZ具有双向瞬态抑制二极管TV1。耦合电容C6的一端连接第一钳位二极管D1的阴极及第二钳位二极管D2的阳极，另一端连接耦合变压器TZ的次级端。

双向瞬态抑制二极管TV1连接于耦合变压器TZ的初级端和次级端之间；

第一耦合变压器TZ次级端的线圈一端连接电容C6、另一端连接低电平(对地电平)，初级端的线圈两端分别连接电力线(初级端的线圈一端连接火线，另一端连接零线)。

实施例8

基于实施例1至实施例7定义的任一项应急灯系统，还可以对上述信源信号的发送时点进行控制；上述信源信号可以通过控制模块发送至通信模块。

应急灯系统还包括：过零检测模块60；

过零检测模块60适于输出频率信号至控制模块，控制模块根据频率信号设定信源信号的发送频率。信源信号的发送频率可以与频率信号的频率一致，也可以是频率信号的倍数或相关数。

过零检测模块60的一则具体实施电路图可参考图7，其包括：输入端61、输出端62及过零检测单元63，其中，过零检测单元63包括：电阻R31至电阻R35，二极管D5至D7，电容C28至C31，三极管Q1及光电隔离单元U2。

输入端61连接至上述电力线以获得交流电，输出端62连接光电隔离单元U2，并适于输出频率信号。输出端62连接至应急灯系统的控制模块。

在其他实施例中，上述过零检测模块还可以集成于通信模块或控制模块。

实施例9

基于实施例2或实施例3定义的应急灯系统，其包括读取模块；可以基于电力线网络实现外部系统，比如集中控制器(参考实施例1)，对于应急灯系统工作状态的控制。

读取模块适于基于电力线读取耦合的集中控制信号(基于电力线上的载波信号)、解调并传输解调得到的集中控制信号至控制模块。

本实施例给出一种读取模块的具体实现方式。

参考图8，读取模块70包括：接收单元71及耦合电容C19，接收单元71包括电力线耦合单元、带通滤波电路及电阻R28；

电力线耦合单元包括耦合变压器TX及输入耦合单元，耦合变压器TX具有双向瞬态抑制二极管TV2，双向瞬态抑制二极管TV2连接于耦合变压器TX的次级端线圈两端。

输入耦合单元包括带通滤波器和输出耦合电容。带通滤波器中的高通滤波器，由电阻R18、电感L2、电容C7及C16组成，一端连接耦合变压器TX次级端，另一端连接低通滤波器一端。带通滤波器中的低通滤波器由电阻R28、电感L3、电容C17及C18组成，一端连接高通滤波器，另一端连接耦合变压器TX次级端。

耦合电容C19的一端连接上述带通滤波电路的输出端(输出端为电容C17及C18、电感L3并联且未连接对地电平的一端)，另一端连接至控制模块。

继续参考图8，读取模块70还包括：限幅电路72；带通滤波电路的输出端通过限幅电路72连接至耦合电容C19，限幅电路72并联于耦合变压器TX初级端的线圈两端。限幅电路72包括二极管D3及二极管D4。

实施例10

结合实施例7及实施例9，本实施例给出通信模块的另一种具体实施例方式。

参考图9，通信模块包括：功率放大单元80、电力线耦合单元81及读取单元82，其中，耦合变压器TZ兼做耦合变压器TX。其中，功率放大单元80的结构可参考功率放大单元50，电力线耦合单元81的结构可参考电力线耦合单元51，电力线耦合单元81兼做读取单元82的电力线耦合单元；读取单元82的其他结构可参考读取单元70。

实施例11

基于实施例1至实施例10定义的任一项应急灯系统，图10给出了供电模块的一种具体实施方式。

供电模块包括：电池电源、第一输入单元a1、第二输入单元a2、充电单元、第一输出单元b1及第二输出单元b2。

第一输入单元a1适于连接直流电源，其在工作信号为第一信号时接通直流电源；

第二输入单元a2适于连接电池电源，其在工作信号为第二信号时接通电池电源。

充电单元分别连接第一输入单元a1及电池电源，适于在工作信号为第一信号时、根据内部或外部的第一指令基于直流电源的供电、对电池充电。

当电池电源电压小于所直流电源，上述第一指令有效。判断电池电源电压是否小于直流电源可以从信源信号中电池电源电压及直流电源电压的反馈情况进行判断。其中，如信源信号可被控制模块接收，则上述第一指令可来自系统内部的控制模块，如信源信号被系统外部设备接收，则上述第一指令为系统外部设备的传送的指令。

第一输出单元b1适于基于直流电源为应急灯输出供电电压。

第二输出单元b2适于基于电池电源为应急灯输出供电电压。

在本实施例中，应急灯灯头是由发光二极管串联而成的，为应急灯输出供电电压实则为应急灯灯头供电；假使每个发光二极管的管压降约为2V，应急灯灯头串联的发光二极管个数是与上述基于直流电源/电池电源的供电电压相适应的，如直流电源/电池电源输出的电压为13V，则对应应急灯灯头的发光二极管个数为6个。通常一个应急灯是由两组应急灯灯头组成的。第一输出单元b1及第二输出单元b2并联地为上述应急灯灯头供电。

实施例12

基于实施例11中的应急灯系统，本实施例还提供了一种应急灯系统，其还包括：电源模块；电源模块适于在工作信号为第一信号时输出直流电源(电压)。

本实施例中，电源模块为开关电源模块，其输入端连接交流电源，其输出端输出直流电源。

图11记载了开关电源模块的一种具体实施方式。该开关电源模块包括：整流滤波单元、电压检测单元及稳压单元w。

整流滤波单元包括：二极管D3、D4、D7及D8，电容C7。

电压检测单元包括：R1、R5及R10，电容C5。

稳压单元w包括电流反馈单元、变压器T1、二极管D1、电容C2及二极管Z2，电流反馈单元为光耦单元(U1A部分及U1B部分)，稳压单元w的其他组成器件介绍此处省略。

应急灯系统在主工作状态时工作于220VAC供电条件下，220VAC经过整流滤波单元供给变压器T1，然后经过二极管D1及电容C2进行半桥整流滤波、再经过二极管Z1的稳压作用后形成直流电源14VDC，直流电源14VDC经过上述光耦单元实现对变压器T1主绕组侧的电压的开关控制，最终形成稳定的直流电源14VDC并输出。

在其他实施例中，上述电源模块还可用线性电源模块实现，其输入端连接交流电源，其输出端输出直流电源。

实施例13

基于实施例11中的应急灯系统，本实施例提供了供电模块中第一输入单元a1的一则实施方式。

参考图12，第一输入单元a1包括：端口a11、端口a12及稳压单元a13。

端口a11连接至直流电源，稳压单元a13包括电容C8、电容C9及稳压芯片U2。稳压单元a12通过端口a12输出稳压后的直流电源，充电单元及第一输出单元适于接收稳压后的直流电源。

实施例14

基于实施例11或实施例13中的应急灯系统，本实施例提供了供电模块中第二输入单元a2的一则实施方式。

如图13所示，第二输入单元a2包括：端口a21、端口a22及升压单元a23。

升压单元a23适于通过端口a21接收电池电源、并根据内部或外部的第二指令对电池电源进行电压放大，基于端口a22输出放大后的电池电源至第二输出单元。

继续参考图13，升压单元a23包括：场效应晶体管Q6、电感L1、三极管Q4及三极管Q9，场效应晶体管Q6及电感L1和续流二极管(图中未示出)构成BOOST并联型升压电路；场效应晶体管Q6的一端连接电感L1、另一端接地，其控制端适于接收上述第二指令，电感未与该场效应晶体管连接的一端连接端口a21。三极管Q4及三极管Q9构成了在电池电源供电情况下的输出控制。升压单元a23的其他组成器件介绍此处省略。

上述第二指令可来自控制模块(在其他实施例中也可来自外部设备)，第二指令可以是根据时钟信号(应急灯系统定期检测或不定期检测中设定的应急灯应急工作状态的检测周期)发出的PMW信号。

实施例15

基于实施例13中的应急灯系统，本实施例提供了一种供电模块的具体实现方式。

如图14所示，充电单元包括：三极管Q5及Q8，三极管Q5及Q8基于第一指令ChongDian(也即实施例11中的第一指令)构成对电池电源的充电管理。

第一输出单元包括：三极管Q10及Q11，三极管Q10及Q11基于直流电源(稳压后的直流电源)构成了对应急灯的照明输出。

第二输出单元包括：输出接口CN3，输出接口CN3的接头连接对应应急灯。参考实施例11对应急灯结构的描述，设应急灯仍由两组应急灯灯头构成，其中，输出接口CN3的脚1为应急灯灯头公共端，连接两组应急灯灯头串联发光二极管的电压正极，脚2及3分别为两组灯头串联发光二极管的电压负极。

本实施例的供电模块还包括：电池电压检测单元。

电池电压检测单元包括：三极管Q7；三极管构成了对电池电源的电压检测。

控制模块还适于根据电池电压检测信号输出第一反馈信号。信源信号可以为第一反馈信号或与该第一反馈信号有关。

同样的，控制模块还适于根据直流电源电压输出第二反馈信号，直流电源电压的检测可以通过检测端口a12的电压值以实现；信源信号可以为第二反馈信号或与该第二反馈信号有关。

对图14中其他组成器件的介绍此处省略

实施例16

本实施例提供了另一种供电模块的具体实现方式。

不同于实施例15，本实施例的供电模块还包括：灯头电流检测单元。

灯头电流检测单元适于将流经应急灯灯头的电流转化为检测信号，并将检测信号反馈至控制模块；控制模块还适于根据检测信号输出第三反馈信号，信源信号可以为第三反馈信号或与该第三反馈信号有关。

参考图15，灯头电流检测单元包括：电阻R31、R34、R31A及R34A，电容C13及C13A。通过电阻R31及R34、电容C13，以及，电阻R31A及R34A、电容C13A，可将流经两组应急灯灯头的电流转换成输入电压(AD1及AD2端的输出信号即上述第三反馈信号)，供控制模块进行应急灯灯头电流采样检测，从而获取应急灯的工作状况。

在基于电池电源对应急灯的两组灯头供电后，若灯头短路，则对应AD1或AD2端与地端之间输出第三反馈信号U1，若灯头断路，则对应AD1或AD2端与地端之间输出第三反馈信号U2，若灯头正常，则对应AD1或AD2端与地端之间输出第三反馈信号U3，其中，U1>U3>U2，可认为，U1接近或为脚1的正极电压，U2接近或为对地电压。

实施例17

基于实施例1至16任一项中的应急灯系统，本实施例提供一种应急灯系统，其还包括：显示模块。

该显示模块为人机界面模块，参考图16，显示模块包括：电源指示灯G-LED、充电指示灯R-LED、故障指示灯Y-LED以及告警蜂鸣器BZ1，上述器件组成人机界面的输出功能。

根据所获取的信源信号或上述相关实施例中的工作信号，外部设备或内部模块(比如控制模块)可以对显示模块输入控制上述器件的有效信号：

当应急灯处于主工作状态，信号POWERLED有效，此时电源指示灯G-LED输出显示；

当应急灯处于应急工作状态，信号ChargeLED有效，此时充电指示灯R-LED输出显示；

当检测应急灯系统故障，信号ERRORLED有效，此时故障指示灯Y-LED输出显示。

告警蜂鸣器BZ1由信号Out_Buzz控制响应，信号Out_Buzz可由外部设备或内部模块(比如控制模块)控制输入。

该显示模块还设置有测试按键AN1，其便于进行应急灯的功能测试。当测试按键AN1闭合，显示模块输出不定期检测信号KEY，不定期检测信号KEY即实施例4中的集中控制信号，由控制模块接收该控制信号并立即发送控制应急灯工作状态的工作信号至供电模块，实现应急灯系统功能的不定期检测。

对图16中其他组成器件的介绍此处省略。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (16)

1.一种应急灯系统，其特征在于，包括：

控制模块，适于输出用于控制应急灯工作状态的工作信号，所述工作状态包括主工作状态及应急工作状态；

供电模块，适于根据所述工作信号为所述应急灯系统接入电源；其中，在所述工作信号为用于控制应急灯进入主工作状态的第一信号时，所述电源为直流电源，在所述工作信号为用于控制应急灯进入应急工作状态的第二信号时，所述电源为电池电源；

通信模块，适于将有关所述应急灯工作状态的信源信号与载波信号耦合并向外部集中控制器传递耦合信号。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，载波频率远大于信源频率，所述通信模块是通过电力线向所述外部集中控制器传递耦合信号的。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信模块包括：功率放大单元及第一电力线耦合单元；

所述功率放大单元适于利用载波方式将所述信源信号滤波放大后、耦合至所述第一电力线耦合单元；

所述第一电力线耦合单元适于将所述功率放大单元传递的信号耦合至电力线输出。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述功率放大单元包括至少一个有源低通滤波器及阻容输出单元；

所述有源低通滤波器包括滤波输入端及滤波输出端，所述滤波输入端适于接收所述信源信号，所述滤波输出端适于输出滤波放大后的信源信号；

所述阻容输出单元设于滤波输出端与所述第一电力线耦合单元之间。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述阻容输出单元包括：第一耦合电容、匹配电阻、第一钳位二极管及第二钳位二极管；

所述第一耦合电容的一端和匹配电阻的一端串联，第一耦合电容的另一端连接所述滤波输出端，匹配电阻的另一端连接所述第一电力线耦合单元；

所述第一钳位二极管的阳极连接高电平，阴极分别连接所述滤波输出端及所述第一耦合电容的另一端；

所述第二钳位二极管的阴极连接低电平，阳极分别连接所述滤波输出端及所述第一耦合电容的另一端；

所述第一电力线耦合单元包括：第一耦合变压器；所述第一耦合变压器次级端的线圈一端经所述阻容输出单元连接所述功率放大单元，另一端连接低电平，所述匹配电阻的另一端连接至所述第一耦合变压器的次级端；

所述第一耦合变压器初级端的线圈两端分别连接电力线。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述有源低通滤波器为巴特沃斯型多重反馈滤波器；

7.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述外部集中控制器适于根据所述信源信号，输出控制所述控制模块输出所述工作信号的集中控制信号；所述集中控制信号经耦合、并通过所述电力线传递至所述控制模块；所述系统还包括：读取模块；

所述读取模块适于基于所述电力线读取耦合的集中控制信号、解调并传输所述集中控制信号至所述控制模块；

所述读取模块包括：接收单元及第二耦合电容，所述接收单元包括第二电力线耦合单元及带通滤波电路；

所述第二电力线耦合单元包括第二耦合变压器；所述带通滤波电路并联于第二电力线耦合单元次级端的线圈两端；所述第二耦合变压器初级端的线圈两端分别连接所述电力线；

所述第二耦合电容一端连接所述带通滤波电路的输出端，另一端连接至所述控制模块；所述第一耦合变压器兼做所述第二耦合变压器。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述接收单元还包括：限幅电路；所述限幅电路设于所述带通滤波电路及所述第二耦合电容之间，且并联于第二耦合变压器初级端的线圈两端。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述供电模块包括：

第一输入单元，适于在所述工作信号为所述第一信号时连接所述直流电源；

第二输入单元，适于在所述工作信号为所述第二信号时连接所述电池电源；

充电单元，分别连接所述第一输入单元及电池电源，适于在所述工作信号为第一信号时、根据内部或外部的第一指令对所述电池电源充电；

第一输出单元，适于基于所述直流电源为所述应急灯输出电压；

第二输出单元，适于基于所述电池电源为所述应急灯输出电压。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，当所述电池电源电压小于所述直流电源，所述第一指令有效；所述第一指令来自所述控制模块。

11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：电源模块；所述电源模块适于在所述工作信号为第一信号时输出所述直流电源；

所述第一输入单元包括：第一端口及稳压单元；所述稳压单元适于通过所述第一端口接收所述直流电源、并输出该直流电源至所述第一输出单元。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述电源模块为开关电源模块或线性电源模块，所述电源模块输入端连接交流电源，输出端输出所述直流电源。

13.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第二输入单元包括：第二端口及升压单元；所述升压单元适于通过所述第二端口接收所述电池电源、并根据内部或外部的第二指令对所述电池电源进行电压放大以输出放大后的电池电源至所述第二输出单元；所述第二指令来自控制模块。

14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述升压单元包括：场效应晶体管、电感及续流二极管，所述场效应晶体管、电感及续流二极管构成BOOST并联型升压电路；所述场效应晶体管的一端连接所述电感、另一端接地、控制端适于接收所述第二指令，所述电感未与该场效应晶体管连接的一端连接续流二极管的阳极，续流二极管的阴极连接所述第二端口。

15.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述供电模块还包括：

检测单元，适于将流经所述应急灯的电流转化为检测信号，并将所述检测信号反馈至所述控制模块；

所述控制模块还适于根据所述检测信号输出第一反馈信号；

所述信源信号包括所述第一反馈信号。

16.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制模块还适于根据所述直流电源电压输出第二反馈信号、根据所述电池电源电压输出第三反馈信号；

所述信源信号包括所述第二反馈信号及第三反馈信号。