CN107193242A

CN107193242A - 消防系统中实现告警同步的设备及其方法

Info

Publication number: CN107193242A
Application number: CN201610144979.9A
Authority: CN
Inventors: 侯树春; 徐焕
Original assignee: Siemens Schweiz AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 2016-03-14
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2017-09-22
Anticipated expiration: 2036-03-14
Also published as: CN107193242B

Abstract

本发明提出一种消防系统中实现告警同步的方法和设备。该方法包括：生成至少两个广播帧(B1、B2、B3)，每个广播帧包括一个唯一标识(IDx)，其指示出所述广播帧发送时间距一个参考时间点的时间偏移(T_offset‑x)；在每个所述时间偏移(T_offset‑x)所指定的时间点，依次发送所述广播帧(B1、B2、B3)。

Description

消防系统中实现告警同步的设备及其方法

技术领域

本发明总体涉及消防报警(Fire alarming)领域，尤其涉及一种消防系统中的告警设备(Notification Appliance)的同步。

背景技术

图1A和图1B分别示出了两种典型的消防报警系统的示意图。如图1A和图1B所示，在消防报警系统中，控制装置(Control Panel)160连接到分布于楼宇中的多个告警设备190。这些告警设备可并联连接到一个线路网络上，该网络连接到控制装置(Control Panel)160。告警设备可以经由该线路网络从火灾报警控制装置160处获得电能且与火灾报警控制装置160进行通信。在图1A所示的消防系统中，线路网络例如包括四个线路，其中两个线路用于给告警设备190供电，另外两个线路用于通信。与图1A不同，在图1B所示的线路网络仅具有两根线路，也就是通常所称的“二线路网络”。控制装置160经由这两根线路向告警设备供电，并同时经由此二线路网络与告警设备190通信。在图1A和图1B示出的消防报警系统中，告警设备190例如可以发出人可听到的声音告警(例如，利用蜂鸣器或扬声器)，也可以发出语音告警，甚或用户可以根据需要自行定制语音告警的内容。告警设备190例如也可以是闪光(Strobe)报警设备，例如以氙灯或LED等当作闪光元件。

在消防系统中，一些告警信号需要被同步驱动，以保证比如在同一楼层内的告警消息的同步播放。例如，在欧洲标准EN54-3中要求语音消息同步播放，在欧洲标准54-23中要求闪光报警信号同步。再例如，在美国消防标准UL 1973中也要求闪光报警信号同步输出。为此，报警信号同步成为业内关注的一个问题。在美国专利5559492中就披露了一种解决视觉(或闪光)报警同步的方法，其通过在二线路网络上传递同步脉冲来实现光报警的同步。

现有的消防系统中，告警设备190可以是可寻址设备，即，控制装置(control panel)160可以经由线路网络与各个连接在该线路上的告警设备通信。一种现有的同步方式为：在需要告警时在线路网络上发送广播帧，各个告警设备在收到广播帧后的一个预定时间点(例如2s)启动告警动作(例如闪光或发声)。这样，并联到线路网络上的各个告警设备大体上可以同步地发出告警消息(声音告警或视觉告警)。然而，由于某些外部干扰因素，在实际应用中，并非所有告警设备均可以收到该广播帧。为此，控制装置160需要依次重复发出多个广播帧，以保证每个告警设备均能收到至少一个广播帧，但同时各个告警设备收到广播帧的时延也可能超出了同步所允许的范围。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种消防系统中实现告警同步的解决方案，采用这种解决方案可以使得在依次重复发送多个广播帧的情况下各个告警设备依然能够实现同步告警。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种在消防系统中实现告警同步的方法。该方法包括：生成至少两个广播帧，每个广播帧包括一个唯一标识，其指示出所述广播帧发送时间距一个参考时间点的时间偏移；在每个所述时间偏移所指定的时间点，依次发送所述广播帧。

根据本发明另一个方面，本发明提出了一种在消防系统中实现告警同步的方法。该方法包括：接收至少一个广播帧，每个广播帧包括一个唯一标识，其指示出所述广播帧发送时间距一个参考时间点的时间偏移；从所述广播帧中提取出所述标识，并基于所述提取出得的标识确定所述时间偏移；基于所述时间偏移，确定同步时间点；在所述同步时间点，启动告警。

根据本发明又一个方面，本发明提出了一种在消防系统中控制告警设备的装置，包括：输出端，其能够经由线路连接到一个或多个现场的告警设备；控制电路，设置成从所述输出端依次发出至少两个广播帧，其中每个所述广播帧包括一个唯一的标识，其指示出所述广播帧发送时间距一个参考时间点的时间偏移。

根据本发明又一个方面，本发明提出了一种在消防系统中发出告警的设备，包括：输入端，连接到一线路以从所述线路上接收至少一个广播帧，其中，每个广播帧具有唯一标识，其指示出所述广播帧发送时间距一个参考时间点的时间偏移；一个控制器，设置成从所接收到广播帧中提取出所述标识并确定所述时间偏移，以及在基于所述时间偏移确定的同步时间点处启动告警。

采用上述同步方法和设备，由于每个重复发送的广播帧中带有能够指示广播帧发送时间偏移的标识，因而即使控制装置和告警设备之间没有时钟同步，也可以实现告警同步，且同步误差在允许的范围内。

优选地，所述广播帧以固定的时间间隔发出。更为优选地，在这种情况下，每个广播帧所包括的唯一标识包括该广播帧的序列号。这里，由于标识ID本身仅为序列号，其所需传递的数据位非常有限，因而这种方案特别适合传输带宽受限的场合。

可选地，每个广播帧所包括的唯一标识包括所述时间偏移。这样，接收到广播帧的设备只需读取出该时间偏移即可，并直接利用该提取出的时间偏移确定同步时间点，从而简化了时间偏移的确定过程。

可选地，所述参考时间点为第一个广播帧的发送时间，或者，所述参考时间点为同步启动告警告警的同步时间点。若参考时间点为同步启动告警的同步时间点，则接收广播帧的设备可以直接利用从广播帧中提取出的时间偏移实现同步定时，从而简化了同步时间点的确定过程。

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1A和图1B示出了一种典型的消防报警系统。

图2A和2B示出了根据本发明一个实施例的广播帧时序和结构。

图3示出了根据本发明一个实施例的控制装置以及连接到该控制装置的告警设备的结构框图。

图4A、4B和图4C示出了根据本发明又一个实施例的广播帧时序和结构。

图5A和图5B示出了根据本发明另一个实施例的广播帧时序和结构。

图6示出了根据本发明一个实施例的告警同步方法的流程图。

附图标记

160：控制装置； 190：告警设备

200：控制装置； 210：输出端； 230：控制电路； 231：时钟电路；

233：存储器； 235：生成电路； 300：告警设备； 320：输入端；

340：控制器； 342：提取单元； 344：定时单元； 360：告警元件。

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。

现有技术中，控制装置依次重复发送多个广播帧，以保证每个告警设备至少收到一个广播帧。然而，由于这些广播帧的发送时间彼此之间存在延迟，收到不同广播帧的告警设备则难以在允许的同步误差范围内启动告警动作。针对这一问题，本发明的发明人提出在依次重复发送的每个广播帧内增加一个标识，该标识可以指示出每个广播帧相对一个参考时间点的时间偏移。告警设备接收到广播帧后，可以根据广播帧中的标识所指示的时间偏移修正同步时间点，从而实现各个告警设备之间的告警同步。

图2示例性地示出了根据本发明一个实施例的广播帧的时序和结构。图2A为控制装置侧发出广播帧的时序图。假定控制装置需要依次发出三个广播帧B1、B2、B3。这三个广播帧的内容大体相同，均为要求告警设备基本上在同步时间点T_sync启动告警动作。如图2A所示，广播帧B1、B2和B3依次在时间点T₀、T₁和T₂发出。若按照现有技术的方式，三个广播帧完全相同，告警设备无论收到哪个时间点发出的广播帧，均在收到广播帧后大约2s(这一时间可以为告警设备预先获知，或者可以在广播帧内传递给告警设备)时启动告警动作，这将造成告警失同步。

图2B示出根据本发明一个实施例的广播帧的帧结构。如图2B所示，假定每个广播帧具有5个字段(Field)，每个字段用Fx(x＝1～5)表示。三个重复发送的广播帧B1、B2、B3的字段F1、F3～F5均彼此相通。所不同之处在于，在例如第二个字段F2内加入了一个唯一标识IDx(x＝0、1、2)，其用来指示该广播帧发送时间相对于一个参考时间点而言的时间偏移T_offset-x(x＝0、1、2)。这里，参考时间点例如可以为第一个广播帧发出时的时间点T₀。例如，T_offset-0＝T₀-T₀＝0，T_offset-1＝T₁-T₀＝0.25s，T_offset-2＝T₂–T₀＝0.75s。

告警设备在收到广播帧后可以提取出该广播帧的标识ID，进而确定标识所指示的该时间偏移T_offset，再根据该时间偏移T_offset修正同步时间。例如，假定第一告警设备收到第一个广播帧B1，则该告警设备根据广播帧B1内其他字段得知需要在收到广播帧(Te)后的2s启动告警，即T_sync＝Te+2s。进一步，告警设备提取出标识ID1，并得到ID1所指示的时间偏移T_offset-0＝0s。然后，告警设备可据此得到T_sync＝Te+2s-T_offset-0＝Te+2s。再例如，假定第二告警设备收到第三个广播帧B3，则该告警设备根据广播帧B3内其他字段得知需要在收到广播帧(Te)后的2s处启动告警，即T_sync＝Te+2s。进一步，告警设备提取出标识ID3，并得到ID3所指示的时间偏移T_offset-2＝0.75s。然后，告警设备可据此得到T_sync＝Te+2s-T_offset-2＝Te+1.25s。这样，第一和第二告警设备可以在几乎同一个同步时间点T_sync处同步启动告警。

采用这种图2B所示的广播帧结构，由于每个重复发送的广播帧中带有能够指示广播帧发送时间偏移的标识，因而即使控制装置和告警设备之间没有时钟同步，也可以实现告警同步，且同步误差在允许的范围内。

图3示例性地示出了根据本发明一个实施例的控制装置200和告警设备300的结构框图。在图3中，控制装置200经由例如二线网络连接到告警设备300。控制装置200重复发出的广播帧在该二线网络上传递。如图3所示，控制装置200包括一个输出端210和一个控制电路230。输出端210连接到线路上。控制电路230能够从输出端210依次重复发出两个或两个以上的广播帧B1、B2、B3，其中每个广播帧Bx包括一个唯一的标识IDx，其指示出该广播帧发送时间距一个参考时间点的时间偏移T_offset-x。

在图3所示的实例中，控制电路230具体包括一个时钟电路231、一个存储器233和一个连接到时钟电路231和存储器233的生成电路235。时钟电路231可以提供一个时钟信号。存储器233内存储有广播帧的内容。根据实际使用的协议，广播帧的内容可以包括例如告警模式等。生成电路235一方面从存储器233获得待发送的广播内容，另一方面从时钟电路231获得时钟信号。生成电路235将待发送的广播内容封装成如图2B所示的广播帧，且在每个广播帧中存入一个唯一标识IDx，该标识IDx指示出当前广播帧发送时间与一个参考时间点之间的时间偏移T_offset-x。然后，生成电路235按照该时间偏移所指定的时间依次从输出端210发出各个广播帧。在实际应用中，控制电路230可以由一个微控制器(MCU)来实现。

在图3所示的实例中，告警设备300包括一个输入端320、一个控制器340、和至少一个告警元件360。输入端320连接到线路网络，且可以从线路上接收来自控制装置200的广播帧。控制器340连接到输入端320，以处理所接收到的广播帧。同时，控制器340还响应于所接收到的广播帧来驱动告警元件360动作。其中，每个广播帧具有唯一标识IDx，其指示出广播帧发送时间距离一参考时间点的一个时间偏移T_offset-x。控制器340从所接收到广播帧中提取出标识IDx，基于所提取出的IDx确定时间偏移T_offset-x，然后在基于该时间偏移T_offset-x确定的同步时间点T_sync处启动告警。

在图3所示的例子中，控制器340具体包括一个提取单元342以及一个定时单元344。提取单元342从所接收的广播帧中提取出标识IDx，并基于该提取出的标识IDx确定时间偏移T_offset-x。定时单元344基于该时间偏移T_offset-x确定告警时间点，即同步时间点T_sync，并在该同步时间点T_sync驱动告警元件。在实际应用中，控制器340可以由一个MCU来实现。

在图3所示的例子中，参考时间点可以为第一个广播帧的发送时间T₀。可选地，参考时间点还可以是同步时间点T_sync，或T₀和T_sync之间的某个时间点。广播帧中的唯一标识ID也可以就是时间偏移T_offset-x本身。可选地，如果依次重复发送的广播帧是以固定间隔Td发出的，则标识ID还可以仅仅是一个广播帧的序列号。图4和图5分别示出了这两种具体实施方式。

在图4的例子中，广播帧的标识ID为时间偏移T_offset-x本身，如图4C的帧结构所示。具体地，在图4的例子中，控制装置200依次在时间点T0、T1、T2重复发出广播帧B1、B2和B3。每个广播帧具有一个唯一标识IDx(x＝1、2、3)，该标识即为每个广播帧发送时间相对一个参考时间点的时间偏移T_offset-x。在图4A的例子中，以第一个广播帧B1的发出时间T₀为参考时间点。这样，例如，ID1＝T_offset-0＝T₀-T₀＝0，ID2＝T_offset-1＝T₁-T₀＝0.25s，ID3＝T_offset-2＝T₂–T₀＝0.75s。可选地，在图4B的例子中，还能够以同步时间点T_sync为参考时间点。这样，例如，ID1＝T’_offset-0＝T_sync-T₀＝2s，ID2＝T’_offset-1＝T_sync–T₁＝1.75s，ID3＝T’_offset-2＝T_sync–T₁＝1.25s。采用图4B所示的例子，告警设备300可以在提取出标识后，直接用该标识的内容定时驱动告警元件360。

在图5的例子中，广播帧以固定时间间隔Td(例如，0.5s)依次重复发出，每个广播帧的标识ID为广播帧序号，例如B1、B2和B3，或更可简化为“1、2、3”，如图5B的帧结构所示。具体地，在图5A中，控制装置200依次在等间隔的时间点T0、T1、T2重复发出广播帧B1、B2和B3，其中T₁＝T₀+Td，T₂＝T₀+2*Td。每个广播帧具有一个唯一标识IDx(x＝1、2、3)，该标识即为每个广播帧的帧序号。在图5的例子中，以第一个广播帧B1的发出时间为参考时间点。这样，T_offset-0＝(1-1)*Td＝0，T_offset-1＝(2-1)*Td＝Td＝0.5s，T_offset-2＝(3-1)*Td＝2*Td＝1s。告警设备可以预先获知广播帧的发送间隔，然后根据广播帧的帧序号即可确定时间偏移。在图5A的方案中，标识ID本身非常简单，所需传递的数据位也有限，因而这种方案特别适合传输带宽受限的场合。

图6示出了根据本发明一个实施例的告警同步方法。该同步方法分别由控制装置200和告警设备300来执行。具体而言，在控制装置200侧，方法流程从步骤S610开始。在步骤S610，控制装置200生成至少两个广播帧(Bx，x＝1、2、3)，每个广播帧包括一个唯一标识IDx，其指示出所述广播帧发送时间距一个参考时间点的时间偏移T_offset-x。在步骤S620，控制装置200在所述时间偏移量T_offset-x所指定的时间点，依次发送所述广播帧B1、B2、B3。在告警设备300侧，方法流程从在步骤S640接收到至少一个上述广播帧开始。在步骤S650，告警设备300从所接收的广播帧内提取出标识ID，并借此确定该广播帧的时间偏移T_offset-x。进而在步骤S660，告警设备300利用该时间偏移T_offset-x修正并确定同步时间点T_sync。最后，在步骤S670，告警设备300在该确定的同步时间点T_sync启动告警动作。

上述方法中，可选地，所述广播帧B1、B2、B3可以以固定的时间间隔Td发出。在这种情况下，每个广播帧所包括的唯一标识(IDx)可以简化为该广播帧的序列号(例如，B1、B2、B3)。告警设备300可预先获知该时间间隔Td。在告警设备300提取出作为标识IDx的广播帧序号，进而利用已知的时间间隔和该广播帧的序号确定出时间偏移T_offset-x。可选地，每个广播帧所包括的唯一标识IDx为所述时间偏移量T_offset-x。这样，告警设备300只需读取出该时间偏移T_offset-x即可，从而简化了时间偏移量T_offset-x的确定过程。此外，所述参考时间点可以为第一个广播帧的发送时间，或者，所述参考时间点还可以为同步启动告警设备的同步时间点T_Sync，或者这二者之间任一一个固定的时间点。若参考时间点为同步启动告警设备的同步时间点T_Sync，则告警设备可以直接按照从广播帧中提取出的时间偏移T_offset-x实现定时告警。

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

1.一种在消防系统中实现告警同步的方法，包括：

生成至少两个广播帧(B1、B2、B3)，每个广播帧(Bx)包括一个唯一标识(IDx)，其指示出所述广播帧发送时间距一个参考时间点的时间偏移(T_offset-x)；

在每个所述时间偏移(T_offset-x)所指定的时间点，依次发送所述广播帧(B1、B2、B3)。

2.一种在消防系统中实现告警同步的方法，包括：

接收至少一个广播帧(B1、B2、B3)，每个广播帧包括一个唯一标识(IDx)，其指示出所述广播帧发送时间距一个参考时间点的时间偏移(T_offset-x)；

从所述广播帧(B1、B2、B3)中提取出所述标识(IDx)，并基于所述标识(IDx)确定所述时间偏移(T_offset-x)；

基于所述时间偏移(T_offset-x)，确定同步时间点(T_Sync)；

在所述同步时间点(T_Sync)，启动告警。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述广播帧(B1、B2、B3)以固定的时间间隔(Td)发出。

4.如权利要求3所述的方法，其中，每个广播帧所包括的唯一标识(IDx)包括该广播帧的序列号(B1、B2、B3)。

5.如权利要求1或2所述的方法，其中，每个广播帧所包括的唯一标识(IDx)包括所述时间偏移(T_offset-x)。

6.如权利要求1-5中任一所述的方法，其中，所述参考时间点为第一个广播帧的发送时间(T₀)，或者，所述参考时间点为同步启动告警的同步时间点(T_Sync)。

7.一种在消防系统中控制告警设备的装置，包括：

输出端(210)，其能够经由线路连接到一个或多个现场的告警设备(300)；

控制电路(230)，设置成从所述输出端(210)依次发出两个或两个以上的广播帧(B1、B2、B3)，其中每个所述广播帧包括一个唯一的标识(IDx)，其指示出所述广播帧发送时间距一个参考时间点的时间偏移(T_offset-x)。

8.一种在消防系统中发出告警的设备，包括：

输入端(310)，连接到一线路以从所述线路上接收至少一个广播帧(B1、B2、B3)，其中，每个广播帧具有唯一标识(IDx)，其指示出所述广播帧发送时间距一个参考时间点的时间偏移(T_offset-x)；

一个控制器(330)，设置成从所接收到广播帧(B1、B2、B3)中提取出所述标识(IDx)并基于所提取出的标识确定所述时间偏移(T_offset-x)，以及在基于所述时间偏移(T_offset-x)确定的同步时间点(T_Sync)处启动告警。

9.如权利要求7或8所述的设备，其中，所述广播帧以固定的时间间隔(Td)发出。

10.如权利要求9所述的设备，其中，所述标识(IDx)包括每个广播帧的序列号(B1、B2、B3)。

11.如权利要求7或8所述的设备，其中，所述标识(IDx)包括所述时间偏移(T_offset-x)。

12.如权利要求7-11中任一所述的设备，其中，所述参考时间点为第一个广播帧的发送时间(T₀)，或者，所述参考时间点为同步启动告警告警时的同步时间点(T_Sync)。