CN112933499A - 一种智能灭火控制模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能灭火控制模块，包括保护电路模块、通信电路模块、电源管理模块、驱动电路模块、单片机模块、复位电路模块、压力检测模块、报警检测模块、设置按键模块和指示灯模块，驱动电路通过两个三极管控制电点火头的供电，驱动电路引出多个检测信号，单片机模块使用小电流给驱动电路模块检测驱动电路，单片机模块使用大电流给驱动电路模块电路点爆电点火头，驱动电路通过两个三极管控制点火，防止单个三极管发生短路故障时意外点燃电点火头，驱动电路模块引出多个检测信号，使用单片机模块可检测三极管的短路故障、开路故障，单片机模块使用小电流给驱动电路，在不点爆电点火头的情况下检测驱动电路是否正常。

Description

一种智能灭火控制模块

技术领域

本发明涉及灭火控制系统领域，更具体地说，涉及一种智能灭火控制模块。

背景技术

干粉等灭火装置，一般在具备高温启动释放灭火剂的部件外，也可通过智能电子设备启动释放灭火剂；电爆型灭火驱动装置，是一种使用电子电路给电点火头通电使其点爆以启动灭火装置释放灭火剂的智能电子设备。

现有电爆型灭火驱动装置，一般都是总线式，同一区域内的设备连接在一条总线上，所有总线上的设备都由总线供电；但点燃电点火头需要较大的电流，总线不能同时为总线上的设备提供电点火头要求的驱动电流；现有设备要么限制总线连接的设备，要么使用超级电容等储电部件作为点燃电点火头的电源；而且，作为灭火驱动装置，要求高可靠性，具备自检功能，在发送电路故障时及时发出提示；但现有设备要么没有驱动电路自检功能，要么不能完全检测驱动电路的全部元件，在一些影响驱动电点火头的部件发生故障时不能提示，比如一些使用继电器作为点燃电点火头的开关，无法检测继电器故障；控制模块接入总线工作时，需要设置一个编号，现有技术需要人工操作，没有实现智能设备自动编号功能。

因此，需要在现有的电爆型灭火驱动装置基础上进行进一步研究，提供一种智能灭火控制模块。

发明内容

本发明旨在于解决上述背景技术提出的技术问题，提供一种智能灭火控制模块。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能灭火控制模块，包括保护电路模块、通信电路模块、电源管理模块、驱动电路模块、单片机模块、复位电路模块、压力检测模块、报警检测模块、设置按键模块和指示灯模块，保护电路模块外接2芯总线，保护电路模块与电源电路模块连接，电源电路模块与驱动电路模块连接，驱动电路模块另一端连接电点火头，保护电路模块与通信电路模块相互连接，电源电路模块分别与单片机模块、通信电路模块和复位电路模块连接，且通信电路模块与单片机模块相互连接，单片机模块与驱动电路模块相互连接，单片机模块与指示灯连接，压力检测模块、报警检测模块和设置按键模块分别单独与单片机模块连接，压力检测模块另一端连接压力传感器，报警检测模块另一端连接烟感器；

驱动电路通过两个三极管控制电点火头的供电，驱动电路引出多个检测信号，单片机模块使用小电流给驱动电路模块检测驱动电路，单片机模块使用大电流给驱动电路模块电路点爆电点火头，检测和驱动使用同一电路，所有驱动电路故障都能检测出来，确保设备运行安全。

进一步，设置按键模块可通过现场使用设备按键设置设备编号，也可使用通信指令进行编号。

进一步，两个三极管，其中一个三极管Q2控制电流，另一个三极管Q3负责开、关，防止单个三极管发生短路故障时意外点燃电点火头。

进一步，单片机模块通过设备编号延时一定时间再执行启动指令,避免同一时段总线电流过大。

进一步，驱动电路模块使用恒流电路驱动点火。

进一步，电源管理模块使用直流供电。

进一步，通信电路模块采用串行通信方式。

有益效果：

1.该种智能灭火控制模块，通过使用恒流电路模块驱动电点，可以保证电点火头的阻值在一定范围内均能可靠点爆，通过对电点火头驱动电路全检测功能，可以提高系统可靠性；

2.驱动电路模块通过两个三极管控制电点火头的供电，可以防止单个三极管发生短路故障时意外点燃电点火头，即电点火头通过两个三极管控制，可以提高系统可靠性；

3.驱动电路模块通过引出多个检测信号，使单片机模块可检测三极管的短路故障、开路故障，电点火头阻值异常等驱动电路模块各元件异常引起的故障，并通过指示灯模块显示；

4.本发明既可操作控制模块内的按键或使用磁块靠近控制模块内的干簧管等操作，主动获取编号，也可使用通信指令进行编号，即被动接收总线主机分配的编号，设备设置编号更灵活，接受总线主机对控制模块编号的智能化管理、设置，减少现场安装调试工作，方便系统日常维护；

5.通过不使用超级电容等储电器件，节省产品成本；

6.本发明使用分时延时启动方式，同一总线上的设备在收到启动指令时，根据设备自身的编号延时依次执行启动指令，使得同一供电总线上不会出现太大的电流，保护总线电路；本发明可接受通信总线下发的启动指令，也可以外接火警探测器，在火警探测器有报警信号时也可启动点火；

7.本发明的驱动电路具备完全的自检功能，驱动电路在出现任何影响驱动电点火头的故障时，设备均可实时检测，并使用指示灯显示及使用通信线反馈。

附图说明

图1为本发明的内部电路功能组成示意图；

图2为本发明的电路原理示意图；

图3为本发明的保护电路模块、通信电路模块及电源管理模块电路原理示意图；

图4为本发明的单片机模块电路原理示意图；

图5为本发明的报警检测模块、压力检测模块、设置案件模块及指示灯模块电路原理示意图；

图6为本发明的复位电路模块电路原理示意图；

图7为本发明的驱动电路模块电路原理示意图。

图8为本发明的系统流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明实施例中，一种智能灭火控制模块，包括保护电路模块、通信电路模块、电源管理模块、驱动电路模块、单片机模块、复位电路模块、压力检测模块、报警检测模块、设置按键模块和指示灯模块，保护电路模块外接2芯总线，通过2芯总线为智能灭火控制模块供电和实现通信，2芯总线另一端连接总线主机或控制箱，保护电路模块与电源管理模块连接，电源管理模块与驱动电路模块连接，驱动电路模块另一端连接有接电点火头，保护电路模块与通信电路模块相互连接，电源管理模块分别与单片机模块、通信电路模块和复位电路模块连接，且通信电路模块与单片机模块相互连接，单片机模块与驱动电路模块、复位电路模块相互连接，单片机模块与指示灯模块连接，压力检测模块、报警检测模块和设置按键模块分别单独与单片机模块连接，压力检测模块另一端连接压力传感器，报警检测模块另一端连接烟感器。

如图3，保护电路模块作用是当总线上的浪涌电压出现时，保护电路模块可将总线电压钳位在电路板可承受的电压范围内，保护电路板不受总线高压冲击造成损坏，其电路原理见图3，当电路板上的元件故障等造成短路或大电流时，保护电路模块会通过保险F1断开电路板与总线的连接，保证总线不受故障电路板的影响，电容C1、C2起滤波作用，整流桥B1起防反接作用。

如图3，通信电路模块用于实现单片机通过电力线与控制箱进行串行通信，本电路主要使用PB331芯片及其外围电路组成，其电路原理见图3。

如图3，电源管理模块将总线上24V的直流电压降为5V和3V3，5V为驱动电路模块和复位电路模块供电，3V3为单片机系统及通讯电路模块供电；本电源管理模块主要使用MC34063芯片与MIC5205及其外围电路组成，其电路原理见图3，MC34063芯片模块将总线电压变换为5V，MIC5205芯片模块将5V电压降压为3V3，电阻R6、R7、R8及电容C4用于实现电源电压测量取样。

如图4，单片机模块主要实现电路的智能管理，单片机模块接收各模块的反馈信号和输出控制信号，并通过通信电路模块实现与控制箱的串行通信，主要使用单片机型号为C8051F330，具体电路原理见图4。

如图5，压力检测模块用于检测外部灭火器的压力传感器的信号，压力线开路为正常，短路为异常，并反馈信号给单片机模块；报警检测模块用于检测外部烟感器的报警信号，报警线开路为无报警，短路为有报警，并反馈信号给单片机模块；设置按键模块按键开关设置物理按键或者干簧管，可通过现场使用物理按键设置设备编号，也可通过或操作人员携带的磁块对设备编号，也可使用通信指令进行对设备编号，或者用于恢复出厂设置。

如图5，指示灯模块用于显示信号，包括红、绿各一个LED指示灯，除上电启动时两灯同时闪烁3次外，其他情况下同一时刻只有一个指示灯亮，显示状态含义如下：

	常亮	慢闪(0.2S)	快闪(0.5S)
				绿灯	设置模式	运行模式	无址模式
红灯	通信故障	驱动故障	压力异常

①设置模式：设备处于设置编号的工作模式；

②运行模式：设备正常，为正常工作模式，既可总线启动，也可烟感器启动；

③无址模式：设备正常但未设置编号，不能总线启动，但可烟感器启动；

④通信故障：设备超过3秒未能从通信总线接收到合法通信数据；

⑤驱动故障：驱动电路故障，或外接的电点火头阻值异常或开路；

⑥压力异常：外接的压力传感器信号异常(压力线短路)；

设置模式下不会显示故障灯，运行模式和无址模式下才会显示故障灯。当设备出现多种故障时各故障显示的优先级为：压力异常＞驱动故障＞通信故障；

如图6，复位电路模块由电源管理模块5V电源供电，主要包含ISP接口，电阻R12、R13及电容C14。

如图7，驱动电路模块是接收单片机模块信号，用于测量或驱动电点火头，并为单片机模块提供故障检测等测量信号；主要由比较器芯片LM258、三极管Q2(2SD2150)、三极管Q3(BCX51)、三极管Q4(S8050)、取样电阻、电容等组成，驱动电路通过两个三极管控制电点火头的供电，其中三极管Q2控制电流，另一个三极管Q3负责开、关，防止单个三极管发生短路故障时意外点燃电点火头，由于单片机不能直接控三极管Q3,所以通过增加三极管Q4来控制；驱动电路模块能引出多个检测信号，使用单片机可检测三极管的短路故障、开路故障，电点火头阻值异常等驱动电路各元件异常引起的故障；单片机模块能使用小电流给驱动电路模块，在不点爆电点火头的情况下检测驱动电路是否正常，而使用大电流给驱动电路点爆电点火头，因检测时使用的电路与点爆时使用的是同一电路，所以影响点爆电点火头的故障都能被检测出来。

智能灭火控制模块设备编号操作方法如下：

①确定控制箱工作正常；

②将灭火驱动装置接至控制箱的输出总线上；

③等待灭火驱动装置上电自检完成且通信无故障；

④操作控制箱进入ID注册界面，并点击OFF键发出注册指令；

⑤确定灭火驱动装置绿灯常亮进入了设置模式；

⑥短按灭火驱动装置的按键，向控制箱申请编号；

⑦如果灭火驱动装置成功申请到编号，则自动退出设置模式，否则重复步骤⑥；

⑧进入控制箱的实时数据监测界面，查看灭火驱动装置是否能正常上传数据。

实施例一：

独立控制模式：该模式下，每个灭火器配一个智能灭火控制模块，智能灭火控制模块接一个烟感器；当烟感器检测到火警信号时，其输出端(继电器常开输出型)接通，智能灭火控制模块检测到该接通信号，立即给灭火器的电点火头通电，电点火头通电点燃，使灭火器释放灭火剂。

实施例二

联网控制模式：该模式下，每个灭火器配一个智能灭火控制模块，同区域的多个智能灭火控制模块接入控制箱引出的2芯总线；有火警信号时，控制箱通过总线向所有连接在其总线上的智能灭火控制模块发出灭火指令，总线上的智能灭火控制模块接收到灭火指令后，根据自身的设备编号延时依次执行灭火指令。

实施例三

混合模式：该模式下，每个智能灭火控制模块既接有烟感器，又通过总线连接至控制箱；智能灭火控制模块既可烟感器触发启动灭火器，又可执行灭火指令启动灭火器。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.一种智能灭火控制模块，其特征在于：包括保护电路模块、通信电路模块、电源管理模块、驱动电路模块、单片机模块、复位电路模块、压力检测模块、报警检测模块、设置按键模块和指示灯模块，保护电路模块外接2芯总线，保护电路模块与电源电路模块连接，电源电路模块与驱动电路模块连接，驱动电路模块另一端连接电点火头，保护电路模块与通信电路模块相互连接，电源电路模块分别与单片机模块、通信电路模块和复位电路模块连接，且通信电路模块与单片机模块相互连接，单片机模块与驱动电路模块相互连接，单片机模块与指示灯连接，压力检测模块、报警检测模块和设置按键模块分别单独与单片机模块连接，压力检测模块另一端连接压力传感器，报警检测模块另一端连接烟感器；

所述驱动电路通过两个三极管控制电点火头的供电，所述驱动电路引出多个检测信号，所述单片机模块使用小电流给驱动电路模块检测驱动电路，所述单片机模块使用大电流给驱动电路模块电路点爆电点火头。

2.根据权利要求1所述的一种智能灭火控制模块，其特征在于：所述设置按键模块可通过现场使用设备按键设置设备编号，也可使用通信指令进行编号。

3.根据权利要求1所述的一种智能灭火控制模块，其特征在于：所述两个三极管，其中一个三极管控制电流，另一个三极管负责开、关，防止单个三极管发生短路故障时意外点燃电点火头。

4.根据权利要求1所述的一种智能灭火控制模块，其特征在于：所述单片机模块通过设备编号延时一定时间再执行启动驱动点火指令。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种智能灭火控制模块，其特征在于：所述电源管理模块使用直流供电，所述驱动电路模块使用恒流电路驱动点火，所述通信电路模块采用串行通信方式。

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