CN113313922A - 施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置，火灾自动报警系统线路总线由若干个总线短路隔离器划分为若干个支路，线路状态在线监测装置包括线路监测模块和监测电阻R，每个支路靠近总线短路隔离器的线缆末端均连接有线路监测模块，每个支路距总线短路隔离器最远处的线缆末端均连接有监测电阻R，线路监测模块通过回路总线与线路监测终端连接；线路监测模块包括处理单元、通讯模块、多路选择器、采样电阻RT、A/D转换器、扩展存储模块、LCD显示屏、LED指示灯、蜂鸣器和单片机端口模拟键盘和电源模块。本发明能够对火灾自动报警系统从线缆敷设开始直至设备安装前进行监测，提高了施工效率和质量，节约了施工成本。
Description
技术领域
本发明属于智能建筑技术领域，尤其涉及施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置及方法。
背景技术
在建设工程项目中，火灾自动报警系统作为一种能够及早发现和通报火灾，并及时采取有效措施控制和扑灭火灾的自动消防设施被广泛采用。该系统的施工工艺流程通常为，导管和桥架安装-线缆敷设-设备安装-系统调试-试运行，其中系统调试阶段最为常见的问题是线路状态问题，包括接地，短路，断路、工人漏接线、接线错误、导管管口毛刺未处理划伤线缆护套以及施工过程中装饰装修、给排水、通风空调及建筑电气等施工单位采用膨胀螺栓在楼板上固定吊杆、吊架或其他构件时，无意中破坏火灾自动报警系统的保护导管和线缆，尽管此类问题可通过加强对工人的施工交底予以减少，但现有技术条件无法完全避免。
施工过程中，常规线路状态监测做法是在线缆敷设完成之后，设备安装之前由施工工人采用电工测量仪表对线路状态进行检测，但此做法只能处理根据本次测量结果判定出的线路状态问题，不能对线路状态从线缆敷设完成后就开始进行实时监测，直至装饰装修完成达到设备安装条件。同时，受各专业施工顺序的限制，设备安装必须在建筑物内地面、墙面、顶面完成装饰装修后才能进行。显然，线路状态问题在设备安装完成后进行系统调试时才能充分彻底的暴露处理，而此时处理该类问题有如下不足之处：
1.对建筑物内完成装饰装修的地面、墙面、顶面进行破坏，为其他专业的施工方产生了额外的修补工作量，对建设方增加了额外的工程投资；
2.空间狭小，施工操作难度大，顶部的处理仅能满足系统功能使用，达不到施工质量验收要求。
3.问题处理时，线缆通常不能按照原设计图纸路由进行敷设，在后期设备维护时，给使用单位造成了极大的不便，使得系统的稳定性、可靠性大大降低。
4.由于火灾自动报警线路分支多、路由复杂，线路长度不统一，线路状态问题出现的位置难以确定，故而查找、处理线路状态问题耗时长且效率低，大大增加了施工工期和调试成本，延迟了工程的交付时间。
因此，针对上述线路状态问题带来的不足之处，我们需要一种能够对火灾自动报警线路状态实时在线监测的装置来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置及方法，该监测装置能够对火灾自动报警系统线路状态进行在线监测，能够实时监测线路状态，准确确定线路故障位置，有效地提高了施工效率和质量，节约了施工成本。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置，所述火灾自动报警系统线路总线由若干个总线短路隔离器划分为若干个支路，每个支路内的信号总线和电源线均并联，所述线路状态在线监测装置包括线路监测模块和监测电阻R，每个所述支路靠近总线短路隔离器的线缆末端均连接有线路监测模块，每个所述支路距总线短路隔离器最远处的线缆末端均连接有监测电阻R，所述线路监测模块通过回路总线与线路监测终端连接；所述线路监测模块包括单片机、通讯模块、多路选择器、采样电阻RT、A/D转换器、扩展存储模块、LCD显示屏、LED指示灯、蜂鸣器和单片机端口模拟键盘，以及为监测模块内各单元供电的电源模块；
所述通讯模块与单片机相接，所述多路选择器与单片机的输出端和现场总线支路的输出端连接，所述A/D转换器与单片机相接，所述采样电阻RT设置在线路监测模块的线路接口内部且接在多路选择器和A/D转换器之间，所述扩展存储模块与单片机相接，所述LCD显示屏与单片机相接，所述LED指示灯的输入端与单片机的输出端连接，所述蜂鸣器的输入端与单片机的输出端连接，所述单片机端口模拟键盘的输出端与单片机的输入端连接。
优选的，所述监测电阻R包括电阻、电阻封装件和两个固定件，所述电阻封装在电阻封装件内，两个所述固定件分别连接在电阻封装件上，所述电阻封装件的上部两端对称设有两个用于连接线缆末端的接线孔，所述电阻的两个引脚分别连接两个接线孔，两个所述固定件分别连接在两个接线孔上且用于锁紧线缆末端。
优选的，所述电阻封装件由绝缘材料制成；所述接线孔由金属材料制成。
一种在线监测装置对施工现场火灾自动报警系统线路状态进行在线监测的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1)、在火灾自动报警系统线路上布置线路状态在线监测装置，将线路状态在线监测装置的若干个线路监测模块分别连接在火灾自动报警系统线路安装总线短路隔离器处的若干个支路末端上，且将各线路监测模块通过通讯总线串联，将线路状态在线监测装置的若干个监测电阻R分别连接在距总线短路隔离器最远端的若干个支路末端上；
步骤2)、对各个支路上布置好的线路监测模块进行权限设置，将各支路中其中的一路线路监测模块设置为主监测模块，其余各支路上的线路监测模块均设置为从监测模块；
步骤3)、对主监测模块和各从监测模块进行通讯地址码和地址名称设置，主监测模块的通讯地址码默认为0，其他各从监测模块的通讯地址码分别设置且与主监测模块区别开；
步骤4)、设置主监测模块和各从监测模块的线路故障判定指标阈值URT，通过单片机端口模拟键盘或主监测模块以总线通讯的方式将线路故障判定指标阈值URT写入各线路监测模块的扩展存储模块内部存储，并在主监测模块内部设置线路故障判定指标范围值URT-K～URT+K，其中，K为修正值，URT＝I0RT，I0为连接线路监测模块的支路端口处正常电流恒定值且
U0为线路监测模块接口在支路线缆上施加的恒定电压值，R为快接电阻，RT为线路监测模块接口内部取样电阻；
步骤5)、将各从监测模块将获取的取样电阻RT上的实时电压值UC与URT相比对，判定火灾自动报警线路各支路是否出现线路状态故障，当UC＝URT时，从监测模块对本支路线路状态继续监测，当UC≠URT时，从监测模块将实时电压值UC的数据上传到主监测模块，并与线路故障指标范围值进行比对，当URT-K<UC<URT+K时，判定为火灾报警线路状态正常，当URT-K>UC或UC>URT+K时，判定为火灾报警线路状态故障；其中，Uc＝IcRc，IC为支路端口处实时电流值，RC为线路监测模块接口内部实时电阻值；
步骤6)、当线路状态正常时，线路监测模块上的LCD显示屏显示取样电阻RT上的实时电压值UC，蜂鸣器不蜂鸣提醒，LED指示灯为绿色；当线路状态故障时，蜂鸣器蜂鸣予以提醒，LED指示灯由绿色转为黄色闪烁，实现线路状态指示及报警。
步骤7)、主监测模块通过接受到的从监测模块上传的数据中识别出该从监测模块的地址码，根据地址码确定出现线路故障的支路位置，并将识别出的地址码传输到监测终端，提醒对该支路的线路故障进行维修。
优选的，步骤2中所述主监测模块用于监测本支路线路状态和接收各从监测模块上传的数据，进行存储显示，并通过总线通讯的方式对各从监测模块进行设置和查询状态；所述从监测模块用于负责监测本支路线路状态，进行存储记录，并将火灾自动报警线路和其本身的状态数据上传到主监测模块。
优选的，步骤3中所述地址码用于区别和定位各线路监测模块对应监测的支路，以及用于主监测模块通过地址码对对应的从监测模块进行远程配置。
优选的，步骤4中所述线路故障判定指标阈值URT是通过计算或现场实测得到的反映线路状态正常的电信号利用A/D转换器转换成所对应的数字值。
优选的，步骤7中所述从监测模块还将本支路线路故障维修的数据进行记录存储并通过LCD显示屏(107)进行显示，用于该支路历史线路状态查询。
优选的，步骤7中所述从监测模块还将出现线路故障的支路线路修复完成的数据上传到主监测模块，所述主监测模块还将该从监测模块上传的数据以及其他各从监测模块上传的各支路线路正常的数据通过通讯模块(102)上传给移动终端。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明提供的一种施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置，在施工过程中能够提前发现并处理火灾自动报警系统线路故障，有效地缩短了后续设备安装和调试的时间，极大地节省了人力、物力和施工工期。
2、本发明提供的一种施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置，提高了施工过程中的一次成优率，避免了后期为处理火灾自动报警系统线路故障而对建筑物内完成装饰装修的地面、墙面和顶面进行破坏，避免了为其他专业的施工方增加额外的修补工作量，为建设方节省了不必要的工程投资。
3、本发明提供的一种施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置，能够提前发现火灾自动报警系统线路故障，可在空间和时间的允许情况下对火灾自动报警系统线路故障按照规范要求进行高标准修复，保证了后期火灾自动报警系统运行的稳定性。
附图说明
图1是本发明的线路状态在线监测装置在火灾自动报警系统线路支路上的布置示意图；
图2是本发明线路状态在线监测装置所监控的火灾自动报警系统线路的布置示意图；
图3是本发明线路状态在线监测装置的线路监测模块的原理图；
图4是本发明线路状态在线监测装置的监测电阻R的结构示意图。
图中标号：1、线路监测模块；101、单片机；102、通讯模块；103、多路选择器；104、采样电阻RT；105、A/D转换器；106、扩展存储模块；107、LCD显示屏；108、LED指示灯；109、蜂鸣器；110、单片机端口模拟键盘；21、电阻封装件；22、电阻；23、接线孔；24、固定件；3、电源模块；4、现场总线支路；5、总线短路隔离器。
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
参见图1～图4所示，一种施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置，所述火灾自动报警系统线路总线由若干个总线短路隔离器5划分为若干个支路，每个支路内的信号总线和电源线均并联，所述线路状态在线监测装置包括线路监测模块1和监测电阻R，每个所述支路靠近总线短路隔离器5的线缆末端均连接有线路监测模块1，每个所述支路距总线短路隔离器5最远处的线缆末端均连接有监测电阻R，所述线路监测模块1通过回路总线与线路监测终端连接；所述线路监测模块1包括处理单元101、通讯模块102、多路选择器103、采样电阻RT104、A/D转换器105、扩展存储模块106、LCD显示屏107、LED指示灯108、蜂鸣器109和处理单元端口模拟键盘110，以及为监测模块1内各单元供电的电源模块3；所述通讯模块102与处理单元101相接，所述多路选择器103与处理单元101的输出端和现场总线支路4的输出端连接，所述A/D转换器105与处理单元101相接，所述采样电阻RT104设置在线路监测模块1的线路接口内部且接在多路选择器103和A/D转换器105之间，所述扩展存储模块106与处理单元101相接，所述LCD显示屏107与处理单元101相接，所述LED指示灯108的输入端与处理单元101的输出端连接，所述蜂鸣器109的输入端与处理单元101的输出端连接，所述处理单元端口模拟键盘110的输出端与处理单元101的输入端连接。
具体实施时，所述处理单元101包括型号为80C31的8位处理单元。
具体实施时，所述A/D转换器105为8位A/D转换器。
具体实施时，所述扩展存储模块106包括SD内存卡。
具体实施时，所述监测电阻R包括电阻22、电阻封装件21和两个固定件23，所述电阻22封装在电阻封装件21内，两个所述固定件23分别连接在电阻封装件21上，所述电阻封装件21的上部两端对称设有两个用于连接线缆末端的接线孔24，所述电阻22的两个引脚分别连接两个接线孔24，两个所述固定件23分别连接在两个接线孔24上且用于锁紧线缆末端；所述电阻封装件21由绝缘材料制成；所述接线孔24由金属材料制成。
实施例2
一种在线监测装置对施工现场火灾自动报警系统线路状态进行在线监测的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1)、在火灾自动报警系统线路上布置线路状态在线监测装置，将线路状态在线监测装置的若干个线路监测模块1分别连接在火灾自动报警系统线路安装总线短路隔离器处的若干个支路末端上，且将各线路监测模块通过通讯总线串联，将线路状态在线监测装置的若干个监测电阻R分别连接在距总线短路隔离器最远端的若干个支路末端上；
具体实施时，将各线路监测模块1的通讯模块102通过通讯总线串联。
步骤2)、对各个支路上布置好的线路监测模块1进行权限设置，将各支路中其中的一路线路监测模块1设置为主监测模块，其余各支路上的线路监测模块1均设置为从监测模块；所述主监测模块用于监测本支路线路状态和接收各从监测模块上传的数据，进行存储显示，并通过总线通讯的方式对各从监测模块进行设置和查询状态；所述从监测模块用于负责监测本支路线路状态，进行存储记录，并将火灾自动报警线路和其本身的状态数据上传到主监测模块。
具体实施时，所述主监测模块和从监测模块之间能够互相通讯，各从监测模块之间不进行通讯。
步骤3)、对主监测模块和各从监测模块进行通讯地址码和地址名称设置，主监测模块的通讯地址码默认为0，其他各从监测模块的通讯地址码分别设置且与主监测模块区别开；所述地址码用于区别和定位各线路监测模块对应监测的支路，以及用于主监测模块通过地址码对对应的从监测模块进行远程配置。
具体实施时，主监测模块通过接收识别各从监测模块上传数据中的地址码准确定位该地址码对应的从监测模块，从而达到监测该从监测模块对应的支路线路状态；主监测模块通过接收识别到的地址码，按照地址码能够将数据准确的下发到与该地址码对应的从监测模块上，对该从监测模块进行远程配置，如故障判定指标设置、权限设置和状态查询等配置。
步骤4)、设置主监测模块和各从监测模块的线路故障判定指标阈值URT，通过单片机端口模拟键盘110或主监测模块以总线通讯的方式将线路故障判定指标阈值URT写入各线路监测模块的扩展存储模块106内部存储，并在主监测模块内部设置线路故障判定指标范围值URT-K～URT+K，其中，K为修正值，修正值为根据实际情况的经验值，URT＝I0RT，I0为连接线路监测模块的支路端口处正常电流恒定值且
U0为线路监测模块接口在支路线缆上施加的恒定电压值，R为快接电阻，RT为线路监测模块接口内部取样电阻；
具体实施时，所述线路故障判定指标阈值URT是通过计算或现场实测得到的反映线路状态正常的电信号利用A/D转换器105转换成所对应的数字值。
步骤5)、将各从监测模块将获取的取样电阻RT上的实时电压值UC与URT相比对，判定火灾自动报警线路各支路是否出现线路状态故障，当UC＝URT时，从监测模块对本支路线路状态继续监测，当UC≠URT时，从监测模块将实时电压值UC的数据上传到主监测模块，并与线路故障指标范围值进行比对，当URT-K<UC<URT+K时，判定为火灾报警线路状态正常，当URT-K>UC或UC>URT+K时，判定为火灾报警线路状态故障；其中，Uc＝IcRc，IC为支路端口处实时电流值，RC为线路监测模块接口内部实时电阻值；
具体实施时，通过将线路故障判定指标设置为范围URT-K～URT+K，能够避免判定指标阈值URT受火灾报警线路上杂散电流的干扰。
步骤6)、当线路状态正常时，线路监测模块1上的LCD显示屏107显示取样电阻RT上的实时电压值UC，蜂鸣器109不蜂鸣提醒，LED指示灯108为绿色；当线路状态故障时，蜂鸣器109蜂鸣予以提醒，LED指示灯108由绿色转为黄色闪烁，实现线路状态指示及报警。
步骤7)、主监测模块通过接受到的从监测模块上传的数据中识别出该从监测模块的地址码，从而准确确定出现线路故障的支路位置，并将识别出的地址码传输到监测终端，监测终端安排相关人员对该支路的线路故障进行维修。所述从监测模块还将本支路线路故障维修的数据进行记录存储并通过LCD显示屏(107)进行显示，用于该支路历史线路状态查询。所述从监测模块还将出现线路故障的支路线路修复完成的数据上传到主监测模块，所述主监测模块还将该从监测模块上传的数据以及其他各从监测模块上传的各支路线路正常的数据通过通讯模块(102)上传给移动终端。
具体实施时，在施工过程中能够提前发现并处理火灾自动报警系统线路故障，有效地缩短了后续设备安装和调试的时间，极大地节省了人力、物力和施工工期。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置，其特征在于：所述火灾自动报警系统线路总线由若干个总线短路隔离器(5)划分为若干个支路，每个支路内的信号总线和电源线均并联，所述线路状态在线监测装置包括线路监测模块(1)和监测电阻R，每个所述支路靠近总线短路隔离器(5)的线缆末端均连接有线路监测模块(1)，每个所述支路距总线短路隔离器(5)最远的线缆末端均连接有监测电阻R，所述线路监测模块(1)通过回路总线与线路监测终端连接；所述线路监测模块(1)包括处理单元(101)、通讯模块(102)、多路选择器(103)、采样电阻RT(104)、A/D转换器(105)、扩展存储模块(106)、LCD显示屏(107)、LED指示灯(108)、蜂鸣器(109)和单片机端口模拟键盘(110)，以及为监测模块内各单元供电的电源模块(3)；
所述通讯模块(102)与处理单元(101)相接，所述多路选择器(103)与处理单元(101)的输出端和现场总线支路(4)的输出端连接，所述A/D转换器(105)与处理单元(101)相接，所述采样电阻RT(104)设置在线路监测模块的线路接口内部且接在多路选择器(103)和A/D转换器(105)之间，所述扩展存储模块(106)与处理单元(101)相接，所述LCD显示屏(107)与处理单元(101)相接，所述LED指示灯(108)的输入端与处理单元(101)的输出端连接，所述蜂鸣器(109)的输入端与处理单元(101)的输出端连接，所述单片机端口模拟键盘(110)的输出端与处理单元(101)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置，其特征在于：所述监测电阻R包括电阻(22)、电阻封装件(21)和两个固定件(23)，所述电阻(22)封装在电阻封装件(21)内，两个所述固定件(23)分别连接在电阻封装件(21)上，所述电阻封装件(21)的上部两端对称设有两个用于连接线缆末端的接线孔(24)，所述电阻(22)的两个引脚分别连接两个接线孔(24)，两个所述固定件(23)分别连接在两个接线孔(24)上且用于锁紧线缆末端。
3.根据权利要求5所述的施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置，其特征在于：所述电阻封装件(21)由绝缘材料制成，所述接线孔(24)由金属材料制成。
4.一种采用如权利要求1所述在线监测装置对施工现场火灾自动报警系统线路状态进行在线监测的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1)、在火灾自动报警系统线路上布置线路状态在线监测装置，将线路状态在线监测装置的若干个线路监测模块(1)分别连接在火灾自动报警系统线路安装总线短路隔离器(5)处的若干个支路末端上，且将各线路监测模块(1)通过通讯总线串联，将线路状态在线监测装置的若干个监测电阻R分别连接在距总线短路隔离器(5)最远端的若干个支路末端上；
步骤2)、对各个支路上布置好的线路监测模块(1)进行权限设置，将各支路中其中的一路线路监测模块(1)设置为主监测模块，其余各支路上的线路监测模块(1)均设置为从监测模块；
步骤3)、对主监测模块和各从监测模块进行通讯地址码和地址名称设置，主监测模块的通讯地址码默认为0，其他各从监测模块的通讯地址码分别设置且与主监测模块区别开；
步骤4)、设置主监测模块和各从监测模块的线路故障判定指标阈值URT，通过单片机端口模拟键盘(110)或主监测模块以总线通讯的方式将线路故障判定指标阈值URT写入各线路监测模块(1)的扩展存储模块(106)内部存储，并在主监测模块内部设置线路故障判定指标范围值URT-K～URT+K，其中，K为修正值，URT＝I0RT，I0为连接线路监测模块的支路端口处正常电流恒定值且
U0为线路监测模块接口在支路线缆上施加的恒定电压值，R为快接电阻，RT为线路监测模块接口内部取样电阻；
步骤5)、将各从监测模块将获取的取样电阻RT上的实时电压值UC与URT相比对，判定火灾自动报警线路各支路是否出现线路状态故障，当UC＝URT时，从监测模块对本支路线路状态继续监测，当UC≠URT时，从监测模块将实时电压值UC的数据上传到主监测模块，并与线路故障指标范围值进行比对，当URT-K<UC<URT+K时，判定为火灾报警线路状态正常，当URT-K>UC或UC>URT+K时，判定为火灾报警线路状态故障；其中，Uc＝IcRc，IC为支路端口处实时电流值，RC为线路监测模块接口内部实时电阻值；
步骤6)、当线路状态正常时，线路监测模块(1)上的LCD显示屏(107)显示取样电阻RT上的实时电压值UC，蜂鸣器(109)不予提醒，LED指示灯(108)为绿色；当线路状态故障时，蜂鸣器(109)蜂鸣予以提醒，LED指示灯(108)由绿色转为黄色闪烁，实现线路状态指示及报警；
步骤7)、主监测模块通过接受到的从监测模块上传的数据中识别出该从监测模块的地址码，根据地址码确定出现线路故障的支路位置，并将识别出的地址码传输到监测终端，提醒对该支路的线路故障进行维修。
5.根据权利要求4所述的施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置的监测方法，其特征在于：步骤2)中所述主监测模块用于监测本支路线路状态和接收各从监测模块上传的数据，进行存储显示，并通过总线通讯的方式对各从监测模块进行设置和查询状态；所述从监测模块用于负责监测本支路线路状态，进行存储记录，并将火灾自动报警线路和其本身的状态数据上传到主监测模块。
6.根据权利要求4所述的施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置的监测方法，其特征在于：步骤3)中所述地址码用于区别和定位各线路监测模块对应监测的支路，以及用于主监测模块通过地址码对对应的从监测模块进行远程配置。
7.根据权利要求4所述的施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置的监测方法，其特征在于：步骤4)中所述线路故障判定指标阈值URT是通过计算或现场实测得到的反映线路状态正常的电信号利用A/D转换器转换成所对应的数字值。
8.根据权利要求4所述的施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置的监测方法，其特征在于：步骤7中所述从监测模块还将本支路线路故障维修的数据进行记录存储并通过LCD显示屏(107)进行显示，用于该支路历史线路状态查询。
9.根据权利要求4所述的施工现场火灾自动报警系统线路状态在线监测装置的监测方法，其特征在于：步骤7中所述从监测模块还将出现线路故障的支路线路修复完成的数据上传到主监测模块，所述主监测模块还将该从监测模块上传的数据以及其他各从监测模块上传的各支路线路正常的数据通过通讯模块(102)上传给移动终端。
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