CN114544012A - 一种可串接的温度警报系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种可串接的温度警报系统，由主控制盒来收集各个温度感应盒的讯息，各个温度感应盒与主控制盒以电源/信号/地线传输信号，不但可侦测温度是否正常并有断线侦测功能。主控制盒信号有逐级串接功能，可以把下一级警报向上串连通报，而且具有区分警报来源功能，比起目前温度警报多采用简单并联方式，可以提供更精准过温地点，而且逐级串接方式也使得配信安装方便。

Description

一种可串接的温度警报系统

技术领域

本发明涉及一种可串接的温度警报系统。

背景技术

温度警报系统，经常用於建筑物火灾侦测以及工业控制场所，用来侦测各点的温度是否正常。因为使用烟雾侦测所侦测到发烟时通常已经起火而不可收拾，所以侦测过高的温度远比烟雾侦测重要，可以在真正燃烧发火前提供警示，预先处理而非等到起火後再处理。目前建物或工控场合，许多使用温度开关，此类温度开关有分有线及无线方式，本发明针对不适合使用无线的场合，例如无线干扰严重的机械厂房，或感应环境温度超过一般无线模组使用环境时，只能使用有线温度开关。此类温度开关一般者有共通/常闭/常开三个接点，使用者可以选择共通及常闭或常开点来使用，当同时要观测多点时，一般使用共通及常开点使用，而将多个温度开关并联起来使用，只要有任一个温度开关致动，并联输出下共通点就会被接通到常开点。

一般此类温度开关接到可编程控制器，且因为一个要监控的工厂/建物，要监控的溫度点多达数十个，因此难以每个温度开关都接到可编程控制器，一般都并联使用，可能每10个温度开关并联到一个可编程控制器的输入端，但是有此时两个问题产生：

第一，若有一个温度开关接线松脱或断线，系统无法侦测。

第二，并联时发生警报，无法分辨来源。

第三，单一温度开关占用一个可编程控制器输入端，成本太高。

发明内容

本发明的课题即在解决温度感应器断线侦测及来源辨识及降低成本此三问题。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：

由主控制盒来收集各个温度感应盒的讯息，一个主控制盒可以接多个温度感应盒，每个温度感应盒可以接通区数个温度感应芯片并联，并且上有自动/手动切换，切到手动时则温度感应芯片的输出不接到温度感应盒，可以屏蔽故障的温度感应芯片，另有紧急开关，无论手动/自动模式，只要一按下就产生过温警报。

为达到断线侦测，温度感应盒跟主控制盒的接线采用三线方式：电源/接地/信号，而电路设计，使信号於断路/正常/过温时产生三种不同电压，来依此判断。

而主控盒外观上有LED显示及按键及通信传输接口及两个继电器输出端及蜂鸣器，控制盒上面的按键主要功能有三，首先是设定主控制盒编号，编号1为整个系统的主控端，用来一直询问其他主控制盒的状态，若有警报时除了蜂鸣器警报及LED显示也致动两组继电器，由这两组继电器接到可编程控制器或其他上位机处理。因为编号1的主控制盒除了要发出接到本身的温度感应盒的警报外，还要发出来自其他编号主控制盒的过温寄警报，因此当发生警报时，可以用按键切换显示不同编号主控制盒的状态。达到警报时区分警报来源功能，而主控制盒的温度警报侦测，使用简单但是可靠的电压方式区分状态，而且使用了类比多工器，因此单片机只需要有一个模数转换器即可，且转换速度不用快，成本十分的低廉。而各个主控制盒透过通信传输接口通信，各主控盒间隔可以传输数百米以上，且通信传输电路电源/信号采隔离设计，增加本系统的抗干扰及可靠性。因此可以用本发明将数十个温度感应盒的信号经由各个主控制盒串接到编号1的主控制盒再向上接到可编程控制器或其他监控系统的输入端，避免使用高价的可编程控制器，但是又增加断线侦测及辨识来源的功能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是主控制盒对外接线图

图3是温度感应盒外观图

图4是温度感应盒电路图

图5是主控制盒电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

如图1所示本发明一种可串接的温度警报系统， 包括一个以上主控制盒1及每个主控制盒1可以接一个以上的温度感应盒2，并且每个主控制盒1可以如图串接起来，而由编号1的主控制盒1经由两个继电器送出信号，可能是对可编程控制器（Local controller）或建筑监控系统(BMS)，信号格式为常开或常闭使用者自行决定。

主控制盒的接线图如图2，由外部提供直流电压11作为电源输入，输出的常开/常闭信号12、13可以接到可编程控制器来控制机械或大楼建筑监视系统作为警报，信号传输14为三线RS485信号，传输距离可以达数千米，温度感应盒输入15..18等用来接温度感应盒，接线方式为三线电源/信号/接地，而以信号电压的不同来区分断线/正常/过温。

温度感应盒外观图如图三，经由接口21接到主控制盒，切换开关22用来选择温度感应芯片是否致能，切到自动时温度感应芯片就致能，切到手动就屏蔽温度感应芯片的信号。紧急开关23无论切换开关於自动或手动按下时，都会对外发出过温警报，用来於温度芯片失去功能时的手动救济，温度感应芯片并不安装於温度感应盒内，而是经由接口24将温度感应芯片接到附近区域，而且必要时可以并联数个温度感应芯片使用，此接口一样使用三线电源/输出/接地方式。

温度感应盒电路图如图4，经由对主控制盒接口46接到主控制盒，接口46提供了电源/接地为温度感应盒的电源，而信号端经由分压电路接电阻42及电阻41，而此信号端於主控制盒电路中被接到上拉电阻341（图5），因此於主控制板的类比多工器输入，万一温度感应盒的信号线断线，输入端的电压会被拉到VCC。而於正常状态时，可以得到2/3VCC电压((R+R)/(R+R+R))。而如果紧急开关45被致能或者切换开关43切到自动档且温度感应芯片44致能，此时电阻41会被接地，而类比多工器输入电压会是1/2VCC电压(R/(R+R))。因此经由电压的不同，我们可以判断某个温度感应盒上的状态。切换开关43用来控制是否要屏蔽温度感应芯片的信号，万一温度感应芯片故障时可以切到手动而忽视温度感应芯片信号。温度感应芯片是接到接口44上，因为温度感应芯片是开集极输出，因此可以并联使用，必要时可以量测多个量测点。

主控制盒电路如图5，信号处理中心是单片机31，而电源使用简单的3 端子稳压电路32将外部输入直流电压转成内部使用电压，通信电路35使用了隔离的直流转直流电压模块，而RS485的信号跟主控制板内部也加上隔离电路，因为RS485的信号传输是接到外面，比较容易受到静电/突波等干扰信号，因此通信电路加上隔离，以保证内部单片机系统稳定执行。模拟多工器34负责把接到主控制盒的多个温度感应盒信号多路选择一路到单片机，此类比多工器输出接了一个上拉电阻341以搭配温度感应盒内部电路形成断路/正常/过温的三种不同电压，使用模拟多工器可以让单片机只需要一路模数转换器即可，否则多路模数转换器的单片机，接脚多价格也昂贵，反观一个16路模拟多工器价格十分低廉。按键38用来控制主控制板编号设定/显示切换/警报中止功能，因为所有RS485通信都是逐台串接在一起，因此通信必须逐台有唯一编号来区分讯息来自那一台主控制盒，本发明使用了一个按键38若开电时先按住在开机进入设定模式，可以设定本机编号，若开机时按键38没有按住就进入正常模式。LED显示接口39，接受单片机控制以LED不同颜色显示各个温度感应盒的状态。若是编号1的主控制盒除了可以显示自己的温度感应盒状态外，可以用按键38切换显示其他主控制盒的各个问度感应盒状态。输出扩充器33用来扩充单片机的输出，使用输出扩充器33而非选择一个更多脚位的单片机，是成本考量。当发生警报时，单片机31会驱动蜂鸣器36及两组继电器37，发出警报声及通知继电器所接的可编程控制器及/或建筑监视系统，两组继电器的共端/常开/常闭三个端子都有拉出，使用者可以自行决定如何使用。

比起使用可编程控制器及建筑监视系统，本发明一个主控制盒可以监控11个温度感应盒，而每个感应盒可以并联数个温度感应芯片，而主控制盒可以一级一级串接起来，可以很方便且低成本的一次监控数十个到上百个温度监测点，而且只要有接线断线及过温警报发生，在当地的主控制盒及远端编号1的主控制盒，都可以查出是那一个温度感应盒发出警报，以低成本方式解决温度感应器断线感应及警报来源辨识功能。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种可串接温度警报系统，包括一个以上主控制盒，及一个以上温度感应盒，其特徵在於，所述温度感应盒可以侦测温度感应装置工作是否为正常/断线/过温，所述主控制盒并且能分所接温度感应盒编号，而各个控制盒可以接上一个以上温度感应装置，并且可以逐级串接起来； 所述主控制盒包含：按键用来设定主控盒编号/显示切换/停止警报；LED显示，於主控制盒编号1用来显示本身各温度感应盒状态及可用按键切换显示其他主控盒之各温度感应盒状态状态，於非主控制盒编号1时用来显示本身各温度感应盒状态；电源电路，用来产生系统所需电压；单片机，用来执行本系统警报侦测/信息传输/驱动蜂鸣器及继电器/接收按键/显示LED功能；传输电路，用来串接所有主控制盒传输信号用；模拟多工器电路，用来切换各温度感应盒电压到单片机侦测电压；继电器及蜂鸣器驱动电路，用来推动继电器及蜂鸣器；所述温度感应盒包含：温度感应芯片，用来感应温度，超过用电阻设定的临界值时， 其开集极输出会将输出接地；切换开关，分自动/手动两挡，於自动档会将温度感应芯片接上，手动时将温度感应芯片断开；分压电路，搭配主控制盒模拟多工器电路产生正常/断线/过温不同电压；紧急开关，接到分压电路，按下时产生过温的电压。

2.如权利要求1所述的一种可串接温度警报系统，其特徵在於：所述主控制盒与所述温度感应盒以电源/信号/接地三线连接，多个温度感应盒信号经由所述模拟多工器接到所述单片接，所述模拟多工器电路的输入端有上拉电阻（阻值R）上拉到VCC,而所述温度感应盒的分压电路有串连电阻1与电阻2（两者电阻均为R），电阻1一端接输出，一端接电阻2，电阻2另一端接地，所述紧急开关并联於电阻2，所述温度感应芯片经由所述切换开关也并联於电阻2；

接线断路时，於模拟多工器输入端的电压於所述温度感应盒接线断线时电压被上拉电阻拉到VCC;

而接线正常时所述温度感应芯片及所述紧急开关没致动时，电压为上拉电阻串电阻1串电阻2所得即2/3VCC(注(R+R)/(R+R+R));

过温时，当切换开关切於自动且所述温度感应芯片产生过温输出或所述紧急开关致动时，电压为上拉电阻串电阻1所得即1/2VCC(注R/(R+R))；

如此由电压的不同可以区分断线/正常/过温状态。

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