CN1239383A - 用于对检测器产生编址的方法和装置 - Google Patents

Abstract

包含隔离电路的事件或环境条件检测器产生下一个检测器的地址。接收到地址的检测器向地址分配检测器发出应答信号，表示它已经正确接收到地址。地址接收检测器在存储了接收到的地址之后，增加其值，并将其发送给相邻检测器。相邻检测器在接收到有效地址之后也作出同样的应答。检测器在双向通信链路上通信，并应用隔离电路来发送给要由相邻检测器接收并存储的地址。隔离电路可以包含固态或机械开关。

Description

用于对检测器产生编址的方法和装置

本发明涉及包含多个事件或环境条件检测器的系统。本发明特别涉及检测器自动产生和分配地址的系统。

已经发现用于监视商业和工业企业地区的系统对于保密和安全很有用。一种类型的系统包括控制单元，该控制单元通过通信链路与多个在空间上分开的环境条件检测器相连。检测器例如可以包括侵入、烟雾、火焰、温度或气体传感器等。

在这种系统中，应用检测器标志(有时也称为地址)来帮助通信和识别一特定检测器。控制单元包括数据库，将任意分配的检测器地址链接到物理位置。能够建立检测器在通信链路上彼此相邻是非常有用的。

在制造检测器时可以对其分配地址。或者可以在手动安装时设置或由控制单元设置。

检测器通常是可移动地安装在一个永久固定的基座上的。在维护或维修时可将一给定检测器取走，然后重新放回相应的基座上。

当一个或多个检测器被放回相应的基座上时，没有必然的把握能使一给定检测器被放回它取自的那个基座上。这就为控制单元带来了一个问题，控制单元必须始终掌握检测器的位置，以便能够将一特定检测器映射到一个物理位置，其中该特定检测器可以表示一个事件或所关心的一个环境条件的存在。

在题目为“Electrical Unit with an Adjustable Mechanical Switch forAddress Verification”的美国专利No.5,357,243中已经公开了解决这个问题的一个途径，其中该专利已经转让给本申请的受让人。’243专利的系统虽然有效，但需要将安装在检测器上的地址开关手动设置到对应于基座地址的合适的地址。因此，在基座和检测器之间的不匹配使检测器不能与基座连接。

在另一个已知方法中，将检测器串行连接到通信线路上。检测器将通信线开路，然后顺序地将通信线闭路。

控制单元检测第一个开路的检测器，它闭合其通过的电路。控制单元然后检测第二个检测器，它闭合其通过的电路。然后，将每个顺序地链接到至少一个其他检测器的检测器相对于相邻的检测器定位。在该方法中，控制元件是从各个检测器的通信的唯一的接收者。应用电流信号进行检测器识别。

在另一个已知的系统中，控制元件向一选定检测器发出命令，指导该检测器向控制元件发送电流脉冲。控制元件然后进行检查，以确定哪些检测器检测到了电流脉冲。在电流发射检测器和控制元件之间的环路上的每个检测器都会检测到电流脉冲。这个信息可以被用来建立在通信链路上的各种检测器的相对位置关系。

现在仍然需要可以用于自动建立相对于其他检测器和/或检测器地址的检测器位置的系统和方法。最好能够在不显著增加相关监视系统的复杂性和成本的情况下提供这种功能。

可以将地址自动地自行分配给通过双向通信链路彼此通信的多个环境条件或事件检测器。每个检测器包括控制电路和非易失性存储电路。

操作员或安装者可以应用例如检测器安装按钮在第一个检测器手动产生初始地址。将这个地址存储在该检测器的非易失性存储电路中。也可以由操作员应用无线通信单元建立初始地址。

检测器中的控制电路改变这个地址，并将其传输给通信链路上的一选定的相邻检测器。该相邻检测器在接收到有效地址之后，向地址发送检测器发送回应答信号。另外，被编址的检测器将接收的地址存储在其相应的非易失性存储电路中。

在一方面，每个检测器可以递增或递减相应的地址。然后将被改变的地址传输给下一检测器。

随后，被编址的检测器可以递增其接收到的地址，并以相同方式将其传输给一选定的相邻检测器。然后重复该过程，直到已经将地址分配给系统中的每个检测器。

在通信链路包含一个或多个分支或结点的情况下，可以给不同分支上的两个或多个检测器分配相同的地址。当已经完成初始阶段时，可以检查地址分配。

在不止一个检测器已经被分配了共同地址的情况下，在一个分支上的第一个检测器成为接收一个不同地址的候选者。可以手动输入这个不同的地址。

一旦已经输入了新地址，可以由仅在这一个分支上的检测器重复上述过程，产生一个唯一的地址集合，其中这些地址被分配给与其相连的检测器。在有多个平行分支的情况下，重复上述过程。

在除了控制电路和非易失性存储器的一个方面中，每个检测器包括与通信链路相连的第一和第二可独立操作的开关。在另一个方面中，每个检测器可以包括一第三开关，用于向一个上游或编址检测器发送应答消息。这些开关可以用固态器件或机械开关来实现。

在一特定实施例中，本装置在没有公共控制单元的帮助下提供了对检测器的自动编址。自动编址是应用单个检测器传播和存储递增的地址值来实现的。当从检测器N启动自动编址时，地址增加1，并传递到检测器N＋1。检测器N＋1将存储这个地址，并向下一个检测器提供一个递增的值，依此类推。

每个检测器包括另外的功率读出端口。这些端口具有两个功能。一个是检测功率源的起点。自动编址过程从该功率源传播开来。

这些端口还检测来自后面的检测器的应答信号。这些信号表示发送的地址数据已经被正确地接收。后面的单元例如通过估算检验和来验证数据。在检测器N＋1验证了来自检测器N的地址之后，它向检测器N发送一个应答信号。

实施本发明的系统的一个特别的优点在于，也与通信链路相连的公共控制单元或示警面板不必将资源专用于地址的产生和分配。而是，一旦已经在上游或初始检测器建立了一个初始地址，则系统的所有后续地址都可以从这里自动产生。因此，不需要从公共控制单元传输地址。

从下面对本发明及其实施例的详细说明、权利要求以及附图中，本发明的很多其它优点和特征将变得更加显而易见。

图1是依据本发明的系统的总体方框图；

图2是显示图1中一些单元的一些特征的方框图；

图3A和3B一起显示了可由图1的系统实施的自动编址方法的流程图；

图4是图2中单元的一种实施方式的更详细的示意图；以及

图5是显示图2中单元的另一种实施方式的方框图。

虽然本发明可以以不同形式的实施例实现，下面将结合附图详细说明本发明的特定实施例，其应理解为对本发明的原理的例示性说明，而并不用于将本发明限制在所例示的特定实施例上。

图1显示了包含公共控制单元12的系统10。如本领域普通技术人员所理解的，单元12可以包含一个或多个可编程处理器。

与控制单元12相连的是双向通信链路的至少一个分支14a。分支14a可以连到控制单元12的第一端，并且可以在远离控制单元12的第二端终止。或者，分支14a可以连到在控制单元12终止的分支14b。虚线部分所示的分支16可以依次与分支14a相连，并与其一段14c并联地电延伸。

与分支14a相连的是多个事件检测器20。事件检测器20可以被实施为运动检测器、位置检测器或环境条件检测器。环境条件检测器可以包括烟雾或气体检测器，但并不限于此。分支14a、b和16使多个检测器20的组元能与控制单元12实现双向通信，这是本领域普通技术人员所能够理解的。

为了向多个检测器20的各种组元发出命令或从其接收信息，控制单元12包括用于产生能够指定多个检测器20中的一个或多个组元的指令的电路或用于分析通过分支14ab从多个检测器20中的一个或多个组元接收到的反馈信号的电路。

由指示器或地址指定多个检测器20的组元。多个检测器20的各个组元的地址可以通过由控制单元12维护的数据库链接到多个检测器20的各个组元的物理位置。

控制单元12包括依次用于接收来自操作员输入/输出单元24的输入或向其产生可视或可听消息的电路。如同本领域普通技术人员所能够理解的，单元24可以包括操作员可操纵的键盘，以及用于提供操作员可理解的关于系统10的状态和操作的消息或示图的显示设备或打印机。

图2更详细地显示了多个检测器的三个组元20(N－1)、20N和20(N＋1)的特征。单元20(N－1)、20N和20(N＋1)中的每一个可操作地与双向通信分支14a相连。每个单元包括以虚线表示的外罩，对于单元20(N－1)为外罩30N－1。每个外罩装有各自的控制电路32N－1、32N和32N＋1。如同后面将更加详细地讨论的，电路32N可以与选定的分立电路一起包括一个或多个可编程处理器。在这样一种实施方式中，系统10对应于一个事件检测分布式多处理器通信系统。

多个检测器20的每个组元包括第一和第二通信链路隔离元件SW1N－1、SW1N、SW1N＋1、SW2N－1、SW2N和SW2N＋1。在各个局部控制电路、例如32n的控制下工作的各个隔离元件可以开路或闭路，从而使通信信号和电能通过分支14a不受阻碍地传到各个检测器。

依据本发明的系统10在控制单元12的很少或不干预的基础上为多个检测器20的每个组元实施指示器或地址的自动分配。该过程可以通过控制单元12在单元20-1启动。或者，该过程可以在多个检测器20的任一个组元启动。

在有单个通信分支14a的情况下，该过程将从一个功率源开始传播，如图1所示，从起始单元向右，每次一个单元。在通信链路包括分支14a、14b的情况下，将在起始单元作出关于传播方向的判断。

在各个系统包括诸如分支16的分支链路的情况下，在分支14a上的相对于起始单元对应于分支16上的单元的单元在初始通过中将被分配相同的地址。接着，响应于手动干预，地址可以被重新分配给分支16上的单元。

图3A和3B显示了为了分配主体地址可由系统10实施的方法的步骤。

当系统10在步骤100启动时，所有隔离开关元件、例如SW1n和SW2n都开路。在步骤102，N被预置为值1。

在步骤104，参考图2，单元N在端口Ln检测在通信分支14a上的功率，在这个例子中是从控制单元12检测的。在步骤106，响应于检测到的功率，隔离元件SW1N闭合。

在步骤108，单元N等待来自前一个单元的指令或命令。在单元N与单元20-1相对应时，前一单元与控制单元12相对应。或者，当N是一个较大数时，单元N从与功率源更近的前一单元接收启动命令，该前一单元对应于图2中的单元20(N－1)。

在步骤110，如果指定单元检测到自动编址指令，则在步骤112将地址与检验和一起从前一单元传送到分支14a上。在步骤114由接收单元N处理接收的数据。如果接收到的地址与检验和是可接受的，则在步骤116将接收的地址存储在单元N。

在步骤118，将应答信号发送给发射单元，即控制单元12或单元N－1。在步骤120，单元N修改存储的地址，以便向在图2中的单元N的右边的下一单元N＋1传输。

各种处理中的任何一种都可以用于为下一单元修改存储的地址。例如，可以将存储的地址增加或减去一预定量。在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对存储的地址作其它修改。

在步骤122，闭合开关SW2N。这随即将电能加到下一个单元上。

在步骤124，增加指示符N的值。然后从步骤104开始重复该过程。

当在步骤115发现处理的输入不可接受时，向发射单元发送指示未接受或未承认有效地址与检验和的信号。发射单元随即在步骤126重试步骤112、114和115直至三次。

在连续三次失败的情况下，在步骤128可以由单元N－1为控制单元12产生失败或问题消息。在链路上的最后一个单元已经被编址的情况下，将不会接收到应答或失败信号。在步骤130将检测到这个情况，使该过程结束。

上述过程反映了通过控制单元12和单元20-1给各个通信链路供能和启动编址过程的顺序。或者，在步骤108控制单元12不产生自动编址模式指令的情况下，操作员或安装者可以在步骤134在一选定单元指定一地址。该指定地址随即被存储在该指定单元，并对此响应在步骤136打开相应的隔离元件SW2。

然后选定单元可以在步骤120修改存储的地址，在步骤122将其相应的隔离单元SW2闭路或短路，在步骤124增加指示符N的值，并从步骤104开始继续该过程。以这种方式，参见图1，在分支16中的单元可以被分配地址，该地址是与分配给分支14a、b的任一个上的任一个地址不同的且唯一的。

应该理解，可以在一选定单元通过手动操纵处于该单元上的一个或多个开关来手动输入一个地址，以便指定自动编址模式，并为该单元输入选定的地址。或者，可以应用无线便携式编程单元来为选定单元指定一种模式和地址，其中该无线便携式编程单元可以被放置为通过RF、超声或红外链路与选定单元进行通信。

在图4中的示意图显示了可在系统10中使用的单元N的一个实施例。单元N包括可以与分支、例如14a的一侧相连的接线端50a、b和可与该分支的另一侧相连的接线端50c。

如上所述，单元N包括隔离元件或开关SW1N、SW2N。每个开关都与相应的隔离二极管D1、D2并联。二极管D1、D2的阴极然后与事件检测器52的双向通信端口相连，作为通信系统的一部分进行操作。

检测器52可以包括读出元件和局部控制电路，读出元件例如是烟雾或温度检测器、运动检测器或位置检测器，这些都是本领域普通技术人员所公知的。

单元N还包括电阻R1和R2，连在接线端50a、c之间和输入端口P3至检测器52。输入端口P3适于检测在接线端50a、c之间的分支14a上的电能供给。单元N还包括连在接线端50b、c之间、接着连到输入端口P2的电阻R3和R4。检测器52包括用于检测加到端口P2或P3上的表示接收电能或电功率的方向的电能的存在的电路。

图4的单元N还包括连在双向通信端口P4和储能电容器C1之间的隔离二极管D3。控制开关或隔离元件SWB与二极管D3并联。电能通过二极管D3的阴极被加到电容器C1和检测器52的能量输入端口P1上。

图4的检测器N在实现图3A、3B的过程中如上所述地操作。可以由地址发射单元N－1通过从单元N的邻近的分支14a移去电能并使隔离元件SWB闭路或短路来产生应答信号。这接着产生可由单元N－1检测的应答信号。电容器C1还在局部存储能量，用作为局部电源，以便为检测器N供能。输入端口P2、P3除了检测加到单元N的电能的方向之外，还有效地检测通过将由地址接收单元产生的隔离元件SWB闭路或短路而产生的应答信号的存在。

图5显示了可与系统10一起使用以实现自动编址处理的单元60的另一种形式。单元60包括由可编程处理器62a部分地实施的局部控制电路。处理器62a与事件或环境条件传感器62b相连。传感器62b可以包括不受限制的任何形式的位置、运动、温度或烟雾传感器。

与处理器62a相连的是只读存储器62c、可编程只读存储器62d和读写存储器62e。如本领域普通技术人员所理解的，存储单元62c、d和e可分别使用，也可组合在一起使用，用于以非易失形式存储命令、常量或其他信息，并用于以非易失形式存储暂时信息。

处理器62a包括信号输入端口64a、b，如上所述，用于检测加在分支14a上的电能的方向。端口64a、64b还用于检测来自如上所述已经被发送了地址的单元的传输应答或失败信号。

处理器62a依次与局部电源66a相连，该局部电源66a可以由通过分支14a接收的电能供电。接口电路66b使处理器66a能通过分支14a与控制单元、例如单元12或系统中的其他单元进行双向通信。

如前所述，二极管D1’和D2’提供了隔离。单元60包括两个隔离单元SW1-60和SW2-60，这两个隔离单元在处理器62a的控制下工作，以便实施前面在图3A和3B中说明的方法。

本领域普通技术人员应该理解，图3A和3B的方法可以被修改，以包含在查看了上述说明和附图之后另外的细节或明显的变化。隔离元件SW1N、SW2N可以被实施为固态或机械开关。

从上述说明可以看出，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以作出许多变化和修改。应该理解，关于这里所示的特定装置并非用于限制。当然，由附带的权利要求覆盖所有落入权利要求的范围内的修改。

Claims (17)

1.一种事件检测器，包括：

传感器；

至少一个用于与通信链路相连的接线端；

与传感器和接线端相连的控制电路；

与控制电路和接线端相连的至少一个隔离元件；

信息存储元件；以及

与控制电路相连的地址接收输入端口，其中，响应于选定的输入，控制电路在存储元件中存储单元识别符，并为另一个检测器建立单元识别符，包括用于将隔离元件置于低阻抗状态、从而使建立的地址可与接线端相连的电路。

2.如权利要求1所述的检测器，包括用于连接到通信链路的第二接线端和与控制电路和第二接线端相连的第二隔离元件。

3.如权利要求1所述的检测器，其中，输入端口包括至少一个可手动操作的组元。

4.如权利要求3所述的检测器，包括与控制电路相连的视觉读出部分。

5.如权利要求1所述的检测器，其中，输入端口包括辐射能量接收电路。

6.如权利要求2所述的检测器，包括用于建立由链路提供给检测器的功率来源方向的电路。

7.如权利要求6所述的检测器，包括用于产生识别符接收信号的电路。

8.如权利要求6所述的检测器，包括用于改变检测器的识别符以建立另一个检测器的识别符的电路。

9.如权利要求8所述的检测器，其中，改变电路包括用于增大或减小识别符的电路。

10.如权利要求1所述的检测器，其中，传感器包括烟雾传感器。

11.一种向多个链接的如权利要求1所述类型检测器基本上自动地分配地址的方法，包括：

建立要分配给初始检测器的地址；

将所述地址分配给所述检测器；

在所述检测器中形成要分配给下一个检测器的地址；

在下一个检测器中重复分配和形成步骤。

12.如权利要求11所述的方法，其中，至少一些被分配地址的检测器向相应的地址分配检测器通知对分配地址的接收。

13.如权利要求11所述的方法，其中，在多个相连的并联链路的情况下，在不同链路上的检测器将被分配相同的地址。

14.如权利要求11所述的方法，其中，形成步骤包括增大或减小分配给检测器的地址。

15.如权利要求11所述的方法，其中，下一个检测器从所述检测器接收电能。

16.如权利要求15所述的方法，其中，下一个检测器建立表示电能接收的方向。

17.如权利要求11所述的方法，在至少一些检测器中，包括读出环境条件的步骤。

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