CN1296245A

CN1296245A - 一种二总线通信方法及使用该方法的火灾报警系统

Info

Publication number: CN1296245A
Application number: CN 99114584
Authority: CN
Inventors: 王殊; 窦征; 沈光进
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: CN1125421C

Abstract

本发明公开了一种对火灾快速响应的二总线通信方法及采用该方法的火灾报警系统。实现快速响应的过程是将每个探测总线回路中的编址单元分组,当具有火警中断优先权的编址单元产生火警信号后,在发码位对应位置上通过二总线向报警控制器回传组号脉冲,在回码位对应位置上回传组内编号脉冲,报警控制器根据组号和组内编号计算出产生火灾信号的编址单元的地址号并及时报警。本发明的优点是无论总线上有多少包括火灾探测器在内的编址单元,都能在发生灾情的最短时间内及时报警响应,从而将火灾损失减小到最低限度。

Description

一种二总线通信方法及使用该方法的火灾报警系统

本发明涉及一种报警系统的总线通信方法，尤其是一种火灾自动探测报警系统的二总线通信方法。本发明还涉及一种实现本发明方法的火灾报警系统。

火灾报警关系到国计民生，因而改进和增强自动探测报警系统的性能和功能，一直是受到该领域关注的课题。现有的火灾自动探测报警系统通常由报警控制器以及分布在各个监测点的火灾探测器组成，报警控制器与各火灾探测器之间通过两总线方式联接。由于火灾探测器电源必须由报警控制器提供，因此其相互之间的信息传输只能叠加在直流电源上。其通信方法为：报警控制器按火灾探测器地址，向火灾探测器进行发码、再接收回码。在进行通信时，一般由报警控制器发出电压信号(即发码)，火灾探测器在其中叠加电流信号以应答(即回码)。由于总线通常带有许多个火灾探测器，因此报警控制器只能通过逐个发码和回码巡回检测。这样，火灾探测器在发现火灾时不能主动向报警控制器发送信号，而只能被动地等待报警控制器的巡查。结果，总线所带的火灾探测器越多，平均等待的时间就越长，不利于及时发现火灾。例如，申请日为1994年12月29日、申请号为94113382、公开号为CN1126908A的中国发明专利申请<<一种通讯集成电路及其制造方法>>，就采用了典型的巡回检测方法。

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提出一种可以对火灾快速响应、迅速报警的二总线通信方法。同时，本发明还提出一种采用上述方法、对火灾快速响应和报警的火灾报警系统。

本发明的二总线通信方法在由编址单元和报警控制器组成的火灾报警系统中实现，上述编址单元可以是火灾探测器、手动报警按钮和其他功能模块，可以有j×k个(j≤64，为总线回路数；k≤512，为每个总线回路的编址单元数)，其实现过程是：A．将每个探测总线回路中的编址单元分成n(1≤n≤64)组；B．报警控制器通过总线逐个向编址单元发送命令码和寻址码，并接收对应编址单元的回码，进行正常巡检，其中发码位兼作编址单元的报警中断申请位；C．当第m(m≤n)组编址单元中的某一具有火警中断优先权的编址单元发生报警信号时，在约定的m组对应发码位上通过总线向报警控制器回送中断申请的组号脉冲；D．报警控制器接收到中断申请的组号脉冲后，向第m(m≤n)组编址单元发送特别回码命令；E．第m(m≤n)组编址单元收到特别回码命令后，发生报警信号的编址单元在其所约定的对应回码位上通过总线向报警控制器回送代表自己地址的组内编号脉冲；F．报警控制器根据报警信号发生单元的组号和组内编号计算出该单元的地址号，及时显示报警。

实现上述方法的火灾报警系统由编址单元和报警控制器组成(编址单元可以是火灾探测器、手动报警按钮及其他受权功能模块，编址单元总数为j×k个，j≤64，为总线回路数，k≤512，为每个总线回路的编址单元数)，每个总线回路中的编址单元被分成n(1≤n≤64)组，其中具有中断优先权的编址单元内含有可以随时向报警控制器申请中断的元件，报警控制器包括键盘输入装置、报警显示装置、主控板以及回路管理电路(回路管理电路总数j≤64)，键盘输入装置接主控板的输入端，显示和打印部分接主控板的输出端，回路管理电路接主控板的通信端，并通过二总线接各编址单元，回路管理电路内含有向编址单元发送命令码、寻址码和回码同步脉冲的发码电路，以及可以接收正常信息回码及中断申请回码的检测电路。

按照本发明总线通信方法建立起来的火灾自动探测报警系统工作时，由于报警控制器的发码位兼作编址单元的火警中断申请位，因此系统中的任何具有火警中断优先权的编址单元，包括火灾探测器、手动报警按钮和其它受权功能模块，都可以在发生灾情时，立即向报警控制器发出中断申请信号，使报警控制器及时对灾情作出快速响应，而编址单元不必被动地等待巡检。由此可见，本发明的火灾自动探测报警系统无论总线上有多少包括火灾探测器在内的编址单元，都能在发生灾情的最短时间内及时报警响应，从而将火灾损失减小到最低限度。

下面结合附图对本发明的以上技术方案作进一步说明。

图1是本发明一个实施例的总线电压、电流波形图，其中(1)是起始位，(2)是发码部分(8位命令+8位寻址)，(3)是空格A，(4)是回码部分(16位)，(5)是空格B。

图2是本发明一个实施例的火灾自动报警系统电路框图。

图3是图2实施例中编址单元与回路管理电路部分电路图。

图4为发码“0”和“1”的波形以及回码位的波形图。

图5为回码“0”和“1”的波形图。

本实施例的二总线通信方法建立在由16×254个编址单元和报警控制器组成的火灾报警系统中，其实施步骤为：A．把254个包括火灾探测器、手动报警按钮及其他功能模块在内的编址单元按其地址号每16个分为一组，则一共可分为16组，正好等于火灾控制器发码的命令和寻址位数之和，即16组火灾探测器申请报警的组号可以与发码位一一对应。后附的表1和表2分别列出了16组编址单元的火灾报警中断申请位置、254个编址单元的分组情况，以及每组编址单元的组内编号和其回码位置，可以作为理解本

实施例的参照。B．在正常情况下，报警控制器不断地对编址单元进行巡检。在该实施例的火灾自动探测报警系统中，总线的发码负向迭加在供电电压上。每帧(即每个通信周期)的信息码分成两大部分(参见图1)，第一部分是报警控制器的发码，包括8位命令码和8位寻址码；第二部分是编址单元的回码信息。发码有16位，编址单元的回码也是16位。其中发码位兼作编址单元的火警中断申请位。分隔两大部分的是起始码、空格A和空格B。起始码是通信的帧标志，空格A和空格B是编址单元微处理器工作需要的时间间隔。编址单元在回码位上可根据报警控制器的命令回答不同内容的信息。例如可以回答编址单元的状态、类型、地址、火灾特征参数(烟雾、温度、一氧化碳)等。当发生火警时，具有火警中断优先权的编址单元在发码位上向报警控制器发出火警中断申请信息，报警控制器收到该信息，向发生火警的编址单元所在组发出特别回码命令后，回码部分用来传送火警发生单元的组内编号回码脉冲。

报警控制器发码以电压脉冲的形式表现(参见图4)。在发码部分，“0”由宽度为0.2ms的码间隔和宽度为0.9ms的负脉冲间隔组成；“1”由宽度为0.2ms的码间隔和宽度为1.3ms的负脉冲组成。在回码部分，回码空间是相等的，均为1.1ms，回码空间之间为宽度0.2ms的回码同步脉冲。

发码间隔脉冲以及回码同步脉冲的下跳沿之后约0.5ms是回码电流脉冲的位置(参见图5)。回码“1”电流脉冲幅度约为20mA，宽度为0.2ms。没有电流脉冲代表回码为“0”。C．当某组编址单元中具有火警中断优先权的编址单元发生灾情申请中断时，则在与组号对应码位上通过总线向报警控制器发出组号电流脉冲信号(如图1和图5所示)，例如第11组中的某编址单元发生灾情，则在对应的第11码位上回送申请中断的组号脉冲。D．报警控制器收到该申请信号后，立即中断正常巡检，向申请中断组发送特别回码命令，要求申请中断的编址单元回地址码信息(组内编号脉冲)。E．该组申请中断的具体编址单元收到特别回码命令后，在报警控制器发出的16位回码空间对应位置回地址码信息(组内编号脉冲)F．报警控制器接收地址回码信息后，根据组号和组内编号，确定该编址单元的具体地址编号，同时根据实时时钟确定火警发生时间，及时显示报警。

这样，报警过程在两个通信周期内即可完成，而与总线上的火灾探测器数量无关。而采用现有的一般通用方法，则有可能需要254个通信周期才能确定。由于高层和大型建筑日益增加，火灾报警系统越来越庞大，每个总线回路上所带的编址单元往往很多，巡检时间很难缩短，因此本发明对火灾的扑救赢得了宝贵的时间。

实现上述二总线通信方法的火灾报警系统电路框图见图2，图中U表示编址单元(≤254)，L表示二总线，该系统由16×254个编址单元和报警控制器组成，其中报警控制器主要由键盘输入装置、显示和打印部分、存储器、主控板、实时时钟及16个回路管理电路等部分组成。键盘输入装置接主控板的输入端，用于输入各种操作命令，以完成预期的操作；显示和打印部分接主控板的输出端，用于显示或输出有关火警、故障、诊断、配置、火灾特征参数的当前和历史数据；存储器用于存储系统的配置数据、历史事件以及计算和操作数据等，实时时钟为报警控制器提供准确的时间信息，以确定火警、故障、诊断信息发生的时间，并为程序运行提供时间坐标；回路管理电路接主控板的通信端，通过二总线接各编址单元，其主要功能是在主控板的控制下，巡检连接于本回路二总线的各编址单元，检出各编址单元的信息回码和火警中断回码，并处理火警中断优先事务。每个回路管理电路管理的编址单元最多为254个，按地址号分成16组(参见表1和表2)。

图3是借以说明上述实施例火灾自动探测报警系统具体动作情况的编址单元与回路管理电路部分电路图，其中箭头表示接主板。该图中左边的编址单元可以是火灾探测器、手动报警按钮及其他功能模块，通过中间的二总线与右边报警控制器中的回路管理电路连接。

在编址单元中，三端稳压器N1为微处理器up1及编址单元内的其他功能电路提供电源。C1、C2为N1的配套滤波电容。限流电阻R1用以缓冲编址单元工作时对二总线造成的电流冲击。V1、C3、R3、R2、R4、C4组成收码接口，将总线上来自回路管理电路的信息经电平转换及整形后送至微处理器up1端口。C3是信号耦合电容，C4用于信号整形。V2、R5、R6组成回码接口电路。R6决定回码电流的幅度。回码电流的宽度及动作时机由微处理器up1决定。由于采用了发生报警时，可以通过回码接口，在约定码位上回传报警中断组别编号脉冲和组内编号脉冲的微处理器up1，因此本实施例电路简捷、性能可靠。

在回路管理电路中，三端稳压器N2及R7、R8、V3、R9与微处理器up2共同构成发码电路，其功能是向总线发出命令码、寻址码、回码同步脉冲以及起始码、空格A和空格B，同时允许发码位兼作中断申请位。码脉冲的幅度由N2的稳压值以及R7和R8分压比决定。回码取样电阻R10、信号放大器N3与微处理器up2共同构成回码检测电路，该电路可以随时接受中断申请。当回码电流流经回码取样电阻R10时，将产生电压信号。此电压信号经过放大器N3放大整形后，馈至微处理器up2的端口。微处理器up2根据目前执行的命令以及回码脉冲出现位置，判定是何种回码信息(编址单元的状态、类型、地址回码、烟/温/一氧化碳、诊断信息等)，以及是否为火警中断申请组号和组内编号脉冲。

本实施例的火灾报警系统电路简捷，工作可靠，能够实现本发明的二总线通信方法，在对灾情发生的最短时间内，作出快速响应。

表1 火警中断申请组别及其对应的中断位

表2 组内编号位置

Claims

1．一种二总线通信方法，在由编址单元和报警控制器组成的火灾报警系统中实现，其过程是：A．将每个探测总线回路中的编址单元分成1-64组；B．报警控制器通过总线逐个向编址单元发送命令码和寻址码，并接收对应编址单元的回码，进行正常巡检，其中发码位兼作编址单元的报警中断申请位；C．当某组编址单元中的某一具有火警中断优先权的编址单元发生报警信号时，在该组对应发码位上通过总线向报警控制器回送中断申请的组号脉冲；D．报警控制器接收到中断申请的组号脉冲后，向该组编址单元发送特别回码命令；E．该组编址单元收到特别回码命令后，产生报警信号的编址单元在对应回码位上通过总线向报警控制器回送代表自己地址的组内编号脉冲；F．报警控制器根据报警信号产生单元的组号和组内编号计算出该单元的地址号，及时显示报警。

2．根据权利要求1所述的二总线通信方法，其特征在于：所述具有中断优先权的编址单元为火灾探测器、手动报警按钮和其他受权的功能模块。

3．一种采用如权利要求1所述二总线通信方法的火灾报警系统，由编址单元和报警控制器组成，每个回路的编址单元共有1-64组，其中具有中断优先权的编址单元含有可以随时向报警控制器申请中断的元件，报警控制器包括键盘输入装置、报警显示装置、主控板以及回路管理电路，键盘输入装置接主控板的输入端，报警显示装置接主控板的输出端，回路管理电路接主控板的通信端，并通过二总线接各编址单元，其特征在于：回路管理电路内含有向编址单元发送发码位兼作中断申请位的发码电路，以及可以随时接受中断申请的回码检测电路。

4．根据权利要求3所述的火灾报警系统，其特征在于：所述具有中断优先权的编址单元中含有发生报警时，通过回码接口，在约定码位上回传报警中断组别编号和组内编号脉冲的微处理器。