CN1941015A - 一种分布式监控方法 - Google Patents

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Abstract

一种分布式监控方法，可用于安全系统、防火系统、变电站、移动通信的基站等多种设施内部的管理场合，采用一个控制器和至少两个现场设备，控制器与现场设备之间通过一个现场总线进行通信。所传送的信号帧包括现场设备地址段、现场设备子地址段、读写标志段、控制器与现场设备交换数据段以及现场设备向控制器报告请求段。如现场设备没有检测到异常事件，控制器对所有的现场设备进行巡视；当一个现场设备发现一个异常事件时，该现场设备向控制器发出一个报告请求。可以通过对现场设备设置不同的能量状态来降低系统的能耗。

Description

一种分布式监控方法
一、技术领域
本发明涉及一种对环境状态的监控方法；更具体地说，涉及一种对环境状态进行监控的分布式监控方法。
二、背景技术
已有技术的一类烟雾和火灾报警系统包括多个报警探头和一个控制器。所述的控制器与现场设备之间通过一条现场总线进行通信。通常，这种通信主要采用以下两类通信协议。
第一类通信协议的报警信号是受诸如烟火类事件的发生而驱动的。基于该类协议，系统工作时，通常控制器和报警探头都处于激活状态。一旦某个或某些报警探头感知到一个烟火事件发生时，所述的报警探头会向控制器发出警报。该类通信协议的优点在于每个报警探头都是独立的，可以随时向中央控制器报警；缺点在于控制器只是被动地接受报警探头的报告，而不能及时地了解各探头的工作状态。一旦某个报警探头发生故障，将直接影响该报警探头所负责区域的报警工作，这会使整个系统处在一个不十分可靠的工作状态。
第二类通信协议是，所述的中央控制器周期性地向每个现场设备发出问询信号，并根据有关的报警探头的回答信号来判断该报警探头是否发现了异常的烟火事件，以及这些报警探头是否存在故障。这类协议的优点在于中央控制器能有效、及时地监测各个报警探头的工作状态，缺点在于，对于一个较大的系统(例如带有上百个以上的报警探头的系统)，中央控制器必须用一个较长的周期(通常为几十秒甚至更长)才能完成一次对所有报警探头的巡视。一旦在这段时间之内，某个报警探头发现火警，它只能被动地等待控制器下次访问它时，才能发出一个警报。而火警的及时发现，对于随后的险情处置以及启动灭火系统、安排人工巡察以及人员的疏散等工作来说至关重要。因此采用这类通信协议的已有技术报警系统，不宜于负载较多的报警探头，否则会发生报警延迟的问题。
另一方面，已有技术的许多报警探头即使不向中央控制器发出警报信号时，也总是处于可随时向控制器报告的激活状态，因此报警探头乃至整个系统的能耗较高。
三、发明内容
因此，本发明的一个目的在于解决已有技术中报警探头需要快速反应以及正常巡视报警探头所需时间过长之间的矛盾。
本发明的另一个目的在于降低整个监控系统的能耗。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种分布式监控方法，采用一个控制器和至少两个现场设备，所述的控制器与每个现场设备之间通过一个现场总线进行通信，所传送的通信信号由多个信号帧组成，其中每个信号帧包括控制器发往一现场设备的一个现场设备地址段、控制器发往所述现场设备的一个现场设备子地址段、控制器发往所述的现场设备的一个读写标志段、一个控制器与所述的现场设备之间的交换数据段以及允许任一现场设备向控制器发送的一个报告请求段；
其中，所述的方法包括以下的步骤：
(1)控制器通过指向一个现场设备地址段和该现场设备的一个现场设备子地址段，与所要访问的现场设备及其所关心的参数建立联系；
(2)控制器通过向所述的现场设备发送读写标志段(R/nW)，向所述的现场设备发出一个读或写的请求；
(3)根据所述的读或写数据的标志段(R/nW)，所述的控制器从所述的现场设备读取所述的子地址参数的数据，或者向所述的现场设备的所述的子地址写入新的参数数据；
(4)当任一现场设备检测到一个异常事件时，该现场设备在当前或随后的信号帧中的报告请求段向控制器发出报告请求。
本发明所述的“分布式监控方法”，指现场设备分布在一个有关的通信总线管理得过来的范围内。例如，对于当前的直流供电型系统来说，这可以是一个数公里以内的范围。一般地说，系统的工作范围除了取决于供电情况以外，还取决于信号在传输过程中的失真度、现场设备对信号的处理能力等多种因素。
所述的控制器可以是一个独立的控制器。或者，所述的一个控制器也可以是由多个分立的控制器所组成的一组控制器，该组控制器中的每个控制器负责管理一些现场设备；再将这些控制器集成起来，作为一个功能较强的控制器来使用。
所述的现场设备包括烟感探头、温感探头和控制模块，等等。
所述的现场总线为系统中设备的通信媒介，系统中每个现场设备都与该通信总线相连，并通过该通信总线与控制器进行通信。
所述的现场总线上周期性地运行着各类信号。一个完整的信号周期至少包括一个信号帧，还可以包括一个帧间隙或一个供电期；或者既包括一个供电期及一个帧间隙。每个信号周期可起始于该信号帧；在有供电期的情况下，信号周期起始于一个供电期。
在一个信号周期中，控制器对一个现场设备的一个参数进行访问，该现场设备对该访问要求进行响应，由控制器读取所述参数或刷新该参数；其后，任一现场设备可根据所检测到的异常情况而向控制器发出报告请求；在下一个信号周期中，控制器根据上一信号周期系统内是否发生异常而决定，是处理异常情况还是进行下一个正常的轮巡。如此周而复始，控制器与各现场设备对所负责区域进行不间断的监控。在有供电期的情况下，在每个信号周期的开始，现场总线对所有的现场设备进行充电，然后控制器才与各现场设备进行正常的监控工作。当一个信号周期中有帧间隙的情况下，在所述的帧间隙中，所有设备都保持静默。
所述的信号帧是通信信号的一个完整的单位，包括若干个段。每个信号帧起始于控制器指向某一个现场设备的现场设备地址段。每个段又包括至少一个数据位(bit)。在本发明的方法中，数据位是一个信号帧乃至信号周期的基本单位。
所述的一个地址，指在系统中由控制器对现场设备所做的区别性的标注。通过指定适当的地址，系统中的有关设备与该地址所代表的设备进行通信。
某一现场设备的一个子地址表示位于所述地址的现场设备的一个参数。不同种类的现场设备的所述的参数的种类可以是不同的。例如，对烟感探头来说，所述的参数例如可以是烟雾浓度值和设备的灵敏度等。对温感探头来说，所述的参数例如可以是温度值和设备的灵敏度等。对控制模块来说，所述的参数例如可以是“开”动作时间、“关”动作时间以及重复时间等等。所述的控制器与现场设备交换数据段表示控制器从所述的现场设备所读取或向该现场设备所写入的参数的数值。
一方面，控制器可以从各个现场设备中读取上述子地址的数据，从而了解有关的参数。另一方面，控制器通过向某一地址的某一个子地址写入某一数值，从而对有关的现场设备中的某一个参数阈值做出调整。
所述的现场设备向控制器发送的报告请求表示任一现场设备向控制器所报告的数据，包括所报告的现场设备的地址数据；还可进一步包括该现场设备的某一子地址数据。
将所述的现场设备地址段和现场设备子地址段设置在一起，是一种较为有利的安排。当然，根据本发明的方法，所述的现场设备地址段、现场设备子地址段、读写标志段、控制器与现场设备交换数据段以及报告请求段在信号帧中并非必须按所述的顺序排列。例如，可以将现场设备向控制器发送数据段放在段的最前或最后。将读写标志段设置在控制器与现场设备交换数据段之前，可以立即处理有关的控制器与现场设备所交换的信息；当然，所述的读写标志段在所述的数据传输段中只要在所述的控制器与现场设备交换数据之前即可。
所述的异常事件，包括现场设备状态的异常、现场设备所检测到的环境的异常(如烟雾、火灾等事件)，等等。
在一个信号帧中，控制器通过指向特定的现场设备地址及子地址，只与一个现场设备通信，且只对该现场设备就某一个参数(用子地址中的数据来表示)进行数据的读或写操作。
在一个数据传输部分中，如果任何一个现场设备都不对控制器发出报告请求，在下一个信号帧中，控制器将通过指定特定的地址和子地址，通过从该地址读取信息或向该地址写信息，来读取上述现场设备的另一个参数(或下一个现场设备的一个参数)，或者向该地址及子地址写入上述现场设备的下一个参数(或者下一个现场设备的一个参数)。
如果任何现场设备都没有异常事件要报告，则这些现场设备通常不会向控制器发出通信请求。在这种情况下，控制器可按照一个所设定的程序对所关注的现场设备(例如所有的现场设备)进行巡视。经过一段时间后，控制器巡视完一遍系统中有关的现场设备的相关参数。然后，可以开始对现场设备进行新一轮的巡视。
控制器可以在一轮的巡视中扫描所有现场设备的所有参数，也可以只扫描所有现场设备的一些参数。通常，需要对重要的参数进行频度较高的访问，对那些不那么重要的参数可以进行频度较低的访问。从现场设备的角度而言，可以对一些重要的现场设备(如温感探头、烟雾探头)进行频度较高的访问，对一些不那么重要的现场设备或者可靠性较高的设备(如一些控制模块)进行频度较低的访问。此外，还可以根据需要，灵活地设置对现场设备以及各个参数的访问方案。
根据本发明的方法的一个方面，如果在某一个信号帧的某一个时刻，某一个现场设备检测到了一个异常事件，该现场设备将在当前信号帧或者后面的信号帧的报告请求段，向控制器发出一个报告请求。控制器会在例如接报以后的一个信号帧(例如紧随接报时的那个信号帧)中关注该现场设备，并且通过在该信号帧中设置一个“读”指令，而向该现场设备读取有关的信息，即读取该现场设备有关的子地址的数据。通过读取所述的信息，控制器(当有人工值守的情况下，以及有关的值守人员)可以对所述信息所反映的情况进行相应的处理。
根据本发明的另一个方面，在上面的步骤4)中，现场设备将一个优先级别数值连同报告请求一起发送给控制器。所述的优先级别用数值来表示异常事件，例如烟火警报、现场设备的工作状态，等等。可以将烟火警报的级别列为最高，而将现场设备的某些不需立即处理的故障状态列为一般级别的优先级别。优先级别高的报警信号会优先地得到控制器的处理。这种情况例如发生在当某一现场设备发现一个异常事件时。所述的报告请求信号包括例如现场设备的地址和子地址，等等。当然，也可以把装置设置为：当某一现场设备发出优先级别最高的报警信号时，控制器不在随后的信号帧中读取有关信息，而直接对有关的人员和/或安防设备下达处置指令。
根据本发明的一个有关优先级别数值信号的进一步的方面，当在一个信号帧中有两个或两个以上的现场设备向控制器发出报告请求时，控制器在随后的信号帧中优先处理那个优先级别较高的报告。
不同的优先级别可以用不同的数值来表示，例如，可以用较低的数值来代表较高的优先级别。实现该功能的方式可以为，用代表较高的优先级别的、较小的数值来屏蔽那些代表较低的优先级别的、较大的数值。例如，当将火灾报警信号的优先级别设定为最高级别，即二进位制的000时，该数值将屏蔽其它的优先级别数值。实现这种方法对本领域技术人员来说是公知的。
从本发明的方法中可以看出，在一个信号帧，控制器只接受一个现场设备所发出的报告请求。当同时有两个或两个以上的现场设备所发出的报告请求的优先级别相同，且该优先级别高于其它现场设备所发出的优先级别时，控制器可以优先处理先收到的那个请求报告，而将其它的同样高优先级别的请求报告放到随后的信号帧中进行处理，并将较低的优先级别的请求报告放到再后的信号帧中进行处理。事实上，第一个异常事件的报告足以触动控制器的值守人员进行相应的检查和处理，随后所报告的异常事件不论优先级别与在先报告的异常事件相同或稍低，报告的时间稍有耽搁并不会显著地影响到值守人员对系统整个负责区域的检查，并采取必要的应对措施。
根据本发明的一个进一步的方面，一个信号帧中还可包括至少一个同步段信号，用于在控制器和所有的现场设备之间实现同步，以使系统中有关设备顺利地进行下一步的信号传输和处理工作。实现同步的方式可以是本领域技术人员所公知的方式。所述的同步段可以设置在一个信号帧中的多个段之间。当没有供电段时(即当现场设备配备了电池或者配备了外接电源时)，所述的同步段也可以设置在例如一个信号帧的开始。
根据本发明的另一个方面，其中在数据传输段的部分时间段，使至少部分现场设备处于节能的工作状态。
现场设备是否节能，取决于该现场设备是否能在至少一段时间内，使该现场设备中的至少部分部件或者部分功能屏蔽起来，而只让该现场设备中的必要部分进行工作，实现必要的功能。换句话说，现场设备的节能取决于该现场设备的至少部分部件和/或部分功能在至少部分时间里处于休眠状态，而不是全时处于激活状态。
例如，本发明所采用的许多现场设备包括通信接口和外围电路。此外，探测器类现场设备和控制模块类现场设备还包括一个专用的中央处理器(CPU)或者功能相当于CPU的专用的编码解码芯片，并且探测器类现场设备还进一步包括传感器。
一个现场设备处于激活状态，指该现场设备中所有组成部件都处于正常的工作状态。一个现场设备处于节能状态，指该现场设备只有必要的部件(例如烟感探头中的传感器部件)处于正常的工作状态，而其它非必要的部件(例如烟感探头中的通信接口、外围电路、CPU或编码解码芯片)中的至少一个处于休眠状态，此时该现场设备在整体上的耗电量小于该现场设备处于激活状态下的耗电量。
使所述的现场设备处于节能状态的方式例如分别包括：
(1)在部分时间内关闭所有的现场设备的通信功能，期间忽略控制器发到所述的现场总线上的任何信息。现场设备依靠自身的唤醒功能定期激活自己，并启动其余各功能模块如传感器部分，根据是否有异常事件来决定是抢占总线还是等待控制器的查询。这种模式下，现场设备的休眠时间的长短必须是应用中可以接受的，并且现场设备在这段休眠时间内不会被控制器误认为故障。
(2)探测器及模块类的现场设备的传感器部分或输入接口部分始终开启；除需要与控制器通信的情况以外，将通信接口、CPU及其外围电路部分关闭，以节约能耗。当现场设备的传感器或输入接口部分监测到一个异常事件时，激活CPU，CPU将唤醒外围电路部分及通信接口部分，并通过所设定的仲裁机制抢占总线。另外，即便是没有异常事件发生时，CPU可通过自身的唤醒元件来定时(或不定时地)激活自己，向控制器报告自己的状态。这种模式下，现场设备部分功能在这段时间内的关闭不会被控制器误认为是故障。
(3)所有的现场设备在现场设备地址段之前被CPU的定时器唤醒，并翻译控制器所指定的现场设备的地址位；如果该地址与自身的地址不匹配并且所述的现场设备没有打算向控制器报告，则至少在该信号帧的部分时间段，关闭该现场设备的至少一个部分；当一个现场设备在此段检测到异常事件时，则至少在该段或随后的段的现场设备向控制器发送的报告请求段中，该现场设备处于激活状态，直到已成功地向控制器报告了有关的异常事件。形象地说，在这种工作模式下，探测器所进行的是“脉冲式”的检测。
根据本发明的另一个方面，其中在一个信号帧中至少具有一个循环冗余性校验段，用于从步骤(1)至步骤(4)的至少一个步骤中进行循环冗余性校验。可以采用各种现有的循环冗余性校验方法进行这项工作。
根据本发明的另一个方面，其中在一个信号帧中至少具有一个等待位(wait bit)，用于使系统间设备在所述的步骤(1)至步骤(4)之间更好地同步工作。由于系统中的控制器和许多
现场设备采用软件进行数据处理，因此加入等待位有助于实现系统中设备的同步。根据本发明的另一个方面，当采用无外接电源的现场设备(即被动的现场设备，例如无源的烟感探头)时，还可以在一个信号周期中设置至少一个供电段。在所述的供电段中，所述的现场总线对至少部分现场设备进行供电，使现场设备有充足的电能至少在该信号帧中完成有关的工作。进一步地，可以在在供电段对所有现场设备进行供电。如果不设置这个段，现场设备必须有内置的电池或接驳外接电缆才能保证其正常工作，而这样会加大现场设备的成本和和整个系统的运行费用。
采用这种方案，本发明的现场设备(如烟雾报警器)可以为不带电源线的被动现场设备。此时，信号线缆既传送通信信号，也起电源线的作用。在每个供电段中，有关的现场总线为现场设备进行供电。所充的电量应足够在现场设备维持到下一个供电段所用。
当一个信号帧较长或者有关的现场设备需要较多的电能时，可以在一个信号帧中设置两个或两个以上的供电段，以使有关的现场设备有足够的能量完成探测以及与控制器的通信工作。因此，所述的现场总线不仅可用于在控制器和现场设备之间传递通信信号，而且也可向所述的现场设备提供电源信号。
四、附图说明
图1示出了本发明所采用的监控系统的一个例子；
图2示出了本发明方法的一个信号帧的一部分的例子；
图3为探测器类现场设备的一个功能框图；
图4为控制模块类现场设备的一个功能框图；
图5和图6分别为本发明方法的一个实施例中，一个信号帧的多个段的示意图。
五、具体实施方式
图1示出了应用本发明方法的监控系统的一个例子。图1所示的监控系统中具有一个控制器和255个现场设备(数字标号1、2、3、…、255)，此处所有的现场设备都是某一种型号的烟感探头。这些现场设备相互并联，并与控制器形成一个回路。通常，在没有烟火等异常事件发生时，控制器会逐个访问每个现场设备。在每个信号帧，控制器会了解一个现场设备的某一个参数。如所有的烟感探头都没有检测到异常事件，那么通常经过例如255*n个信号帧(n为每个现场设备中被访问的子地址个数，可以根据情况来灵活调整)，控制器完成一次对所有现场设备的所有参数的巡视。然后，开始下一轮的巡视。
在某一信号帧，如果某一现场设备检测到发生了某一个异常事件，有关的现场设备会在当前的信号帧或者随后的信号帧中向控制器发出一个请求。控制器将在下一个(或其后的)信号帧中对该请求做出回应，向有关的现场设备发出指令，或者读取有关事件的详细信息。
例如，当某一现场设备向控制器发出了一个最高级别的报告请求，而该级别只对应于“发生火灾”这一种情况时，控制器可以不必在下一个信号帧读取事件的详细信息，而直接开始进行灭火以及人员疏散等工作。
图2示出了本发明方法的一个信号帧以及该信号帧中若干个段的一个例子。
控制器周期性地通过现场总线，向所有的现场设备发出一系列通信信号帧，并且这些现场设备也都可以独立地向控制器发出报告请求，并随后在控制器的管理下，向控制器发送报告信号。在图2中的例子中，每个信号帧包括一个第一同步段、一个数据传输段、一个第二同步段以及一个供电段。在该例中，信号帧中每个位(bit)的长度为3.00ms。
所述的现场总线在供电段中对所有的现场设备进行供电，以保证现场设备可以正常工作。在所示的信号帧中，供电段的后面是一个第一同步段。该第一同步段使系统中的控制器和所有现场设备处于同步状态，以使任何一个现场设备都能与控制器正常通信。在第一同步段之后是一个数据传输部分，再后是第二同步段。该第二同步段为该信号帧的最后一个部分。所述的数据传输部分包括一个现场设备地址段(A7至A0)、一个现场设备子地址段(SA4至SA0)、一个读写标志段(R/nW)、一个循环冗余性校验段(CRC3至CRC0)、一个等待位、一个交换数据段(D7至D0)、另一个循环冗余性校验段(CRC3至CRC0)、另一个等待位、一个报告信息段、第三个循环冗余性校验段(CRC3至CRC0)以及一个等待位。然后，现场总线又开始向所有的现场设备发送下一个信号帧，如此不断循环往复，有关的系统得以对所负责的区域进行持续不断的监控。
所述的交换数据段表示控制器从所述的现场设备的所述的子地址中所读取的数据，或向其中所写入的数据。
所述的报告信息段包括3个表示报告信息的优先级别的位(Prio2至Prio0)，以及发起报告的现场设备的8个地址位(PA7至PA0)。
作为使现场设备节能的一个例子，可以在图2所述的包括第一同步段、数据传输部分和第二同步段的时间段里，使所有现场设备的CPU在前10个位(Sync 1、Sync 2、A7至A0)保持在激活状态。在其后，如果该现场设备不打算向控制器报告自身状态，也没有检测到报警信号，则使那些没有通信任务的现场设备维持在低能量状态。
在本例中，等待位有助于消除各现场设备在工作过程中由于进程不一、速度不匹配等因素所导致的同步困难的问题。
下面较详细地介绍图2中所示的数据传输部分的各组成部分。为方便介绍，将该段分为三个区域，即第一区、第二区和第三区和几个间隔的等待位。
所述的第一区包括现场设备地址段、现场设备子地址段、读写标志段以及一个循环冗余性校验段。所述的现场设备地址段和现场设备子地址段的数据由控制器发往现场总线。在本例中，所述的现场设备地址段包括8个地址位(A7至A0)，可表示256个设备的地址；所述的现场设备子地址段包括5个子地址位(SA4至SA0)，可表示32个子地址，即每个现场设备的32个参数。现场设备子地址段的数据可用于表示现场设备的某些特性参数，例如是在控制器的要求下所提供的、自上次维护以来连续工作的小时数，或者是其制造日期，等等。此处的5个子地址位使系统可以对每个现场设备定义32个子地址，但这只是对系统赋予了的最大的可能性。在具体的实施例中，虽然不一定要用这么多的子地址位参数，但这种定义使对现场设备的改进和升级提供了很大的灵活性，使技术人员可以根据有关的现场设备的性能以及需要来定义有关的子地址。
在所述的现场设备子地址段以后是一个读写标志段(R/nW)，在此由一个位组成。该指示位用来表示控制器下一步是要向一个现场设备写数据，还是要从一个现场设备中读数据。该指示位可以定义为0或1，分别用于表示控制器对所述现场设备的某个子地址数据的读或写操作。
在本例中，其后的4个位为循环冗余性校验位(CRC)，用于验证在数据传输的过程中是否有任何错误发生。循环冗余性校验可以用本领域技术人员所熟知的各种方法来进行。
在所述的第一区和下述的第二区之间设置了一个等待位。所有的现场设备需要时间来处理和执行有关的命令，而各个现场设备所处的状态是不同的，因此现场设备可以利用这个数据位进行内部调整，以保证被控制器指定了的那个现场设备与控制器在随后进行正常的通信。
也可以根据现场设备中CPU的处理能力的情况，设置两个以上的等待位。一般来说，如果所述的CPU处理能力较差，可以设置较多的等待位以这种状态做出缓冲。
所述的第二区包括8个数据位和紧随其后的4个循环冗余性校验位。所述的8个数据位(D7至D0)用于表示控制器向第一区中所指定的那个现场设备写入所述的子地址所表示的参数，或者控制器从上述现场设备中读取所述的子地址所表示的那个参数。本区中所述的4个循环冗余性校验位(CRC)的意义和工作方法如前所述。
在所述的第二区与下述的第三区之间设置了另一个等待位，其作用同样是使系统设备间实现更好的同步。
所述的第三区用于表示当某一现场设备检测到异常事件时，向控制器所发出的、请求优先处理的信息(优先级信息)，包括3个优先级别位、现场设备向控制器发送数据段的8个数据位和4个循环冗余性校验位。在本实施例中，所述的第三区开始于三个优先级别位，用于表示现场设备所要告诉控制器的信息的重要程度。可以用十进制的0至7来表示所述信息不同的重要程度。用二进制来表示，这些级别可以是从“000”至“111”的一个数值。可以对这8个优先级别进行定义，使数值越低，优先级别(即重要性)越高。
在这三个优先级别位以后，是前述的现场设备向控制器发送数据段的8个数据位(PA7至PA0)，在此用于表示所“呼叫的”的现场设备的地址位。所述的现场设备(在本实施例中为一个烟雾报警器)通过用现场总线向控制器传送这8个数据位以及前面的3个优先级别位(Prio2至Prio0)，向控制器表明是哪个现场设备在向控制器进行哪种呼叫。在本实施例中，由于设定默认的呼叫原因是因为发现了烟火事件事件(即优先级别最高的事件，或称子地址参数)，因此不需要再向控制器表明该报警探头的哪个参数出现了异常。事实上，一般地说，也可以在这里所述的现场设备向控制器发送数据段的8个数据位之后，再设置若干个(例如5个)数据位，用于表示此处所特指的现场设备的哪个参数(子地址)出现了异常。
在本实施例中，在现场设备向控制器发送数据段的这8个数据位之后，是另4个循环冗余性校验位，用于检验之前的数据传输是否发生错误。在此处，可以采用本领域技术人员所熟知的方法进行。所述的第三区结束于所述的这4个循环冗余性校验位。
紧随该数据传输段之后的，是另一个等待位。该等待位的作用同样是使系统的设备之间实现更好的同步。
在所述的信号帧中，如果任何一个现场设备都没有发现异常事件，该第三区处于静态，即没有任何现场设备向控制器发出报告请求。然后，控制器进行下一个信号帧扫描。
反之，在所述的信号帧中，如果某个或某些现场设备发现了某个或某些异常事件，有关的现场设备将利用所述的现场设备向控制器发送数据段的这8个数据位向控制器提出报告请求。所述的控制器会在随后的信号帧中向有关的现场设备了解所发生的异常事件的详情。
在本实施例中，现场设备向控制器发送的数据段位于该数据传输段中较为靠后位置。一般来说，现场设备向控制器发送的数据段可以位于数据传输段中的任何位置。
图3和图4分别为探测器类现场设备和控制模块类现场设备的一个功能框图。这两个例子示范性地给出了本发明的现场设备的构成。
图5和图6分别为本发明方法的一个实施例中，一个信号帧的数据传输段及其前后的同步段的示意图。
如图5所示，在本实施例的数据传输段中，控制器要读取现场总线上第17号现场设备中第9个子地址中所存储的数据。所读取的数据为十六进制中的是86(h)。在本例中，没有任何一个现场设备打算向控制器发出报告信息。在这个例子中，没有设备发送优先级信息。下表给出了该例子的更详细的信息。
  十进制   十六进制   二进制  说明
  a.设备地址：   17(d)   11(h)   00010001(b)  第17号设备
  b.设备子地址：   9(d)   9(h)   01001(b)  第9号子地址
  c.读/写标志：   1(d)   1(h)   1(b)  读周期
  a，b，c部分的CRC码：
  d.数据：   134(d)   86(h)   10000110(b)  数据读取86(h)
  d部分的CRC码：
  e.事件优先级：   0(d)   0(h)   000(b)  无优先级信息
  f.事件地址：   255(d)   FF(h)   11111111(b)  无优先级信息
  e，f部分的CRC码：
  CRC除数：   54(d)   36(h)   00110110(b)  固定的除数
如图6所示，在本实施例的数据传输段中，控制器要向现场总线上第49号现场设备中第1个子地址中写入AA(h)。在本信号帧中，第67号现场设备将在本信号帧中向控制器发出一个最高级别(优先级为十进制的7)的异常事件报告。该报告将在后面的信号帧中得到处理。下表给出了该例子的更详细的信息。
  十进制   十六进制   二进制  说明
  a.设备地址：   49(d)   31(h)   00110001(b)  第49号设备
  b.设备子地址：   1(d)   1(h)   00001(b)  第1号子地址
  c.读/写标志：   0(d)   0(h)   0(b)  写周期
  a，b，c部分的CRC码：   4(d)   4(h)   0100(b)
  d.数据：   170(d)   AA(h)   10101010(b)  写入的数据AA(h)
  d部分的CRC码：   9(d)   9(h)   1001(b)
  e.事件优先级：   7(d)   7(h)   111(b)  最高优先级
  f.事件地址：   67(d)   43(h)   01000011(b)  设备请求的数据
  e，f部分的CRC码：   12(d)   C(h)   1100(b)
  CRC除数：   54(d)   36(h)   00110110(b)  固定的除数
本发明方法既保留了控制器周期性地巡视现场设备型现场总线的优点，也保留了事件驱动型现场总线报警迅速的优点，具有优于所述的现有的技术的显著的优点。
上述例子示出了本发明的监控方法可用于安全系统和防火系统。事实上，本发明的方法还可广泛地用于诸如变电站、移动通信的基站等多种设施内部的管理等多种场合。

Claims (13)

1，一种分布式监控方法，采用一个控制器和至少两个现场设备，所述的控制器与每个现场设备之间通过一个现场总线进行通信，所传送的通信信号由多个信号帧组成，其中每个信号帧包括控制器发往一现场设备的一个现场设备地址段、控制器发往所述现场设备的一个现场设备子地址段、控制器发往所述的现场设备的一个读写标志段、一个控制器与所述的现场设备之间的交换数据段以及允许任一现场设备向控制器发送的一个报告请求段；
其中，所述的方法包括以下的步骤：
(1)控制器通过指向一个现场设备地址段和该现场设备的一个现场设备子地址段，与所要访问的现场设备及其所关心的参数建立联系；
(2)控制器通过向所述的现场设备发送读写标志段(R/nW)，向所述的现场设备发出一个读或写的请求；
(3)根据所述的读或写数据的标志段(R/nW)，所述的控制器从所述的现场设备读取所述的子地址参数的数据，或者向所述的现场设备的所述的子地址写入新的参数数据；
(4)当任一现场设备检测到一个异常事件时，该现场设备在当前或随后的信号帧中的报告请求段向控制器发出报告请求。
2，如权利要求1所述的方法，其中在上面的步骤(4)中，所述的现场设备向控制器所发送的一个报告请求段包括一个优先级别数值。
3，如权利要求1所述的方法，其中所述的一个信号帧中还包括至少一个同步段信号，用于在控制器和所有的现场设备之间实现同步，以使系统中有关设备顺利地进行下一步的信号传输和处理工作。
4，如权利要求2所述的方法，其中所述的一个信号帧中还包括至少一个同步段信号，用于在控制器和所有的现场设备之间实现同步，以使系统中有关设备顺利地进行下一步的信号传输和处理工作。
5，如权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其中在一个信号帧中至少具有一个循环冗余性校验段，用于从步骤(1)至步骤(4)的至少一个步骤中进行循环冗余性校验。
6，如权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其中在一个信号帧中至少具有一个等待位，用于使系统间设备在所述的步骤(1)至步骤(4)之间更好地同步工作。
7，如权利要求5中所述的方法，其中一个信号帧中至少具有一个等待位，用于使系统间设备在所述的步骤(1)至步骤(4)之间更好地同步工作。
8，如权利要求1、2、3、4或7中所述的方法，其中在部分时间内关闭所有的现场设备的通信功能，期间所有的现场设备忽略控制器在现场总线上传输的任何信息；现场设备依靠自身的唤醒元件定期激活自己，并启动有关的模块，根据是否有异常事件来决定是向控制器发出报告还是继续等待控制器的查询。
9，如权利要求1、2、3、4或7中所述的方法，其中所有的现场设备的传感器部分或输入接口部分始终开启；除需要与控制器通信的情况以外，将通信接口、CPU及其外围电路部分关闭；当现场设备的传感器或输入接口部分监测到一个异常事件或需要向控制器报告其自身状态时，激活CPU，CPU将唤醒外围电路部分及通信接口部分，向控制器发出报告。
10，如权利要求1、2、3、4或7中所述的方法，其中所有的现场设备在现场设备地址段之前被CPU的定时器唤醒，并翻译控制器所指定的现场设备的地址位；如果该地址与自身的地址不匹配并且所述的现场设备没有打算向控制器报告，则至少在该信号帧的部分时间段，关闭该现场设备的至少一个部分；当一个现场设备在此段检测到异常事件时，则至少在该段或随后的段的现场设备向控制器发送的报告请求段中，该现场设备处于激活状态，直到已成功地向控制器报告了有关的异常事件。
11，如权利要求1、2、3、4或7中所述的方法，其中当采用无外接电源的现场设备时，所述的一个信号周期中包括至少一个供电段，所述的现场总线在所述的供电段中向至少部分现场设备进行供电。
12，如权利要求5中所述的方法，其中当采用无外接电源的现场设备时，所述的一个信号周期中包括至少一个供电段，所述的现场总线在所述的供电段中向至少部分现场设备进行供电。
13，如权利要求6中所述的方法，其中当采用无外接电源的现场设备时，所述的一个信号周期中包括至少一个供电段，所述的现场总线在所述的供电段中向至少部分现场设备进行供电。
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