CN205333830U - 一种基于lin总线的消防电源监控探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于LIN总线的消防电源监控探测器，属于消防电源监测系统领域。置包括中央处理模块、LIN总线通讯与供电模块、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块，中央处理模块与LIN总线通讯与供电模块、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块电连接， 三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块与LIN总线通讯与供电模块电连接。该装置能实时监测消防主电源的三相电压、消防备电源三相电压、三相电流和一路剩余电流。

Description

一种基于LIN总线的消防电源监控探测器

技术领域

本实用新型涉及消防电源监控系统领域，特别是涉及消防电源监控系统上的三相消防电源的监测。

背景技术

近些年，随着我国经济建设的快速发展，火灾事故明显增多，给人们的生命和财产带来了巨大的财产。其中因消防设备供电故障导致灾情未及时得到控制的情况屡见不鲜。消防设备主要包括火灾自动报警系统、自动喷洒系统、消防事故广播/电话、排烟系统、气体灭火系统、消火栓系统、应急照明系统、消防电梯等。而这些消防设备的运行好坏直接决定着消防安全水平。一直以来，因供电电源失控造成消防设备失灵，导致火灾蔓延的安全事故时有发生，特别是在供电紧张、设备质量不佳、安全意识淡薄、设计施工欠缺规范的当下，这一问题更显得尤为突出。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供的基于LIN总线的消防电源监控探测器应用了电子技术、数字滤波、嵌入式RAM控制处理器、在线监测技术等先进科学技术，实现对消防电源的三相主电电压、三相备电电压、三相电流以及剩余电流同时进行了监测。另外，该探测器还实现了电源线与通讯总线合二为一，使电气火灾监控探测器只需要两根线就可实现供电与通讯双重功能，而且连接无极性要求。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种基于LIN总线的消防电源监控探测器，该探测器包括中央处理模块、LIN总线通讯与供电模块、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块，所述中央处理模块与LIN总线通讯与供电模块、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块电连接，所述三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块与LIN总线通讯与供电模块电连接。

其中，本实用新型实施例中的LIN总线通讯与供电模块包括电源保护单元、供电单元和LIN总线通讯单元，所述LIN总线通讯单元与电源保护单元、供电单元和中央处理模块电连接，所述供电单元与电源保护单元、中央处理模块、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块电连接。

其中，本实用新型实施例中的LIN总线通讯单元包括接收采样电路、发送驱动电路和LIN驱动管理芯片，所述电源保护单元与接收采样电路和发送驱动电路电连接，所述LIN驱动管理芯片与接收采样电路、发送驱动电路、供电单元和中央处理模块电连接。

其中，本实用新型实施例中的电源保护单元包括过压过流保护电路和无极性转化电路，外部电源与过压过流保护电路电连接，所述无极性转化电路与过压过流保护电路、供电单元和LIN总线通讯单元电连接。

其中，本实用新型实施例中的供电单元包括电源脉冲信号隔离滤波电路和供电电路，所述中央处理模块、LIN总线通讯单元、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块与供电电路电连接，所述电源脉冲信号隔离滤波电路与电源保护单元和供电电路电连接。

其中，本实用新型实施例中的三相电压采样模块包括电压传感器隔离电路和交流电压采样电路，所述电压传感器隔离电路与消防电源的三相相线及公共零线电连接，所述交流电压采样电路与电压传感器隔离电路、供电单元和中央处理模块电连接。

其中，本实用新型实施例中的三相电流采样模块包括电流互感器和交流电流采样电路，所述电流互感器采用穿心方式套装在供电线路干线、次干线回路的三相相线上，所述交流电流采样电路与电流互感器、供电单元和中央处理模块电连接。

其中，本实用新型实施例中的剩余电流采样模块包括剩余电流传感器和剩余电流采样电路，所述剩余电流传感器采用穿心方式套装在供电线路干线、次干线的回路上，所述剩余电流采样电路与剩余电流传感器、供电单元和中央处理模块电连接。

其中，本实用新型实施例中的显示模块包括显示器和背光亮度控制电路，所述显示器与背光亮度控制电路、中央处理模块和供电单元电连接，所述背光亮度控制电路与中央处理模块和供电单元电连接。

其中，本实用新型实施例中的开关量输入输出模块包括隔离电路、输入开关量单元以及输出开关量单元，所述输入开关量单元与消防电源的状态输出开关量电连接，所述输出开关量单元与消防电源的输入开关量电连接，所述输入开关量单元和输出开关量单元均通过隔离电路与中央处理模块电连接。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果为：该基于LIN总线的消防电源监控探测器，能实时监测消防电源的三相主电电压值、三相备电电压值、三相电流值以及剩余电流值，在未启用消防电源情况下就做到了实时对消防电源的监控，避免因供电电源失控造成消防设备失灵，导致火灾蔓延的安全事故的发生。同时也减少了施工布线的电缆线，节约工程成本。

附图说明

图1为实施例提供的基于LIN总线的消防电源监控探测器的原理框图；

图2为实施例提供的基于LIN总线的消防电源监控探测器的详细连接框图；

图3为LIN总线通讯电路图；

图4为消防电源三相电压采样电路图；

图5为消防电源三相电流采样电路图；

图6为剩余电流采样电路图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种基于LIN总线的消防电源监控探测器，该探测器包括中央处理模块、LIN总线通讯与供电模块、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块等。其中，中央处理模块与LIN总线通讯与供电模块、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块电连接；三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块与LIN总线通讯与供电模块电连接。

具体地，该装置通过动态实时地监测消防电源的三相主电电压值、三相备电电压值、三相电流值以及剩余电流值，通过中央处理模块进行谐波处理以及数字滤波处理，判定消防电源的实时状态值，可直接在显示模块上显示消防电源的状态，也可通过LIN总线发送至监控中心，达到监控人员可监控整个监控区域的消防电源状态。当发现消防电源出现异常情况或监控到异常状态时，该装置发出声光报警，同时也将异常信号上传至监控中心，提醒监控人员对消防电源进行维修与更换。另外，LIN总线通讯与供电模块同时实现与上位通讯和为各结构供电。

其中，本实用新型实施例中的中央处理模块用于对整个装置进行控制，可以为单片机或者微处理器等，如ARM处理器。具体包括ARM处理器主芯片和其复位电路及外部晶振电路。

其中，参见图2，本实用新型实施例中的LIN总线通讯与供电模块用于实现中央处理模块与上位机通讯和为整个装置供电，包括电源保护单元、供电单元和LIN总线通讯单元等。其中，LIN总线通讯单元与电源保护单元、供电单元和中央处理模块电连接，供电单元与电源保护单元、中央处理模块、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块电连接。

具体地，参见图2，本实用新型实施例中的LIN总线通讯单元用于实现中央处理模块与上位机通讯，包括接收采样电路、发送驱动电路和LIN驱动管理芯片等。其中，电源保护单元与接收采样电路和发送驱动电路电连接，LIN驱动管理芯片与接收采样电路、发送驱动电路、供电单元和中央处理模块电连接。具体地，参见图3，接收采样电路用于采样供电电源中的脉冲信号，由电阻R54和电阻R55组成；发送驱动电路用于拉低电源发出脉冲信号，由电阻R56、电阻RT1和三极管T2组成；LIN驱动管理芯片实现非标准脉冲信号与中央处理单元的标准脉冲信号的相互转换，实现电源与通讯合二为一。

具体地，参见图2，本实用新型实施例中的电源保护单元用于保护供电单元与LIN总线通讯单元，包括过压过流保护电路和无极性转化电路等。其中，外部电源与过压过流保护电路电连接，无极性转化电路与过压过流保护电路、供电单元和LIN总线通讯单元电连接。具体地，过压过流保护电路由快恢复保险和瞬态二极管组成，防止外接过压电源以及负载短路造成电路损坏；电源保护单元用于防止外部电源反接，以实现无极性连接。

具体地，参见图2，本实用新型实施例中的供电单元用于隔离电源中的脉冲信号、进行滤波处理并为整个装置供电，包括电源脉冲信号隔离滤波电路和供电电路等。其中，中央处理模块、LIN总线通讯单元、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块与供电电路电连接，电源脉冲信号隔离滤波电路与电源保护单元和供电电路电连接。具体地，参见图3，电源脉冲信号隔离滤波电路由肖特基二极管D1和滤波电容C19组成，用于隔离电源中的脉冲信号并进行滤波处理；供电电路为整个装置供电，先将输入的电源转化为5V为运放或其他元件供电，再将5V电源转化为3.3V为中央处理模块供电。

其中，参见图2，本实用新型实施例中的三相电压采样模块用于监测消防电源的主电和备电三相电压，包括电压传感器隔离电路和交流电压采样电路等。其中，电压传感器隔离电路与消防电源的三相相线及公共零线电连接，交流电压采样电路与电压传感器隔离电路、供电单元和中央处理模块电连接。具体地，参见图4，电压传感器隔离电路包括电压传感器PT2、电阻R49和电阻R44，其中R44为限流电阻，R49为取样电阻，电压传感器PT2起隔离作用。其中，交流电压采样电路包括交直叠加电路和电压跟随器；其中，交直叠加电路用于将采样的交流电压叠加在直流分量上，包括电阻R45、电阻R46、电阻R48、电阻R50以及运放OP1A；电压跟随器包括运放OP1B。其中，主电和备电各设置一电压传感器隔离电路和交流电压采样电路。

其中，参见图2，本实用新型实施例中的三相电流采样模块用于监测供电回路上的三相电流，包括电流互感器和交流电流采样电路等。其中，电流互感器采用穿心方式套装在供电线路干线、次干线回路的三相相线上，交流电流采样电路与电流互感器、供电单元和中央处理模块电连接。具体地，参见图5，交流电流采样电路包括依次电连接的过流保护电路、交直叠加电路和电压跟随器等。其中，过流保护电路用于防止三相电流过大导致电流互感器输入电流过大造成电路损坏，包括稳压管D9、稳压管D10和电阻R47，R47为取样电阻；交直叠加电路包括电阻R88、电阻R89、电阻R90、电阻R91以及运放OP7A；电压跟随器包括运放OP7B。

其中，参见图2，本实用新型实施例中的剩余电流采样模块用于监测供电回路上的剩余电流值，包括剩余电流传感器和剩余电流采样电路等。其中，剩余电流传感器采用穿心方式套装在供电线路干线、次干线的回路上，剩余电流采样电路与剩余电流传感器、供电单元和中央处理模块电连接。具体地，参见图2和6，剩余电流采样电路包括依次电连接的过流保护电路、故障自检电路、交直叠加电路和电压跟随器等。其中，过流保护电路用于防止剩余电流过大导致输入电流过大造成电路损坏，包括稳压管D5、稳压管D6和电阻R51；故障自检电路用于剩余电流传感器的短路断路检测，包括电阻R38；交直叠加电路包括电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32以及运放OP10A；电压跟随器包括运放OP10B。

其中，参见图2，本实用新型实施例中的显示模块用于显示采样值以及状态，包括显示器和背光亮度控制电路等。其中，显示器与背光亮度控制电路、中央处理模块和供电单元电连接，背光亮度控制电路与中央处理模块和供电单元电连接。具体地，显示器为COB液晶显示屏，带有LED背光；背光亮度控制电路用于控制背光亮度，包括有PWM模拟AD输出电路以及三极管放大电路。

其中，本实用新型实施例中的开关量输入输出模块包括隔离电路、输入开关量单元以及输出开关量单元等。其中，输入开关量单元与消防电源的状态输出开关量电连接，输出开关量单元与消防电源的输入开关量电连接，输入开关量单元和输出开关量单元均通过隔离电路与中央处理模块电连接。具体地，输入开关量单元为输入继电器驱动电路，输出开关量单元为输出继电器驱动电路，隔离电路包括电源隔离电路和数字光耦隔离电路。

其中，本实用新型实施例中的声光报警模块用于在消防电源异常情况下发出报警信号，包括声音报警电路和光报警电路，其中声音报警电路和光报警电路与中央处理模块连接。具体地，声音报警电路为喇叭或蜂鸣器驱动电路等，光报警电路为LED灯驱动电路。

该装置能实时监测反映消防电源的主电源电压状态、备用电源电压状态、工作电流状态以及工作时的剩余电流值，在消防电源异常时，该装置能实时发出声光报警提醒工作人员维修更换消防电源，也可通过通讯总线上传至监控中心，以实现对整个系统的消防电源监控。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于LIN总线的消防电源监控探测器，其特征在于，包括中央处理模块、LIN总线通讯与供电模块、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块，所述中央处理模块与LIN总线通讯与供电模块、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块电连接，所述三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块与LIN总线通讯与供电模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于LIN总线的消防电源监控探测器，其特征在于，所述LIN总线通讯与供电模块包括电源保护单元、供电单元和LIN总线通讯单元，所述LIN总线通讯单元与电源保护单元、供电单元和中央处理模块电连接，所述供电单元与电源保护单元、中央处理模块、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块电连接。

3.根据权利要求2所述的基于LIN总线的消防电源监控探测器，其特征在于，所述LIN总线通讯单元包括接收采样电路、发送驱动电路和LIN驱动管理芯片，所述电源保护单元与接收采样电路和发送驱动电路电连接，所述LIN驱动管理芯片与接收采样电路、发送驱动电路、供电单元和中央处理模块电连接。

4.根据权利要求2所述的基于LIN总线的消防电源监控探测器，其特征在于，所述电源保护单元包括过压过流保护电路和无极性转化电路，外部电源与过压过流保护电路电连接，所述无极性转化电路与过压过流保护电路、供电单元和LIN总线通讯单元电连接。

5.根据权利要求2所述的基于LIN总线的消防电源监控探测器，其特征在于，所述供电单元包括电源脉冲信号隔离滤波电路和供电电路，所述中央处理模块、LIN总线通讯单元、三相电压采样模块、三相电流采样模块、剩余电流采样模块、显示模块、声光报警模块和开关量输入输出模块与供电电路电连接，所述电源脉冲信号隔离滤波电路与电源保护单元和供电电路电连接。

6.根据权利要求2所述的基于LIN总线的消防电源监控探测器，其特征在于，所述三相电压采样模块包括电压传感器隔离电路和交流电压采样电路，所述电压传感器隔离电路与消防电源的三相相线及公共零线电连接，所述交流电压采样电路与电压传感器隔离电路、供电单元和中央处理模块电连接。

7.根据权利要求2所述的基于LIN总线的消防电源监控探测器，其特征在于，所述三相电流采样模块包括电流互感器和交流电流采样电路，所述电流互感器采用穿心方式套装在供电线路干线、次干线回路的三相相线上，所述交流电流采样电路与电流互感器、供电单元和中央处理模块电连接。

8.根据权利要求2所述的基于LIN总线的消防电源监控探测器，其特征在于，所述剩余电流采样模块包括剩余电流传感器和剩余电流采样电路，所述剩余电流传感器采用穿心方式套装在供电线路干线、次干线的回路上，所述剩余电流采样电路与剩余电流传感器、供电单元和中央处理模块电连接。

9.根据权利要求2所述的基于LIN总线的消防电源监控探测器，其特征在于，所述显示模块包括显示器和背光亮度控制电路，所述显示器与背光亮度控制电路、中央处理模块和供电单元电连接，所述背光亮度控制电路与中央处理模块和供电单元电连接。

10.根据权利要求1所述的基于LIN总线的消防电源监控探测器，其特征在于，所述开关量输入输出模块包括隔离电路、输入开关量单元以及输出开关量单元，所述输入开关量单元与消防电源的状态输出开关量电连接，所述输出开关量单元与消防电源的输入开关量电连接，所述输入开关量单元和输出开关量单元均通过隔离电路与中央处理模块电连接。