CN205334667U - 一种基于lin总线的电气火灾监控探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于LIN总线的电气火灾监控探测器，属于电气火灾监测领域。包括中央处理单元、电源保护单元、LIN总线通讯单元、供电单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元，所述中央处理单元与LIN总线通讯单元、供电单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元电连接，所述电源保护单元与LIN总线通讯单元和供电单元电连接，所述供电单元与LIN总线通讯单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元电连接。该探测器能实时监测线路中的剩余电流以及线温，当线路中剩余电流或温度发生报警，该装置将报警信号发送给监测中心，提醒监测人员采取相应措施。

Description

一种基于LIN总线的电气火灾监控探测器

技术领域

本实用新型涉及电气火灾系统监测领域，特别是涉及电气火灾系统上的剩余电流与温度的监测。

背景技术

据全国火灾事故统计分析，因电气火灾造成的火灾事故在其中占有33.37%，电气线路故障引起火灾的过程：电线、电缆局部着火后，火势迅速蔓延，同时产生大量的有毒的烟气，对人体构成威胁，致使消防人员不能靠近火场及时扑救，而电气火灾监控探测器可以对线路上的剩余电流以及电缆接头上的温度进行监测，可提前预测到电气火灾隐患的发生。

传统的电气火灾监控探测器必须分别连接电源线和通讯总线才能使系统正常工作，使得在工程中出现施工布线困难、接线错误等现象，容易使系统瘫痪。同时，传统的电气火灾监控探测器的一个监测通道只能满足一种传感器，不能兼容两种传感器（电流传感器和温度传感器）。

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总线的电气火灾监控探测器应用了电子技术、数字滤波、谐波处理等先进科学技术，实现电气火灾监控探测器的一个采集回路可以任意连接电流传感器和/或温度传感器，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电源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总线的电气火灾监控探测器，包括中央处理单元、电源保护单元、LIN总线通讯单元、供电单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元，所述中央处理单元与LIN总线通讯单元、供电单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元电连接，所述电源保护单元与LIN总线通讯单元和供电单元电连接，所述供电单元与LIN总线通讯单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元电连接。

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单元电连接。

其中，本实用新型实施例中的剩余电流与温度混合采样单元包括剩余电流与温度混合采样电路、剩余电流传感器和温度传感器，所述剩余电流与温度混合采样电路与剩余电流传感器、温度传感器、供电单元和中央处理单元电连接。

进一步地，本实用新型实施例中的剩余电流与温度混合采样电路包括依次电连接的过流保护电路、传感器切换和故障检测电路、反相放大器、二阶低通滤波器、交直叠加电路和电压跟随器，所述剩余电流传感器与过流保护电路电连接，所述温度传感器与传感器切换和故障检测电路电连接，所述供电单元与传感器切换和故障检测电路、反相放大器、二阶低通滤波器、交直叠加电路、电压跟随器电连接。

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，外部电源与电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，所述中央处理单元、LIN总线通讯单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元与供电电路电连接，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声光报警单元包括声音报警电路和光报警电路，所述声音报警电路和光报警电路均与供电单元和中央处理单元电连接。

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总线的电气火灾监控探测器，能实时监测供电线路中的剩余电流值以及电缆接头处的温度值，在发生火灾之前就能提前预测，这样就可以将火灾事故处理在萌芽阶段。同时，通过使电源线与通讯总线合二为一，减少了施工布线的电缆线，节约工程成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的基于LIN总线的电气火灾监控探测器的原理框图；

图2为本实用新型实施例提供的基于LIN总线的电气火灾监控探测器的详细连接框图；

图3为LIN总线通讯单元的电路图；

图4为剩余电流与温度混合采样单元电路图。

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总线的电气火灾监控探测器，包括中央处理单元、电源保护单元、LIN总线通讯单元、供电单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元等。其中，中央处理单元与LIN总线通讯单元、供电单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元电连接。其中，电源保护单元与LIN总线通讯单元和供电单元电连接，供电单元与LIN总线通讯单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元电连接。

具体地，该探测器通过剩余电流与温度混合采样单元动态实时地监测供电线路中的剩余电流值以及电缆接头处的温度值，通过中央处理单元进行谐波处理和数字滤波处理，判定实时状态值，显示单元上即可显示通道状态与采样值，也通过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供电线路的剩余电流值和电缆接头温度值。当发出报警时，该探测器的声光报警单元可独立发出灯光报警，同时监控中心也收到报警信号，提醒监控人员对监控点的查看，方便找出报警具体位置。

其中，本实用新型实施例中的中央处理单元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，本实用新型实施例中的显示单元用于显示采样数据以及监测状态。具体地，显示单元为单色COG液晶显示屏。

其中，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单元与上位机的双向通讯，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单元电连接。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。

其中，参见图2，本实用新型实施例中的剩余电流与温度混合采样单元，用于监测供电线路干线、次干线（三根相线和一根零线同向穿过）的回路上的剩余电流以及易发热的电缆接头的温度，包括剩余电流与温度混合采样电路、剩余电流传感器和温度传感器（两种传感器可以只接一种传感器）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（三根相线和一根零线同向穿过）的回路上，温度传感器与易发热的电缆接头接触，剩余电流传感器与过流保护电路电连接，剩余电流与温度混合采样电路与剩余电流传感器、温度传感器、供电单元和中央处理单元电连接。

进一步地，参见图2，本实用新型实施例中的剩余电流与温度混合采样电路包括依次电连接的过流保护电路、传感器切换和故障检测电路、反相放大器、二阶低通滤波器、交直叠加电路和电压跟随器等。其中，温度传感器与传感器切换和故障检测电路电连接，供电单元与传感器切换和故障检测电路、反相放大器、二阶低通滤波器、交直叠加电路、电压跟随器电连接。具体地，参见图4，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，包括稳压二极管D5和D6；传感器切换与故障检测电路用于温度传感器与剩余电流传感器连接的切换以及传感器的短路断路故障的检测，包括电阻R42、R43和短接帽P6；其中，短接帽P6用于传感器之间的切换，R42用于检测剩余电流传感器的短路与断路故障，R43用于检测温度传感器的短路与断路故障；反相放大器用于放大输入信号，增强抗干扰能力，包括电阻R72、R73和运放OP1A；二阶低通滤波器用于滤掉高次谐波，减小谐波干扰，包括电阻R74、R75、R76、R77、电容C34、C35和运放OP1B；交直叠加电路用于将剩余电流传感器输出的交流信号或温度传感器输出的直流信号叠加在电阻分压的直流电压上，防止交流信号失真，包括电阻R45、R46、R47、R48以及运放OP2A组成，电压跟随器由运放OP2B构成。

其中，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；无极性转化电路用于防止外部电源反接，以实现无极性连接。

其中，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，中央处理单元、LIN总线通讯单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元与供电电路电连接，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和-5V为运放或其他电子元件供电，再将5V电源转化为3.3V为中央处理单元供电。

其中，本实用新型实施例中的声光报警单元用于监控到异常情况或者该装置自身故障时发出声音和光报警，包括声音报警电路和光报警电路等。其中，声音报警电路和光报警电路均与供电单元和中央处理单元电连接。具体地，声报警为蜂鸣器或喇叭，光报警为LED灯。

该探测器能实时监测反映供电线路干线、次干线（三根相线和一根零线同向穿过）的回路上的剩余电流以及易发热的电缆接头的温度，在发生报警时，能将监控位置快速传输至监控中心，提醒监控人员做出相应措施，这样就可以将火灾事故处理在萌芽阶段。同时通过使电源线与通讯总线合二为一，减少施工布线成本。

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 (7)

1.一种基于LIN总线的电气火灾监控探测器，其特征在于，包括中央处理单元、电源保护单元、LIN总线通讯单元、供电单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元，所述中央处理单元与LIN总线通讯单元、供电单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元电连接，所述电源保护单元与LIN总线通讯单元和供电单元电连接，所述供电单元与LIN总线通讯单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元电连接。

2.根据权利要求1所述的基于LIN总线的电气火灾监控探测器，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单元电连接。

3.根据权利要求1所述的基于LIN总线的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述剩余电流与温度混合采样单元包括剩余电流与温度混合采样电路、剩余电流传感器和温度传感器，所述剩余电流与温度混合采样电路与剩余电流传感器、温度传感器、供电单元和中央处理单元电连接。

4.根据权利要求3所述的基于LIN总线的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述剩余电流与温度混合采样电路包括依次电连接的过流保护电路、传感器切换和故障检测电路、反相放大器、二阶低通滤波器、交直叠加电路和电压跟随器，所述剩余电流传感器与过流保护电路电连接，所述温度传感器与传感器切换和故障检测电路电连接，所述供电单元与传感器切换和故障检测电路、交直叠加电路、电压跟随器电连接。

5.根据权利要求1所述的基于LIN总线的电气火灾监控探测器，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。

6.根据权利要求1所述的基于LIN总线的电气火灾监控探测器，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，所述中央处理单元、LIN总线通讯单元、剩余电流与温度混合采样单元、显示单元和声光报警单元与供电电路电连接，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。

7.根据权利要求1所述的基于LIN总线的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述声光报警单元包括声音报警电路和光报警电路，所述声音报警电路和光报警电路均与供电单元和中央处理单元电连接。