专利名称：基于以太网的火灾报警信息采集和传输装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于报警技术领域，特别涉及一种基于以太网的火灾报警 信息采集和传输装置。
技术背景-
火灾报警控制器通常是各自独立的，不具备远程传输功能，在发现火 灾后，需要由值班人员拨打119火警电话报警，这种火灾报警控制器在无 人值守的场所不能起到报警作用，在有人值守的场所往往受到人为因素的 影响，造成报聱的延迟或漏报，而造成火灾损失。火灾报警监控设备作为 一种辅助设备，被用来采集火灾报警控制器输出的报警信息，并将这些信 息传输到火灾报警监控中心，达到火灾报警信息自动远程传输和报警的目 的，消除人为因素在火灾报警和传输过程中的影响。
火灾报警监控设备的发展道路也不是一帆风顺的，尤其是在通讯方式 上，人们研究和发明了多种形式各异的方法。
早期的火灾报警监控设备设有电话拨号电路和语音播放电路，出现火 警后，自动拨打119火灾报警电话，并播放预先录制的报警录音，达到报 警的目的。这种方式实现了基本的火灾报警功能，但是这种报警方法所能 提供的报警信息是有限的，不够灵活，尤其是消防部门接到报警后，由于 缺乏足够的信息，往往对火灾的真实性产生怀疑。这种方式虽然没有得到 广泛的应用，但是却成为后来的火灾报警监控系统的基本工作模式。
为了传输足够的信息，专利号为95240285.8的《火灾联网自动报警装
置》借助专门的编码电路，将火灾报警控制器使用单位的单位名称、地址、 电话号码、负责人寻呼号码，传递给设置在消防部门的安装了专门解码器 的计算机上。这种方式在保证可靠性的基础上，使用尽量简单的编码和解 码电路，这种技术使用在用开关量报警的报警控制器上，具有不可比拟的
优越性。但是这种电路通讯速度慢， 一般在1200bps左右，不能用来传输大 量数据。而且还需要在消防部门内设计和安装专门的解码器，增加了传输 的环节。
近年来，随着计算机技术的发展，出现了比较成熟且具有代表性的方 式，可以用来连接具有数字输出的火灾报警控制器，这种方式采用普通 Modem调制解调的通讯方法，可以传输大量的数字信息，消防部门接到报 警后，能够获取大量信息，这种方式充分利用PSTN电话通信网络，具有 通讯可靠的优点，但是通讯过程中需要拨号，建立通讯连接时间长， 一般 在10-30秒之间，这种低下的通讯效率成为提高系统性能的瓶颈。尤其是随 着通讯技术的发展，这种普通的调制解调技术也正在趋于淘汰，各公众通 信运营商正在缩减对此种通讯方式的支持力度。
此外，还出现了采用无线通讯技术的火灾报警监控设备，包括集群通 讯、GSM (全球移动通讯)、GPRS (通用无线分组业务)等多种方式。采 用无线通讯方式的火灾报警监控设备，免除了工程布线环节，设备安装灵 活美观，但是设备通讯的可靠性容易受到山体、建筑物等遮挡物以及天气 等多种因素的影响。
发明内容
本发明创造的目的是提供一种通讯速度快、结构简单、施工灵活、维 护方便、费用低廉的基于以太网的火灾报警信息采集和传输装置；本发明
创造的目的是通过下述技术方案实现的
一种基于以太网的火灾报警信息采集和传输装置，包括火灾报警信息 采集模块、CPU模块、以太网传输模块，CPU模块一端通过火灾报警信息 采集模块与火灾报警控制器相连，另一端通过以太网传输模块与以太网相连。
所述的火灾报警信息采集模块中设有两个串口扩展芯片SC16IS752，这 两个串口扩展芯片中的11、 12、 13引脚与中央处理器LPC2220的68、 61、 59引脚连接，串口扩展芯片中的5、 15、 10引脚与中央处理器LPC2220的 15、 33、 18引脚连接；其中一个串口扩展芯片中的3、 4、 23、 24引脚分别 与两片RS485驱动芯片SP3485CN中的11、 12、 10、 9引脚相连，用于实 现2路RS485，另外一个串口扩展芯片中的3和4引脚与一个RS232驱动 芯片SP3232ECN中的1和4引脚相连，其23和24引脚与另一个RS232 驱动芯片SP3232ECN中的1和4引脚相连，用于实现2路RS232，这4路 数字输入可以用来连接带有数字输出的火灾控制器。
所述的火灾报警信息采集模块为开关量采集电路，电路中4个开关量 信号SWITCH1、 SWITCH2、 SWITCH3、 SWITCH4分别与中央处理器 LPC2220的25、 32、 20、 23引脚连接；电路的输入端CR1、 CR5连接带有 开关量输出的火灾控制器。
所述以太网模块由网络控制芯片和网络接口 HR901170A组成，中央处 理器LPC2220的16条数据总线D0 D15分别通过一个匹配电阻与网络控制 芯片RTL8019的数据总线SD0 SD15相连，中央处理器LPC2220的6条地 址总线A1、 A2、 A3、 A4、 A5、 A22分别与网络控制芯片RTL8019的地址 总线SAO、 SA1、 SA2、 SA3、 SA4、 SA8相连，网络控制芯片RTL8019的
4引脚一中断输出连于中央处理器LPC2220的58引脚一外部中断输入，网 络控制芯片RTL8019的33引脚一复位脚连于一个中央处理器LPC2220的 60引脚一数字IO输出，中央处理器LPC2220的29、 30、 90引脚分别连接 网络控制芯片RTL8019的30、 11、 29引脚，此模块通过网络接口 HR901170A，与以太网相连。
本实用新型的优点
1、 符合当前通讯技术的发展趋势。随着通讯技术的发展，普通MODEM 调制解调技术正在逐步被取代，ADSL、光纤等宽带通讯技术正在不断成熟 和快速普及。
2、 通讯速度快，可以传输大量数据。现在企业内部的以太网带宽基本 在100Mbps以上，即便带宽最窄的ADSL技术，最低也在512Kbps,考虑 到网络结构等因素的影响，在本装置和监控中心的服务器之间的通讯带宽 在100Kbps以上，是普通调制解调技术的3倍以上。
3、 结构简单，监控中心的服务器计算机不需要配装专门的解码设备， 减少了通讯环节，提高了系统的可靠性。
4、 施工灵活、维护方便。在现代的大厦里，以太网接口几乎随处可见， 可以利用各种组网技术，实现更加复杂、更加灵活的报警网络，而且通讯 不受遮挡物和天气的影响。
5、 通讯费用低廉。在不影响可靠性的前提下，使用以太网接口的装置， 可以与大楼内的以太网共用同一互联网入口，节省通讯费用。 不难看出，本装置可以大幅度的提升火灾监控系统通讯效率和可靠性，提 高整个监控系统的容量，降低整个火灾报警监控系统的维护和运营成本。
图l本实用新型的结构框图2本实用新M与整个系统的连接图3 CPU模块(中央处理单元)和以太网传输模块连接的电路原理图； 图4火灾报警信息采集模块中其中一路开关量采集电路原理图； 图5火灾报警信息采集模块的数据通讯电路原理图。
图1 图5中l一火灾报警控制器；2—以太网；3—火灾报警信息采集 模块；4"CPU模块(中央处理单元)；5—以太网传输模块；6—电源模块;
7—中央处理器；8—网络控制芯片；9~串口扩展芯片；10—RS485驱动芯
片；11一RS232驱动芯片；12—光藕；13—网络接口。
具体实施方式
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本实用新型针对现有火灾报警监控设备存在的问题，结合当前ADSL
(非对称数字线路)、光纤等宽带通讯技术快速普及的趋向，以及具有数字 输出的火灾报瞥控制器的市场份额不断提高的客观情况，提出一种通过以 太网传输火灾报警信息的装置。
本实用新型在系统中作为用户端设备，安装在用户的楼宇建筑内，-一
端连接火灾报警控制器1，另一端连接以太网2，本实用新型负责釆集火
灾报警控制器输出的火灾报警信息，并进行识别和处理，然后将有效的火 灾报警信息，通过以太网，传输给远程的火灾报警监控中心。
本实用新型有四个主要组成部分火灾报警信息采集模块3、 CPU模
块(中央处理单元)4、以太网传输模块5、电源模块6。 CPU模块一端 通过火灾报警信息采集模块与火灾报警控制器相连，另一端通过以太网传 输模块与以太网相连。中央处理器模块将收集到的火灾报警信息通过以太 网模块，利用网络通讯协议发送到以太网上。
在CPU模块中，本装置的中央处理器7采用32位ARM处理器 LPC2220 ，该处理器内部设有64K字节的RAM，时钟频率高达60M，用 于分析和处理从采集模块接收到的数据和信号量进行识别和处理，收到有 效报警信息后，通过与以太网传输模块的数据交互，使以太网传输模块可 以通过以太网将数据送达火灾报警监控中心，另外在本模块中，还使用了 SST39VF1601用作程序存储器，DS1302用于实现实时时钟，SST25VF0168 用于存储本装置的相关参数配置；
以太网传输模块由网络控制芯片8和网络接口 13组成，中央处理器 LPC2220的16条数据总线D0~D15分别通过一个匹配电阻与网络控制芯片 RTL8019的数据总线SDO SD15相连，中央处理器LPC2220的6条地址总 线A1、 A2、 A3、 A4、 A5、 A22分别与网络控制芯片RTL8019的地址总线 SA0、 SA1、 SA2、 SA3、 SA4、 SA8相连，网络控制芯片RTL8019的4引 脚一中断输出连于中央处理器LPC2220的58引脚一外部中断输入，网络控 制芯片RTL8019的33引脚一复位脚连于一个中央处理器LPC2220的60引 脚一数字IO输出，中央处理器LPC2220的29、 30、卯引脚分别连接网络 控制芯片RTL8019的30、 11、 29引脚，此模块通过网络接口 HR901170A， 与以太网相连。
火灾报警信息采集模块有两种形式①火灾报警信息采集模块中设有 两个串口扩展芯片9—SC16IS752,这两个串口扩展芯片中的11、 12、 13 引脚与中央处理器LPC2220的68、 61 、 59引脚连接；串口扩展芯片中的5、 15、 10引脚与中央处理器LPC2220的15、 33、 18引脚连接，此模块将接 收到的数据转发给CPU模块，由CPU模块负责后续处理；其中一个串口扩 展芯片中的3、 4、 23、 24引脚分别与两片RS485驱动芯片10~SP3485CN 中的ll、 12、 10、 9引脚相连，用于实现2路RS485 (—主一从)，另外一 个串口扩展芯片中的3和4引脚与一个RS232驱动芯片11一SP3232ECN 中的1和4引脚相连，其23和24引脚与另一个RS232驱动芯片SP3232ECN 中的1和4引脚相连，用于实现2路RS232，火灾报警信息采集模块通过 RS485或RS232数字通讯接口与带有数字输出的火灾控制器连接，②火灾 报警信息采集模块为开关量采集电路，通过光藕12—TLP521实现4路模 拟开关量的信号采集，电路的输入端CR1、 CR5连接带有开关量输出的火 灾控制器，电路中4个开关量信号SWITCH1、 SWITCH2、 SWITCH3、 SWITCH4分别与中央处理器LPC2220的25、 32、 20、 23引脚连接，此模 块将采集到的开关量信号，送往CPU模块，由CPU模块负责后续处理。这 两种方式的互相配合使本实用新型可以连接市场上常见的各种火灾控制 器。
电源模块用于电源转换，向本实用新型中的电路器件供电。 在整个系统中，本实用新型起着信息采集和传输的作用，由于通讯方 式的可靠性直接影响整个系统所收集的火灾报警信息的准确性，通讯方式 的通讯效率直接影响整个系统的装机容量，因此本实用新型的地位和作用 不容轻视。
权利要求1、一种基于以太网的火灾报警信息采集和传输装置，其特征在于包括火灾报警信息采集模块、CPU模块、以太网传输模块，CPU模块一端通过火灾报警信息采集模块与火灾报警控制器相连，另一端通过以太网传输模块与以太网相连。
2、 根据权利要求1所述的一种基于以太网的火灾报警信息采集和传输装置，其特征在于，所述的火灾报警信息采集模块中设有两个串口扩展芯片SC16IS752，这两个串口扩展芯片中的11、 12、 13引脚与中央处理器 LPC2220的68、 61、 59引脚连接，串口扩展芯片中的5、 15、 IO引脚与中 央处理器LPC2220的15、 33、 18引脚连接；其中一个串口扩展芯片中的3、 4、 23、 24引脚分别与两片RS485驱动芯片SP3485CN中的11、 12、 10、 9 引脚相连，用于实现2路RS485，另外一个串口扩展芯片中的3和4引脚 与一个RS232驱动芯片SP3232ECN中的1和4引脚相连，其23和24引脚 与另一个RS232驱动芯片SP3232ECN中的1和4引脚相连，用于实现2 路RS232，这4路数字输入可以用来连接带有数字输出的火灾控制器。
3、 根据权利要求1所述的一种基于以太网的火灾报警信息采集和传输 装置，其特征在于所述的火灾报警信息采集模块为开关量采集电路，电 路中4个开关量信号SWITCH1、 SWITCH2、 SWITCH3、 SWITCH4分别与 中央处理器LPC2220的25、 32、 20、 23引脚连接；电路的输入端CR1、CR5连接带有开关量输出的火灾控制器。
4、 根据权利要求1所述的一种基于以太网的火灾报瞀信息采集和传输 装置，其特征在于，所述以太网模块由网络控制芯片和网络接口 HR901170A组成，中央处理器LPC2220的16条数据总线D0 D15分别通过一个匹配电 阻与网络控制芯片RTL8019的数据总线SD0 SD15相连，中央处理器 LPC2220的6条地址总线A1、 A2、 A3、 A4、 A5、 A22分别与网络控制芯 片RTL8019的地址总线SAO、 SA1、 SA2、 SA3、 SA4、 SA8相连，网络控 制芯片RTL8019的4引脚一中断输出连于中央处理器LPC2220的58引脚 一外部中断输入，网络控制芯片RTL8019的33引脚一复位脚连于一个中央 处理器LPC2220的60引脚一数字IO输出，中央处理器LPC2220的29、 30、 90引脚分别连接网络控制芯片RTL8019的30、 11、 29引脚，此模块 通过网络接口 HR901170A，与以太网相连。
专利摘要基于以太网的火灾报警信息采集和传输装置包括火灾报警信息采集模块、CPU模块、以太网传输模块，CPU模块一端通过火灾报警信息采集模块与火灾报警控制器相连，另一端通过以太网传输模块与以太网相连；其优点是符合当前通讯技术的发展趋势，通讯速度快，可以传输大量数据，结构简单，监控中心的服务器计算机不需要配装专门的解码设备，减少了通讯环节，提高了系统的可靠性，施工灵活、维护方便，通讯费用低廉，本实用新型可以大幅度的提升火灾监控系统通讯效率和可靠性，提高整个监控系统的容量，降低整个火灾报警监控系统的维护和运营成本。
文档编号G08B17/00GK201060530SQ20072001132
公开日2008年5月14日 申请日期2007年3月26日 优先权日2007年3月26日
发明者姜学赟, 李志刚, 军 王, 马青波 申请人:公安部沈阳消防研究所