一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统的制作方法

本发明涉及应急灯具技术领域，具体涉及一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统。

背景技术：

应急灯是消防安全系统不可缺失的一个重要组成；应急灯在公共建筑、高层建筑、

旅店、人员密集场合被强制要求安装并需要定期维护。应急灯的功能是当火灾或者其它不可预知的灾难发生，导致建筑内普通照明不能正常工作时，其可在特定的时间内为指定的安全通道提供最低的照明度。应急灯还可在建筑内普通照明不能正常工作时提供帮助安全撤离用的照明信号标志，并清楚指示每个通道的方向变化，帮助受困人员有序安全地撤离。

现有技术的应急灯缺乏监控，其状态无法被检测，应急灯也没有与外界网络的通信功能。现有的自带电源独立控制型应急灯里的电池用几个月就要人工做一次充放电循环，不然电池寿命就会缩短很快，但这样维护就很不方便。

gb17945-2010《消防应急照明和疏散指示系统》对消防应急照明和疏散指示系统的组成及控制方式等做出了较完善的规定：消防应急照明和疏散指示系统按控制方式可分为非集中控制型系统和集中控制型系统，按应急电源的实现方式可分为自带电源型系统和集中电源型系统。其中集中电源集中控制型系统是功能最多、最为智能化的系统，采用集中控制、集中供电、通过网络信息技术、计算机技术和自动控制技术，要求系统能够实现电池、灯具、分配电装置、集中式电源的自动检测、监控与显示等，不仅解决了产品日常维护的难题，而且提高了系统智能化控制程度。

目前集中电源集中控制型系统的应急照明灯具很多场合采用led或节能灯具，这些灯具的光源的工作电压一般不是ac220v，为dc24v电源。这些灯具可以直接采用类似电压等级的直流电源。所以，灯具在应急时，可以直接采用蓄电池电能作为应急供电电源。集中电源集中控制型系统一般采用rs485、can总线等通信总线进行信息传输，通信总线的安全与可靠直接关系到集中电源集中控制型系统的应急照明系统的正常运行，如果通信总线出现问题，发生紧急情况时，系统将不能正常运行。所以灯具一般采用4线制，2根电源线与2根通信线。4线制在系统的安装上比较麻烦，在调试时又比较复杂。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统，该综合管控系统可将电力载波通信技术应用于安全电压型集中电源集中控制型应急照明灯具，其灯具供电与通信实施方便，无需架设专门的通讯电缆，利用电力线就能构成通讯网络，同时能够对蓄电池的充放电进行有效把控，延长了蓄电池的使用寿命，系统管控准确灵敏效率高、控制智能灵活耗能少，具有较广泛的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统，包括：主控模块、应急照明灯具模块、蓄电池模块、显示报警模块、存储模块；

所述主控模块用于接收处理应急照明灯具模块、蓄电池模块采集的电参数信息，并根据分析处理后的结果对应急照明灯具模块、充蓄电池模块、显示报警模块、存储模块发出相应的指令信号；

所述应急照明灯具模块包括光源模块、集成芯片模块、电力载波通讯芯片模块、信号处理发送模块；所述光源模块用于提供用户所需亮度、颜色的应急灯；所述集成芯片模块包括串行通信模块、ad采样模块、io接口模块、flash程序储存模块、ram数据储存模块；所述集成芯片模块用于采集光源模块电流电压参数，并将参数数据送入电力载波通讯芯片模块，同时根据接收的电力载波通讯芯片模块的指令信号控制光源模块的通与断；所述电力载波通讯芯片模块用于接收集成芯片模块采集的光源模块电流电压参数，并调制成可发送的电力载波信号，同时接收电力线中载波控制信号，并解调为可被集成芯片模块识别的控制信号；所述信号处理模块包括功率发送电路、接收滤波放大电路、耦合变压器电路，用于将电力载波通讯芯片模块调制的信号经过放大、滤波通过耦合变压器加载到电力线上，同时来自电力线的载波信号经耦合变压器送到接收滤波放大电路，经窄带滤波和信号放大后加到电力载波通讯芯片模块；所述电力载波通讯芯片模块配合功率发送电路、接收滤波放大电路以及耦合变压器等外围电路，构成高性能、小体积的载波通讯模块与电力线电连接；

所述蓄电池模块包括电池参数采集模块、充放电控制模块、充电保护模块、蓄电池组模块；所述电池数据采集模块包括电池温度传感器、电池输出电压测量路、电池输出电流测量电路、充电电压测量电路、充电电流测量电路、电池容量采样电路、电池电量检测电路、充放电次数计数电路；所述电池数据采集模块用于采集电池模块的电压、电流、温度、容量和电量参数数据送入控制器模块进行数据处理或者送入存储模块进行存储；所述充电保护电路与蓄电池组连接，用于保护电池且对电池实行智能充电，避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；所述充放电控制模块根据主控模块发出的指令信号，一方面控制蓄电池模块合理的在充电和放电间进行切换，另一方面控制输出的电流在直接供给负载使用和通过逆变器转换为交流电使用两路间进行和例分配；

所述显示报警模块用来实时显示应急照明灯具模块、蓄电池模块的工作状态、相应参数信息，并在相关参数超过预定阈值时发出相应的报警铃声；

所述存储模块用来存储应急照明灯具模块、蓄电池模块采集的相关参数数据以及预先设置的控制程序，以供主控模块调用。

优选地，所述主控模块为fpga、arm、dsp中的一种。

优选地，所述集成芯片模块为8051单片机；所述8051单片机中flash程序储存容量为512b－60kb，ram数据储存容量为256b－1280b；所述8051单片机具有两个io接口，一个接口用于采样光源模块的电压电流参数，另一个接口用于控制光源模块的通与断。

优选地，所述电力线载波通讯芯片采用了hlplcs520f芯片；来自所述集成芯片模块的串行信号加到hlplcs520f的rxd端，经hlplcs520f调制后，以fsk信号的形式从引脚fout输出；所述fsk信号为110khz的方波，其带宽为20khz。

优选地，所述存储模块包括随机存储器模块、sd卡模块、usb接口模块，所述随机存储器模块用于与主控模块的配合使用以增加内存和数据处理的速度，所述sd卡模块用于长时间存储采集的各种数据，所述usb接口模块方便导出复制数据。

优选地，所述显示报警模块包括led电子显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

优选地，所述光源模块为led灯。

优选地，所述蓄电池模块为锂离子电池。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统的主控模块采用了fpga、arm、dsp中的一种微处理器，其功耗较小、可靠性性较高、编程简单、效率较高、价格较低、数据处理速度较快、指令执行速度更快，能够有效提高管控系统的灵敏度和可靠性，降低的能耗，节约了资源。

（2）本发明的一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统中包括充放电控制模块、充电保护模块，其中蓄电池模块为可充电锂电池；充电保护模块一方面在电池电压下降到预定值，才允许给电池充电，让电池不会长期维持在充满状态，另一方面对电池实行恒流充电避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；稳压稳流模块能够提供给各个模块稳定的市电、直流电，有效提高了各个模块特别是led灯的使用寿命；蓄电池模块能够在市电异常时为系统特别是应急照明灯具模块提供必要的电力来源。

（3）本发明的一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统中的信号检测模块能够有效采集电压、电流、烟雾浓度、光亮度，使得消防应急灯不仅在停电时亮灯，同时在环境光很暗时，或者有人的活动声音时，或者现场烟雾过大有火灾迹象，照明灯具模块也会亮灯，从而实现了智能管控的功能。

（4）本发明的一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统将电力载波通信技术应用于安全电压型集中电源集中控制型应急照明灯具，其灯具供电与通信实施方便，无需架设专门的通讯电缆，利用电力线就能构成通讯网络，降低了灯具系统安装与现场调试的要求，也便于维护。

（5）本发明的一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统采用了hlplcs520f芯片。该芯片专为电力线载波通讯设计，具有高集成度的fsk(频移键控)调制与解调功能。芯片内部集成了高速数字信号处理器(dsp)、uart串行通讯模块和fsk调制解调器，该芯片的调制解调器具有较高的灵敏度和较强的抗干扰性能，可适应各种复杂的电力线信道环境，因此被广泛应用于各类交流、直流载波通讯模块中。hlplcs520f配合功率发送电路、接收滤波放大电路以及耦合变压器等外围电路，可以构成高性能、小体积的载波通讯模块。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统示意图；

图2为本发明的一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统的应急照明灯具模块示意图；

图3为本发明的一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统的信号处理发送模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本实施例中提供了一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统，包括：主控模块1、应急照明灯具模块2、蓄电池模块3、显示报警模块4、存储模块5；

所述主控模块1用于接收处理应急照明灯具模块2、蓄电池模块3采集的电参数信息，并根据分析处理后的结果对应急照明灯具模块2、充蓄电池模块3、显示报警模块4、存储模块5发出相应的指令信号；

所述应急照明灯具模块2包括光源模块21、集成芯片模块22、电力载波通讯芯片模块23、信号处理发送模块24；所述光源模块21用于提供用户所需亮度、颜色的应急灯；所述集成芯片模块22包括串行通信模块、ad采样模块、io接口模块、flash程序储存模块、ram数据储存模块；所述集成芯片模块22用于采集光源模块21电流电压参数，并将参数数据送入电力载波通讯芯片模块23，同时根据接收的电力载波通讯芯片模块23的指令信号控制光源模块21的通与断；所述电力载波通讯芯片模块23用于接收集成芯片模块22采集的光源模块21电流电压参数，并调制成可发送的电力载波信号，同时接收电力线25中载波控制信号，并解调为可被集成芯片模块22识别的控制信号；所述信号处理模块24包括功率发送电路241、接收滤波放大电路242、耦合变压器电路243，用于将电力载波通讯芯片模块23调制的信号经过放大、滤波通过耦合变压器243加载到电力线25上，同时来自电力线25的载波信号经耦合变压器243送到接收滤波放大电路242，经窄带滤波和信号放大后加到电力载波通讯芯片模块23；所述电力载波通讯芯片模块23配合功率发送电路241、接收滤波放大电路242以及耦合变压器243等外围电路，构成高性能、小体积的载波通讯模块与电力线25电连接；

所述蓄电池模块3包括电池参数采集模块、充放电控制模块、充电保护模块、蓄电池组模块；所述电池数据采集模块包括电池温度传感器、电池输出电压测量路、电池输出电流测量电路、充电电压测量电路、充电电流测量电路、电池容量采样电路、电池电量检测电路、充放电次数计数电路；所述电池数据采集模块用于采集电池模块的电压、电流、温度、容量和电量参数数据送入控制器模块进行数据处理或者送入存储模块进行存储；所述充电保护电路与蓄电池组连接，用于保护电池且对电池实行智能充电，避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；所述充放电控制模块根据主控模块发出的指令信号，一方面控制蓄电池模块合理的在充电和放电间进行切换，另一方面控制输出的电流在直接供给负载使用和通过逆变器转换为交流电使用两路间进行和例分配；

所述显示报警模块4用来实时显示应急照明灯具模块、蓄电池模块的工作状态、相应参数信息，并在相关参数超过预定阈值时发出相应的报警铃声；

所述存储模块5用来存储应急照明灯具模块2、蓄电池模块3采集的相关参数数据以及预先设置的控制程序，以供主控模块调用。

本实施例中主控模块1为arm微处理器。

本实施例中集成芯片模块22为8051单片机；所述8051单片机中flash程序储存容量为512b－60kb，ram数据储存容量为256b－1280b；所述8051单片机具有两个io接口，一个接口用于采样光源模块21的电压电流参数，另一个接口用于控制光源模块21的通与断。

本实施例中电力线载波通讯芯片23采用了hlplcs520f芯片；来自所述集成芯片模块22的串行信号加到hlplcs520f的rxd端，经hlplcs520f调制后，以fsk信号的形式从引脚fout输出；所述fsk信号为110khz的方波，其带宽为20khz。

本实施例中存储模块5包括随机存储器模块、sd卡模块、usb接口模块，所述随机存储器模块用于与主控模块的配合使用以增加内存和数据处理的速度，所述sd卡模块用于长时间存储采集的各种数据，所述usb接口模块方便导出复制数据。

本实施例中显示报警模块4包括led电子显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

本实施例中光源模块21为led灯。

本实施例中蓄电池模块3为锂离子电池。

本发明的一种带载波通信功能应急照明灯具的综合管控系统可将电力载波通信技术应用于安全电压型集中电源集中控制型应急照明灯具，其灯具供电与通信实施方便，无需架设专门的通讯电缆，利用电力线就能构成通讯网络，同时能够对蓄电池的充放电进行有效把控，延长了蓄电池的使用寿命，系统管控准确灵敏效率高、控制智能灵活耗能少，具有较广泛的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。