专利名称：感烟感温复合火灾探测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种感烟感温复合火灾探测器，特别是一种可以和具有不同通讯协议接口的火灾报警控制器兼容的感烟感温复合火灾探测器。
背景技术：
随着传感器技术、微处理器技术和信号处理技术的飞速发展，复合火灾探测已经成为火灾自动探测技术的发展方向。
目前复合火灾探测器的类型主要有光电感烟和感温复合、离子感烟和感温复合以及光电感烟、离子感烟和感温三复合等。上个世纪九十年代以来，国际上把开发复合火灾探测器作为重点，先后有多家生产火灾探测系统设备的著名公司推出了智能感温感烟复合火灾探测系统，特别具代表性的有Edwards EST的Signature系列，Siemens SBT旗下瑞士分公司Cerberus的AlgoRex火灾探测系统和德国Esser公司的PAM火灾探测器9200系列。目前国内生产感温感烟火灾探测器的厂家有北京中安消防电子，中核久安科技股份，海湾安全技术股份和南京消防电子等。
考虑到火灾探测器的生产企业几乎都生产整套的火灾自动报警设备，由于产品来源不同和在攻克某一技术难题时思路不同，甚至企业间为了自身利益互相保守商业秘密，使得不同厂家报警设备的电路不同，通讯协议不同，造成各厂家间的产品不兼容；有些生产厂不同系列产品采用不同的标准，使得同一企业不同系列产品不兼容。而且目前我国的消防产品市场化进程比较缓慢，行业缺少通用标准，对火灾自动报警设备的检测主要依据探测器报警要求及实验方法和火灾自动报警控制器通用技术条件等国家标准，只检测报警设备的电气、物理特性和功能，而不关心其中的电路构成和通讯协议，因此火灾自动报警系统的不兼容性问题日益突出。火灾自动报警系统的不兼容性造成的弊端总结起来有两点(1)损害了用户的利益用户对报警产品选择的余地十分有限，而且在对报警设备进行维修保养过程中，除只能采用原生产厂家的产品进行维修以外，还会由于新旧产品不兼容，出现维修价格昂贵的现象；(2)资源浪费，产品更新速度慢用户若因器件损坏而找不到相应的维修器件，又想彻底整改火灾隐患，只能更换一整套其它产品，此乃资源浪费一；各生产企业均在闭门造车，技术资源不能共享，重复投资，成本加大，此乃资源浪费二。而且由于设备间不兼容，使市场被变相垄断，厂家坐享其成，不再尽力开发新产品，延长了新产品的开发周期。
发明内容
本发明克服了现有技术方案中的不足，提供一种能与不同生产厂家的具有不同通讯协议接口的火灾报警控制器兼容的感烟感温复合火灾探测器。
为实现上述目的，本发明的技术方案是一种感烟感温复合火灾探测器，它由信号输入1、中央处理2、感烟3、感温4以及输出5五大模块组成，本复合探测器的整个工作电路以中央处理2的16位微处理器为核心，由信号输入1的解码信号分离电路，感烟3的烟信号采集电路，感温4的温度采集双积分电路和输出5的通信接口电路组成，中央处理2的微处理器和3.3V稳压电路6相连。
复合探测器通过加载不同的软件接口模块，可以电压、电流、频率、脉宽四种调制方式和三类火灾报警系统(开关量报警系统、模拟量报警系统、数字量报警系统)进行配接。其中本发明中的通信接口设计是能达到通用接口性的关键。在不同接口软件模块配合下，该接口能与任何通讯协议(如开关量方式、脉宽方式、频率方式、频率加脉宽方式、数字量方式等)的火灾报警控制器相匹配。
图1是本发明的结构框图。
图1中信号输入模块1 中央处理模块2 感烟模块3 感温模块4 输出模块5 稳压电路6图2、3、4是本发明的软件主流程图。
图5、6是两个通用接口兼容性实例。
图7(a)(b)是各种接口不同的通讯协议脉宽和频率情况列举。
具体工作方式下面结合附图与具体工作方式对本发明作进一步描述按照图1所示，本发明信号输入模块1接收到火灾控制器定时发出的几十KHz的询问信号，经过解码信号分离电路的信息解码，感烟或感温模块的判断，最后通过P1.1和P2.2口以开关量、电流、脉宽、频率和频率加脉宽等通讯方式控制T1、T2的通断时间在总线上输出有无火警信号。稳压电路6和微处理器相连，输出3.3V电压保证探测器正常工作。
按照图5、6、7所示，在整个工作流程中，本发明充分利用CPU的睡眠状态和中断唤醒功能当CPU完成信号采集、信号处理工作后及时转入睡眠状态(振荡器停止工作)，此时的CPU只消耗几个μA电流。主程序只有在以下三种情况下才处于正常的工作模式定时时间到后主程序处理烟信号、CCR1中断(处理温度信号)、CCR2中断(解码)，其余时间CPU都处于睡眠状态，当有外部中断信号来临时，振荡系统能在6μA内启动稳定运行，唤醒CPU迅速进入正常工作模式。
本发明复合探测器微处理器芯片内含的定时捕获系统和图1中通用接口电路的紧密配合是实现通用接口的关键。在硬件电路不变的基础上，只需调整部分软件(输出模块软件)，利用定时捕获系统的多种功能控制T1、T2的通断时间即可与各种通讯协议的火灾报警控制器匹配。当需要匹配的火灾报警控制器是以电流信号进行通讯时，根据需要接通、断开T1、T2晶体管就能达到通讯要求。例如无火警情况下，接通T2使之有5mA电流回送；有火警信号时，接通T1、T2，使之有15mA电流回送，可以通过改变R1，R2值从而改变回送的总线电流值；当需要匹配的火灾报警控制器是以脉宽方式进行通讯时，在微处理器芯片内含的定时捕获系统配合下，通过P2.2口可以控制T1的通断时间来满足要求；当需要匹配的火灾报警控制器是以脉宽加频率方式进行通讯时，可通过控制T1、T2晶体管的通断时间来实现。
下面再通过两个具体实例来加以说明。
按照图5、6所示，不同厂家的火灾控制器与本发明的感烟感温复合火灾探测器之间通过2根总线连接。
例一(见图5)A厂家的火灾控制器通过频率方式进行数据通讯，正常通讯时频率为4KHz，有火警时频率是20KHz。本发明的感烟感温复合火灾探测器从输入模块1的总线上获取火灾控制器的询问信息，经过解码信号分离电路的信息解码，内部数据模型的判断，最后通过P1.1和P2.2口控制T1、T2的通断时间在总线上输出4KHz频率或20KHz频率的现场数据信息。
例二(见图6)B厂家的火灾控制器是通过脉宽的方式进行数据通讯的，正常数据通讯时为4ms脉宽，有火警数据时12ms脉宽。本发明的感烟感温复合火灾探测器从输入模块1的总线上获取火灾控制器的询问信息，经过解码信号分离电路的信息解码，内部数据模型的判断，最后通过P1.1口控制T2的通断时间在总线上输出4ms脉宽或12ms脉宽的现场数据信息。
由此可见本发明感烟感温火灾探测器在与不同的生产厂家的火灾控制器进行连接时硬件设备是一样的，接口具有通用性。
按照图7(a)(b)所示，开关量工作方式高阶(高阻抗)代表正常，低阶(低阻抗)代表有火警；频率工作方式正常频率输出4KHz，火警时频率输出20KHz；脉宽工作方式正常输出波脉宽4ms，火警时输出波脉宽12ms；频率加脉宽工作方式时，正常情况下，输出频率为32768Hz(T1)，脉宽为3.2ms的调制波，当有火警时，输出频率为32768Hz(T1)，脉宽为15ms的调制波；数字量工作方式用01的不同组合代表正常或火警等信息。
权利要求
1.一种感烟感温复合火灾探测器，它主要由信号输入(1)、中央处理(2)、感烟(3)、感温(4)以及输出(5)五大模块组成，其特征在于a.所述复合探测器的整个工作电路以中央处理(2)的16位微处理器为核心，由信号输入(1)的解码信号分离电路，感烟(3)的烟信号采集电路，感温(4)的温度采集双积分电路和输出(5)的通信接口电路组成；b.所述复合探测器通过加载不同的软件接口模块，可以电压、电流、频率、脉宽四种基本调制方式和三类火灾报警系统(开关量报警系统、模拟量报警系统、数字量报警系统)进行配接。
2.按权利要求1所述的感烟感温复合火灾探测器，其特征在于，所述信号输入模块(1)主要由解码信号分离电路组成，解码信号分离电路的输入接火灾控制器总线，输出和中央处理模块(2)的微处理器定时捕获口P1.3相连。
3.按权利要求1所述的感烟感温复合火灾探测器，其特征在于，所述感烟模块(3)的烟信号采集电路由光发射接收电路、烟信号采样和放大保持电路依次连接而成，光发射接收电路的输入与中央处理模块(2)的微处理器I/O口P2.2相连，放大保持电路输出与微处理器比较器输入口P2.4相连。
4.按权利要求1所述的感烟感温复合火灾探测器，其特征在于，所述感温模块(4)主要由温度采集双积分电路组成，温度采集双积分电路由电阻R，感温元件热敏电阻Rt和电容C构成，电路输出和中央处理模块(2)的微处理器比较器输入口P2.3相连。
5.按权利要求1所述的感烟感温复合火灾探测器，其特征在于，所述输出模块(5)主要由通信接口电路组成，通信接口电路由晶体管T1，T2和电阻R1，R2，R3，R4构成，电路输入和中央处理模块(2)的微处理器I/O口P1.1，P2.2相连，电路输出接火灾控制器总线。
6.按权利要求1所述的感烟感温复合火灾探测器，其特征在于，所述中央处理(2)的微处理器和输出3.3V电压的稳压电路(6)相连。
全文摘要
本发明涉及一种用于火灾探测报警的感烟感温复合火灾探测器，它的整个报警电路以微处理器为核心，由信号输入、中央处理、感烟、感温以及输出五大模块组成，其中，信号输入模块主要包含解码信号分离电路，感烟模块依次由光发射接收电路、烟信号采样和放大保持电路连接而成，感温模块以热敏电阻为感温元件。本发明的复合火灾探测器接口能与任何通讯协议(如开关量方式、电流方式、脉宽方式、频率方式、频率加脉宽方式、数字量方式等)的火灾报警控制器相匹配。
文档编号G08B17/06GK1841435SQ20051002483
公开日2006年10月4日 申请日期2005年4月1日 优先权日2005年4月1日
发明者张宏强, 唐鹤权, 金之诚, 过曾肇, 舒丽艳, 高雷, 顾耀发, 钱进 申请人:上海凯伦消防设备有限公司