专利名称：一种船舶通用型延伸报警装置及其应用方法
技术领域：
本发明涉及一种报警装置，尤其涉及一种船舶上通用的、显示具体报警情况的智 能延伸报警装置；本发明还涉及一种船舶通用型延伸报警装置功能的实现方法和应用方 法。
背景技术：
船用延伸报警系统一般由多个延伸报警装置组成，其主要作用是，船舶机舱集控 台上的延伸报警装置(主单元)及时地将船舶机舱发生的报警情况传送至驾驶室、公共场 所、值班员住所等处的延伸报警装置(从单元)。现有延伸报警装置产品的主要缺点有
1、通用性低有的整合在机舱监测报警系统中不单独出售(多见于国外产品，价格较 高)；有的整合了轮机员呼叫主机功能，不适用于所有船舶(如申请号200910026838. 7的发 明专利)；有的只能接收开关量报警信号输入、显示有限的几个报警信号(如网上可探索到 的产品);有的只接收通过总线方式的报警信号输入(如申请号为200910026838. 7的发明专 利)；采用总线方式输入报警信号的，总线方式单一、不可选。2、可靠性不高未采用多电源供电方式；未考虑在延伸报警装置自身失电时发出 报警信号，使得相应的延伸报警装置得以及时修复；未考虑延伸报警装置上蜂鸣器的延伸， 以避免具有客厅和卧室两个房间的值班员在卧室听不到安装在客厅的延伸报警装置上的 蜂鸣器发出的声音。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述存在的问题，提供了一种通用型的、高可靠性的船 舶延伸报警装置，还提供了一种该通用型延伸报警装置延伸报警功能的实现方法和延伸报 警装置的应用方法。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案
本发明一种船舶通用型延伸报警装置，包括微处理器和电源模块，其特征是还包括开 关量输入模块、旋钮开关、键盘、拨码开关、蜂鸣器接口、蜂鸣器、通信模块、指示灯、IXD模 块、日历时钟芯片和存储单元，其中开关量输入模块、旋钮开关、键盘和拨码开关的输出端 分别与微处理器连接，蜂鸣器接口、蜂鸣器和指示灯的输入端分别与微处理器连接，微处理 器分别与通信模块、IXD模块、日历时钟芯片和存储单元双向连接，电源模块分别给所述微 处理器、开关量输入模块、旋钮开关、键盘、拨码开关、蜂鸣器接口、蜂鸣器、通信模块、指示 灯、IXD模块、日历时钟芯片和存储单元供电。其中，所述电源模块采用三路电源AC 220V、DC 24V及5V电池，正常工作时由AC 220V分别给所述微处理器、开关量输入模块、旋钮开关、键盘、拨码开关、蜂鸣器接口、蜂鸣 器、通信模块、指示灯、IXD模块、日历时钟芯片和存储单元供电。其中，通信模块(9)还设置CAN总线、RS485通信模块以及可选择的以太网和无线通信模块。一种船舶通用型延伸报警装置的应用方法，包括如下步骤报警信号经开关量输 入模块或通信模块传输给微处理器；微处理器根据获得的报警信息进行判断比较后是否发 出报警或取消已有的报警输出，再根据值班情况将报警信息经通信模块传送至相应的延伸 报警装置从单元；微处理器通过旋钮开关、或开关量输入模块或通信模块获取值班设置信 息并判断是否有值班请求，若有则通过通信模块将值班请求发送至相应的延伸报警装置从 单元；延伸报警从单元的微处理器经过通信模块接收信息，并根据接收的信息判断是否报 警或取消已有的报警、是否是值班请求、是否是值班转移、是否是通信测试，并作出相应的 处理；延伸报警装置从单元的微处理器通过旋钮开关或人机交互获得值班转移信息并判断 是否有值班转移请求，若有则通过通信模块将值班转移请求发送至相关延伸报警装置从单兀。其中，报警信息可由开关量传感器直接获得或由监测报警系统的数据采集单元获 得或由监测报警系统的上位机获得。本发明的有益效果是
1、具有通用性，应用范围广，考虑了不同船舶对延伸报警装置的不同要求，用户可根据 需要选择报警信号输入方式、值班报警设置方式和通信方式。2、采用三路电源供电，供电电源状态实时监测报警，提高了延伸报警装置的供电
可靠性。3、采用Flash存储报警信号的编号、名称，使得用户应用时更方便、灵活；采用LCD 显示，显示的信息可根据需要修改，且比传统的延伸报警装置显示信息更多、更精确。4、对于具有信号采集处理单元、上位机的系统，可及时发现信号采集处理单元或 上位机的故障。
图1是本发明一种船舶通用型延伸报警装置的方框图； 图2是图1中电源模块2的结构图3是图1的工作流程图4是图1所示的一种船舶通用型延伸报警装置的应用系统结构图。
具体实施例方式如图1，通用型延伸报警装置的外部开关量输入经过开关量输入模块3和微处理 器1相连，通用型延伸报警装置的外部信号经通信模块9与微处理器1相连，通用型延伸报 警装置外部的蜂鸣器经蜂鸣器接口 7与微处理器相连，旋钮开关4、键盘5、拨码开关6、蜂鸣 器8、指示灯10、IXD模块11、日历时钟芯片12、存储单元13分别与微处理器1相连，外部 输入的交流220V、直流24V与电源模块2相连，电源模块2分别与微处理器1、开关量输入 模块3、旋钮开关4、键盘5、拨码开关6、蜂鸣器接口 7、蜂鸣器8、通信模块9、指示灯10、IXD 模块11、日历时钟芯片12和存储单元13相连。图2更详细地说明图1中的电源模块2。外部输入的交流220V接继电器Kll的 线圈，同时经拨动开关SW1、再经继电器K22的常闭触点接继电器K12的线圈，再经继电器
4K12的常开触点接交流220V转直流24V模块AC 220V/DC 24V，交流220V转直流24V模块 AC 220V/DC 24V的输出端一端接二极管Dl的阳极、另一端及二极管Dl的阴极与直流24V 转直流5V模块DC 24V/DC 5V相连；外部输入的直流24V接继电器K21的线圈，同时直流 24V的24V+经拨动开关SW2、继电器K12的常闭触点、继电器Kll的常闭触点与继电器K22 线圈的一端相连，再经继电器K22的常开触点接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极与直流 24V转直流5V模块DC 24V/DC 5V相连，同时直流24V的另一端24V-经继电器K12的常闭 触点、继电器Kll的常闭触点与继电器K22线圈的另一端相连，再经继电器K22的常开触点 接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极与直流24V转直流5V模块DC 24V/DC 5V相连；直流 24V转直流5V模块DC 24V/DC 5V与生成装置所需其它直流电源的直流电源转换模块DC/ DC相连；5V电池直接与电池电压检测模块相连，同时5V电池的正极经拨动开关SW3、继电 器K21的常闭触点、继电器Kll的常闭触点接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极与生成装 置所需其它直流电源的直流电源转换模块DC/DC相连，同时5V电池的负极接二极管D5的 阴极，二极管D5的阳极与生成装置所需其它直流电源的直流电源转换模块DC/DC相连；二 极管D4的阴极分别经继电器Kll的常开触点、继电器K21的常开触点、电池电压检测模块 的常开触点与失电指示灯Ll的一端、失电指示灯L2的一端、欠压指示灯L3的一端相连，失 电指示灯Ll的另一端、失电指示灯L2的另一端和欠压指示灯L3的另一端同时与二极管D5 的阳极相连；继电器Kll的常开触点的一端、继电器K21的常开触点的一端、电池电压检测 模块的常开触点的一端同时与公共端相连，另一端分别与交流220V失电报警、直流24V失 电报警和5V电池欠压报警相连。 本发明通过拨码开关设置延伸报警装置为主单元或从单元；通过拨码开关设置延 伸报警装置主单元的报警信息输入方式(经通信模块输入，或经开关量输入模块输入，或同 时经通信模块和开关量输入模块输入、通信模块优先)；通过拨码开关设置延伸报警装置主 单元的值班设置方式(经旋钮开关设置，或经通信模块设置，或经开关量输入模块设置，或 经人机交互设置)；通过拨码开关设置延伸报警从单元的值班转移设置方式为经旋钮开关 输入设置或经人机交互设置；通过人机交互将报警信号的编号、名称存储在延伸报警装置 主单元存储单元中掉电可保持的Flash存储区，再经CAN总线传送至从单元并存储在Flash 存储区；延伸报警装置主单元的微处理器根据通信模块或(和)开关量输入模块输入的报警 信号，判断是否有新报警发生或前一次接收到的报警信号是否恢复正常，将处理结果在LCD 显示屏和相应的指示灯反映出来，同时根据是否有人值班通过现场总线CAN向相应的从单 元发送信息；若有新报警出现并有人值班，则值班人所在房间的延伸报警装置从单元报警 指示灯闪烁、蜂鸣器响，其它的延伸报警装置从单元仅报警指示灯闪烁、蜂鸣器不响，若在2 分钟(可在延伸报警主单元上设置)内值班的延伸报警从单元未应答，则其它的延伸报警装 置从单元上的蜂鸣器响，有人应答后所有延伸报警装置蜂鸣器不响、闪烁灯变为平光；若有 信号从报警状态恢复正常，从单元上的IXD显示屏不再显示该信号处于报警状态。设置值 班时，延伸报警装置主单元根据旋钮开关或人机交互或通信模块输入的值班设置信息，使 相应的“值班”灯闪烁，同时向相应的延伸报警装置从单元发出值班指令，该从单元上的相 应的“值班”灯闪烁，若该从单元应答值班指令，则主从单元上的“值班”灯均由闪烁变为平 光，若在2分钟内(可在延伸报警主单元上设置)从单元未应答，则主单元上蜂鸣器响、“值 班设置未应答”指示灯闪烁，按“确认”键后，灯变为平光、蜂鸣器消音，然后可重新进行值班设置；通过“试灯”键可测试本装置上的指示灯的好坏；通过“通信测试”键可测试延伸报警 系统中延伸报警装置相互间的通信是否正常；通过“显示屏测试”键可测试LCD显示是否正
堂
巾ο 如图3所示，通用型延伸报警装置的功能实现包括如下步骤 步骤20 程序开始；
步骤21 装置初始化，包括微处理器初始化、LCD模块初始化及根据拨码开关的状态 初始化相应的通信模块；
步骤22 根据拨码开关的状态判断延伸报警装置是主单元还是从单元，若是主单元则 执行步骤23，否则执行步骤38 ；
步骤23 设置主单元标志，Zhucong=I ；并根据拨码开关状态确定报警信息输入方式 (Baojing=O为通过开关量模块输入，Baojing=I为通过通信模块输入，Baojing=2为通过 通信模块和开关量模块两路输入)；并根据拨码开关状态确定值班报警设置方式(Zhiban=O 为通过旋钮开关设置，Zhiban=I为通过通信模块设置，Zhiban=2为通过开关量输入模块设 置，Zhiban=3为通过人机交互设置)；
步骤24 读取Flash中相应的存储区域，判断是否存在报警编号及名称，若存在则执行 步骤25，否则执行步骤32;
步骤25 开启定时器O和定时器1的中断，开启CAN通信中断，启动定时器O ； 步骤26 判断是否是人机交互处理，若是则执行步骤27，否则执行步骤28 ； 步骤27 人机交互处理，包括报警历史情况查询、日历时钟设置、报警编号及名称的修 改或添加、值班设置(若Zhiban=3)；若是报警编号/名称发生变化，则将相关信息发送到 CAN总线上并启动定时器1 ；
步骤28 判断是否是值班设置处理，若是则执行步骤29，否则执行步骤30 ； 步骤29:值班设置处理，包括读取旋钮开关的状态(Zhiban=0)、或开关量输入模块中 值班设置输入部分的状态(Zhiban=2)、或通信模块中相应的接收缓中区(Zhiban=l)、或人 机交互中与值班相关的变量值(Zhiban=3)，判断是否有值班要求，若有则将值班要求信息 发送到CAN总线上，并启动定时器1 ；
步骤30 判断是否有按键按下，若有则执行步骤31，否则执行步骤26 ； 步骤31 按键处理，包括读取按键值，判断是哪个按键按下，若是“试灯”键按下，则所 有指示灯亮、蜂鸣器响；若是“IXD测试”键按下，则显示IXD测试用显示内容；若是“通信测 试”键按下，则向所有延伸报警装置从单元发出通信测试指令并启动定时器1 ；该步骤执行 完后执行步骤26 ；
步骤32 发出声光报警，同时LCD屏显示报警编号及名称输入对话窗； 步骤33 若已输入一个完整的报警编号及名称，则执行步骤34，否则等待输入报警编 号及名称；
步骤34 取消声光报警；
步骤35 人机交互处理——输入报警编号及名称；
步骤36 判断报警编号及名称是否输入完毕，若输入完毕则执行步骤37，否则执行步 骤35 ；
步骤37 将步骤36输入的报警编号及名称发送到CAN总线上，并启动定时器1 ；步骤38 设置从单元标志，Zhucong=O ；并根据拨码开关状态确定值班转移设置方式 (Zhuanyi=O为通过旋钮开关设置，Zhuanyi=I为通过人机交互设置)； 步骤39 开启CAN通令中断；
步骤40 读取Flash中相应的存储区域，判断是否存在报警编号及名称，若存在则执行 步骤41，否则执行步骤48;
步骤41:开启定时器1中断；
步骤42 判断是否是人机交互处理，若是则执行步骤43，否则执行步骤44 ； 步骤43:人机交互处理，包括报警历史记录查询、日历时钟设置、值班转移设置(若 Zhuanyi=D ；
步骤44 判断是否是值班转移处理，若是则执行步骤45，否则执行步骤46 ； 步骤45 值班转移处理，包括读取旋钮开关状态(ZhUanyi=0)、或人机交互中与值班转 移相关的变量值(Zhuanyi=I),判断是否有值班转移要求，若有则将值班转移信息发送到 CAN总线上，并启动定时器1 ；
步骤46 判断是否有按键按下，若有则执行步骤47，否则执行步骤42 ； 步骤47 按键处理，包括读取按键值，判断是哪个键按下，若是“试灯”键按下，则所有 指示灯亮、蜂鸣器响；若是“IXD测试”键按下，则显示IXD测试用显示内容；若是“通信测 试”键按下，则向所有延伸报警装置从单元发出通信测试指令并启动定时器1 ；若是“消音” 键按下，则使蜂鸣器不响、闪烁的灯变为平光；若是“确认”键按下，则将值班应答信息或值 班转移应答信息发送到CAN总线上；该步骤执行完后执行步骤42 ；
步骤48 判断“Flash中未存有报警编号及名称”的报警是否已应答过，若应答过则执 行步骤50，否则执行步骤49;
步骤49 声光报警处理，若声光报警未动作，则发出声光报警，若已发出声光报警，则 执行步骤50 ；
步骤50 =LCD提示到延伸报警装置主单元输入报警编号及名称； 步骤51 判断“确认”键是否按下，若按下则执行步骤52，否则执行步骤40 ； 步骤52 取消声光报警； 上述步骤中提到的中断功能如下
定时器中断0 用于定时读取报警输入信息或/和值班设置信息，若Baojing=O读取开 关量输入模块中报警信号输入部分的值，若Baojing=I读取通信模块中相应接收缓冲区的 内容，若Ba0jing=2既读开关量输入模块中报警信号输入部分的值又读取通信模块中相应 接收缓冲区的内容，并判断读取的报警信息是否发生变化，若发生变化则将报警信息发送 到CAN总线上，并启动定时器1 ；当Ba0jing=2时，若开关量输入的报警信号中与通信模块 中输入的报警信息中相应的内容不一致，则发生报警信号；若Zhiban=I,则读取通信模块 中相应接收缓冲区的内容，并赋给指定的变量；
定时器中断1 发送信息到CAN总线后，是否收到应答，若收到应答则返回，否则发出通 信故障报警再返回；
CAN通信中断包括接收中断、发送中断和故障中断，1)发送中断，执行的操作是清除 相应的标志位，为下一次发送做准备；2)故障中断，执行的操作是判断故障原因，并做出相 应的处理；3)接收中断，对于主单元，根据接收的内容判断是从单元值班设置确认、报警应答还是通信测试，并作出相应的处理；对于从单元，根据接收的内容判断是报警信息、值班 设置请求、通信测试、值班转移请求还是报警编号及名称复制，并作出相应的处理。
不同的船舶对监测报警系统和延伸报警系统的要求不一样，本发明采用如图4所 示的船舶通用型延伸报警装置的应用系统结构图来阐述本发明的应用方法。
方法一、图中的实线1将延伸报警装置主单元的开关量输入模块与PLC的开关量输出 端相连，实线2将PLC的通信端口与上位机的通信端口相连，虚线3及虚线4不存在；上位 机可将值班设置请求通过实线2传送至PLC，PLC再经实线1输出值班设置开关量信号至延 伸报警装置主单元开关量输入模块中的值班设置输入端，同时PLC将主要的报警信息经实 线1输出至延伸报警装置主单元开关量输入模块中的报警信号输入端；
方法二、图中的实线1将延伸报警装置主单元的开关量输入模块与PLC的开关量输出 端相连，实线2将PLC的通信端口与上位机的通信端口相连，虚线4将PLC的通信端口与延 伸报警装置主单元的通信端口相连，虚线3不存在；上位机将值班设置请求通过实线2传送 至PLC，PLC再经实线1或虚线4输出值班设置信号至延伸报警装置主单元的开关量输入模 块的值班信息输入端或通信模块输入端，同时PLC经通信端口将所有报警信息经虚线4传 送至延伸报警装置主单元的通信模块输入端，将主要的报警信息通过PLC的开关量输出端 经实线1输出至延伸报警装置主单元开关量输入模块中的报警信号输入端；若从开关量输 入模块检测到变化的报警信号，而未从通信模块中获得相应的报警信号，则说明虚线4故 障或延伸报警装置主单元的通信模块故障或PLC通信口故障；若从通信模块获得变化的报 警信息，而未从开关量输入模块获得相应的报警信号，则说明实线1故障或延伸报警装置 主单元的开关量模块故障或PLC的开关量输出通道故障；
方法三、图中的实线1将延伸报警装置主单元的开关量输入模块与PLC的开关量输出 端相连，实线2将PLC的通信端口与上位机的通信端口相连，虚线3将上位机的通信端口与 延伸报警装置主单元的通信端口相连，虚线4不存在；上位机可将值班设置请求通过虚线3 传送至延伸报警装置主单元，也可将所有报警信息经虚线3传送至延伸报警装置主单元的 通信模块输入端，同时PLC将主要的报警信息通过开关量输出端经实线1输出至延伸报警 装置主单元开关量输入模块中的报警信号输入端；若从开关量输入模块检测到变化的报警 信号，而未从通信模块中获得相应的报警信号，则说明虚线3故障或延伸报警装置主单元 的通信模块故障或上位机通信口故障或上位机故障；若从通信模块获得变化的报警信息， 而未从开关量输入模块获得相应的报警信号，则说明实线1故障或延伸报警装置主单元的 开关量模块故障或PLC的开关量输出通道故障；
方法四、线2、线3、线4、PLC及上位机均没有，由机舱的开关量传感器直接将主要的报 警信息经实线1与延伸报警装置主单元的开关量输入模块相连。
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权利要求
一种船舶通用型延伸报警装置，包括微处理器(1)和电源模块(2)，其特征是还包括开关量输入模块(3)、旋钮开关(4)、键盘(5)、拨码开关(6)、蜂鸣器接口(7)、蜂鸣器(8)、通信模块(9)、指示灯(10)、LCD模块(11)、日历时钟芯片(12)和存储单元(13)，其中开关量输入模块(3)、旋钮开关(4)、键盘(5)和拨码开关(6)的输出端分别与微处理器(1)连接，蜂鸣器接口(7)、蜂鸣器(8)和指示灯(10)的输入端分别与微处理器(1)连接，微处理器(1)分别与通信模块(9)、LCD模块(11)、日历时钟芯片(12)和存储单元(13)双向连接，电源模块(2)分别给所述微处理器(1)、开关量输入模块(3)、旋钮开关(4)、键盘(5)、拨码开关(6)、蜂鸣器接口(7)、蜂鸣器(8)、通信模块(9)、指示灯(10)、LCD模块(11)、日历时钟芯片(12)和存储单元(13)供电。
2.根据权利要求1所述的一种船舶通用型延伸报警装置，其特征是所述电源模块(2) 采用三路电源AC 220V、DC 24V及5V电池，正常工作时由AC 220V分别给所述微处理器 (1)、开关量输入模块(3)、旋钮开关(4)、键盘(5)、拨码开关(6)、蜂鸣器接口(7)、蜂鸣器 (8)、通信模块(9)、指示灯(10)、LCD模块(11)、日历时钟芯片(12)和存储单元(13)供电。
3.根据权利要求1所述的一种船舶通用型延伸报警装置，其特征是通信模块(9)还设 置CAN总线、RS485通信模块以及可选择的以太网和无线通信模块。
4.一种如权利要求1所述的一种船舶通用型延伸报警装置的应用方法，其特征在于包 括如下步骤报警信号经开关量输入模块(3)或通信模块(9)传输给微处理器(1)；微处理 器(1)根据获得的报警信息进行判断比较后是否发出报警或取消已有的报警输出，再根据 值班情况将报警信息经通信模块(9)传送至相应的延伸报警装置从单元；微处理器(1)通 过旋钮开关(4 )、或开关量输入模块(3 )或通信模块(9 )获取值班设置信息并判断是否有值 班请求，若有则通过通信模块(9)将值班请求发送至相应的延伸报警装置从单元；延伸报 警从单元的微处理器(1)经过通信模块(9)接收信息，并根据接收的信息判断是否报警或 取消已有的报警、是否是值班请求、是否是值班转移、是否是通信测试，并作出相应的处理； 延伸报警装置从单元的微处理器(1)通过旋钮开关(4)或人机交互获得值班转移信息并判 断是否有值班转移请求，若有则通过通信模块(9)将值班转移请求发送至相关延伸报警装 置从单元。
5.根据权利要求4所述的一种船舶通用型延伸报警装置的应用方法，其特征是报警 信息可由开关量传感器直接获得或由监测报警系统的数据采集单元获得或由监测报警系 统的上位机获得。
全文摘要
一种船舶通用型延伸报警装置及其应用方法，所述装置包括微处理器和电源模块，其特征是还包括开关量输入模块、旋钮开关、键盘、拨码开关、蜂鸣器接口、蜂鸣器、通信模块、指示灯、LCD模块、日历时钟芯片和存储单元。所述方法包括微处理器判断是否发生报警或取消已有的报警输出，将报警信息经通信模块传送至相应的延伸报警装置从单元；微处理器判断是否有值班请求，若有则经通信模块将值班请求发送至相应的延伸报警装置从单元；微处理器判断是否报警或取消已有的报警、是否是值班请求、是否是值班转移、是否是通信测试，并作出相应的处理；微处理器判断是否有值班转移请求，若有则经通信模块将值班转移请求发送至相关延伸报警装置从单元。
文档编号G08B25/00GK101950471SQ20101051421
公开日2011年1月19日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者刘维亭, 唐勇, 张冰, 朱志宇, 王敏, 袁文华, 魏海峰, 黄巧亮 申请人:江苏科技大学