专利名称：一种烟雾报警装置及其实现方法
技术领域：
本发明涉及一种烟雾报警装置及其实现方法，尤其是涉及一种智能联网式烟雾报警装置及其实现方法。
背景技术：
目前，市场应用的烟雾报警电路根据是否有联网功能可分为独立式烟雾电路(如摩托罗拉公司的MC145010)和联网式报警电路(如Allegro公司的A5358)，独立式烟雾报警电路只能独立工作，当探测到烟雾之后即驱动喇叭报警，无法与其他的烟雾报警电路和控制台发生信息交互，联网式报警电路提供有联网报警功能，当某一地点的烟雾报警器探测到烟雾之后，报警电路会将烟雾信息及时传递出去，可以用于带动其他的烟雾报警器一起报警以提示人们及时撤离，或者将火灾信息传递到远端控制平台，作为远程监控和快速处理的有力工具。目前绝大多数烟雾报警电路都是联网式的。传统的联网式烟雾报警电路的结构图如图1所示。传统的烟雾报警电路提供一个IO端口，通过这个IO端口来实现烟雾报警电路的联网功能，把IO端口和电源地VSS —起与其它电路的IO端口和VSS并联(线或)，当某一电路探测烟雾时，它会主动将通过内部驱动电路将IO拉高，而其他没有探测到烟雾的电路当检测到IO端口变为高电平时，也会进入报警状态。这样的烟雾报警器可以实现的串联式或星式两种烟雾报警器联网系统，传统的烟雾报警电路拓扑结构如图2和图3所示。图2是串联式联网系统拓扑结构图。串联式联网系统的优势是烟雾报警的互连线只有一根，简化系统布线的复杂性，节约成本。劣势是远端控制平台无法识别定位烟雾被探测到的具体位置，即无法识别哪个烟雾报警器探测到了烟雾。图3是星式联网系统拓扑结构图。星式联网系统将每一个烟雾报警器的IO端口通过电缆线接到远端控制平台，这样远端控制平台可以实现识别定位的功能， 但是如果系统规模较大时，系统布线的规模和复杂性都会非常大，成本也较高。根据联网式烟雾报警电路应用时的联网系统规模，又可分为大规模联网系统和小规模联网系统。大规模联网系统主要指的是联网式烟雾报警电路应用在酒店，办公大楼， 大型仓库等大的公共环境下，该系统需要数量较多的报警电路，联网系统较复杂，往往需要将各个烟雾报警器联入到一个控制终端(如MCU或嵌入式计算机)，由控制终端实现监控， 报警，定位，控制等多种功能，在这种大规模联网系统中，往往使用星状拓扑结构，已实现对火灾危险的及时定位。小规模联网系统主要指的是小范围的家庭应用，在屋子的地下室，车库，阁楼，客厅，卧室等房间内放置互相联网的烟雾报警器，这种应用的特点是烟雾报警器相对较少，联网系统相对简单，要求实现的功能相对单一，同时成本也要求相对较低。在这样小规模的家庭应用中，如果也使用远端控制平台，明显会增加了整个系统的成本，如果不使用远端控制器，通过串联联网方式将各个烟雾报警器互连，虽然可以实现联网报警功能， 但是不能准确定位探测到烟雾的具体位置。在实际应用中，人们往往希望能在家中某一位置(比如主卧室)观察到家里各个房间的烟雾报警情况，当某一处发现到烟雾时，可以迅速
4确认是否是无报警，或对于小火灾时第一时间加以扑救。而传统式联网式报警电路显然不能提供一个经济实用的联网方案。
发明内容
由于现有技术存在的上述问题，本发明提出一种烟雾报警装置及其实现方法，其可有效解决现有技术存在的问题。为了实现上述目的，本发明提出一种烟雾报警装置，包括基准模块，增益放大器， 第一比较器，第二比较器，逻辑控制模块，振荡器，报警驱动模块，发光二极管/红外光电二极管驱动模块，IO端口驱动模块，其中，增益放大器的输入端与外部烟雾探测信号相连；基准模块的输入端与外部基准信号相连；第一比较器的反向输入端与增益放大器的输出端相连，正向输入端与基准模块的输出端相连，输出端与逻辑控制模块的输入端相连；第二比较器的反向输入端与外部基准信号相连，正向输入端与外部低电压比较信号相连，输出端与逻辑控制模块的输入端相连；报警驱动模块的输入端与逻辑控制模块的输出端相连，输出端与外部端口相连；发光二极管/红外光电二极管驱动模块的输入端与逻辑控制模块的输入端相连，输出端与外部显示设备相连；振荡器的输出端与逻辑控制模块的输入端相连，输出端与外部控制信号相连，所述烟雾报警装置还包括主从机设置模块，用于将所述烟雾报警装置设置为主机或从机；智能联网控制模块，用于设定从机IP地址及主机的报警定位。 其中，智能联网控制模块的输入端与逻辑控制模块的输出端相连，输出端与IO端口驱动模块的输入端相连；主从机设置模块的输入端与逻辑控制模块的输出端和主机/从机选择端口相连，输出端与IO端口驱动模块的输入端相连；IO端口驱动模块的输入端与主从机设置模块及智能联网控制模块的输出端相连，输出端与外部IO端口相连。进一步地，主从机设置模块由主机/从机选择端口电平设置决定，当端口处于高电平时为主机模式；当端口处于低电平时为从机模式。进一步地，智能联网控制模块包括子模块数字逻辑控制电路、编码整形电路和 RAM，其中子模块数字逻辑控制电路的输入端分别于与RAM及逻辑控制模块的输出端相连， 输出端分别与RAM及编码整形电路的输入端相连；RAM和编码整形电路的输出端分别与外部IO端口相连。进一步地，显示设备为LED或红外LED或显示屏。此外，本发明还公开一种烟雾报警装置实现方法，包含如下步骤步骤1、将两个或两个以上所述烟雾报警装置通过外部IO端口和电源地并联组成网络；步骤2、将其中一个烟雾报警装置设置成主机，其余烟雾报警装置设置成从机；步骤3、对从机烟雾报警装置进行从机IP地址设置；步骤4、主机烟雾报警装置进入主机报警定位流程。进一步地，步骤2中通过主从机设置模块设置主机和从机，主从机设置模块由主机/从机选择端口电平设置决定，当端口处于高电平时为主机模式；当端口处于低电平时为从机模式。进一步地，步骤3中从机IP地址设置步骤如下步骤3a，从机中智能联网控制模块中的子模块数字逻辑控制电路和编码整形电路，通过外部IO端口向主机发送IP地址设定请求码；步骤北，主机接收到IP地址设定请求码之后，主机启动IP地址设定工作模式，通过外部IO端口发送存储在智能联网控制模块的RAM中的IP地址；步骤3c，IP地址发送之后，主机的IP地址寄存器值+1，并发送IP地址设定结束码；步骤3d，从机接收到IP地址和IP地址设定结束码之后，将IP地址保存在智能联网控制模块的RAM中；步骤!Be，依次执行其他从机的IP地址设定，直至网络中所有从机都有对应的IP地址。进一步地，步骤4主机报警定位流程，包括如下步骤步骤4a，任一从机检测到烟雾；步骤4b，从机通过IO端口向主机发送远端报警引导码；步骤如，从机通过IO端口向主机发送从机IP地址；步骤4d，主机接收到从机发出的远端烟雾报警引导码和从机IP地址；步骤如，主机显示从机IP地址。进一步地，步骤4中主机接收到的从机IP地址保存在智能联网控制模块的RAM 中，并通过LED或红外LED或显示屏显示从机IP地址。进一步地，当任一从机检测到烟雾，从机可以发出声音或发光形式的报警；主机显示从机IP地址后，主机可以发出声音或发光形式的报警。通过采用以上技术方案，本发明烟雾报警装置及其实现方法无需远端控制器，只需电路之间通过简单串行连接，即可实现远端烟雾报警和远端烟雾定位功能，针对小规模家庭式烟雾联网应用提供一种经济而实用的解决方案。
图1是传统联网式烟雾报警电路图。图2是并联式联网系统拓扑结构图。图3是星式联网系统拓扑结构图。图4是本发明烟雾报警电路的图。图5是本发明智能联网控制模块的电路图。图6是烟雾报警联网系统的拓扑图。图7是本发明从机IP地址设置流程图。图8是IP地址设定请求码示意图。图9是本发明主机报警定位流程图。图10是远端烟雾报警引导码示意图。
具体实施例方式现结合附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详细说明图4是本发明的电路总体框图，包括基准模块，增益放大器，第一比较器，第二比较器，逻辑控制模块，振荡器，报警驱动模块，发光二极管/红外光电二极管LED/IRED驱动模块，IO端口驱动模块，以及用于将所述烟雾报警装置设置为主机或从机的主从机设置模块和用于设定从机IP地址及主机的报警定位的智能联网控制模块。其中，增益放大器的输入端与外部烟雾探测信号DETECT相连；基准模块的输入端与外部基准信号STROBE相连；第一比较器的反向输入端与增益放大器的输出端相连，正向输入端与基准模块的输出端相连，输出端与逻辑控制模块的输入端相连；第二比较器的反向输入端与外部基准信号STROBE相连，正向输入端与外部低电压比较信号LV相连，输出端与逻辑控制模块的输入端相连；报警驱动模块的输入端与逻辑控制模块的输出端相连，输出端通过外部接口与报警设备相连接。发光二极管/红外光电二极管LED/IRED驱动模块的输入端与逻辑控制模块的输入端相连，输出端与外部显示设备相连，其中显示设备为LED 或红外LED或显示屏。振荡器的输出端与逻辑控制模块的输入端相连，输出端与外部控制信号相连；智能联网控制模块的输入端与逻辑控制模块的输出端相连，输出端与IO端口驱动模块的输入端相连；主从机设置模块的输入端与逻辑控制模块的输出端和主机/从机选择端口 H/D相连，输出端与IO端口驱动模块的输入端相连；IO端口驱动模块的输入端与主从机设置模块及智能联网控制模块的输出端相连，输出端与外部IO端口相连。如图5所示，智能联网控制模块包括子模块数字逻辑控制电路、编码整形电路和 RAM，其中子模块数字逻辑控制电路的输入端分别于与RAM及逻辑控制模块的输出端相连， 输出端分别与RAM及编码整形电路的输入端相连；RAM和编码整形电路的输出端分别与外部IO端口相连。在小规模家庭联网应用中，烟雾报警器的使用数量不会很多，如果使用单独的远端控制器，资源上比较浪费，成本很难控制。本发明具有主从机设置模块，通过使用主、从机设置模式，可以通过端口选择将一个智能联网烟雾报警电路设置为主机或从机。如图4所示，主从机设置模块由主机/从机选择端口 H/D电平设置决定，当H/D端口处于高电平时为主机模式；当端口处于低电平时为从机模式。当智能联网式烟雾报警器通过主/从机设置模块设置为从机时，该烟雾报警器在智能烟雾报警联网系统中作为发送烟雾探测信息的从机单元，当烟雾报警器通过主/从机设置模块设置为主机时，该烟雾报警器在智能烟雾报警联网系统中起的作用是分配从机地址，定位网络中探测到烟雾的报警电路并通过LED或红外LED或显示屏显示，主/从机的设置在于设置智能联网式报警电路的在智能联网模式的工作模式，无论主机或者从机都可以实现基本的烟雾报警功能。下面详细描述主、从机在智能烟雾报警联网系统中工作流程，其中包括从机IP地址设置流程和主机报警定位流程。本发明公开的一种烟雾报警装置实现方法，包含如下步骤步骤1、将两个或两个以上所述烟雾报警装置通过外部IO端口和电源地并联组成网络；智能式烟雾报警联网系统的拓扑图如图6所示，若干从机和一个主机通过IO端口和 VSS并联(线或)，组成一个智能烟雾报警联网系统。步骤2、将其中一个烟雾报警装置设置成主机，其余烟雾报警装置设置成从机；可以通过主从机设置模块设置主机和从机，主从机设置模块由主机/从机选择端口电平设置决定，当端口处于高电平时为主机模式；当端口处于低电平时为从机模式。步骤3、对从机烟雾报警装置进行从机IP地址设置，如图7所示，从机IP地址设置步骤如下步骤3a，从机中智能联网控制模块中的子模块数字逻辑控制电路和编码整形电路，通过外部IO端口向主机发送IP地址设定请求码；步骤北，主机接收到IP地址设定请求码之后，主机启动IP地址设定工作模式，通过外部IO端口发送存储在智能联网控制模块的RAM中的IP地址；步骤3c，IP地址发送之后，主机的IP地址寄存器值+1，并发送IP地址设定结束码；步骤3d，从机接收到IP地址和IP地址设定结束码之后，将IP地址保存在智能联网控制模块的RAM中；步骤!Be，依次执行其他从机的IP地址设定，直至网络中所有从机都有对应的IP地址。其中的IP地址设定请求码如图8所示，IP地址设定请求码由连续的10. 5ms高电平，105ms低电平，10. 5ms高电平，105ms低电平，10. 5ms高电平，105ms低电平，105ms高电平组成，作为从机通过IO端口发送的IP地址设定请求。同样地，IP地址设定结束码也可以由一段连续的高低电平按照一定顺序组成。步骤4、主机烟雾报警装置进入主机报警定位流程，如图9所示，主机报警定位流程，包括如下步骤步骤如，任一从机检测到烟雾，并且当任一从机检测到烟雾，从机可以发出声音或发光形式的报警；步骤4b，从机通过IO端口向主机发送远端报警引导码；步骤如，从机通过IO端口向主机发送从机IP地址；步骤4d，主机接收到从机发出的远端烟雾报警引导码和从机IP地址；如图10所示，远端烟雾报警引导码可由连续的105ms高电平，105ms低电平，105ms高电平，105ms低电平，105ms高电平，105ms低电平组成。在远端烟雾报警引导码之后为发现烟雾进行报警的从机的IP地址。步骤如，主机显示从机IP地址。其中，步骤4d中主机接收到的从机IP地址保存在智能联网控制模块的RAM中，步骤如通过LED或红外LED或显示屏显示从机IP地址。同时，在步骤如之后，主机可以发出声音或发光形式的报警。根据上述烟雾报警装置及方法，使用者则可以通过主机的显示即时的定位到发现烟雾的从机，第一时间检查是否是误报警或者是在火灾的最初期对火势进行力所能及的处理。但是，上述的具体实施方式
只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。
权利要求
1.一种烟雾报警装置，包括基准模块，增益放大器，第一比较器，第二比较器，逻辑控制模块，振荡器，报警驱动模块，发光二极管/红外光电二极管驱动模块，IO端口驱动模块，其中，增益放大器的输入端与外部烟雾探测信号相连；基准模块的输入端与外部基准信号相连；第一比较器的反向输入端与增益放大器的输出端相连，正向输入端与基准模块的输出端相连，输出端与逻辑控制模块的输入端相连；第二比较器的反向输入端与外部基准信号相连，正向输入端与外部低电压比较信号相连，输出端与逻辑控制模块的输入端相连；报警驱动模块的输入端与逻辑控制模块的输出端相连，输出端与外部端口相连；发光二极管/ 红外光电二极管驱动模块的输入端与逻辑控制模块的输入端相连，输出端与外部显示设备相连；振荡器的输出端与逻辑控制模块的输入端相连，输出端与外部控制信号相连，其特征在于所述烟雾报警装置还包括主从机设置模块，用于将所述烟雾报警装置设置为主机或从机；智能联网控制模块，用于设定从机IP地址及主机的报警定位；其中，智能联网控制模块的输入端与逻辑控制模块的输出端相连，输出端与IO端口驱动模块的输入端相连；主从机设置模块的输入端与逻辑控制模块的输出端和主机/从机选择端口相连，输出端与IO端口驱动模块的输入端相连；IO端口驱动模块的输入端与主从机设置模块及智能联网控制模块的输出端相连，输出端与外部IO端口相连。
2.根据权利要求1所述的烟雾报警装置，其特征在于主从机设置模块由主机/从机选择端口电平设置决定，当端口处于高电平时为主机模式；当端口处于低电平时为从机模式。
3.根据权利要求1所述的烟雾报警装置，其特征在于智能联网控制模块包括子模块数字逻辑控制电路、编码整形电路和RAM，其中子模块数字逻辑控制电路的输入端分别于与 RAM及逻辑控制模块的输出端相连，输出端分别与RAM及编码整形电路的输入端相连；RAM 和编码整形电路的输出端分别与外部IO端口相连。
4.根据权利要求1所述的烟雾报警装置，其特征在于所述显示设备为LED或红外LED 或显示屏。
5.一种烟雾报警装置实现方法，其特征在于，包含如下步骤步骤1、将两个或两个以上所述烟雾报警装置通过外部IO端口和电源地并联组成网络；步骤2、将其中一个烟雾报警装置设置成主机，其余烟雾报警装置设置成从机；步骤3、对从机烟雾报警装置进行从机IP地址设置；步骤4、主机烟雾报警装置进入主机报警定位流程。
6.根据权利要求5所述的烟雾报警装置实现方法，其特征在于步骤2中通过主从机设置模块设置主机和从机，主从机设置模块由主机/从机选择端口电平设置决定，当端口处于高电平时为主机模式；当端口处于低电平时为从机模式。
7.根据权利要求5或6所述的烟雾报警装置实现方法，其特征在于步骤3中从机IP 地址设置步骤如下步骤3a、从机中智能联网控制模块中的子模块数字逻辑控制电路和编码整形电路，通过外部IO端口向主机发送IP地址设定请求码；步骤北、主机接收到IP地址设定请求码之后，主机启动IP地址设定工作模式，通过外部IO端口发送存储在智能联网控制模块的RAM中的IP地址；步骤3c、IP地址发送之后，主机的IP地址寄存器值+1，并发送IP地址设定结束码； 步骤3d、从机接收到IP地址和IP地址设定结束码之后，将IP地址保存在智能联网控制模块的RAM中；步骤:3e、依次执行其他从机的IP地址设定，直至网络中所有从机都有对应的IP地址。
8.根据权利要求5所述的烟雾报警装置实现方法，其特征在于步骤4主机报警定位流程，包括如下步骤步骤如、任一从机检测到烟雾；步骤4b、从机通过IO端口向主机发送远端报警引导码；步骤4c、从机通过IO端口向主机发送从机IP地址；步骤4d、主机接收到从机发出的远端烟雾报警引导码和从机IP地址；步骤如、主机显示从机IP地址。
9.根据权利要求8所述的烟雾报警装置实现方法，其特征在于步骤4中主机接收到的从机IP地址保存在智能联网控制模块的RAM中，并通过LED或红外LED或显示屏显示从机IP地址。
10.根据权利要求8所述的烟雾报警装置实现方法，其特征在于当任一从机检测到烟雾，从机可以发出声音或发光形式的报警；主机显示从机IP地址后，主机可以发出声音或发光形式的报警。
全文摘要
本发明公开一种烟雾报警装置及其实现方法，包括基准模块，增益放大器，第一比较器，第二比较器，逻辑控制模块，振荡器，报警驱动模块，发光二极管/红外光电二极管驱动模块，IO端口驱动模块以及用于将所述烟雾报警装置设置为主机或从机的主从机设置模块和用于设定从机IP地址及主机的报警定位的智能联网控制模块。本发明无需远端控制器，只需电路之间通过简单串行连接，即可实现远端烟雾报警和远端烟雾定位功能，针对小规模家庭式烟雾联网应用提供一种经济而实用的解决方案。
文档编号G08B25/00GK102568143SQ20101061786
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者张天舜, 沈天平 申请人:无锡华润矽科微电子有限公司