火灾报警控制器回路单元及其控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种火灾报警控制器回路单元及其控制方法，中心控制器，发送地址脉冲信号和命令脉冲信号，并接收反馈的数字信号；开关电路向二总线上的现场设备发送地址脉冲信号，并提供工作电源；脉冲调制电路向二总线上的现场设备发送命令脉冲信号；回码电流电路，包括高端电流映射电路、低端采样电路以及放大电路，所述高端电流映射电路与所述低端采用电路连接后与放大电路相连；放大电路通过模数转换器与中心控制器连接，本发明所述的回路单元控制方法在不提高波特率的前提下，实现了即使在同一巡检周期内有多达上百个探测点上传火警信息，也可实现在2.1秒时间内同时报出，极大提高了火灾报警的响应时间。
【专利说明】火灾报警控制器回路单元及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种报警控制器，具体是一种火灾报警控制器回路单元及其控制方法，属于消防【技术领域】。
【背景技术】
[0002]火灾报警控制器是火灾自动报警系统的心脏，可向探测器供电，具有下述功能:I)用来接收火灾信号并启动火灾报警装置。该设备也可用来指示着火部位和记录有关信息。2)能通过火警发送装置启动火灾报警信号或通过自动消防灭火控制装置启动自动灭火设备和消防联动控制设备。3)自动的监视系统的正确运行和对特定故障给出声、光报警。
[0003]现代火灾报警控制器为了减少误报，方便安装与调试，降低安装与维修费用，减少连接线数，及时准确地知道发出报警的火灾探测器的确切位置(部位编号)，都普遍采用脉冲编码控制系统，并采用二总线技术。
[0004]如中国专利CN1125421C《一种二总线通信方法及使用该方法的火灾报警系统》中公开了一种对火灾快速响应的二总线通信方法及采用该方法的火灾报警系统。实现快速响应的过程是将每个探测总线回路中的编址单元分组，当具有火警中断优先权的编址单元产生火警信号后，在发码位对应位置上通过二总线向报警控制器回传组号脉冲，在回码位对应位置上回传组内编号脉冲，报警控制器根据组号和组内编号计算出产生火灾信号的编址单元的地址号并及时报警。
[0005]但是该发明中判定一个报警地址就至少需要50ms，当出现N多个报警点时，控制器就需要NX 50ms来处理判定报警地址，需要时间较长，不利于在最短时间内及时报警。
【发明内容】
[0006]本发明要解决现有技术中的多线制传输线路存在数量大、合计故障率高、报警时间较长的问题，本发明采用自主研发的供电与通信、控制与报警于一体的数字化无极性二总线方式，在不提高波特率的前提下，实现了即使在同一巡检周期内有多达上百个探测点上传火警信息，也可实现在2.1秒时间内同时报出，极大提高了火灾报警的响应时间。
[0007]为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的:
一种火灾报警控制器回路单元，包括
中心控制器，发送地址脉冲信号和命令脉冲信号，并接收反馈的数字信号；
开关电路，通过反向电路与所述中心控制器的脉冲信号输出脚连接，并与二总线高电平线连接，向二总线上的现场设备发送地址脉冲信号，并提供工作电源；
脉冲调制电路，通过反向电路与所述中心控制器的命令脉冲信号输出脚连接，并与二总线高电平线连接，向二总线上的现场设备发送命令脉冲信号；
回码电流电路，包括高端电流映射电路、低端采样电路以及放大电路，所述高端电流映射电路与二总线高电平线和低电平线分别连接，所述低端采样电路与所述二总线的低电平线连接，所述高端电流映射电路与所述低端采用电路连接后与放大电路相连； 模数转换器，与所述回码电流电路和中心控制器分别连接，将所述回码电路电路的信号进行模数转换后输入中心控制器；
现场设备:与二总线的高电平线和低电平线连接，接收二总线上的信号。
[0008]还包括脉冲整形电路，与所述开关电路和脉冲调制电路连接，将所述命令脉冲信号和地址脉冲信号整形后输出给现场设备。
[0009]还包括短路检测电路，与所述二总线高电平线和所述模数转换器分别连接，检测所述二总线的电信号并输入所述模数转换器。
[0010]所述短路检测电路中设置有短路指示装置，在发生短路状态时进行指示。
[0011]火灾报警控制器回路单元的火灾报警控制器回路单元控制方法，包括以下步骤:
(1)首先给回路单元连接的每一个现场设备配置一个唯一的地址码；
(2)由中心控制器向二总线发送同步脉冲信号，通过二总线返回的信号测得二总线上的背景电流大小；
(3)中心控制器输出地址脉冲信号，所述地址秒冲信号经过反向电路后，通过所述开关电路向二总线上的现场设备发送地址脉冲信号；
(4)现场设备接收所述同步脉冲信号进行同步后，接收到与自己地址码相同的所述地址脉冲信号后，通过二总线上的回码电流电路回传信号，所述回传信号经过模数转换器转换成数字信号后送入中心控制器进行处理，得出现场设备的工作状态；
(5)当所述中心控制器判断出现场设备发出报警信息时，所述中心控制器输出命令脉冲信号，经过反向后，通过脉冲调制电路发送命令脉冲信号给对应的二总线上的现场设备，对应报警的现场设备接收到该命令脉冲信号后启动报警动作。
[0012]在所述步骤(3)中，向二总线上的现场设备发送地址脉冲信号之前还包括通过脉冲整形电路进行脉冲整形的步骤。
[0013]在所述步骤(5)中，发送命令脉冲信号给对应的二总线上的现场设备之前还包括通过脉冲整形电路进行脉冲整形的步骤。
[0014]在整个过程中，还包括短路检测电路检测二总线是否短路的步骤。
[0015]所述短路检测电路检测到二总线短路时通过短路指示装置进行指示。
[0016]所述一个地址周期脉冲脉宽为8ms，所述地址周期脉冲中0号地址用来测量背景电流，所述地址周期脉冲中电压为24V脉宽为4ms的是地址/供电脉冲，其中电压为IOV脉宽为4ms的是指令/接收的时隙。
[0017]所述回码电流脉冲包括4Bit位2ms脉宽的类型数据和4Bit位2ms脉宽的状态数据。
[0018]所述步骤(4)中心控制器的处理方法为，所述回码电流减去背景电流之后为20mA时，所述中心控制器判定为“1”，为6mA时，所述中心控制器判定为“O”。
[0019]所述回路单元中的中心控制器的地址脉冲信号输出脚与第一与非门电路U2A的第一输入端连接，所述第一与非门电路U2A的第二输入端与其第一输入端连接，所述第一与非门U2A的输出端连接到电阻R5 —端即所述开关电路输入端，所述电阻R5的另一端连接到三极管T2的基极，所述三极管T2的集电极通过电阻R4连接到功率开关管Tl的基极，所述功率开关管Tl的集电极与二总线高电平线L+连接，所述功率开关管Tl的发射极通过电阻R3与其基极连接，所述功率开关管Tl的发射极还与外接24V电源连接。[0020]所述中心控制器的命令脉冲信号输出脚与第二与非门U3A的第一输入端连接，所述第二与非门U3A的第二输入端与其第一输入端连接，所述第二与非门U3A的输出端与所述脉冲调制电路的输入端即电阻RlO的一端连接，所述电阻RlO的另一端连接到三极管T5的基极，所述三极管T5的集电极通过电阻Rl I连接到外接24V电源，所述外接24V电源还连接到三端稳压管Tll的输入端，所述三极管T5的集电极还连接到三极管T6的基极，所述三极管T6的发射极、电阻R12的一端和电容C2的一端并联后与三极管T5的发射极连接，所述三极管T6的集电极、电阻R12的另一端和电容C2的另一端并联后连接到三端稳压管Tll的调整端，电阻R13连接在三端稳压器Tll的输出端和调整端之间，所述三端稳压器Tll的输出端还通过依次串联的电阻R15、R16连接到二极管Dl的阳极，所述二极管Dl的阴极连接到二总线的高电平线L+。
[0021]所述回码电流电路中所述高端电流映射电路与二总线两端连接，所述高端电流映射电路中三级管T7的集电极与所述二总线的低电平线L-连接，所述三极管T7的发射极通过电阻R14连接到电阻R15与三端稳压管Tll的输出端之间，所述三极管T7的基极与运算放大器U4A的输出端连接，所述运算放大器U4A的反向输入端与三极管17的发射极连接，所述运算放大器U4A的正向输入端连接在电阻R15和R16之间，所述运算放大器的正极接地，其负极连接外接24V电源，所述二总线的低电平线L-还与放大电路的输入端即运算放大器U4B的正向输入端连接，所述低端采样电路为采样电阻R19，所述采样电阻R19的一端与电容D2的阳极并联后连接在所述运算放大器U4B的正向输入端，采样电阻R19的另一端与电容D2的阴极并联后通过电阻R18连接到所述运算放大器U4B的反正输入端，所述电阻R18与R19的并联点接地，电阻R17连接在运算放大器U4B的输出端和反正输入端之间，所述运算放大器U4B的输出端为所述放大电路的输出端，其连接到模数转换器Ul的INO输入端。
[0022]所述第二与非门U3A的输出端还连接电阻R7的一端，所述第一与非门电路U2A的输出端还连接电阻R6的一端，所述电阻R7和R6的另一端并联后与所述脉冲整形电路的输入端连接，所述脉冲整形电路的输入端为三极管T4的基极，所述三极管T4的发射极和三极管T3的发射极的并联点与三极管T2的发射极连接并且接地，所述三极管T4的集电极与三极管T3的基极并联后通过电阻R8连接到二总线高电平线L+，所述三极管T3的集电极通过电阻R9连接到二总线高电平线L+。
[0023]所述模数转换器Ul的INl输入端连接到所述短路检测电路的输入端即电阻Rl的一端，所述电阻Rl的另一端连接到短路指示装置，所述短路指示装置为发光管LI，所述发光管LI的阴极与电阻Rl连接，所述发光管LI的阳极连接到二总线的高电平线L+，电阻R2与电容Cl并联后一端接地，另一端连接在模数转换器Ul的INl输入端。
[0024]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
(I)本发明所述的火灾报警控制器回路单元及其控制方法，同时具备供电功能，简化通讯线路，又可以实时检测系统设备工作状态；总线比特效率、信号幅度高、低阻性，具有传输距离远、可靠性高、故障率低等特点，最远传输距离可达到1500米。
[0025](2)本发明所述的火灾报警控制器回路单元及其控制方法，还包括脉冲整形电路，与所述开关电路和脉冲调制电路连接，将所述命令脉冲信号和地址脉冲信号整形后输出给现场设备，所述脉冲整形电路可以避免容性负载对二总线结构的电路的影响，从而提高数据通讯的抗干扰性。
[0026](3)本发明所述的火灾报警控制器回路单元及其控制方法，包括短路检测电路，所述短路检测电路中设置有短路指示装置，在发生短路状态时进行指示，可以及时的反应故障问题，以便快速解决线路问题，避免因故障没有及时维护而漏报火灾情况。
[0027](4)本发明所述的火灾报警控制器回路单元及其控制方法，采用自主研发的供电与通信、控制与报警于一体的数字化无极性二总线方式，在不提高波特率的前提下，实现了即使在同一巡检周期内有多达上百个探测点上传火警信息，也可实现在2秒时间内同时报出，极大极高了火灾报警的响应时间。
[0028](5)本发明所述的火灾报警控制器回路单元及其控制方法，所述一个地址周期脉冲脉宽为8ms，所述地址周期脉冲中0号地址用来测量背景电流，所述地址周期脉冲中电压为24V脉宽为4ms的是地址/供电脉冲，其中电压为IOV脉宽为4ms的是指令/接收的时隙，使本发明的回路单元的巡检地址仅以I位4ms高电平线和4ms低电平线的方波构成，具有脉宽宽、只有一位波特位的地址巡检码，抗干扰性能非常高，巡检错码概率极低。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
图1是本发明所述火灾报警控制器回路单元的框图；
图2是本发明所述火灾报警控制器回路单元控制方法的流程图；
图3是本发明所述火灾报警控制器回路单元的电路图；
图4是本发明所述火灾报警控制器回路单元中各脉冲的波形图。
【具体实施方式】
[0030]下面提供本发明所述的火灾报警控制器回路单元及其控制方法的一些具体实施例。
[0031]实施例1
本发明所述的火灾报警控制器回路单元如图1所示包括:
中心控制器，发送地址脉冲信号和命令脉冲信号，并接收反馈的数字信号；
开关电路，通过反向电路与所述中心控制器的脉冲信号输出脚连接，并与二总线高电平线连接，向二总线上的现场设备发送地址脉冲信号，并提供工作电源；
脉冲调制电路，通过反向电路与所述中心控制器的命令脉冲信号输出脚连接，并与二总线高电平线连接，向二总线上的现场设备发送命令脉冲信号；
回码电流电路，包括高端电流映射电路、低端采样电路以及放大电路，所述高端电流映射电路与二总线高电平线和低电平线分别连接，所述低端采样电路与所述二总线的低电平线连接，所述高端电流映射电路与所述低端采用电路连接后与放大电路相连；
模数转换器，与所述回码电流电路和中心控制器分别连接，将所述回码电路电路的信号进行模数转换后输入中心控制器；
现场设备:与二总线的高电平线和低电平线连接，接收二总线上的信号。
[0032]实施例2 在实施例1所述火灾报警控制器回路单元的基础上，还包括脉冲整形电路，与所述开关电路和脉冲调制电路连接，将所述命令脉冲信号和地址脉冲信号整形后输出给现场，所述脉冲整形电路可以避免容性负载对二总线结构的电路的影响，从而提高数据通讯的抗干扰性。
[0033]实施例3
在以上实施例所述的火灾报警控制器回路单元的基础上，还包括短路检测电路，与所述二总线高电平线和所述模数转换器分别连接，检测所述二总线的电信号并输入所述模数转换器。
[0034]所述短路检测电路中设置有短路指示装置，在发生短路状态时进行指示，可以及时的反应故障问题，以便快速解决线路问题，避免因故障没有及时维护而漏报火灾情况。
[0035]实施例4
本发明所述的火灾报警控制器回路单元的控制方法如图2所示，包括以下步骤:
(1)首先给回路单元连接的每一个现场设备配置一个唯一的地址码；
(2)由中心控制器向二总线发送同步脉冲信号，通过二总线返回的信号测得二总线上的背景电流大小；
(3)中心控制器输出地址脉冲信号，所述地址秒冲信号经过反向电路后，通过所述开关电路向二总线上的现场设备发送地址脉冲信号；
(4)现场设备接收所述同步脉冲信号进行同步后，接收到与自己地址码相同的所述地址脉冲信号后，通过二总线上的回码电流电路回传信号，所述回传信号经过模数转换器转换成数字信号后送入中心控制器进行处理，得出现场设备的工作状态；
(6)当所述中心控制器判断出现场设备发出报警信息时，所述中心控制器输出命令脉冲信号，经过反向后，通过脉冲调制电路发送命令脉冲信号给对应的二总线上的现场设备，对应报警的现场设备接收到该命令脉冲信号后启动报警动作。
[0036]实施例5
在实施例4的基础上，在所述步骤(3)中，向二总线上的现场设备发送地址脉冲信号之前还包括通过脉冲整形电路进行脉冲整形的步骤；在所述步骤(6)中，发送命令脉冲信号给对应的二总线上的现场设备之前还包括通过脉冲整形电路进行脉冲整形的步骤；在整个过程中，还包括短路检测电路检测二总线是否短路的步骤；所述短路检测电路检测到二总线短路时通过短路指示装置进行指示。
[0037]所述一个地址周期脉冲脉宽为8ms，如图4所示，一个巡检周期优选的包括I个同步周期和256个地址周期脉冲，所述地址周期脉冲中0号地址用来测量背景电流，所述地址周期脉冲中电压为24V脉宽为4ms的是地址/供电脉冲，其中电压为IOV脉宽为4ms的是指令/接收的时隙，实现巡检一个周期的编址现场设备只需要2.ls，而且使本发明的回路单元的巡检地址仅以I位4ms高电平和4ms低电平的方波构成，具有脉宽宽、只有一位波特位的地址巡检码，抗干扰性能非常高，巡检错码概率极低。
[0038]所述中心控制器优选的采用单片机，所述中心控制器发送IOOms同步脉冲并测量背景电流，首先测得总线的背景电流可以避免接下来接收编址现场设备回码信号时，避免现场设备的工作电流、绝缘漏电电流等对检测回码数据信号的影响，现场设备接收到与自己地址相同的地址码后，优选的在总线DClOV脉冲槽按序分别以数字化电流方式回传由类型和状态码组成的SBit位数据到总线上，所述回码电流脉冲优选的包括4Bit位2ms脉宽的类型数据和4Bit位2ms脉宽的状态数据；所述步骤(4)中心控制器判断现场设备工作状态的处理方法优选的为所述回码电流减去背景电流之后为20mA时，所述中心控制器判定为“1”，为6mA时，所述中心控制器判定为“O”。
[0039]实施例6
在以上实施例所述的火灾报警控制器回路单元的基础上，如图3所示，所述回路单元中的中心控制器Jl的地址脉冲信号输出脚与第一与非门电路U2A的第一输入端连接，所述与第一与非门电路U2A的第二输入端与其第一输入端连接,所述第一与非门U2A的输出端连接到电阻R5 —端即所述开关电路输入端，所述电阻R5的另一端连接到三极管T2的基极，所述三极管T2的集电极通过电阻R4连接到功率开关管Tl的基极，所述功率开关管Tl的集电极与二总线高电平线L+连接，所述功率开关管Tl的发射极通过电阻R3与其基极连接，所述功率开关管Tl的发射极还与外接24V电源连接。
[0040]所述中心控制器Jl的命令脉冲信号输出脚与第二与非门U3A的第一输入端连接，所述第二与非门U3A的第二输入端与其第一输入端连接，所述第二与非门U3A的输出端与所述脉冲调制电路的输入端即电阻RlO的一端连接，所述电阻RlO的另一端连接到三极管T5的基极，所述三极管T5的集电极通过电阻Rll连接到外接24V电源，所述外接24V电源还连接到三端稳压管Tll的输入端，所述三极管T5的集电极还连接到三极管T6的基极，所述三极管T6的发射极、电阻R12的一端和电容C2的一端并联后与三极管T5的发射极连接，所述三极管T6的集电极、电阻R12的另一端和电容C2的另一端并联后连接到三端稳压管Tll的调整端，电阻R13连接在三端稳压器Tll的输出端和调整端之间，所述三端稳压器Tll的输出端还通过依次串联的电阻R15、R16连接到二极管Dl的阳极，所述二极管Dl的阴极连接到二总线的高电平线L+。
[0041]所述回码电流电路中所述高端电流映射电路与二总线两端连接，所述高端电流映射电路中三级管T7的集电极与所述二总线的低电平线L-连接，所述三极管T7的发射极通过电阻R14连接到电阻R15与三端稳压管Tll的输出端之间，所述三极管T7的基极与运算放大器U4A的输出端连接，所述运算放大器U4A的反向输入端与三极管17的发射极连接，所述运算放大器U4A的正向输入端连接在电阻R15和R16之间，所述运算放大器的正极接地，其负极连接外接24V电源，所述二总线的低电平线L-还与放大电路的输入端即运算放大器U4B的正向输入端连接，所述低端采样电路为采样电阻R19，所述采样电阻R19的一端与电容D2的阳极并联后连接在所述运算放大器U4B的正向输入端，采样电阻R19的另一端与电容D2的阴极并联后通过电阻R18连接到所述运算放大器U4B的反正输入端，所述电阻R18与R19的并联点接地，电阻R17连接在运算放大器U4B的输出端和反正输入端之间，所述运算放大器U4B的输出端为所述放大电路的输出端，其连接到模数转换器Ul的INO输入端。
[0042]实施例7
在以上实施例所述的火灾报警控制器回路单元的基础上，所述第二与非门U3A的输出端还连接电阻R7的一端，所述第一与非门电路U2A的输出端还连接电阻R6的一端，所述电阻R7和R6的另一端并联后与所述脉冲整形电路的输入端连接，所述脉冲整形电路的输入端为三极管T4的基极，所述三极管T4的发射极和三极管T3的发射极的并联点与三极管T2的发射极连接并且接地，所述三极管T4的集电极与三极管T3的基极并联后通过电阻R8连接到二总线高电平线L+，所述三极管T3的集电极通过电阻R9连接到二总线高电平线L+，所述脉冲整形电路可以避免容性负载对二总线结构的电路的影响，从而提高数据通讯的抗干扰性。
[0043]实施例8
在以上实施例所述的火灾报警控制器回路单元的基础上还包括短路检测电路，所述模数转换器Ul的INl输入端连接到所述短路检测电路的输入端即电阻Rl的一端，所述电阻Rl的另一端连接到短路指示装置，所述短路指示装置为发光管LI，所述发光管LI的阴极与电阻Rl连接，所述发光管LI的阳极连接到二总线的高电平线L+，电阻R2与电容Cl并联后一端接地，另一端连接在模数转换器Ul的INl输入端。
[0044]本发明所述的火灾报警控制器回路单元各电路工作原理如下:
所述回路单元的中心控制器Jl发送地址脉冲信号经与第一非门电路U2反向后至Pl端口，经过功率开关管Tl及外围的电阻R3、R4、R5组成的开关电路，向二总线高电平线L+上的现场设备发送地址脉冲信号，同时为探测器、模块等提供工作电源。当Pl 口信号为高电平时，通过电阻R5使三极管T2导通，从而使功率开关管Tl导通，同时Pl 口信号通过电阻R5使三极管T4导通，三极管T3截止，高电平线L+输出24V高电平。当Pl 口信号为低电平时，三极管T2截止，三极管T3导通，从而使功率开关管Tl也截止，高电平线L+输出OV低电平。
[0045]所述中心控制器Jl发送命令脉冲信号经与第二非门电路U3反向后至PO端口，经过由三端稳压管Tl 1、三极管T5、T6及外围电阻R10、R11、R12、R13和电容C2组成的脉冲调制电路后输出0-10V电压，向二总线上的现场设备发送命令脉冲信号，同时供回码接收检测电路工作。所述三端稳压管优选的采用LM317，滤波电容C2主要作用是减小输出的脉冲电压带有高频成分，抑制自激振荡和减小外界干扰带来的纹波。当PO 口信号为高电平时，通过电阻RlO使三极管T5导通，三极管T6截止，从而使三端稳压管Tll输出10.6V高电平，高电平线L+输出IOV高电平；当？0 口信号为低电平时，三极管T5截止，三极管T6导通，从而使三端稳压管Tll输出1.2V低电平，高电平线L+输出OV低电平。高电平线L+输出再经三极管T3、T4及外围的电阻R6、R7、R8、R9组成的脉冲整形电路后送入探测器探测器、模块等，整形电路可以避免容性负载对总线结构的电路的影响。
[0046]所述回路单元的回码接收信号是通过回码电流电路，包括高端电流映射电路、低端采样电路以及放大电路来实现的；回码电流一路经二总线低电平线端L-，在采样采样电阻R19后形成形成脉冲电压，另一路经电阻R15采样、运算放大器U4A及三极管17、电阻R14组成的高电平线端电流映射电路，与低电平线端L-的电流叠加到采样采样电阻R19上，电流信号转为电压信号，再经运算放大器U4B及电阻R17、R18组成的放大电路将信号放大输出SO，SO经模数转换器Ul转换后送入中心控制器Jl处理，中心控制器Jl对不同时段采到的背景电流值、信号电流值、电压值进行模糊智能算法分析处理，准确的得出现场设备的各种运行状态信息。
[0047]所述短路检测电路是由电阻Rl、R2和电容Cl组成的，当总线上线路运行正常时，回路L+上脉冲电压点亮发光管LI，指示正常运行状态，再经电阻R1、R2分压，电容Cl滤波之后，输出2.5V脉冲，从SI端口进入模数转换电路Ul转换成数字信号后送入中心控制器Jl进行分析处理。当总线短路时，回路L+上脉冲电压经二极管D2接地，从而使功率开关管Tl截止，输出低电平线，使发光管LI熄灭，指示短路故障状态，模数转换电路Ul的SI端口检测到OV电压，转换成数字信号后送入中心控制器Jl进行分析处理。
[0048]显然上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种火灾报警控制器回路单元，其特征在于，包括 中心控制器，发送地址脉冲信号和命令脉冲信号，并接收反馈的数字信号； 开关电路，通过反向电路与所述中心控制器的脉冲信号输出脚连接，并与二总线高电平线连接，接收所述中心控制器的地址脉冲信号发送给二总线上的现场设备，并提供工作电源； 脉冲调制电路，通过反向电路与所述中心控制器的命令脉冲信号输出脚连接，并与二总线高电平线连接，接收所述中心控制器的命令脉冲信号发送给二总线上的现场设备； 回码电流电路，包括高端电流映射电路、低端采样电路以及放大电路，所述高端电流映射电路与二总线高电平线和低电平线分别连接，所述低端采样电路与所述二总线的低电平线连接，所述高端电流映射电路与所述低端采用电路连接后与放大电路相连； 模数转换器，与所述回码电流电路和中心控制器分别连接，将所述回码电流电路的信号进行模数转换后输入中心控制器； 现场设备:与二总线的高电平线和低电平线连接，接收二总线上的信号。
2.根据权利要求1所述的火灾报警控制器回路单元，其特征在于，还包括脉冲整形电路，与所述开关电路和脉冲调制电路连接，将所述命令脉冲信号和地址脉冲信号整形后输出给现场设备； 根据权利要求1或2所述的火灾报警控制器回路单元，其特征在于:还包括短路检测电路，与所述二总线高电平线和所述模数转换器分别连接，检测所述二总线的电信号并输入所述模数转换器； 根据权利要求1-3任`一项所述的火灾报警控制器回路单元，其特征在于，所述短路检测电路中设置有短路指示装置，在发生短路状态时进行指示。
3.根据权利要求1-4任一项所述的火灾报警控制器回路单元，其特征在于，所述回路单元中的中心控制器的地址脉冲信号输出脚与第一与非门电路U2A的第一输入端连接，所述第一与非门电路U2A的第二输入端与其第一输入端连接,所述第一与非门U2A的输出端连接到电阻R5 —端即所述开关电路输入端，所述电阻R5的另一端连接到三极管T2的基极，所述三极管T2的集电极通过电阻R4连接到功率开关管Tl的基极，所述功率开关管Tl的集电极与二总线高电平线L+连接，所述功率开关管Tl的发射极通过电阻R3与其基极连接，所述功率开关管Tl的发射极还与外接24V电源连接。
4.根据权利要求1-5任一项所述的火灾报警控制器回路单元，其特征在于，所述中心控制器的命令脉冲信号输出脚与第二与非门U3A的第一输入端连接,所述第二与非门U3A的第二输入端与其第一输入端连接，所述第二与非门U3A的输出端与所述脉冲调制电路的输入端即电阻RlO的一端连接，所述电阻RlO的另一端连接到三极管T5的基极，所述三极管T5的集电极通过电阻Rll连接到外接24V电源，所述外接24V电源还连接到三端稳压管Tll的输入端，所述三极管T5的集电极还连接到三极管T6的基极，所述三极管T6的发射极、电阻R12的一端和电容C2的一端并联后与三极管T5的发射极连接，所述三极管T6的集电极、电阻R12的另一端和电容C2的另一端并联后连接到三端稳压管Tll的调整端，电阻R13连接在三端稳压器Tll的输出端和调整端之间，所述三端稳压器Tll的输出端还通过依次串联的电阻R15、R16连接到二极管Dl的阳极，所述二极管Dl的阴极连接到二总线的高电平线L+。
5.根据权利要求1-6任一项所述的火灾报警控制器回路单元，其特征在于，所述回码电流电路中所述高端电流映射电路与二总线两端连接，所述高端电流映射电路中三级管T7的集电极与所述二总线的低电平线L-连接，所述三极管T7的发射极通过电阻R14连接到电阻R15与三端稳压管Tll的输出端之间，所述三极管T7的基极与运算放大器U4A的输出端连接，所述运算放大器U4A的反向输入端与三极管T7的发射极连接，所述运算放大器U4A的正向输入端连接在电阻R15和R16之间，所述运算放大器的正极接地，其负极连接外接24V电源，所述二总线的低电平线L-还与放大电路的输入端即运算放大器U4B的正向输入端连接，所述低端采样电路为采样电阻R19，所述采样电阻R19的一端与电容D2的阳极并联后连接在所述运算放大器U4B的正向输入端，采样电阻R19的另一端与电容D2的阴极并联后通过电阻R18连接到所述运算放大器U4B的反正输入端，所述电阻R18与R19的并联点接地，电阻R17连接在运算放大器U4B的输出端和反正输入端之间，所述运算放大器U4B的输出端为所述放大电路的输出端，其连接到模数转换器Ul的INO输入端； 根据权利要求1-7任一项所述的火灾报警控制器回路单元，其特征在于，所述第二与非门U3A的输出端还连接电 阻R7的一端，所述第一与非门电路U2A的输出端还连接电阻R6的一端，所述电阻R7和R6的另一端并联后与所述脉冲整形电路的输入端连接，所述脉冲整形电路的输入端为三极管T4的基极，所述三极管T4的发射极和三极管T3的发射极的并联点与三极管T2的发射极连接并且接地，所述三极管T4的集电极与三极管T3的基极并联后通过电阻R8连接到二总线高电平线L+，所述三极管T3的集电极通过电阻R9连接到二总线闻电平线L+ ； 根据权利要求1-8任一项所述的火灾报警控制器回路单元，其特征在于，所述模数转换器Ul的INl输入端连接到所述短路检测电路的输入端即电阻Rl的一端，所述电阻Rl的另一端连接到短路指示装置，所述短路指示装置为发光管LI，所述发光管LI的阴极与电阻Rl连接，所述发光管LI的阳极连接到二总线的高电平线L+，电阻R2与电容Cl并联后一端接地，另一端连接在模数转换器Ul的INl输入端。
6.一种基于权利要求1-9任一项所述的火灾报警控制器回路单元的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)首先给回路单元连接的每一个现场设备配置一个唯一的地址码； (2)由中心控制器向二总线发送同步脉冲信号，通过二总线返回的信号测得二总线上的背景电流大小； (3)中心控制器输出地址脉冲信号，所述地址秒冲信号经过反向电路后，通过所述开关电路向二总线上的现场设备发送地址脉冲信号； (4)现场设备接收所述同步脉冲信号进行同步后，接收到与自己地址码相同的所述地址脉冲信号后，通过二总线上的回码电流电路回传信号，所述回传信号经过模数转换器转换成数字信号后送入中心控制器进行处理，得出现场设备的工作状态； (5)当所述中心控制器判断出现场设备发出报警信息时，所述中心控制器输出命令脉冲信号，经过反向后，通过脉冲调制电路发送命令脉冲信号给对应的二总线上的现场设备，对应报警的现场设备接收到该命令脉冲信号后启动报警动作。
7.根据权利要求10所述的火灾报警控制器回路单元控制方法，其特征在于:在所述步骤(3)中，向二总线上的现场设备发送地址脉冲信号之前还包括通过脉冲整形电路进行脉冲整形的步骤； 根据权利要求10或11所述的火灾报警控制器回路单元控制方法，其特征在于:在所述步骤(5)中，发送命令脉冲信号给对应的二总线上的现场设备之前还包括通过脉冲整形电路进行脉冲整形的步骤。
8.根据权利要求10-12任一项所述的火灾报警控制器回路单元控制方法，其特征在于:在整个过程中，还包括短路检测电路检测二总线是否短路的步骤； 根据权利要求10-13任一项所述的火灾报警控制器回路单元控制方法，其特征在于:所述短路检测电路检测到二总线短路时通过短路指示装置进行指示。
9.根据权利要求10-14任一项所述的火灾报警控制器回路单元控制方法，其特征在于，所述一个地址周期脉冲脉宽为8ms，所述地址周期脉冲中0号地址用来测量背景电流，所述地址周期脉冲中电压为24V脉宽为4ms的是地址/供电脉冲，其中电压为IOV脉宽为4ms的是指令/接收的时隙； 根据权利要求10-15任一项所述的火灾报警控制器回路单元控制方法，其特征在于，所述回码电流脉冲包括4Bit位2ms脉宽的类型数据和4Bit位2ms脉宽的状态数据。
10.根据权利要求10-16任一项所述的火灾报警控制器回路单元控制方法，其特征在于，所述步骤(4)中心控制器的处理方法为，所述回码电流减去背景电流之后为20mA时，所述中心控制器判定为“1”，为`6mA时，所述中心控制器判定为“O”。
【文档编号】G08B17/00GK103530969SQ201310531437
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】陶章亮, 谢海彬, 吴金海, 聂河东, 林素欧, 胡中祥, 周铭 申请人:浙江爱德电子有限公司