一种基于脉宽调制的数据传输方法及语音报警火灾探测器的制造方法
【专利摘要】本申请公开了一种基于脉宽调制的数据传输方法及语音报警火灾探测器，主控MCU与语音IC单I/O线连接，包括如下步骤：数据转换：主控MCU将数据包中的校验位、命令码编码为二进制数据；或者，主控MCU先将数据包中的命令码生成二进制命令位，再根据二进制命令位添加校验位，将数据包编码为二进制数据；脉宽调制：将二进制数据按比特位依次调制成一一对应的脉冲单元：当比特位为0时，将其转换为脉冲宽度为T1的脉冲单元；当比特位为1时，将其转换为脉冲宽度为T2的脉冲单元；脉冲信号发送：主控MCU将脉冲单元形成脉冲间隔为T3的脉冲信号，将其通过单线发送至语音IC；数据接收：语音IC获取脉冲信号，根据脉冲宽度还原数据包。
【专利说明】一种基于脉宽调制的数据传输方法及语音报警火灾探测器
【技术领域】
[0001]本申请涉及消防领域中的通信方法，具体涉及一种语音报警火灾探测器中数据传输。
【背景技术】
[0002]现今社会科技发展日新月异，人们的生活水平也日益提高，对生活的质量和安全也要求越来越高。越来越多的天灾人祸危及到人们的财产和生命的安全,其中火灾占居非常大的比重。
[0003]消防行业中不仅越来越多的产品使用到千家万户以及各种共公场所，这些产品通过提前预警、联动控制对火灾现场进行灭火以及通告和指示人们逃生，尽量降低人员伤亡和财产损失。常用的消防产品有:消防火灾联动控制器、点型探测器、独立式家用探测器。
[0004]其中，独立式家用探测器是专为家庭安装使用而设计的，我们国家也有相应的独立式探测器标准，但目前国家并未强制性要求家庭安装。国际上很多国家是强制性要求家庭安装火灾探测器的，如:日本、美国等。独立式家用探测器采用蜂鸣器报警方式的居多，但也有些国家采用语音报警方式，如:日本。日本并对独立式语音探测器有相关的标准。
[0005]语音报警火灾探测器主要包括主控MCU和语音1C，目前，主控MCU与语音IC的通信方式为两线通信或三线通信，由于主控MCU的I/O端口数目固定，当需要语音探测器实现低电压检测、电源控制、烟雾检测以及发出正确的报警时，常因主控MCU的I/O端口缺少而不能实现其他功能。
【发明内容】
[0006]由于语音探测器的主控MCU I/O端口数目固定，因主控MCU的I/O端口缺少而不能实现其他功能的问题，本申请提供一种基于脉宽调制的数据传输方法及语音报警火灾探测器。
[0007]根据本申请的第一方面，本申请提供一种基于脉宽调制的数据传输方法，主控MCU与语音IC单I/O线连接，包括如下步骤:
[0008]数据转换:主控MCU将数据包中的校验位、命令码编码为二进制数据；或者，主控MCU先将数据包中的命令码生成二进制命令位，再根据二进制命令位生成校验位，将数据包编码为二进制数据；
[0009]脉宽调制:将二进制数据按比特位依次调制成一一对应的脉冲单元:
[0010]当比特位为O时，将其转换为脉冲宽度为Tl的脉冲单元；
[0011]当比特位为I时，将其转换为脉冲宽度为T2的脉冲单元；
[0012]脉冲信号发送:主控MCU将脉冲单元形成脉冲间隔为T3的脉冲信号，将其通过单线发送至语音IC ；
[0013]数据接收:语音IC获取脉冲信号，根据脉冲宽度还原数据包。
[0014]根据本申请的第二方面，本申请提供一种语音报警火灾探测器，包括主控MCU与语音1C，主控MCU和语音IC 二者单I/O线连接，采用上述的基于脉宽调制的数据传输方法，进行数据传输。
[0015]本申请的有益效果是:本申请提供一种基于脉宽调制的数据传输方法，由于主控MCU与语音IC采用单线通信，主控MCU将待发送的数据包转换为脉冲信号，将其通过单线发送至语音1C，语音IC获取该脉冲信号，根据脉冲宽度还原数据包，另外，本申请还提供一种语音报警火灾探测器，由于主控MCU和语音IC 二者单I/O线连接，与传统的主控MCU与语音IC之间采用两线通信或三线通信相比，单线通信节省了主控MCU的I/O端口。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为实施例一的语音报警火灾探测器的结构示意图；
[0017]图2为实施例一的语音报警火灾探测器单线通信流程图；
[0018]图3为实施例一的语音报警火灾探测器的主控MCU通信流程图；
[0019]图4为实施例一的语音报警火灾探测器的语音IC通信流程图；
[0020]图5为实施例一的语音报警火灾探测器传输数据包的帧格式图；
[0021]图6为实施例一的语音报警火灾探测器的语音IC执行Cl命令的时序图；
[0022]图7为实施例一的语音报警火灾探测器的语音IC执行C2命令的时序图；
[0023]图8为实施例一的语音报警火灾探测器的语音IC执行C3命令的时序图；
[0024]图9为实施例二的语音报警火灾探测器传输数据包的帧格式图。
【具体实施方式】
[0025]下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0026]实施例一:
[0027]如图1所示，本例提供一种语音报警火灾探测器，包括主控MCU1、语音IC2、电源3、功放IC4、光指示电路5和蜂鸣器6 ;其中，主控MUCl提供有两个I/O端口，一个I/O端口用于控制电源3，另一个I/O端口用于与语音IC2通信；语音IC2提供有五个I/O端口，分别为:通讯口 21、使能信号输出口 22、声音信号输出口 23、光指示信号输出口 24和测试信号输出口 25 ;通讯口 21工作于双向方式下，当语音IC2接收数据时，其工作在输入方式，当语音IC2发送应答时，其工作在输出方式。
[0028]本例中，语音报警火灾探测器主控MCUl和语音IC2 二者单I/O线连接；主控MCUl将数据包中的校验位、命令码编码为二进制数据，将二进制数据按比特位依次调制成一一对应的脉冲单元；其中，比特位为O时，将其转换为脉冲宽度为Tl的脉冲单元，比特位为I时，将其转换为脉冲宽度为T2的脉冲单元；将脉冲单元形成脉冲间隔为T3的脉冲信号，将其通过单I/O线发送至语音IC2 ;语音IC2获取脉冲信号，根据脉冲宽度还原数据包。
[0029]具体的，主控MCUl与语音IC2的单线通信方法包括如下步骤，流程图如图2所示:
[0030]S1:数据转换:主控MCUl将数据包转换为二进制数据。
[0031]本步骤中，主控MCUl将数据包中的校验位、命令码编码为二进制数据，其中，校验位为海明码校验位。
[0032]S2:脉宽调制:主控MCUl按位将二进制数据调制成脉冲单元。
[0033]本步骤中，主控MCUl将SI步骤中的二进制数据按比特位依次调制成——对应的脉冲单元:
[0034]当比特位为O时，将其调制成脉冲宽度为Tl的脉冲单元；
[0035]当比特位为I时，将其调制成脉冲宽度为T2的脉冲单元。
[0036]S3:脉冲信号发送:主控MCUl将脉冲单元调制成脉冲信号并发送。
[0037]本步骤中，主控MCUl将S2步骤中的脉冲单元形成脉冲间隔为T3的脉冲信号，将其通过单线发送至语音IC2。
[0038]S4:数据接收:语音IC2获取脉冲信号，并将其还原为数据包。
[0039]本步骤中，语音IC2获取脉冲信号，根据脉冲宽度还原数据包。
[0040]进一步，主控MCUl的具体工作过程包括如下步骤，流程图如图3所示。
[0041]SlOl:主控MCUl启动语音IC2和电源3。
[0042]待语音IC2和电源3稳定后，进入如下步骤。
[0043]S102:主控MCUl发送起始位。
[0044]起始位为脉冲宽度为T4的脉冲单元，保证语音IC2退出异常接收态进入新数据帧的起始位接收态。
[0045]S103:主控MCUl发送脉冲信号。
[0046]S104:主控MCUl获取应答信号，判断应答信号是否有效。
[0047]应答信号是由语音IC2发出的，如果应答信号有效，表明主控MCUl发送的数据包是有效的，主控MCUl不再重新发送该数据包，该工作过程结束；如应答信号无效，表明主控MCUl发送的数据包无效或者语音IC2接收数据失败，主控MCUl返回S102-S104步，继续重新发送该数据包；进一步，针对同一个数据包，主控MCUl根据重新获取的应答信号为异常应答信号发送该数据包，如果主控MCUl根据异常应答信号发送该数据包的次数大于3，主控M⑶I发送数据包的过过程结束。
[0048]进一步，语音IC2的具体工作过程包括如下步骤，流程图如图4所示。
[0049]S201:语音IC2等待起始位。
[0050]S202:语音IC2获取脉冲信号并将其还原数据包。
[0051]本步骤中，语音IC2根据脉冲宽度还原数据包，具体为:语音IC2依次检测脉冲信号的脉冲单元，若语音IC2检测脉冲单元的脉冲宽度为Tl时，则将其识别为二进制数据0，若语音IC2检测脉冲单元的脉冲宽度为T2时，则将其识别为二进制数据1，依次类推，最终将脉冲信号还原为原始发送的数据包。
[0052]S203:语音IC2检测获取的数据包是否有效，并向主控MCUl发送应答信号。
[0053]其中，应答信号为脉冲宽度为T5的脉冲单元，具体包括有效应答信号和异常应答信号，本步骤中，语音IC2根据海明码校验位校验数据包是否有效，如果数据包有效，语音IC2向主控MCUl发送有效应答信号，同时语音IC2执行命令码输出相应的声音提示和/或光提示；如果数据包无效，表明主控MCUl发送的数据包错误或者语音IC2接收数据包失败，则语音IC2向主控MCUl发送异常应答信号，然后重新返回S201-S203步，重新接收数据包；进一步，针对同一个数据包，语音IC2根据数据包无效重新接收该数据包并发送异常应答信号，如果根据数据包无效发送异常应答信号的次数大于3，语音IC2接收数据包的过程结束。
[0054]主控MCUl与语音IC2通过上述步骤进行单线通信，而且，单线通信中基于脉冲形式传输数据包，脉冲信号中的脉冲宽度和脉冲间隔是预先设定的，具体为=Ti为预设宽度，T2 = 4*Τ1，Τ3 = Tl，Τ4 = 10*Τ1，Τ5长度由命令码的执行时间决定，进一步，应答位Τ5又分为Τ6、Τ7和Τ8，Τ7长度由命令码的执行时间决定，Τ6 = Τ8〈 = Tl。
[0055]通信过程中，采用海明码校验位对命令码进行编码，通讯口 21上的数据包帧格式如图5所示，其中，无数据通讯时，通讯口 21为低电平，通讯时，主控MCUl先输出I位起始位，接着输出数据位和检验位，数据位按照高位在先，低位在后的方式输出，最后输出I位应答位，主控MCUl相应I/O端口与语音IC2相应I/O端口的工作模式如下表所示:
[0056]
【权利要求】
1.一种基于脉宽调制的数据传输方法，应用于语音报警火灾探测器，其特征在于，主控MCU与语音IC单I/O线连接，包括如下步骤: 数据转换:所述主控MCU将数据包中的校验位、命令码编码为二进制数据；或者，所述主控MCU先将数据包中的命令码生成二进制命令位，再根据所述二进制命令位生成校验位，将所述数据包编码为二进制数据； 脉宽调制:将所述二进制数据按比特位依次调制成一一对应的脉冲单元: 当所述比特位为O时，将其转换为脉冲宽度为Tl的脉冲单元； 当所述比特位为I时，将其转换为脉冲宽度为T2的脉冲单元； 脉冲信号发送:主控MCU将所述脉冲单元形成脉冲间隔为T3的脉冲信号，将其通过单线发送至语音IC ； 数据接收:语音IC获取所述脉冲信号，根据脉冲宽度还原所述数据包。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括命令执行:所述语音IC识别所述数据包，采用校验位校验所述数据包是否有效，如果所述数据包有效，执行所述命令码并输出相应的声首提不和/或光提不。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主控MCU将所述脉冲信号发送至语音IC之前,还包括主控MCU发送起始位,所述起始位为脉冲宽度为T4的脉冲单元。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述命令码的码距大于等于3。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述语音IC识别所述数据包的具体步骤包括: 所述语音IC依次检测所述脉冲信号的脉冲单元，若语音IC检测所述脉冲单元的脉冲宽度为Tl时，识别其为二进制数据O，若语音IC检测所述脉冲单元的脉冲宽度为T2时，识别其为二进制数据I。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述主控MCU将脉冲信号发送至语音IC之后，包括步骤: 获取语音IC发送的应答信号，并判断所述应答信号是有效应答信号还是异常应答信号; 若所述应答信号为异常应答信号，所述主控MCU重新发送所述数据包。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述应答信号为脉冲宽度为T5的脉冲单元。
8.如权利要求1一 7任一项所述的方法，其特征在于，所述Tl为预设宽度，T2 = 4*T1，Τ3 = Tl，Τ4 = 10*Τ1，Τ5由所述命令码的执行时间决定。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述校验位为海明码校验位或奇偶校验位。
10.一种语音报警火灾探测器，包括主控MCU与语音1C，其特征在于，所述主控MCU和语音IC 二者单I/O线连接，采用如权利要求1-9任一项所述的基于脉宽调制的数据传输方法，进行数据传输。
【文档编号】G08B17/00GK104168070SQ201410397809
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】金鹏, 胡元智, 柴雪峰 申请人:深圳市泛海三江科技发展有限公司