一种火灾报警及联动控制系统的二总线数字通信方法与流程

本发明涉及火灾报警系统技术领域，具体涉及一种火灾报警及联动控制系统的二总线数字通信方法。

背景技术：

现有火灾报警及联动控制器对火灾报警监控单元的监管与控制，采用的是轮流巡检的工作方式，监控单元在分配的多个细小时间段内提供火警、故障、反馈、自检故障、污染等信息。在这种通信方式中，不仅包含的信息量小，而且对总线的冗余度很小，不能满足火灾报警及联动控制系统的发展要求，并且极易受到外界工业设备的干扰。

现有火灾报警及联动控制器采取一对多的巡检方式，而且码元长度较宽，随着火灾报警监控单元数量的增长，巡检周期顺时延长，就造成控制器报警时间长的后果。

技术实现要素：

针对现有火灾报警及联动控制器采取一对多的巡检方式，而且码元长度较宽，随着火灾报警监控单元数量的增长，巡检周期顺时延长，就造成控制器报警时间长的问题，本发明提供一种火灾报警及联动控制系统的二总线数字通信方法。

本发明的技术方案是：

一种火灾报警及联动控制系统的二总线数字通信方法，所述的火灾报警及联动控制系统包括：控制器和与控制器连接的布置在现场的监控单元，该方法包括如下步骤：

控制器向监控单元发送二总线通信数据帧，对监控单元进行巡检和发布控制操作；其中，所述的数据帧包括数据包和回答区；

监控单元在回答区中产生不同宽度的脉冲，向控制器传递状态信息，实现双向的数据交互通信。

优选地，所述的数据包中包含信息包括：起始位、数据区、结束位、处理区、回答区；

数据区包括命令及地址的数据位；

回答区，用于识别监控单元的状态信息，监控单元在回答区中产生不同宽度的脉冲，向控制器传递状态信息。

优选地，所述的控制器向监控单元发送二总线通信数据帧，对监控单元进行巡检和发布控制操作，具体包括：

控制器以二进制数字码元技术发送二总线通信数据帧，对监控单元进行巡检和发布控制操作；

其中，所述的通信数据帧的类型包括紧急事件查询帧、状态查询帧及控制操作帧。控制器定期发送紧急事件查询数据帧，其他时间发送状态查询数据帧或者控制操作数据帧。

优选地，所述的控制器以二进制数字码元技术发送二总线通信数据帧，对监控单元进行巡检和发布控制操作，具体包括：

监控单元的报警事件是通过紧急事件查询数据帧上传；

监控单元收到紧急事件查询数据帧后，主动给予回应，控制器通过分段查询命令确定到该监控单元所在段地址，再发送段内的状态查询命令，来锁定该监控单元地址的报警事件。

优选地，所述的控制器以二进制数字码元技术发送二总线通信数据帧，对监控单元进行巡检和发布控制操作，还包括：

监控单元的一般事件和状态，是通过收到状态查询数据帧时上传给控制器；

当有对联动设备进行开启、关闭的控制操作时，控制器优先发送控制操作数据帧，相应的单元在它的回答区给予响应，说明完成操作指令。

优选地，所述的控制器以二进制数字码元技术发送二总线通信数据帧，对监控单元进行巡检和发布控制操作中，控制器以二进制数字码元技术发送二总线通信数据帧的具体步骤包括：

控制器向报警总线输出电源信号；

判断是否有控制操作，若有，发送数据帧并处理回答事件。

优选地，所述的判断是否有控制操作还包括：

若没有控制操作，判断是否到紧急事件查询时间；

若到达紧急事件查询时间，执行步骤：发送数据帧并处理回答事件；

若没有到达紧急事件查询时间，判断是否到状态查询时间；

若到达状态查询时间，执行步骤：发送数据帧并处理回答事件。

优选地，所述的监控单元在回答区中产生不同宽度的脉冲，向控制器传递状态信息，实现双向的数据交互通信的步骤中具体包括：

监控单元判断是否收到操作控制帧；

若收到操作控制帧，判断是否是对本单元进行操作控制，若是，对本单元进行处理操作后执行步骤：在回答区抽取电流产生不同宽度的脉冲，向控制器传递状态信息；

优选地，所述的监控单元判断是否收到操作控制帧的步骤之后还包括：

若否，执行步骤：判断是否收到紧急事件查询数据帧。

若是，判断是否有紧急事件，若有紧急事件，在回答区抽取电流产生不同宽度的脉冲，向控制器传递状态信息。

优选地，所述的监控单元判断是否收到紧急事件查询数据帧的步骤之后还包括：

若没有收到紧急事件查询数据帧，判断是否收到状态查询帧；

若收到状态查询帧，判断状态查询帧是否是查询本单元的状态，若没有收到状态查询帧，执行步骤：准备再接收数据帧；

若是本单元，执行步骤：在回答区抽取电流产生不同宽度的脉冲，向控制器传递状态信息；若不是本单元，执行步骤：准备再接收数据帧。在这个通信方法中，提升了数据帧的波特率，虽然数据包的信息量大，但是整体时间大大缩短，使得巡检周期同步缩短，从而提高了传输效率。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：要求回答区的电流门限达到设定阈值根据不同的事件给予不同的持续时间，对于大型工业设备运转环境下的瞬间干扰，具有超强的冗余度，大大降低了现有设备的误报率，大幅度提高了火灾报警及联动控制系统的抗干扰能力。采用这种二总线数字通信方法提升了数据传输速率，采用的二进制数字码元技术提升了数据包的信息含量，从而有效地提高了数据传输效率。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明控制器报警总线电路结构示意图。

图2是本发明监控单元电路结构示意图。

图3为本发明二总线通信数据帧时序图。

图4为本发明控制器的发送数据帧的程序流程图。

图5为本发明监控单元的程序流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种火灾报警及联动控制系统的二总线数字通信方法，所述的火灾报警及联动控制系统包括：控制器和与控制器连接的布置在现场的监控单元，监控单元用于采集现场报警信息或者直接控制联动设备，控制器的作用是监管控制单元和联动设备的状态，该方法包括如下步骤：

控制器向监控单元发送二总线通信数据帧，对监控单元进行巡检和发布控制操作；其中，所述的数据帧包括数据包和回答区；控制器报警总线电路结构示意图如图1所示，电源1、电源2经微控制器mcpu的调制输出数据帧，在回答区通过电流采样电路识别预定义电流，转换为脉冲信号回馈给微控制器mcpu，完成控制器与监控单元的信息交互；

监控单元在回答区中产生不同宽度的脉冲，向控制器传递状态信息，实现双向的数据交互通信。监控单元电路结构示意图如图2所示，监控单元从报警总线获取工作电源，提供给微处理器mcpu，mcpu通过采样电路及软件解析数据帧，在回答区输出预定义电流，时间宽度根据自身状态确定。

如图3所示，所述的控制器以二进制数字码元技术发送二总线通信数据帧，对监控单元进行巡检和发布控制操作，所述的数据包中包含信息包括：起始位、数据区、结束位、处理区、回答区；

数据区包括命令及地址的数据位；

回答区，用于识别监控单元的状态信息，监控单元在回答区中产生不同宽度的脉冲，向控制器传递正常、故障、火警、反馈、自检故障、污染等状态信息，从而实现双向的数据交互通信，尤其提高了控制器的抗干扰能力，使得火灾报警及联动控制系统更加稳定可靠。

“起始位”：总线从24v低至0v，是作为数据包的起始标志。

“数据区：19～83位数据，包括：命令、地址和数据。

“结束位”：为监控单元的结束位。

“处理区”：为监控单元的命令处理时间。

“回答区”：以下降沿为基准，监控单元提供大于50ma电流，提供电流的时间不同来向控制器传递正常、故障、火警、反馈等状态。

其中，所述的通信数据帧的类型包括紧急事件查询帧、状态查询帧及控制操作帧。控制器定期发送紧急事件查询数据帧，其他时间发送状态查询数据帧或者控制操作数据帧。

监控单元的报警事件是通过紧急事件查询数据帧上传；

监控单元收到紧急事件查询数据帧后，主动给予回应，控制器通过分段查询命令确定到该监控单元所在段地址，再发送段内的状态查询命令，来锁定该监控单元地址的报警事件。

监控单元的一般事件和状态，是通过收到状态查询数据帧时上传给控制器；

当有对联动设备进行开启、关闭的控制操作时，控制器优先发送控制操作数据帧，相应的单元在它的回答区给予响应，说明完成操作指令。

所述的控制器以二进制数字码元技术发送二总线通信数据帧，对监控单元进行巡检和发布控制操作中，控制器发送通信数据帧的程序流程图如图4所示，具体步骤包括：

控制器向报警总线输出dc24v电源信号；

判断是否有控制操作，若有，发送数据帧处理回答事件。

若没有控制操作，判断是否到紧急事件查询时间；

若到达紧急事件查询时间，执行步骤：发送数据帧处理回答事件；

若没有到达紧急事件查询时间，判断是否到状态查询时间；

若到达状态查询时间，执行步骤：发送数据帧处理回答事件。

所述的监控单元在回答区中产生不同宽度的脉冲，向控制器传递状态信息，实现双向的数据交互通信，监控单元的程序流程图如图5所示，具体包括：

监控单元判断是否收到操作控制，若是对本单元的操作控制，执行步骤：处理操作，在回答区抽取电流产生不同宽度的脉冲，向控制器传递状态信息；

若否，判断是否有紧急事件，若有紧急事件，执行步骤：在回答区抽取电流产生不同宽度的脉冲，向控制器传递状态信息。

若没有收到紧急事件查询数据帧，判断是否收到状态查询帧；

若收到状态查询帧，判断状态查询帧是否是查询本单元的状态，若没有收到状态查询帧，执行步骤：准备再接收数据帧；

若是本单元，执行步骤：在回答区抽取电流产生不同宽度的脉冲，向控制器传递状态信息；若不是本单元，执行步骤：准备再接收数据帧。

在这个通信方法中，提升了数据帧的波特率，虽然数据包的信息量大，但是整体时间大大缩短，使得巡检周期同步缩短，从而提高了传输效率。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。