测试系统及火灾探测设备的测试装置的制作方法

1.本发明涉及核电消防领域，尤其涉及一种测试系统及火灾探测设备的测试装置。


背景技术：

2.消防工程师在日常研发工作及现场产品测试中，经常需要对火灾探测器、火灾探测接口模块、手动报警按钮等火灾探测设备进行测试。目前，普遍使用火灾报警系统(包括火灾报警控制器及分别与火灾报警控制器相连的多个火灾探测设备)中的火灾报警控制器进行测试，而且，测试查线工作量庞大、耗时长，必须在火灾报警控制器上电后开始，时间紧，可能影响调试进度，同时也无法在安装阶段充分利用已有资源提前介入检查设备及线路状态。另外，这种火灾报警控制器具有体积大、搬运不变、不方便外出携带/托运等缺陷，给实验室测试、特别是现场调试火灾报警系统带来很多的不便。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种测试系统及火灾探测设备的测试装置。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种火灾探测设备的测试装置，包括：主控模块、驱动模块、第一检测模块及输出模块，且所述驱动模块及待测试的多个火灾探测设备分别接入回路总线，其中，
5.所述驱动模块，用于在所述主控模块的控制下，在当前测试周期的第一时段向所述回路总线输出测试信息，其中，所述测试信息包括当前所测试的火灾探测设备的标识信息；
6.所述第一检测模块，用于在当前测试周期的第二时段从所述回路总线上获取应答信息，并将其发送至所述主控模块，其中，只有与当前的测试信息中的标识信息一致的火灾探测设备才在当前测试周期的第二时段输出应答信息；
7.所述主控模块，用于根据所述应答信息对当前的火灾探测设备进行测试，并生成测试结果；
8.所述输出模块，用于在所述主控模块的控制下，输出所述测试结果。
9.优选地，所述主控模块，用于根据所述应答信息对火灾探测设备进行断线测试、丢失/损坏测试、类型测试、故障测试，并生成测试结果，其中，所述火灾探测设备通过在所述回路总线上拉电流的方式输出应答信息。
10.优选地，还包括第二检测模块、切换模块，而且，
11.所述第二检测模块，用于实时检测所述回路总线的电压，并将检测结果发送至所述主控模块；
12.所述主控模块，还用于根据所述第二检测模块的检测结果，判断所述回路总线是否发生短路故障，并在发生所述短路故障时，通过所述切换模块切断所述驱动模块与所述回路总线的连接。
13.优选地，所述驱动模块包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、第一稳压二极管、共模电感，其中，
14.所述第一开关管的第一端与所述第二电阻的第一端分别接第一供电电压，所述第一开关管的控制端分别连接所述第二电阻的第二端及所述第一二极管的阳极，所述第一开关管的第二端连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二二极管的阳极，所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阴极分别连接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端分别连接所述第二开关管的第一端及所述第一稳压二极管的阴极，所述第一稳压二极管的阳极连接所述第三开关管的第一端，所述第二开关管的第二端及所述第三开关管的第二端分别接地，所述第二开关管的控制端及所述第三开关管的控制端分别连接所述主控模块的相应输出端，所述共模电感的第一输入端连接所述第一电阻的第二端，所述共模电感的第二输入端接地，所述共模电感的两个输出端分别连接所述回路总线。
15.优选地，所述第一检测模块包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、第四开关管、第一比较器，其中，所述第四电阻的第一端接入第二供电电压，所述第四电阻的第二端连接所述第四开关管的控制端，所述第四开关管的第一端通过所述第五电阻接入第一供电电压，所述第四开关管的第二端连接所述第一电阻的第二端，所述第一比较器的同向输入端接入第三供电电压，所述第一比较器的反向输入端连接所述第四开关管的第一端，所述第六电阻的第一端接入第四供电电压，所述第六电阻的第二端连接所述第一比较器的输出端，所述第一比较器的输出端还连接所述主控模块的第一输入端。
16.优选地，所述第二检测模块包括：第二比较器、第七电阻，其中，所述第二比较器的同相输入端接入第二供电电压，所述第二比较器的反向输入端连接所述第四开关管的第一端，所述第七电阻的第一端接入第四供电电压，所述第七电阻的第二端连接所述第二比较器的输出端，所述第二比较器的输出端还连接所述主控模块的第二输入端。
17.优选地，还包括：
18.通讯模块，用于在所述主控模块的控制下，通过与上位机的通讯将测试结果发送至上位机。
19.优选地，还包括：
20.指示模块，用于在所述主控模块的控制下，指示所述测试装置的状态。
21.优选地，还包括：
22.报警模块，用于在所述主控模块的控制下，在当前所测试的火灾探测设备故障时，输出报警信号。
23.本发明还构造一种测试系统，包括：
24.多个火灾探测设备；
25.以上所述的测试装置。
26.在本发明所提供的技术方案中，在使用测试装置对多个火灾探测设备进行测试时，可首先将多个待测试的火灾探测设备均接入回路总线，然后，在当前测试周期的第一时段，驱动模块在主控模块的控制下向回路总线输出测试信息(带有当前所测试的火灾探测设备的标识信息)，在当前测试周期的第二时段，第一检测模块从回路总线上获取应答信息(只有与当前的测试信息中的标识信息一致的火灾探测设备才输出应答信息)，并将其发送至主控模块，主控模块便可根据该应答信息对当前的火灾探测设备进行测试，并生成测试
结果，最后通过输出模块输出测试结果。该技术方案由于使用测试装置来代替现有的火灾报警控制器来对多个火灾探测设备进行测试，所以，具有以下有益效果：
27.1.测试装置相比现场的火灾报警控制器，体积小，便于外出携带或托运，因此，更方便火灾探测设备的实验室测试及现场调试；
28.2.相比现有的使用火灾报警控制器的测试方式，查线工作量小、耗时小，准备时间较短；
29.3.由于在测试时不需要火灾报警控制器上电工作，所以，可在任意阶段，包括火灾探测设备的安装阶段，对火灾探测设备进行测试。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。附图中：
31.图1是本发明测试系统实施例一的逻辑结构图；
32.图2是本发明测试系统实施例二的逻辑结构图；
33.图3a至图3d是本发明火灾探测设备的测试装置实施例一的部分电路图；
34.图4是本发明一个实施例中回路总线的电压的示意图。
具体实施方式
35.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，都属于本发明保护的范围。
36.图1是本发明测试系统实施例一的逻辑结构图，该实施例的测试系统包括测试装置10及多个火灾探测设备201、202、203等，且测试装置10及多个火灾探测设备201、202、203等均接入回路总线，回路总线例如为clip或flashscan等多种通讯协议的通讯总线。
37.在该实施例中，测试装置10包括主控模块11及分别与主控模块11连接的驱动模块12、第一检测模块13及输出模块14，且驱动模块12及待测试的多个火灾探测设备201、202、203分别接入回路总线。其中，驱动模块12用于在主控模块11的控制下，在当前测试周期的第一时段向回路总线输出测试信息，其中，测试信息包括当前所测试的火灾探测设备的标识信息，标识信息例如为设备编码。第一检测模块13用于在当前测试周期的第二时段从回路总线上获取应答信息，并将其发送至主控模块11，其中，只有与当前的测试信息中的标识信息一致的火灾探测设备才在当前测试周期的第二时段输出应答信息。主控模块11用于根据应答信息对当前的火灾探测设备进行测试，并生成测试结果。具体地，火灾探测设备201、202、203可通过在回路总线上拉电流的方式输出应答信息，主控模块11用于根据应答信息对火灾探测设备进行断线测试、丢失/损坏测试、类型测试、故障测试，并生成测试结果。输出模块14用于在主控模块11的控制下，输出测试结果。最后需说明的是，若待测试的火灾探测设备的数量为多个，则主控模块11可通过驱动模块12向回路总线输出连续多个测试周期
的测试信息，以形成巡检波形，且每个测试周期对应一个火灾探测设备。
38.在该实施例中，在使用测试装置对多个火灾探测设备进行测试时，可首先将多个待测试的火灾探测设备均接入回路总线，然后，在当前测试周期的第一时段，驱动模块在主控模块的控制下向回路总线输出测试信息(带有当前所测试的火灾探测设备的标识信息)，在当前测试周期的第二时段，第一检测模块从回路总线上获取应答信息(只有与当前的测试信息中的标识信息一致的火灾探测设备才输出应答信息)，并将其发送至主控模块，主控模块便可根据该应答信息对当前的火灾探测设备进行测试，并生成测试结果，最后通过输出模块输出测试结果。该技术方案由于使用测试装置来代替现有的火灾报警控制器来对多个火灾探测设备进行测试，所以，具有以下有益效果：
39.1.测试装置相比现场的火灾报警控制器，体积较小，便于外出携带或托运，因此，更方便火灾探测设备的实验室测试及现场调试；
40.2.相比现有的使用火灾报警控制器的测试方式，查线工作量小、耗时小，准备时间较短；
41.3.由于在测试时不需要火灾报警控制器上电工作，所以，可在任意阶段，包括火灾探测设备的安装阶段，对火灾探测设备进行测试。
42.图2是本发明测试系统实施例二的逻辑结构图，该实施例的测试系统相比图1所示的实施例，所不同的仅是，测试装置10还进一步包括分别与主控模块11连接的第二检测模块15、切换模块16、通讯模块17、指示模块18、报警模块19。
43.在该实施例中，第二检测模块15用于实时检测回路总线的电压，并将检测结果发送至主控模块11，而且，主控模块11还用于根据第二检测模块15的检测结果，判断回路总线是否发生短路故障，并在发生短路故障时，通过切换模块16切断驱动模块12与回路总线的连接。
44.在该实施例中，通讯模块17用于在主控模块11的控制下，通过与上位机(未示出)的通讯将测试结果发送至上位机。在一个具有应用中，通讯模块17包括rs232接口模块、usb接口模块。
45.在该实施例中，指示模块18用于在主控模块11的控制下，指示测试装置的状态。在一个具体应用中，该指示模块18包括两个指示灯，其中，第一指示灯用于指示测试装置的运行状态，例如，绿灯闪烁代表运行正常；第二指示灯用于指示测试装置的通讯状态，例如，绿灯闪烁代表与上位机通讯正常。
46.在该实施例中，报警模块19用于在主控模块11的控制下，在当前所测试的火灾探测设备故障时，输出报警信号。在一个具体应用中，报警模块19采用电磁式蜂鸣器输出报警信号。
47.下面结合图3a至图3d说明本发明一个具体实施例的测试装置的电路结构，该实施例的测试装置包括有：电源模块、主控模块、驱动模块、第一检测模块、第二检测模块、切换模块、通讯模块、存储模块、输出模块、指示模块、报警模块。
48.关于电源模块，测试装置的供电电源采用dc24v，dc24v可直接通过驱动模块给火灾探测设备供电，同时，dc24v还经电源模块转换后为主控模块及周边其它模块提供工作电源。具体地，电源模块采用共模电感、tvs瞬态抑制管、电感来保证本测试装置的抗干扰性能，利用第一级降压dc/dc转换电路将dc24v降为dc5v，再经第二级降压dc/dc转换电路降为
dc3.3v，另外，还可获得dc28v、2.5vdc，因此，该电源模块可提供dc28v、dc5v、dc2.5v、dc3.3v。
49.关于主控模块，其可采用nxp公司的lpc1766的cpu，属于cortex-m3微控制器，用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。lpc1766操作频率可达100mhz，具有3级流水线和哈佛结构。lpc1766包含高达512kb的flash存储器、64kb的数据存储器。本测试装置采用了lpc1766内部的串口uart、spi接口、i2c接口、通用定时器、及多个通用i/o管脚。另外，给cpu工作提供振荡频率的器件采用12mhz有源晶振，稳定且可靠。
50.关于驱动模块，如图3a所示，第一开关管(可选用达林顿管)v10的第一端与第二电阻r15的第一端分别接第一供电电压(+28v)，第一开关管v10的控制端分别连接第二电阻r15的第二端及第一二极管v5的阳极，第一开关管v10的第二端连接第一电阻r16的第一端，第一电阻r16的第二端连接第二二极管v6的阳极，第一二极管v5的阴极与第二二极管v6的阴极分别连接第三电阻r52的第一端，第三电阻r52的第二端分别连接第二开关管(可选用达林顿管)v12的第一端及第一稳压二极管v11的阴极，第一稳压二极管v11的阳极连接第三开关管(可选用达林顿管)v13的第一端，第二开关管v12的第二端及第三开关管v13的第二端分别接地，第二开关管v12的控制端通过电阻r22(起限流作用，可省去)连接主控模块的相应输出端(lp_a)，第三开关管v13的控制端通过电阻r23(起限流作用，可省去)连接主控模块的相应输出端(lp_b)，共模电感l5的第一输入端通过熔断器f4连接第一电阻r16的第二端，共模电感l5的第二输入端通过熔断器f5接地，共模电感l5的两个输出端可接入回路总线。而回路总线有两根，其中一根是总线正极loopout+，一根是总线负极loopout-。对于总线正极loopout+，其既是待测试的火灾探测设备的供电电源线，又是火灾探测设备的通讯线，而且，总线正极在作为供电电源线时，主控模块的输出端lp_a、lp_b均输出低电平，此时，第二开关管v12、第三开关管v13均不导通，第一开关管v10彻底导通，28vdc通过第一开关管v10和第一电阻r16输出到总线正极loopout+，从而为火灾探测设备供给24vdc；总线正极在作为通讯线时，若主控模块的lp_a输出高电平，lp_b输出低电平，此时，第二开关管v12导通，第三开关管v13截止，总线正极loopout+的电压为0v；若主控模块的lp_b输出高电平，lp_a输出低电平，此时，第三开关管v13导通，第二开关管v12截止，总线正极loopout+的电压为5v。因此，主控模块通过控制第二开关管v12及第三开关管v13的导通或截止，可使总线正极loopout+的电压在24v、5v、0v之间变换，按照待测试的火灾探测设备的通讯协议，形成通讯脉冲，依次巡检每一个火灾探测设备。
51.关于第一检测模块，结合图3a、图3b，第四电阻r17的第一端接入第二供电电压(t5v)，第四电阻r17的第二端连接第四开关管(可选用达林顿管)v9的控制端，第四开关管v9的第一端通过第五电阻r18接入第一供电电压(+28v)，第四开关管v9的第二端连接第一电阻r16的第二端，第一比较器d13c的同向输入端接入第三供电电压(t2.5v)，第一比较器d13c的反向输入端通过电阻r14(起限流作用，可省去)连接第四开关管v9的第一端1lc，第六电阻r12的第一端接入第四供电电压(+3.3v)，第六电阻r12的第二端连接第一比较器d13c的输出端，第一比较器d13c的输出端还连接主控模块的第一输入端(ins_lpanswer)。
52.在第一检测模块中，由于待检测的火灾探测设备通过在回路总线以上拉电流的方式输出应答信号，所以，在测试时，主控模块在测试周期的第二时段通过驱动模块为回路总线提供5v的电压，如果当前测试的火灾探测设备进行了拉电流，就会把回路总线的电压拉
低，进而使得第四开关管v19的第一端(1lc)的电压降到2.5v以下，此时，第一比较器d13c就会翻转，主控模块通过其第一输入端(ins_lpanswer)就可检测到当前测试的火灾探测设备进行了拉码。在当前测试的火灾探测设备停止拉码后，第一比较器d13c恢复正常，此时，主控模块通过其第一输入端(ins_lpanswer)便可检测到当前测试的火灾探测设备停止了拉码，进而可计算出拉码时间(拉码时间由当前测试的火灾探测设备及其通讯协议决定)。
53.关于第二检测模块，结合图3a及图3b，第二比较器d13b的同相输入端接入第二供电电压(t5v)，第二比较器d13b的反向输入端通过电阻r14连接第四开关管v9的第一端(1lc)，第七电阻r13的第一端接入第四供电电压(+3.3v)，第七电阻r13的第二端连接第二比较器d13b的输出端，第二比较器d13b的输出端还连接主控模块的第二输入端(ins_lpshort)。
54.在该第二检测模块中，如果测试装置发生短路故障，回路总线上的电压会降为0v，第四开关管v19的第一端(1lc)的电压也降为0v，此时，第二比较器d13b就会翻转，主控模块通过其第二输入端(ins_lpshort)就可检测到回路总线的电压为0v，而且，若电压为0v的持续时间大于设定时间(例如1秒)，便可确定回路总线发生短路故障。
55.关于切换模块，结合图3a，主控模块的第三输出端(lp_relay)通过电阻r27连接开关管v16的控制端，开关管v16的第一端接入+3.3v，开关管v16的第二端通过电阻r28连接开关管v18的控制端，开关管v18的第一端通过继电器k1的线圈接+28v，开关管v18的第二端接地，继电器k1的开关的第一组触点分别连接共模电感l5的两个输出端，继电器k1的开关的第二组触点分别连接两根回路总线，继电器k1的开关的第三组触点悬空。
56.在该切换模块中，如果主控模块根据第二检测模块的检测结果确定测试装置发生短路故障，为避免短路所造成的输出电流增加，进而使得功率器件发热，甚至烧毁，所以，此时，主控模块通过其第三输出端(lp_relay)控制开关管v16导通，进而使得开关管v18导通，继电器k1的线圈上电，开关动作，这样，便断开了回路总线的输出，从而实现测试装置的保护功能。
57.关于报警模块，如图3c所示，主控模块的一输出端sound通过电阻r25连接开关管v14的控制端，开关管v14的第一端通过电阻r26接开关管v15的控制端，开关管v15的第一端接+5v，开关管v15的第二端连接蜂鸣器b1的第一端，蜂鸣器b1的第二端接地。在该报警模块中，若主控模块判断火灾探测设备故障或测试装置故障，可通过其输出端sound控制开关管v14导通，进而开关管v15导通，蜂鸣器b1开始工作。
58.关于指示模块，如图3d所示，主控模块的一输出端led_run连接发光二极管h1的阴极，发光二极管h1的阳极通过电阻r32接3.3v；主控模块的一输出端led_comm连接发光二极管h2的阴极，发光二极管h2的阳极通过电阻r31接3.3v；主控模块的一输出端led_ground连接发光二极管h3的阴极，发光二极管h3的阳极通过电阻r30接3.3v。在该指示模块中，共设置有三个指示灯，其中，发光二极管h1为绿色指示灯，用于在测试装置正常运时闪烁；发光二极管h2为绿色指示灯，用于在测试装置与上位机通过rs232或usb通讯时闪烁；发光二极管h3为备用指示灯。
59.关于输出模块，其可为型号是dc80480m050的智能型液晶模组，该dc80480m050液晶屏是一款5.0寸分辨率为800*480的m型医用级组态串口屏。屏幕运行速度更快，上电即可运行，而且，通过emi辐射、高低温、微波干扰、线圈干扰、群脉冲等多项严酷测试，功耗低，功
能强大，内部具有大容量存储器，能够存储高清图片，一改传统单色液晶的呆板，显示内容丰富多彩，而且具有灵敏的电容触碰功能，界面上方便操作。
60.关于通讯模块，其可包括rs232接口模块、usb接口模块，其中，rs232接口模块(插座)用于与上位机的rs232串口(插头)连接，上位机运行串口数据通讯软件，可以下载本测试装置所存储的运行数据，方便进行分析。usb接口模块通过usb线与上位机的usb接口连接，上位机上可通过安装ch340的驱动程序来与本测试装置进行通讯。
61.关于存储模块，可采用4块w25q256存储芯片，接口采用spi总线，每块存储芯片有32m字节容量，4块总共128m字节容量。本测试装置每分钟记录一遍所连接的火灾探测设备的应答数据，总计至少能够连续记录7天的运行数据。
62.下面说明该实施例的测试装置的工作原理：
63.当将所有的待测试的火灾探测设备接入回路总线后，首先进行火灾探测设备的断线检测，具体地，测试装置进行自动登录，假如发现仅能登录了部分火灾探测设备，然后通过对照接线图便可确定哪些火灾探测设备没有登录上，进而确定断线点。例如，结合图2，假设火灾探测设备203及其后面的火灾探测设备均未登录上，便可确定断线点在火灾探测设备202与火灾探测设备203之间。
64.在测试装置正常工作时，可实时检测回路总线的电压，并利用电压比较器d13b的输出结果监测回路总线是否短路，例如，当电压持续为0v，时间大于1秒钟，说明回路总线有短路，进而可通过控制继电器k1断开回路总线的输出，保护测试装置。
65.测试装置在对火灾探测设备进行测试时，由于测试装置与待测试的火灾探测设备均连接在回路总线上，所以，结合图4，测试装置可依次在每个测试周期的第一时段发送测试波形，如脉冲信号1-13所示，每个测试周期的测试波形中带有当前所测试的火灾探测设备的标识。回路总线上的所有火灾探测设备都可接收到该测试波形，并在接收到后分析当前测试的是否是自己，即，确定测试波形中的标识是否与自身标识一致，如果测试的是自己，便在当前测试周期的第二时段的进行应答，如脉冲信号pw1-pw5所示，而且，是以拉电流的方式进行应答。在此需说明的是，测试装置在与火灾探测设备通讯时，采用火灾探测设备的特定协议，该协议规定了各种火灾探测设备的应答脉冲(pw回码)的宽度，测试装置根据当前所测试的火灾探测设备的回码脉冲的时间，并将其与协议规定时间值进行比较，便能确定火灾探测设备处于正常状态还是故障状态，具体可结合表1进行各种故障的判断：
[0066][0067]
表1
[0068]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂
改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。