终端器和消防设备控制装置的制作方法

本发明属于消防技术领域，尤其涉及一种终端器和消防设备控制装置。

背景技术：

随着工业场所安全性的提高，通常通过消防控制室中的手动控制盘对排烟机、水泵等消防设备进行远程控制，可以在紧急情况下远程开启这些消防设备，从而提高消防救援效率。

传统的手动控制盘通常为通过三线与消防设备连接的三线控制盘，三线包括启动输出线、反馈线以及连接启动输出线和反馈线的公共线，由于消防控制室与消费设备之间的距离通常较远，导致三线的线材成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种终端器，旨在解决三线控制盘与消防设备之间连接的三线的线材成本较高的问题。

本发明实施例的第一方面提了一种终端器，终端器包括开关电路、开关控制电路、第一阻性元件和第二阻性元件；

所述开关电路的输入端与所述开关控制电路的第一信号端连接构成所述终端器的输入端口的正输入端和输出端口的正输出端，所述开关电路的第二端与所述第一阻性元件的第一端连接，所述第一阻性元件的第二端与所述第二阻性元件的第一端连接构成所述终端器的反馈端口的正反馈端，所述开关控制电路的第二信号端和所述第二阻性元件的第二端均接地构成所述终端器的输入端口的负输入端、所述输出端口的负输出端和所述反馈端口的负反馈端，所述开关控制电路的控制端与所述开关电路的受控端连接；

所述输入端口，用于与手动控制盘的电源端连接，接收所述手动控制盘输出的电压驱动信号；

所述输出端口，用于与消防设备的继电器线圈连接，将所述电压驱动信号输出至所述继电器线圈，以通过所述继电器线圈控制所述消防设备上电；

所述反馈端口，用于与所述消防设备的电源端连接，在所述消防设备上电时短路，以使所述第二阻性元件短路；

所述开关控制电路用于：

检测所述电压驱动信号的电压，在所述电压驱动信号的电压大于或者等于预设电压时控制所述开关电路关断，在所述电压驱动信号的电压小于所述预设电压时控制所述开关电路导通，以根据所述电压驱动信号的电压大小改变所述输入端口的电阻值，使所述手动控制盘根据所述输入端口的电阻值确定所述消防设备的工作状态。

在一个实施例中，所述开关控制电路包括电压采样模块和电压比较模块，所述电压采样模块的第一采样端为所述开关控制电路的第一信号端，所述电压采样模块的第二采样端为所述开关控制电路的第二信号端，所述电压采样模块的信号输出端与所述电压比较模块的信号输入端连接，所述电压比较模块的信号输出端为所述开关控制电路的控制端；

所述电压采样模块，用于检测所述电压驱动信号的电压，并反馈至所述电压比较模块；

所述电压比较模块，在所述电压驱动信号的电压大于或者等于预设电压时控制所述开关电路关断，在所述电压驱动信号的电压小于所述预设电压时控制所述开关电路导通，以根据所述电压驱动信号的电压大小改变所述输入端口的电阻值，使所述手动控制盘根据所述输入端口的电阻值确定所述消防设备的工作状态。

在一个实施例中，所述电压采样模块包括第一电阻、第二电阻和第一电容；

所述第一电阻的第一端为所述电压采样模块的第一采样端，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端和所述第一电容的第一端共接构成所述电压采样模块的信号输出端，所述第二电阻的第二端和所述第一电容的第二端连接构成所述电压采样模块的第二采样端。

在一个实施例中，所述电压比较模块包括第三电阻和第一电子开关管，所述第三电阻的第一端与所述输入端口的正输入端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一电子开关管的输入端共接构成所述电压比较模块的信号输出端，所述第一电子开关管的受控端为所述电压比较模块的信号输入端，所述第一电子开关管的输出端接地。

在一个实施例中，所述开关电路包括第二电子开关管，所述第二电子开关管的输入端、输出端和受控端分别为所述开关电路的输入端、输出端和受控端。

在一个实施例中，所述第一阻性元件包括第四电阻，所述第二阻性元件包括第五电阻。

在一个实施例中，所述终端器还包括防反接电路，所述防反接电路连接在所述输入端和所述开关电路之间；

所述防反接电路，用于单向输出所述电压驱动信号至所述开关电路。

在一个实施例中，所述防反接电路包括二极管，所述二极管的阳极与所述输入端连接，所述二极管的阴极与所述开关电路的输入端连接。

本发明实施例的第二方面提了一种消防设备控制装置，消防设备控制装置包括电源模块、手动控制盘和如上所述的终端器；

所述手动控制盘的输出端口与所述终端器的输入端口连接，所述终端器的输出端口与消防设备的继电器线圈连接，所述电源模块的电源端与所述消防设备的继电器触点连接，所述终端器的反馈端口与所述消防设备的电源端连接并在在所述消防设备上电时短路；

所述电源模块，用于输出工作电源至所述消防设备的继电器；

所述手动控制盘，用于依次在第一预设时间段和第二预设时间段分别输出第一电压驱动信号和第二电压驱动信号至所述终端器，其中，所述第一电压驱动信号的电压大于或者等于所述预设电压，所述第二电压驱动信号的电压小于所述预设电压；

所述终端器，用于：

将所述第一电压驱动信号和所述第二电压驱动信号输出至所述继电器，并控制所述继电器和所述消防设备上电；

以及根据所述第一电压驱动信号和所述第二电压驱动信号改变所述输入端口的电阻值，以使所述手动控制盘根据输入端口的电阻值确定消防设备的工作状态。

在一个实施例中，所述手动控制盘包括控制器、采样电路和驱动电路，所述控制器分别与所述驱动电路和所述采样电路电性连接，所述驱动电路和所述采样电路分别与所述手动控制盘的电源端和接地端连接；

所述控制器，用于输出控制信号至所述驱动电路；

所述驱动电路，用于根据所述控制信号依次在第一预设时间段和第二预设时间段分别输出第一电压驱动信号和第二电压驱动信号至所述终端器；

所述采样电路，用于对所述手动控制盘的电源端和接地端进行电流采样，并反馈电流采样信号至所述控制器，以使所述控制器根据所述电流采样信号的电流值确定所述终端器的输入端口的电阻值以及所述消防设备的工作状态。

本发明通过采用开关控制电路、开关电路、第一阻性元件和第二阻性元件组成终端器，终端器通过输入端口的正输入端和负输入端与手动控制盘进行两线连接，降低了布线成本和线材成本，同时，手动控制盘输入的电压驱动信号可对消防设备的继电器进行通电吸合控制，进而控制消防设备上电，在消防设备上电后，第二阻性元件短路，开关控制电路根据电压驱动信号的大小对应控制开关电路导通，进而改变输出输入端口的电阻值，手动控制盘根据电阻值的大小可确定消防设备的工作状态，实现对消防设备的监控的目的，以在消防设备工作异常时进行快速排查检修，提高安全性。

附图说明

图1为本发明终端器第一实施例的模块结构示意图；

图2为本发明终端器第二实施例的模块结构示意图；

图3为本发明终端器实施例的电路结构示意图；

图4为本发明消防设备控制装置实施例的模块结构示意图；

图5为本发明第一电压驱动信号和第二电压驱动信号的波形示意图；

图6为本发明消防设备控制装置中手动控制盘实施例的模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例的第一方面提了一种终端器100。

如图1所示，图1为本发明终端器第一实施例的模块结构示意图，本实施例中，终端器100包括开关电路10、开关控制电路20、第一阻性元件30和第二阻性元件40；

开关电路10的输入端与开关控制电路20的第一信号端连接构成终端器100的输入端口p1的正输入端in+和输出端口p2的正输出端out+，开关电路10的第二端与第一阻性元件30的第一端连接，第一阻性元件30的第二端与第二阻性元件40的第一端连接构成终端器100的反馈端口p3的正反馈端ret+，开关控制电路20的第二信号端和第二阻性元件40的第二端均接地构成终端器100的输入端口p1的负输入端in-、输出端口p2的负输出端out-和反馈端口p3的负反馈端ret-，开关控制电路20的控制端与开关电路10的受控端连接；

输入端口p1，用于与手动控制盘200的电源端连接，接收手动控制盘200输出的电压驱动信号；

输出端口p2，用于与消防设备300的继电器线圈连接，将电压驱动信号输出至继电器线圈，以通过继电器线圈控制消防设备300上电；

反馈端口p3，用于与消防设备300的电源端连接，在消防设备300上电时短路，以使第二阻性元件40短路；

开关控制电路20用于：

检测电压驱动信号的电压，在电压驱动信号的电压大于或者等于预设电压时控制开关电路10关断，在电压驱动信号的电压小于预设电压时控制开关电路10导通，以根据电压驱动信号的电压大小改变输入端口p1的电阻值，使手动控制盘200根据输入端口p1的电阻值确定消防设备300的工作状态。

本实施例中，终端器100与消防设备300临近设置，终端器100可设置在消防设备300的内部或者分别设置，终端器100的输入端口p1通过正输入端in+和负输入端in-与控制室中的手动控制盘200连接，手动控制盘200仅需通过两根连接线与终端器100连接，控制室到现场设备少布一根线，降低了线材成本和布线成本。

输出端口p2与消防设备300的继电器线圈连接，继电器线圈通电吸合触点并控制消防设备300上电，反馈端连接消防设备300的电源端，用于反馈消防设备300是否正常上电，在消防设备300正常上电时正反馈端ret+和负反馈端ret-连通短路，在消防设备300未正常上电时正反馈端ret+和负反馈端ret-断开，正反馈端ret+可连接在继电器触点的第一端，负反馈端ret-可连接在继电器触点的第二端，具体连接位置不限，当反馈端口p3短路动作时，第二阻性元件40被短路，在开关电路10导通时输入端口p1的阻值为继电器线圈阻值与第一阻性元件30阻值的并联总和，当反馈端口p3未动作时，第二阻性元件40未短路，在电压驱动信号在第一预设电压和第二预设电压之间时，开关控制电路20控制开关电路10导通，输入端口p1的阻值为继电器线圈的阻值与第一阻性元件30和第二阻性元件40的并联总和。

假设线圈阻值为rx，第一阻性元件30阻值为ri，第二阻性元件40阻值为rj，当反馈端动作时，输入端口p1阻值为ri*rx/(ri+rx)，当反馈端未动作时，输入端口p1阻值为(ri+rj)*rx/(ri+rj+rx)，因此，手动控制盘200通过输出电压驱动信号以及通过采样电路230采样输入端口p1电流，即可获知输入端口p1的阻值，进而判断消防设备300是否正常上电，同时，当输入端口p1短路时，输入端口p1的阻值为零，终端器100与手动控制盘200间断线故障时，输入端口p1的阻值无限大，当终端器100与消防设备300继电器之间断线故障时，输入端口p1的阻值为ri或者ri+rj，因此，在开关电路10导通状态下，手动控制盘200根据输入端口p1的阻值可确定消防设备300的上电状态、消防设备300与终端器100的连接状态以及手动控制盘200与终端器100的连接状态。

当手动控制盘200输出的电压驱动信号大于第一预设电压时，开关电路10关断，此时输入端口p1与第一阻性元件30和第二阻性元件40之间切断，当终端器100和手动控制盘200之间连接正常时，输入端口p1的阻值为rx，当终端器100和手动控制盘200之间断线故障时，输入端口p1的阻值无限大，终端器100与消防设备300之间断线连接时，输入端口p1的阻值同样为无限大，因此，在驱动控制消防设备300时，可通过输出不同大小的电压驱动信号至终端器100，并根据终端器100的输入端口p1的阻值判断手动控制盘200、终端器100及消防设备300之间的工作状态，假设开关电路10在电压驱动信号为24v时关断以及在9v时导通，且继电器在24v和9v均可正常工作，如表1所示：

表1

根据表1可知，当终端器100接收不同大小的电压驱动信号时，开关控制电路20控制开关电路10对应导通和关断，继而改变输入端口p1的电阻值，手动控制盘200根据输入端口p1的电阻值可知手动控制盘200、终端器100和消防设备300的相互以及个体的工作状态。

其中，输入端口p1、输出端口p2和反馈端口p3可为连接器、插针、公头/母头等结构，具体结构根据需求进行选择。

开关控制电路20根据输入端口p1的电压驱动信号的大小对应控制开关电路10导通，开关控制电路20可采用控制芯片、电压比较模块22或者其他控制模块，在此不做具体限制，开关电路10可采用具有受控通断能力的开关器件，例如开关管、继电器等，如图3所示，在一个实施例中，开关电路10包括第二电子开关管q2，第二电子开关管q2的输入端、输出端和受控端分别为开关电路10的输入端、输出端和受控端。

第一阻性元件30和第二阻性元件40可采用电感、电阻等阻性元件，如图3所示，在一个实施例中，第一阻性元件30包括第四电阻r4，第二阻性元件40包括第五电阻r5。

本发明通过采用开关控制电路20、开关电路10、第一阻性元件30和第二阻性元件40组成终端器100，终端器100通过输入端口p1的正输入端in+和负输入端in-与手动控制盘200进行两线连接，降低了布线成本和线材成本，同时，手动控制盘200输入的电压驱动信号可对消防设备300的继电器进行通电吸合控制，进而控制消防设备300上电，在消防设备300上电后，第二阻性元件40短路，开关控制电路20根据电压驱动信号的大小对应控制开关电路10导通，进而改变输出输入端口p1的电阻值，手动控制盘200根据电阻值的大小可确定消防设备300的工作状态，实现对消防设备300的监控的目的，以在消防设备300工作异常时进行快速排查检修，提高安全性。

如图2所示，在一个实施例中，开关控制电路20包括电压采样模块21和电压比较模块22，电压采样模块21的第一采样端为开关控制电路20的第一信号端，电压采样模块21的第二采样端为开关控制电路20的第二信号端，电压采样模块21的信号输出端与电压比较模块22的信号输入端连接，电压比较模块22的信号输出端为开关控制电路20的控制端；

电压采样模块21，用于检测电压驱动信号的电压，并反馈至电压比较模块22；

电压比较模块22，在电压驱动信号的电压大于或者等于预设电压时控制开关电路10关断，在电压驱动信号的电压小于预设电压时控制开关电路10导通，以根据电压驱动信号的电压大小改变输入端口p1的电阻值，使手动控制盘200根据输入端口p1的电阻值确定消防设备300的工作状态。

本实施例中，电压采样模块21可采用电压互感器、电阻分压电路等结构实现，电压比较模块22可采用比较器、三极管电路，电压比较模块22在确定当前电压驱动信号大于或者等于预设电压时控制开关电路10关断，以及在电压驱动信号的电压小于预设电压时控制开关电路10导通，在导通切换至关断或者关断切换至导通中，输入端口p1的阻值也发生相应变化，手动控制盘200根据输入端口p1的电阻值可确定消防设备300的工作状态。

如图3所示，在一个实施例中，电压采样模块21包括第一电阻r1、第二电阻r2和第一电容c1；

第一电阻r1的第一端为电压采样模块21的第一采样端，第一电阻r1的第二端、第二电阻r2的第一端和第一电容c1的第一端共接构成电压采样模块21的信号输出端，第二电阻r2的第二端和第一电容c1的第二端连接构成电压采样模块21的第二采样端，在一个实施例中，电压比较模块22包括第三电阻r3和第一电子开关管q1，第三电阻r3的第一端与输入端口p1的正输入端in+连接，第三电阻r3的第二端与第一电子开关管q1的输入端共接构成电压比较模块22的信号输出端，第一电子开关管q1的受控端为电压比较模块22的信号输入端，第一电子开关管q1的输出端接地。

本实施例中，第一电阻r1和第二电阻r2组成电阻分压电路，用于提供开关电压至第一电子开关管q1，第一电子开关管q1根据开关电压的大小对应导通或者关断，进而输出高低电平至开关电路10，假设当前电压驱动信号大于预设电压，第一电子开关管q1导通，第一电子开关管q1输出低电平至第二电子开关管q2，第二电子开关管q2关断，输入端口p1的电阻值为消防设备300的继电器线圈的阻值，当电压驱动信号小于预设电压时，第一电子开关管q1关断，第二电子开关管q2导通，输入端口p1的电阻值为消防设备300的继电器线圈的阻值以及第四电阻r4和第五电阻r5的对应总阻值，第一电阻r1和第二电阻r2的阻值可根据预设电压大小匹配设置，以满足开关电路10导通和关断要求。

在一个实施例中，第一电子开关管q1和第二电子开关管q2均为npn三极管。

在一个实施例中，输入端口p1的正输入端in+和负输入端in-两端还并联有第二电容c2，以对电压驱动信号进行滤波。

如图2所示，在一个实施例中，终端器100还包括防反接电路50，防反接电路50连接在输入端和开关电路10之间；

防反接电路50，用于单向输出电压驱动信号至开关电路10，当输入端口p1输入的电压驱动信号极性相反时则无法输出至开关电路10，避免开关电路10和开关控制电路20因极性变化导致损坏的问题，其中，防反接电路50可采用开关管、二极管d1等结构，如图3所示，在一个实施例中，防反接电路50包括二极管d1，二极管d1的阳极与输入端连接，二极管d1的阴极与开关电路10的输入端连接。

如图4所示，本发明实施例的第二方面提了一种消防设备300控制装置，消防设备300控制装置包括电源模块400、手动控制盘200和终端器100，该终端器100的具体结构参照上述实施例，由于本消防设备300控制装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，手动控制盘200的输出端口p2与终端器100的输入端口p1连接，终端器100的输出端口p2与消防设备300的继电器线圈连接，电源模块400的电源端与消防设备300的继电器触点连接，终端器100的反馈端口p3与消防设备300的电源端连接并在在消防设备300上电时短路；

电源模块400，用于输出工作电源至消防设备300的继电器；

手动控制盘200，用于依次在第一预设时间段和第二预设时间段分别输出第一电压驱动信号和第二电压驱动信号至终端器100，其中，第一电压驱动信号的电压大于或者等于预设电压，第二电压驱动信号的电压小于预设电压；

终端器100，用于：

将第一电压驱动信号和第二电压驱动信号输出至继电器，并控制继电器和消防设备300上电；

以及根据第一电压驱动信号和第二电压驱动信号改变输入端口p1的电阻值，以使手动控制盘200根据输入端口p1的电阻值确定消防设备300的工作状态。

本实施例中，电源模块400提供继电器工作电源，可为直流电源或者交流电源，根据消防设备300的驱动方式对应选择，手动控制盘200输出电压驱动信号以使消防设备300继电器上电吸合，终端器100在接收到第一预设电压信号时控制开关电路10关断，接收到第二预设电压信号时控制开关电路10导通，其中，第一预设电压信号和第二预设电压信号可对应设置，在一个实施例中，第一预设电压信号的电压为24v，第二预设电压信号的电压为9v，如图5所示，根据继电器的特性，继电器动作后，短时间低于额定电压，继电器还保持吸合状态。手动控制盘200输出24v时，开关电路10关断，第四电阻r4和第五电阻r5电阻处于不工作状态，短时间输出9v时，第四电阻r4和第五电阻r5电阻处于工作状态，并反馈至输入端口p1以改变输入端口p1的阻值，手动控制盘200根据输入端口p1的电阻值可确定手动控制盘200、终端器100以及消防设备300的相互和个体的工作状态。

如图6所示，在一个实施例中，手动控制盘200包括控制器210、采样电路230和驱动电路220，控制器210分别与驱动电路220和采样电路230电性连接，驱动电路220和采样电路230分别与手动控制盘200的电源端和接地端连接；

控制器210，用于输出控制信号至驱动电路220；

驱动电路220，用于根据控制信号依次在第一预设时间段和第二预设时间段分别输出第一电压驱动信号和第二电压驱动信号至终端器100；

采样电路230，用于对手动控制盘200的电源端和接地端进行电流采样，并反馈电流采样信号至控制器210，以使控制器210根据电流采样信号的电流值确定终端器100的输入端口p1的电阻值以及消防设备300的工作状态。

本实施例中，控制器210可采用mcu、cpu、dsp等结构处理器，控制器210输出控制信号至驱动电路220，同时接收采样电路230反馈的电流采样信号，根据驱动电路220输出的电压驱动信号和电流采样信号可计算出终端器100的输入端口p1的电阻值，进而可确定当前终端器100和消防设备300分别的工作状态，以及与手动控制盘200之间的连接工作状态，控制器210还可将各模块的工作状态反馈至消防控制室的终端设备，终端设备6可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。

驱动电路220可采用升降压电路、开关电源芯片等结构，采样电路230可采用电流互感器、电流采样模块等结构，具体结构根据设计需求进行选择。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。