专利名称：使用网络连接安全系统的系统和方法
使用网络连接安全系统的系统和方法
背景技术：
本发明涉及使用网络连接硬连线的安全系统的分立部分。传统的安全系统，例如在很多商业或工业设施中使用的安全系统，通常使用专用的硬连线现场总线来使安全系统中的每个设备互连。所述现场总线将诸如用户接口、输入/输出(I/O)设备、警报器等的设备连接到安全或控制面板。然而，用于在安全系统内连接每个组件或设备的专用硬连线现场总线的安装通常是耗时而昂贵的。例如，图1图示出安全系统10，其使用单条专用硬连线总线15来连接安全系统10中的每个设备。安全系统10包括控制面板20、I/O设备25和用户接口 30。安装安全系统10需要在该安全系统每个设备或分立部分之间安装专用硬连线现场总线。例如，专用硬连线现场总线需要连接例如在建筑底层的控制面板、在建筑第三层的I/O设备以及在建筑第五层的用户接口。可替换地，一些安全系统需要替换或者更换该安全系统中的每个设备，从而每个设备能够连接到网络(例如基于IP的网络)。然而就像在整个安全系统中安装硬连线现场总线，更换或替换每个设备使得这些设备可以连接到网络的操作可能在成本上是不允许的，并且可能导致其他现有的非联网设备与该安全系统的基于网络的部分是不兼容的。
发明内容
鉴于使用专用硬连线现场总线的传统安全系统或者完全基于网络的系统的上述缺点，需要易于安装、通用并且低廉的、连接安全系统的分立组件和部分的系统和方法。在一个实施例中，本发明提供一种使用现有网络来连接安全系统分立部分的系统。所述系统包括控制面板、第一传送设备、第二传送设备和外设。每个设备包括用于在该安全系统中进行标识的设备地址。第一传送设备连接到控制面板。控制面板被配置为向处于该安全系统或建筑物分立部分的外设发送信息。第一传送设备接收要发送给外设的信息，并且将所述信息从第一形式转换为第二形式，以便于所述信息通过所述网络被发送。第二传送设备被配置为从第一传送设备接收所述转换的信息。第二传送设备将所述转换的信息从第二形式转换回第一形式。如果所述信息包括的目的地址不同于第二传送设备的设备地址，则第二传送设备在第二现场总线上将信息发送给外设。在另一实施例中，本发明提供一种安全系统，所述系统具有使用局域网连接的至少两个分立部分。该安全系统还包括第一专用硬连线现场总线、第一多个外设、控制面板、 第一传送设备、第二传送设备、第二专用硬连线现场总线以及第二多个外设。所述控制面板被配置为通过所述第一现场总线发送数据。所述第一多个外设中的每一个耦合到所述第一现场总线，并且被配置为从所述控制面板接收所述数据。所述第一传送设备连接到所述控制面板，并且被配置为对来自于所述控制面板的所述数据进行分组化且通过所述局域网发送经分组化的数据。第二传送设备耦合到第二现场总线，并且被配置为从所述第一传送设备接收经分组化的数据且对经分组化的数据进行解分组。所述第二多个外设中的每一个耦合到第二现场总线并且被配置为从第二传送设备接收数据。在再另一实施例中，本发明提供一种使用局域网连接安全系统的分立部分的方法。所述方法包括将控制面板配置为通过第一专用硬连线现场总线发送数据，将第一多个外设耦合到第一现场总线，并且将第一多个外设中的每一个配置为从所述控制面板接收数据。第一传送设备连接到所述控制面板，并且被配置为将所述数据从第一形式转换为第二形式。所述方法还包括通过所述局域网发送所述转换的数据，将第二传送设备耦合到第二专用硬连线现场总线，并且将所述第二传送设备配置为从所述第一传送设备接收所述转换的数据。所述第二传送设备将所述转换的数据从所述第二形式转换为所述第一形式。第二多个外设耦合到第二现场总线，并且第二多个外设中的每一个被配置为从所述第二传送设备接收所述数据。通过考虑以下详细描述和附图，本发明的其他方面将变得显而易见。
图1是仅使用专用硬连线现场总线的安全系统的图。图2是根据本发明实施例的安全系统的图。图3是根据本发明另一实施例的安全系统的图。图4是根据本发明实施例的传送设备(transfer device)的图。图5是根据本发明实施例的安全系统的图。图6图示用于连接图5的安全系统的过程。图7图示用于通过网络链接两个传送设备的过程。图8图示用于通过图5的安全系统传输数据的直接轮询过程。图9图示用于通过图5的安全系统传输数据的储存-转发过程。
具体实施例方式在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解，本发明的应用并不限于以下描述中所阐述或者附图中所图示的构造细节和组件排布。本发明能够有其他实施例或者能够以各种方式被实践或实施。图2图示安全系统50，该安全系统50使用专用(即仅被安全系统50使用)硬连线现场总线与网络阳(例如以太网)的组合来连接安全系统50内的组件和设备。安全系统50包括通过第一专用硬连线现场总线65连接的第一组设备60和通过第二专用硬连线现场总线75连接的第二组设备70。该第一组和第二组设备60和70是彼此分立且分离的。 例如，第一组设备60位于建筑的第一层，而第二组设备70位于建筑第四层。第一组设备60 包括安全或控制面板80、第一 I/O设备85、第一用户接口 90以及第一传送设备95。第一组设备60的每个设备从连接到总电源(mains power)的控制面板80接收电能。在一些实施例中，控制面板80还包括集成电源和/或用于储存可执行指令、数据和消息的存储器。第二组设备70包括第二传送设备100、第二用户接口 105和第二 I/O设备110。第二组设备 70中的每个设备从所述第二传送设备100、所述第二用户接口 105、所述第二 I/O设备110 或另一设备中至少之一接收电能，上述设备中的至少之一耦合到总电源。所述控制面板、I/ 0设备和用户接口以与图1的安全系统基本相同的方式运作。第一传送设备95直接耦合到第一现场总线65，并且被配置为将来自控制面板80 的信息从第一形式转换为第二形式。例如，信息是使用私用安全系统传输协议通过第一现场总线65发送的。第一传送设备95接收该使用私用协议发送的信息，并且遵循通过网络 55进行传输的网络协议要求来分组化所述信息。随后第一传送设备95通过网络55将分组化的信息发送到一个或多个目的设备。目的设备例如为第二传送设备100、第二用户接口 105或第二 I/O设备110。第二传送设备100从第一传送设备95接收该分组化的信息， 并且对经分组化的信息进行解分组，从而所述信息再次为私用安全系统协议。第二传送设备100将该信息的目的地址与其自己的设备地址进行比较。如果目的地址与第二传送设备 100的设备地址不同，则第二传送设备100在第二现场总线75上发送出所述信息。来自第二组设备70之一的信息以类似的方式被发送回控制面板80。在一些实施例中，第一传送设备95可以并入控制面板80中而不是直接耦合到第一现场总线65。可附加或可替换地，第二传送设备100可以并入到第二组设备70中的另一设备。如上所述，所述传送设备被配置来转换或分组化来自于控制面板或外设的信息 (例如消息和数据)，以便于通过网络55发送所述消息和数据。所述传送设备跨协议工作， 并且能够将多种不同安全系统协议中的任何一种转换或分组化为遵循一网络协议。可附加或可替换地，所述传送设备被配置为与多种不同网络协议(例如以太网、令牌环、异步传输模式(ATM)等)相兼容。在一些实施例中，传送设备可以被配置为使用软件或者使用硬件 (例如实体开关)在网络类型间进行切换。图3图示包括主设备A 155、主设备B 160、一组从设备A 165、一组从设备B 170、 控制面板A 175和控制面板B 180的安全系统。每个主设备和相关联的一组从设备使用组别码——例如字母或数字(例如A，B，1，2等)来指代。每个传送设备的组别码是在安全系统150的安装或配置(如下所述)期间设定的。在其他实施例中，可以使用不同类型的组别码。第一现场总线185和第二现场总线190分别将控制面板A 175连接到主设备A 155，将控制面板B 180连接到主设备B 160。从设备A 165通过网络55连接到主设备A 155。从设备B 170通过网络55连接到主设备B160。如上所述，主设备A 155和主设备B 160可以可替换地分别并入控制面板A 175和控制面板B 180。在其他实施例中，在安全系统中包括额外的控制面板、主设备和从设备。在图4中图示出用于将专用硬连线总线耦合到网络的传送设备250。传送设备 250包括用于连接到专用硬连线现场总线的多个现场总线连接端子255以及用于连接到网络的网络连接端子沈0。传送设备250还包括主/从开关沈5、相关联的从设备旋钮270、 加密开关275、组别码旋钮观0以及启动按钮观5。主/从开关265允许传送设备250被配置为主设备或从设备。主设备是这样的传送设备，其要么直接连接到控制面板，要么与控制面板耦合到同一专用硬连线现场总线。如果传送设备250被配置为主设备，则相关联的从设备旋钮270被调节以指示与该主设备相关联的从设备数量。加密开关275允许每个传送设备250通过网络发送和接收加密信息。加密开关275允许传送设备250使用各种加密标准对安全系统信息进行加密，所述加密标准包括数据加密标准(DES)、高级加密标准(AES) 等。在一些实施例中，主从设备彼此不同。例如，从设备可以包括诸如集成电源或显示器的额外硬件。图4图示出传送设备250的一个实例。在其他实施例中，传送设备250的功能性可以以软件实现，并且可以使用例如网络浏览器或诸如超级终端(HyperTerminal)的程序来访问和配置。
图5图示出包括控制面板355、主设备360、从设备365、第一专用硬连线现场总线 370、第二专用硬连线现场总线375以及外设380的安全系统350。外设380例如为警报器、显示器、键盘等。图6图示用于使用网络55连接图5的安全系统350的过程。第一专用硬连线现场总线370例如安装在商业建筑的第一部分，而第二专用硬连线现场总线375 安装在该商业建筑的第二部分，该第二部分与商业建筑的所述第一部分分立且分离(步骤 405)。控制面板355耦合到第一现场总线(步骤410)，并且外设380耦合到第二现场总线 375(步骤 415)。如上所述，传送设备可以被配置为主设备或从设备。至少一个传送设备被配置为主设备360 (步骤420)，并且至少一个传送设备被配置为从设备365 (步骤42 。主设备 360连接到控制面板355。如上所述，主设备360可以与控制面板355耦合到同一专用硬连线现场总线，或者并入到控制面板355中。如果并入在控制面板355中，主设备360不需要直接耦合到第一现场总线370。网络55向耦合到该网络的主从设备的每一个指派一网络地址(步骤430)。在步骤430后，主设备360和从设备365通过例如激活图4所图示启动按钮285而被初始化(步骤435)。在本发明的其他实施例中，主设备360和从设备365使用网络浏览器或诸如超级终端的程序而在软件中被初始化。一旦被初始化，主设备360如下所述那样与相应从设备 365链接(步骤440)。紧随步骤440，安全系统350准备好将数据和消息从控制面板传送到外设。图7图示用于使用组别码链接传送设备的过程500。在安全系统的安装和重新配置期间，为每个主设备和每个从设备指派组别码(步骤50幻。主设备和与该主设备相关联的每个从设备被指派以相同的组别码。初始化主设备和从设备(步骤510)。主设备广播一发现消息(步骤515)，该消息指示其正在搜索具有相同组别码设置的从设备。耦合到该网络的每个从设备接收该发现消息(步骤520)。每个从设备确定发现消息的组别码是否与其自身的组别码相匹配(步骤525)。如果从设备的组别码与主设备的组别码不匹配，则该从设备忽略该发现消息(步骤530)。如果从设备的组别码与主设备的组别码相匹配，则该从设备对该发现消息作出应答(步骤535)。主设备接收该应答消息，并且将对应从设备的网络地址储存在存储器中(步骤M0)。随后主设备在通过该网络发送信息时仅与所述对应从设备通信(步骤讨幻。在本发明的其他实施例中，主设备轮询所述从设备以获得具有对应组别码的从设备的IP地址。图5所图示安全系统350被配置为用于双向通信，从而信息(例如数据、消息等等)从控制面板355发送到外设380，反之亦然。控制面板355生成的消息例如包括对外设 380状态的请求或者对外设380执行一动作的请求。外设380所生成的消息例如包括消息接收确信、状态消息或者对外设执行动作的确认。可以使用多种方法来通过安全系统350传输消息和数据。图8中图示出一个实例——用于在控制面板355和外设380之间传输信息的直接轮询过程600。控制面板预编程有与连接到该安全系统的每个设备相关的信息。过程600在控制面板355在第一现场总线370上发送出消息或数据时开始(步骤605)。主设备360从控制面板355接收消息(步骤610)。紧跟步骤610，主设备360对该消息进行分组化(步骤615)并且通过该网络发送该分组化的消息(步骤620)。从设备365从主设备360接收经分组化的消息(步骤625)，并且对该分组化的消息进行解分组(步骤630)。如果消息的目的地址与从设备365的设备地址不匹配，则从设备365在第二现场总线375上发送出消息(步骤63幻。外设380从该从设备365接收所述消息(步骤640)。外设380将其设备地址与消息的目的地址进行比较(步骤645)。如果外设380的设备地址与消息的目的地址相匹配，则外设380生成确认消息，以确定接收到该消息(步骤650)。外设380生成的消息在第二现场总线375上发送回从设备365 (步骤65 。从设备365对该消息进行分组化(步骤660)并且通过网络55 将分组化的消息发送到主设备360 (步骤66 。主设备360对该分组化的消息进行解分组 (步骤670)，并且在第一现场总线370上将该消息发送给控制面板355 (步骤675)。可附加或可替换地，外设380生成对所执行动作的确认。例如，一外设，例如一显示器，可以从控制面板接收一消息，该消息指示要显示一特定消息。在显示器显示了所请求的消息后，生成并向控制面板发送一确认，以指示成功地执行了显示动作。在另一实施例中，控制面板向外设(例如警报器)发送消息，以指示要以特定方式激活该警报器或者激活该警报器达特定时长。如果所述警报器是喇叭或汽笛，则警报器在例如其已经开始发声和 /或已经结束发声时生成确认。图9图示用于在图5的控制面板355和外设380之间传输信息的储存-转发过程 700。该储存-转发过程700比图8的直接轮询过程600复杂。过程700要求安全系统350 中的控制面板355以及主从设备360、365对安全系统350的协议、安全系统350内的设备以及安全系统350的结构具有全面的了解。例如，过程700要求每个从设备知道其附接到的外设以及控制所述外设所需的消息。另外，主设备360必须知道连接到其所有对应从设备的所有外设。在一些实施例中，主设备360和从设备365能够基于通过网络发送的数据和消息获悉安全系统协议和附接到其的设备。在储存-转发过程700中，主设备360通过如同该主设备360是所预期的外设380 那样应答来自控制面板355的消息而模拟外设。类似地，从设备365通过如同其是控制面板355那样响应来自于外设380的消息而模拟控制面板。例如，控制面板355发送意图针对于外设380的消息或数据(步骤705)。主设备360在第一现场总线370上接收该消息(步骤710)。不同于直接轮询过程600，在主设备360将消息分组化并通过网络55发送到从设备365之前，主设备360代替外设380以确认消息对控制面板355进行响应(步骤715)。 主设备360随后对消息进行分组化并将分组化的消息通过网络55发送到从设备365(步骤720)。从设备365接收分组化的消息(步骤72 ，对经分组化的消息进行解分组，并且在第二现场总线375上发送出消息(步骤730)。外设380接收所述消息(步骤735)并且生成接收确认消息(步骤740)。确认消息在第二现场总线375上发送到从设备365 (步骤 745)。从设备365接收该确认消息但不通过网络55发送该消息。在安全系统中进行通信的储存-转发方法在该安全系统面临超时状况时是有益的。例如控制面板在第一现场总线上发送出消息。该消息是意图针对处于该安全系统的分立和分离部分的外设的。该消息如上所述那样通过该安全系统被传输。控制面板期望在预定的时间段(例如超时延迟)内收到来自外设的响应或确认。所述控制面板被配置为在所述超时延迟中等待，所述超时延迟是基于安全系统的实现来选择的。在一些实施例中，该超时延迟是可编程的。如果安全系统在该超时延迟过期之前未接收到响应，则控制重新发送该消息并等待响应。如果控制面板第二次仍未接收到响应，则安全系统确定已经发生了错误(例如入侵、故障等)，并且响起警报或采取不同的预警动作。然而，在这样的配置下，如果从外设接收信息所需的响应时间比所述超时延迟长的话，安全系统易误警报。如果安全系统可以被配置为具有长的超时延迟，则图8的直接轮询方法可能足以避免系统错误。然而，在其中所述超时延迟较短的安全系统实现中，通信的储存-转发方法减轻了安全系统通信延时所造成的错误。在直接轮询和储存-转发通信方法这两者中，控制面板均持续地向外设进行轮询或向外设发送消息(例如等待指令)。作为主设备代替外设进行响应的结果，控制面板在接收响应时几乎不经历延迟。另外，从设备持续地向外设进行轮询或向外设提供消息。如果从设备未从外设接收到响应，则从设备通过网络向主设备发送消息，指示已经发生错误。 主设备随后停止对来自于控制面板的消息作出响应，这向控制面板指示外设已经发生了错误。在其他实施例中，在安全系统中包括多个其他的主设备、从设备、外设和控制面板。因此，除其他以外，本发明提供了使用网络连接安全系统分立部分的系统和方法。 在所附权利要求中阐述了本发明的各种特征和优点。
权利要求
1.一种与局域网连接的安全系统，所述安全系统包括 第一专用硬连线现场总线；被配置来通过所述第一现场总线发送数据的控制面板；被配置为耦合到所述第一现场总线的第一多个外设；其中，所述第一多个外设中的每一个均被配置为从所述控制面板接收数据；被配置为连接到所述控制面板的第一传送设备；其中，所述第一传送设备被配置为对来自所述控制面板的所述数据进行分组化，并且通过所述局域网发送经分组化的数据； 第二专用硬连线现场总线；被配置为耦合到所述第二现场总线的第二传送设备；其中，所述第二传送设备被配置为从所述第一传送设备接收经分组化的数据，并且对经分组化的数据进行解分组；以及被配置为耦合到所述第二现场总线的第二多个外设；其中，所述第二多个外设中的每一个均被配置为从所述第二传送设备接收数据。
2.如权利要求1所述的安全系统，其中，所述第一传送设备被配置为模拟所述第二多个外设。
3.如权利要求1所述的安全系统，其中，所述第二传送设备被配置为模拟所述控制面板。
4.如权利要求1所述的安全系统，其中，所述第一传送设备并入到所述控制面板中。
5.如权利要求1所述的安全系统，其中，所述第二传送设备并入到所述第二多个外设中的一个。
6.如权利要求1所述的安全系统，其中，所述第一传送设备和所述第二传送设备是使用浏览器配置的。
7.如权利要求1所述的安全系统，其中，所述第一传送设备耦合到所述第一现场总线。
8.如权利要求1所述的安全系统，其中，所述第一传送设备是主设备，而所述第二传送设备是从设备。
9.如权利要求8所述的安全系统，其中，所述从设备具有关于附接到所述第二现场总线的所述第二多个外设中每一个外设的知识。
10.如权利要求9所述的安全系统，其中，所述主设备具有关于连接到多个从设备中每一个从设备的所述第二多个外设中每一个外设的知识。
11.一种使用局域网连接安全系统的方法，所述方法包括 将第一多个外设耦合到第一专用硬连线现场总线；将控制面板配置为通过所述第一现场总线发送数据；将所述第一多个外设中的每一个配置为从所述控制面板接收数据；将第一传送设备连接到所述控制面板；将所述第一传送设备配置为将所述数据从第一形式转换为第二形式； 通过所述局域网发送经转换的数据； 将第二传送设备耦合到第二专用硬连线现场总线； 将第二多个外设耦合到所述第二现场总线；在所述第二传送设备处从所述第一传送设备接收经转换的数据；将所述第二传送设备配置为将经转换的数据从所述第二形式转换为所述第一形式；将所述第二多个外设的每一个配置为从所述第二传送设备接收所述数据。
12.如权利要求11所述的方法，使用所述第一传送设备模拟所述第二多个外设。
13.如权利要求11所述的方法，使用所述第二传送设备模拟所述控制面板。
14.如权利要求11所述的方法，还包括将所述第一传送设备并入所述控制面板。
15.如权利要求11所述的方法，还包括将所述第二传送设备并入所述第二多个外设中的一个。
16.如权利要求11所述的方法，还包括使用浏览器来配置所述第一传送设备和所述第二传送设备。
17.如权利要求11所述的方法，还包括将所述第一传送设备耦合到所述第一现场总线。
18.如权利要求11所述的方法，还包括将所述第一传送设备配置为主设备，而将所述第二传送设备配置为从设备。
19.如权利要求11所述的方法，其中，将所述数据从所述第一形式转换为所述第二形式的操作包括对所述数据进行分组化。
20.如权利要求11所述的方法，其中，将所述数据从所述第二形式转换为所述第一形式的操作包括对所述数据进行解分组。
全文摘要
用于使用网络连接安全系统的系统和方法。所述安全系统包括至少两个分立的部分，并且使用局域网连接。所述安全系统还包括第一专用硬连线现场总线、第一多个外设、控制面板、第一传送设备、第二传送设备、第二专用硬连线现场总线以及第二多个外设。所述控制面板被配置为通过所述第一现场总线发送数据。所述第一多个外设中的每一个耦合到所述第一现场总线，并且被配置为从所述控制面板接收所述数据。所述第一传送设备连接到所述控制面板，并且被配置为对来自于所述控制面板的所述数据进行分组化且通过所述局域网发送经分组化的数据。第二传送设备耦合到第二现场总线，并且被配置为从所述第一传送设备接收经分组化的数据且对经分组化的数据进行解分组。所述第二多个外设中的每一个耦合到第二现场总线并且被配置为从第二传送设备接收数据。
文档编号H04L12/28GK102165736SQ200980138184
公开日2011年8月24日 申请日期2009年8月27日 优先权日2008年8月28日
发明者D·M·彼德里科因 申请人:罗伯特·博世有限公司