本发明涉及消防领域，具体涉及一种用于消防系统的智能组网方法及其消防控制器。
背景技术：
目前，在消防系统中为适应不同应用场合已发展出多种类型的消防控制器，比如火灾报警控制器、控制室显示控制器、应急照明控制器、气体灭火控制器、防火门监控器等，单一的消防控制器所完成的消防动作有限，因此，常常将多个消防控制器组网互联并彼此传递报警信息，最后达到各消防控制器能够根据一报警信息完成协调联动的消防动作。
在现阶段，常常采用静态组网方式实现多消防控制器的互联操作。同种类型或者不同类型的多个消防控制器需要组成一消防网络时，需要通过通讯线路连接每一台消防控制器，然后对各个消防控制器分别进行组网设置，即在每台消防控制器中登记与其通讯的其他消防控制器的登记信息(登记信息包括设备类型、设备编号等)，并配置之间可发送/接收的报警信息(报警信息包括火警、故障、启动、启动反馈、停止、停止反馈等)。例如，在对20台火灾报警控制器进行联网操作时，需要在每一台火灾报警控制器上登记其余19台火灾报警控制器的通讯地址，并配置与其余19台火灾报警控制器的报警信息的传输类型；当该消防网络中需要增加或者删除一台消防控制器时，则需要对已组网的20台火灾报警控制器分别执行增加或者删除登记信息和报警信息的操作。此外，登记信息和报警信息被保存在各个消防控制器中，如果一台消防控制器中的配置数据(包括登记信息和报警信息)出现错误，则将影响到与其已关联的其他消防控制器，轻则造成配置数据传输异常，重则导致消防网络通讯崩溃，而且，各消防控制器单独配置致使故障点不易排查和清除。
在当下消防网络覆盖范围越来越大的背景下，参与的消防控制器类型和数量增多，功能定制化需求旺盛，采用人工手动配置消防控制器的操作方式构成的静态组网消防网络将会增加人力调试成本和维护成本。当各个消防控制器安装距离远、应用环境复杂、联网设备较多时，需要技术人员不断地往返于各个现场进行控制器的调试和维护工作，对于山顶之上风力发电厂等工程构建的大型消防网络来说这种往返的调试工作将是非常不易的，那么伴随工程的维护成本也将是高昂的。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是消防系统中静态组网方式所带来的调试繁琐和维护成本高昂。为解决上述问题，本发明提供了一种用于消防系统的智能组网方法及其智能组网装置。
一种用于消防系统的智能组网方法，包括以下步骤：获取消防网络中的认证信息；对所述认证信息进行格式认证，判断所述认证信息有效；对所述认证信息进行冲突检测，判断认证信息中的主机号的唯一性；根据所述认证信息形成配置数据，所述配置数据用于记录已接入所述消防网络的消防控制器的运行参数；将所述配置数据形成发送规则表，所述发送规则表用于参与控制所述消防网络中接入的消防控制器。
一种用于消防系统的智能组网装置，包括：底层通信接口、上层通信接口、认证模块、冲突检测模块、数据模块和规则学习模块；所述底层通信接口经过消防网络与所述消防网络中接入的消防控制器进行通信连接，用于获取消防网络中的认证信息；所述认证模块与所述底层通信接口通信连接，用于对所述认证信息进行格式认证；所述冲突检测模块与所述认证模块通信连接，用于对所述认证信息进行冲突检测；所述数据模块与冲突检测模块、认证模块通信连接，用于接收所述冲突检测模块或者所述认证模块转发的所述认证信息并根据所述认证信息形成配置数据；所述上层通信接口与所述数据模块通信连接，用于发送认证信息至上层控制单元并接收所述上层控制单元的业务命令，所述业务命令用于指导所述消防网络中接入的消防控制器进行联动操作；所述规则学习模块与所述数据模块、所述认证模块通信连接，用于将所述数据模块得到的所述配置数据形成发送规则表，用于接收所述数据模块转发的所述业务命令并根据所述发送规则表向所述认证模块发送控制命令，所述控制命令由所述认证模块发送至对应的消防控制器并控制对应的消防控制器执行联动操作。
一种消防控制器，包括：底层通信单元、智能组网装置和上层控制单元；所述底层通信单元通过消防网络与所述消防网络中的其他消防控制器通信连接，用于从所述消防网络中接收信息并向所述消防网络中发送信息；所述智能组网装置与所述底层通信单元通信连接，用于实现上述的智能组网方法；所述上层控制单元与所述智能组网装置通信连接，用于接收所述智能组网装置的信息并向所述智能组网装置发送业务命令，所述业务命令用于指导所述消防网络中接入的消防控制器进行联动操作。
依据上述实施例的用于消防系统的智能组网方法，采用获取认证信息、冲突检测、形成配置数据、形成发送规则表的方式获知消防网络中所有消防控制器的运行状态，使得各个消防控制器之间能够相互识别并根据识别结果做出相应的记录，还使得各个消防控制器依据自己的记录做出相应的控制命令。上述实施例中用于消防系统的智能组网装置，包括底层通信接口、上层通信接口、认证模块、冲突检测模块、数据模块和规则学习模块，各个功能模块之间相互配合，能够使得该智能组网装置完整地实现上述的智能组网方法。上述实施例中的消防控制器，包括底层通信接口、智能组网装置和上层控制单元，其中，智能组网装置一方面获取消防网络中的认证信息并形成配置信息，另一方面接收上层控制单元的业务命令并根据配置信息产生对外的控制命令。上述的消防控制器具备智能化的信息处理过程，能够自主解决消防系统中的控制器组网问题，使得工作人员不必对组网控制器进行频繁调试，减轻了工作人员的工作强度也降低了消防系统的维护成本。
附图说明
图1为消防控制器的结构示意图；
图2为智能组网装置的结构示意图；
图3为智能组网方法的时序示意图；
图4为冲突检测方法的时序示意图。
具体实施方式
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。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
一种消防控制器，如图1和图2所示。
该消防控制器C0包括底层通信单元101、智能组网装置102、上层控制单元103。
底层通信单元101通过消防网络100与网络中的其他消防控制器通信连接，用于从消防网络100中接收信息并向消防网络100中发送信息，从而实现该消防控制器与其他消防控制器的通信功能。此外，底层通信单元101以组播通信或者点对点通信的形式向消防网络中发送信息。组播通信是指信息以广播的形式在消防网路中传输，每一个消防控制器(视为网络节点)都能收到该信息；点对点通信是指信息根据网络地址只向该网络地址对应的消防控制器发送信息，其他消防控制器不接收也不应答该信息。
智能组网装置102与底层通信单元101通信连接，用于实现智能组网方法。该智能组网装置102中具有实现智能组网的所有必要的数据记录，该数据记录构成了完整的组网协议，智能组网过程应当该组网协议的要求下进行。
上层控制单元103与智能组网装置102通信连接，用于接收智能组网装置102的信息并向智能组网装置102发送业务命令，业务命令用于指导消防网络100中接入的消防控制器进行联动操作。上层控制单元103具有处理消防业务的逻辑功能，该逻辑功能包括火灾报警控制、消防信息显示控制、应急照明控制、气体灭火控制、防火卷帘控制、防火门控制、消防设备电源控制、消防电气控制等控制逻辑，这些逻辑功能可由专门的消防软件实现，而且此类消防软件在市场上已广泛应用，因此，这里不对逻辑功能的实现过程做出限定和予以保护。
在本实施例中，消防控制器C1可为各种类型的消防控制器，例如火灾报警控制器、消防联动控制器、消防控制室图形显示装置、电气火灾监控设备、可燃气体报警控制器、应急照明控制器、气体灭火控制器、防火卷帘控制器、防火门监控器、消防设备应急电源控制、消防电气控制装置以及功能混合型控制器，每种类型的控制器具有特定的消防功能，且每一个消防控制器包括消防控制器C0的结构，也能实现消防控制器C0的功能。此外，本实施例所提供的消防控制器C0也具有各种消防控制器的特定消防功能，本实施例为便于介绍消防控制器C0的智能组网功能，对消防控制器C0的特定消防功能不做限制。
在本实施例中，消防控制器C0以及消防控制器C1通过消防网络100通信连接，消防网络100中具有连接各个消防控制器的通信节点，而且，消防网络可以是以太网、CAN总线或者RS485总线作为通信介质，也可以以二总线作为通信介质，具体的通信介质以及通信协议类型不做限制。
一种用于消防系统的智能组网装置，如图2所示。
该智能组网装置包括：底层通信接口1021、上层通信接口1025、认证模块1022、冲突检测模块1023、数据模块1024和规则学习模块1026。
底层通信接口1021与底层通信单元101通信连接，并借助底层通信单元101与消防网络100中接入的消防控制器C1也进行通信连接，底层通信接口1021用于获取消防网络100中的认证信息。该认证信息由消防控制器C1中的一个发出，认证信息包括主机号、主机类型、时间戳、密文、区栋层房地址和自定义配置数据，其中，主机号为消防控制器的主机编号且具有唯一标识性，主机类型为消防控制器的功能类型(如监控型、气体灭火型、应急照明型、消防设备电源型等)，时间戳为发送时间标志，密文为消息合法性标志，区栋层房地址为消防控制器所在的区栋层房的具体地址，自定义配置数据为用户预设的附加信息(包括报警类型信息，报警类型信息包括火警信息、故障信息、启动信息、启动反馈信息、停止信息或者停止反馈信息，还有其他的类型信息，这里不再一一列举)。
认证模块1022与底层通信接口1021通信连接，用于对认证信息进行格式认证，格式认证是指信息否是指定内容(指定内容是指主机号、主机类型、时间戳、密文、区栋层房地址和自定义配置数据)，密文是否正确，若有信息缺失或者密文不正确的情况，则该认证信息将被丢弃，反之将该认证信息发送至冲突检测模块1023。进行格式认证的目的是保证消防网络的安全性，防止非法数据进入并实施恶意攻击。
冲突检测模块1023与认证模块1022通信连接，用于接收认证模块1022转发的认证信息并对认证信息进行冲突检测。冲突检测的过程为：解析认证信息并获取主机号；比较所获取的主机号与自身消防控制器的主机号是否相同，若两者相同，则在数据模块1024中记录下该主机号并将该主机号相对应的消防控制器标记为冲突故障状态，若两者不相同，则不进行冲突故障状态标记或者取消该主机号对应的冲突故障状态。冲突表示消防网络中主机号的唯一性遭到破坏，认证信息将不能进行正确传输。
数据模块1024与冲突检测模块1023、认证模块1022通信连接，用于接收冲突检测模块1023或者认证模块1022转发的认证信息，当认证信息为其他消防控制器的反馈信息(该反馈信息包括报警认证信息、应答认证信息和冲突恢复认证信息以及具有反馈性质的其他信息，详见表1)时，该认证信息将直接发送给数据模块1024。数据模块1024解析认证信息并从认证信息中得到主机号、主机类型、时间戳、区栋层房地址和自定义配置数据，将解析得到的信息进行记录从而得到配置数据，该配置数据具体包括在线主机表(由主机号和时间戳得到)、主机类型表(由主机类型得到)、主机位置信息表(由区栋层房地址得到)和主机配置数据表(由自定义配置数据得到)，还包括冲突故障状态表(由冲突检测模块1023的判断结果得到)。配置数据将根据收到的认证信息进行时刻更新，而且，配置数据中记录了消防网络中所有接入的消防控制器的运行参数，有利于消防控制器C0获知其他消防控制器C1的运行状态并与其建立通信连接。
上层通信接口1025与数据模块1024通信连接，用于上传认证信息至上层控制单元103并接收上层控制单元103的业务命令。
规则学习模块1026与数据模块1024、认证模块1026通信连接，用于将数据模块1024得到的配置数据形成发送规则表(该发送规则表包括报警类型信息和区栋层房地址)，用于接收数据模块1024转发的业务命令并根据发送规则表向认证模块发送控制命令，控制命令由认证模块1022(认证模块1022给该答复数据添加时间戳和密文以形成有效的认证信息)、底层通信单元101之后以组播通信或者点对点通信的方式发送给其他消防控制器，控制对应的消防控制器执行联动操作。
在本实施例中，联动操作是指具有相互联系的控制器所触发的操作，比如，接入消防网络100的第一消防控制器C11以组播通信形式向消防网络100发出了火灾报警的认证信息，消防控制器C0(假定该消防控制器C0具有消防信息显示功能)将接收该认证信息并在显示器上显示出第一消防控制器C11的火灾报警内容，这种在控制器上显示其他控制器报警信息的方式可称为联动操作。
一种用于消防系统的智能组网方法，如图3所示。
在本实施例中，为便于说明一消防控制器接入消防网络100并形成消防系统的具体过程，将第一消防控制器C11作为准备接入消防网络100的新设备，将第二消防控制器C12和第三消防控制器C0作为已接入消防网络100的设备(还有其他已接入的消防控制器，这里不再一一描述)。
第一消防控制器C11准备接入消防网络100时，该消防控制器C11首先以组播通信的方式向消防网络100中发送首次认证信息(该首次认证信息具有本实施例所要求认证信息的一般格式，区别在于自定义配置数据中包括有组网请求信息，组网请求信息用于申请连接消防控制器C12和C0)，第二消防控制器C12和第三消防控制器C0分别接收该首次认证信息，并分别以组播通信的方式向消防网络中发送应答认证信息(该应答认证信息具有本实施例所要求认证信息的一般格式，区别在于自定义配置数据中包括应答组网信息，应答组网信息用于在消防网络100中通报组网结果)。
下面将以第三消防控制器C0为例具体说明处理首次认证信息的过程，而第二消防控制器C12以及其他消防控制器处理首次认证信息的过程可以参照第三消防控制器C0。
见图2，底层通信单元101从消防网络100中接收首次认证信息并将其通过底层通信接口1021发送至认证模块1022，认证模块对该首次认证信息进行格式认证(格式认证的具体过程请参考上述相关内容，这里不再赘述)，通过格式认证的首次认证信息将被发送至冲突检测模块1023，冲突检测模块1023对该首次认证信息进行冲突检测(格式认证的具体过程请参考上述相关内容，这里不再赘述)，通过冲突检测的首次认证信息将被发送至收据模块1024，数据模块1024解析该首次认证信息并从信息中得到主机号、主机类型、时间戳、区栋层房地址和自定义配置数据，将这些信息记录至在线主机表、主机类型表、主机位置信息表和主机配置数据表，从而对配置数据进行了更新操作。数据模块1024将首次认证信息通过上层通信接口1025发送至上层控制单元103，上层控制单元103根据用于预设的逻辑功能判断是否同意第一消防控制器C11的组网请求，并将判断结果以业务命令的形式发送给数据模块1024，数据模块1024根据该业务命令更新在线主机表(若同意组网请求，则在线主机表中标记第一消防控制器C11的主机号为在线状态，若不同意组网请求，则在线主机表中标记第一消防控制器C11为离线状态)。数据模块1024将该判断结果发送至认证模块1022，认证模块根据认证信息的一般格式形成应答认证信息，该应答认证信息中包括第一消防控制器C11的主机号、主机类型、时间戳、区栋层房地址和自定义配置数据，其中自定义配置数据中具有判断结果形成的应答组网信息(该应答组网信息的内容为同意组网或者不同意组网)。底层通信单元101通过底层通信接口1021获得应答认证信息并将该应答认证信息以组播通信的方式发送至消防网络100。第一消防控制器C11接收到该应答认证信息，该应答认证信息经过第一消防控制器C11的认证模块之后直接传输至数据模块，第一消防控制器C11的数据模块根据应答认证信息中的应答组网信息判断第三消防控制器C0是否为在线状态，如果应答组网信息的内容为“同意”则在在线主机表中标记第三消防控制器C0为在线状态，反之，标记为离线状态。如果第一消防控制器C11获知第三消防控制器C0为“不同意”组网状态，则第一消防控制器C11周期性的以点对点通信方式向第三消防控制器C0发送首次认证信息，这里的周期性时间不做限制，这里周期性发送首次认证信息的目的是确保第一消防控制器C11能在第一时间与处于“同意”组网状态的第三消防控制器C0同步配置信息(同步配置信息的过程详见本段中数据模块1024对首次认证信息的处理过程)。
在本实施例中，当第一消防控制器C11发送的首次认证信息在到达第三消防控制器C0的冲突检测模块时未通过冲突检测时，则第一消防控制器C11将进行如图4所示的智能组网方法。结合图2，冲突检测模块1023解析首次认证信息并获得信息中的主机号，判断得到该主机号与第三消防控制器C0的主机号一样，则在数据模块1024中记录下该主机号并将该主机号相对应的消防控制器标记为冲突故障状态，即在数据模块1024的冲突故障状态表中记录第一消防控制器C11和第三消防控制器C0为冲突故障状态。数据模块1024将这种冲突故障状态通报至上层控制单元103，上层控制单元103记录该冲突故障并向显示器发送相应的冲突警示。数据模块1024根据该冲突故障状态更新在线主机表(在在线主机表中标记第一消防控制器C11为离线状态)。数据模块1024将冲突确认消息(该冲突确认消息用于确认第一消防控制器C11和第三消防控制器C0为冲突故障状态)发送至认证模块1022，认证模块根据认证信息的一般格式形成冲突认证信息，该冲突认证信息中包括第一消防控制器C11的主机号、主机类型、时间戳、区栋层房地址和自定义配置数据，其中自定义配置数据中为冲突确认信息。底层通信单元101通过底层通信接口1021获得冲突认证信息并将该冲突认证信息以组播通信的方式发送至消防网络100。消防网络100中的其他消防控制器接收该冲突认证信息，并在各自的数据模块中将第一消防控制器C11和第三消防控制器C0标记为冲突状态，将不再发送其认证信息给这两个消防控制器。此后，第三消防控制器C0以点对点通信的方式向第一消防控制器C11发送冲突遥测的认证信息(该冲突遥测用于检测对方是否还在发生冲突故障，该冲突遥测将在认证信息的自定义配置数据中体现)，第一消防控制器C0接收该冲突遥测并发出应答冲突遥测的认证消息(应答冲突遥测用于告知对方冲突故障的解决结果，该应答冲突遥测将在认证信息的自定义配置数据中体现)。如果应答冲突遥测的认证消息在第三消防控制器C0中通过了冲突检测，则数据模块1024将取消其冲突故障状态表中的相关标记，上层控制单元103取消相应的冲突警示并发出冲突恢复的业务命令，数据模块1024将在在线主机表中标记第一消防控制器C11为在线状态，进而，认证模块1022形成冲突恢复认证信息(该信息具有认证信息的一般格式)，该冲突恢复认证信息将以组播方式发送给消防网络100中的其他消防控制器并使这些消防控制器取消第一消防网络C11和第三消防网络C0的冲突状态。
在本实施例中，第三消防控制器C0为不断获知消防网络中其他消防控制器C1的运行状态，底层通信单元101会周期性(比如5秒)的发送心跳验证的认证信息(该心跳验证用于检测对方的在线状态，该心跳验证在认证信息的自定义配置数据中体现)，第二消防控制器C12接收该心跳验证，并以组播通信的方式发送首次认证信息以告知自己处于在线状态，如果第三消防控制器C0收到第二消防控制器C12的首次认证信息，则更新数据模块1024中的在线主机表并标记第二消防控制器C12为在线状态，如果超时(比如100秒)仍未收到第二消防控制器C12的首次认证信息，则更新数据模块1024中的在线主机表并标记第二消防控制器C12为离线状态。消防网络100中的其他消防控制器按照第二消防控制器C12执行相关操作。
在另一个实施例中，各个消防控制器不但能够接收首次认证信息并作出应答认证信息之外，还能做出报警认证信息或者接收报警认证信息。当第三消防控制器C0根据其消防功能触发火警时，该第三消防控制器C0将发出火警认证信息，具体过程为：上层控制单元103向数据模块1024发出火警预警的业务信息，数据模块1024将该业务信息传送给规则学习模块1026(规则学习模块中根据配置数据形成有发送规则表，发送规则表包含报警类型信息以及与报警类型信息相对应的区栋层房地址)，规则学习模块1026根据火警预警判断即将形成的火警认证信息发送给哪些消防控制器(例如该火警认证信息只让同层的消防控制器触发消防联动操作)，规则学习模块控制认证模块形成一条条的火警认证信息(每条火警认证信息的主机号由规则学习模块1026限定为同层的主机号，而自定义配置数据为火警预警内容)，进而将这些火警认证信息通过底层通信单元以点对点通信的方式发送到消防网络100。当第一消防控制器C11与第三消防控制器C0具有通信连接时，第一消防控制器C11舍弃不属于自己的火警认证信息，接收属于自己的火警认证信息，数据模块将该火警认证信息发送至上层控制单元并由上层控制单元判断是否触发第一消防控制器C11的消防联动操作(例如第一消防控制器C11为同层控制器且具有电气控制功能，则第一消防控制器C11执行电气切断操作)。接入消防网络100的所有消防控制器均具有各种报警认证信息的发送和接收功能，这里不再详细说明，但将通过下表1对本消防系统中所涉及的各种通信认证信息进行简要列举。
表1
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。