利用消防电缆打开安全门的系统和方法.pdf

一种用于打开安全门的系统，包括：消防电缆，用于连接位于安全门位置的远程消防电缆终端和提供电力的应急电源；与消防电缆电气连接的管理单元，用于从自动探测器接收探测信号并输出用于打开安全门的控制信号，并通过将控制信号与电力线频率合成产生电力线信号，接着通过消防电缆发送控制信号；以及与远程消防电缆终端电气连接的自动打开单元，用于从管理单元通过消防电缆发送的电力线信号中分离出控制信号，然后根据分离的控制信号，输出操作信号打开安全门。

1.  一种用于打开安全门的系统，包括：
消防电缆，用于连接应急电源和装在安全门安装位置的远程消防电缆终端，并提供电流；
与消防电缆电气连接的管理装置，用于从自动探测器接收探测信号并输出控制信号打开安全门，所述管理装置通过将控制信号与电力线频率合成产生电力线信号，然后通过消防电缆发送合成的电力线信号；以及
与远程消防电缆终端电气连接的自动打开装置，用于从管理装置通过消防电缆发送的电力线信号中分离出控制信号，然后根据分离的控制信号，输出操作信号打开安全门。

2.  如权利要求1所述的用于打开安全门的系统，
其中远程消防电缆终端是装在安全门附近的安全出口灯。

3.  如权利要求1所述的用于打开安全门的系统，其中自动打开装置包括：
第一滤波器/合成单元，用于将通过消防电缆发送的电力线信号分离成电力信号和数据信号；
第一通讯模块，用于接收和处理通过第一滤波器/合成单元分离出的数据信号；
第一中央控制器，用于根据第一通讯模块接收和处理的数据信号输出安全门打开控制信号；以及
打开单元控制器，用于根据从第一中央控制器接收的安全门打开控制信号输出安全门打开信号。

4.  如权利要求3所述的用于打开安全门的系统，还包括监视器装置，用于检测安全门的打开状态，然后发送一个告知打开状态的信号到打开单元控制器。

5.  如权利要求3所述的用于打开安全门的系统，
其中自动打开装置还包括第一手动操作单元，用于向第一中央控制器输出手动打开信号，从而手动打开安全门。

6.  如权利要求1所述的用于打开安全门的系统，其中管理装置包括：
信号接收单元，用于从自动探测器接收探测信号；
第二中央控制器，用于根据信号接收单元发送的探测信号，输出数据信号打开安全门；
第二通讯模块，用于处理和发送从第二中央控制器输出的数据信号；以及
第二滤波器/合成单元，用于将第二通讯模块发送的数据信号与电力线频率合成，然后将合成的数据信号发送到消防电缆。

7.  如权利要求6所述的用于打开安全门的系统，
其中管理装置还包括控制板，用于从第二中央控制器接收状态信号，然后打开安全出口灯或通过扬声器发出警报。

8.  如权利要求6所述的用于打开安全门的系统，
其中管理装置还包括第二手动操作单元，用于向第二中央控制器输出手动打开信号，从而手动打开安全门。

9.  一种用于打开安全门的系统，包括：
消防电缆，用于连接应急电源和装在安全门安装位置的远程消防电缆终端，并提供电流；
与应急电源附近的消防电缆电气连接的管理装置，用于从自动探测器接收探测信号，并输出控制信号打开安全门，所述管理装置通过将控制信号与电力线频率合成产生电力线信号，然后通过消防电缆发送合成的电力线信号；以及
与远程消防电缆终端附近的消防电缆电气连接的自动打开装置，用于从管理装置通过消防电缆发送的电力线信号中分离出控制信号，然后根据分离的控制信号，输出操作信号打开安全门。

10.  一种用于打开安全门的方法，包括如下步骤：
根据探测信号输出打开安全门的控制信号；
通过将控制信号与电力线频率合成产生电力线信号；
通过消防电缆发送产生的电力线信号；
从通过消防电缆发送的电力线信号中分离出控制信号；以及
根据分离的控制信号输出操作信号，打开安全门。

11.  一种用于打开安全门的方法，包括如下步骤：
根据手动操作信号输出打开安全门的控制信号；
通过将控制信号与电力线频率合成产生电力线信号；
通过消防电缆发送产生的电力线信号；
从通过消防电缆发送的电力线信号中分离出控制信号；以及
根据分离的控制信号输出操作信号，打开安全门。

12.  一种用于打开安全门的方法，包括如下步骤：
根据手动操作信号输出打开安全门的控制信号；
根据操作信号打开安全门；
根据安全门的打开输出状态信号；
通过将状态信号与电力线频率合成产生电力线信号；
通过消防电缆发送产生的电力线信号；
从通过消防电缆发送的电力线信号中分离出状态信号；以及
根据分离的状态信号输出状态显示信号。

13.  一种使用一个系统来打开安全门的方法，所述系统包括：消防电缆，用于连接应急电源和装在安全门安装位置的远程消防电缆终端，并提供电流；电气连接到消防电缆的管理单元；以及电气连接到远程消防电缆终端的自动打开单元，用于操作安全门，所述方法包括如下步骤：
根据探测信号从管理单元输出打开安全门的控制信号；
通过将控制信号与电力线频率合成产生电力线信号；
通过消防电缆将产生的电力线信号发送到自动打开单元；
从通过消防电缆发送的电力线信号中分离出控制信号；以及
根据分离的控制信号输出操作信号，打开安全门。

14.  如权利要求13所述的用于打开安全门的方法，还包括如下步骤：
监视安全门的打开状态，产生监视信号并接着将监视信号发送到自动打开单元；
通过将监视信号与电力线频率合成产生电力线信号；
通过消防电缆将电力线信号发送到管理单元；
从通过消防电缆发送的电力线信号中分离出监视信号；以及
根据监视信号产生状态显示信号。

利用消防电缆打开安全门的系统和方法
技术领域
本发明涉及利用消防电缆打开安全门的系统和方法，更具体地，涉及自动安全门打开系统，该系统能够利用消防电缆在诸如火灾等紧急情况下打开安全门，而不必安装任何单独的专用线路，并且还涉及用于自动打开安全们的方法。
背景技术
配备安全门自动打开系统，是为了在发生火灾时，人们能快速有效地从建筑物中逃离。这种安全门自动打开系统一般包括用于操作安全门打开的打开单元，以及用于控制和管理操作单元的控制单元。通常，系统需要很大的安装成本，因为打开单元和控制单元是通过单独的专用线路连接的。换言之，在传统消防系统中，安全门自动打开系统的线路布设，需要与安全出口灯、火灾检测设备以及消防管理中心分离。
作为选择，提出了一种在打开单元和控制单元中安装无线发射/接收装置以及利用此装置发射/接收控制信号的方法。但是，这种方法也需要大量的工作和较高的成本，因为无线发射/接收装置需要安装到每个打开单元上。
发明内容
本发明的设计是为了解决先前技术的上述问题，因此本发明的一个目的是提供一种用于自动打开安全门的系统，所述系统利用已经存在于建筑物中的消防电缆可以容易地安装。
本发明的另一个目的是提供一种用于自动打开安全门的系统，所述系统通过现存地消防电缆实现控制单元和打开单元之间的电力线通讯。
并且，本发明的再一个目的是提供一种利用现存的消防电缆打开安全门的方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于打开安全门的系统，该系统包括：消防电缆，用于连接应急电源和装在安全门安装位置的远程消防电缆终端，并提供电流；电气连接到消防电缆的管理装置，用于从自动探测器接收探测信号并输出控制信号打开安全门，管理装置通过将控制信号与电力线频率合成产生电力线信号并接着通过消防电缆发送合成的电力线信号；以及电气连接到远程消防电缆终端的自动打开装置，用于从管理装置通过消防电缆发送的电力线信号中分离出控制信号，然后根据分离的控制信号，输出操作信号打开安全门。
优选地，远程消防电缆终端是装在安全门附近的安全出口灯。
优选地，自动打开装置可以包括：第一滤波器/合成单元，用于将通过消防电缆发送的电力线信号分离成电力信号和数据信号；第一通讯模块，用于接收和处理通过第一滤波器/合成单元分离的数据信号；第一中央控制器，用于根据第一通讯模块接收和处理的数据信号输出安全门打开控制信号；以及打开单元控制器，用于根据从第一中央控制器接收的安全门打开控制信号输出安全门打开信号。
另外，根据本发明的用于打开安全门的系统还可以包括监视装置，用于检测安全门的打开状态然后将告知打开状态的信号发送到打开单元控制器。
优选地，自动打开装置还可以包括第一手动操作单元，用于向第一中央控制器输出手动打开信号，从而手动打开安全门。
优选地，管理装置还可以包括：从自动探测器接收探测信号的信号接收单元；第二中央控制器，用于根据信号接收单元发送的探测信号输出数据信号打开安全门；第二通讯模块，用于处理和发送从第二中央控制器输出的数据信号；以及第二滤波器/合成单元，用于将第二通讯模块发送的数据信号与电力线频率合成，并接着将合成的数据信号发送到消防电缆。
优选地，管理装置还可以包括控制板，用于从第二中央控制器接收状态信号，并接着打开安全出口灯或通过扬声器发出警报。
更优选地，管理装置还可以包括第二手动操作单元，用于向第二中央控制器输出手动打开信号，从而手动打开安全门。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于打开安全门的系统，该系统包括：消防电缆，用于连接应急电源和装在安全门安装位置的远程消防电缆终端，并提供电流；管理装置，电气连接到位于应急电源附近的消防电缆，用于从自动探测器接收探测信号并输出控制信号打开安全门，该管理装置通过将控制信号与电力线频率合成产生电力线信号并接着通过消防电缆发送合成的电力线信号；以及自动打开装置，电气连接到远程消防电缆终端附近的消防电缆，用于从管理装置通过消防电缆发送的电力线信号中分离控制信号，并接着根据分离的控制信号，输出操作信号打开安全门。
根据本发明的另一个方面，还提供一种用于打开安全门的方法，该方法包括如下步骤：根据探测信号输出打开安全门的控制信号；通过将控制信号与电力线频率合成产生电力线信号；通过消防电缆发送产生的电力线信号；从通过消防电缆发送的电力线信号中分离出控制信号；以及根据分离的控制信号输出操作信号打开安全门。
根据本发明的另一个方面，还提供一种用于打开安全门的方法，该方法包括如下步骤：根据手动操作信号输出打开安全门的控制信号；通过将控制信号与电力线频率合成产生电力线信号；通过消防电缆发送产生的电力线信号；从通过消防电缆发送的电力线信号中分离出控制信号；以及根据分离的控制信号输出操作信号打开安全门。
根据本发明的另一个方面，还提供一种用于打开安全门的方法，该方法包括如下步骤：根据手动操作信号输出打开安全门的控制信号；根据操作信号打开安全门；根据安全门的打开输出状态信号；通过将状态信号与电力线频率合成产生电力线信号；通过消防电缆发送产生的电力线信号；从通过消防电缆发送的电力线信号中分离出状态信号；以及根据分离的状态信号输出状态显示信号。
根据本发明的另一个方面，还提供一种使用一个系统来打开安全门的方法，所述系统包括：消防电缆，用于连接应急电源和装在安全门安装位置的远程消防电缆终端，并提供电流；电气连接到消防电缆的管理单元；以及自动打开单元，电气连接到远程消防电缆终端，用于操作安全门。所述方法包括如下步骤：根据探测信号从管理单元输出打开安全门的控制信号；通过将控制信号与电力线频率合成产生电力线信号；通过消防电缆将产生的电力线信号发送到自动打开单元；从通过消防电缆发送的电力线信号中分离出控制信号；以及根据分离的控制信号输出操作信号打开安全门。
优选地，根据本发明的打开安全门的方法还可以包括如下步骤：监视安全门的打开状态，产生监视信号并接着将监视信号发送到自动打开单元；通过将监视信号与电力线频率合成产生电力线信号；通过消防电缆将电力线信号发送到管理单元；从通过消防电缆发送的电力线信号中分离出监视信号；以及根据监视信号产生状态显示信号。
附图说明
在下面详细的描述中，将结合附图，对本发明优选实施例的上述和其它特征、方面和优点进行更充分地说明。在附图中：
图1是表示根据本发明，利用消防电缆自动打开安全门的系统的模块图；以及
图2是表示根据本发明，利用消防电缆自动打开安全门的系统的操作流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细地描述本发明的优选实施例。
图1表示根据本发明的一个优选实施例，用于自动打开安全门的系统的结构。参看图1，本发明的安全门自动打开系统包括：用于接收紧急信号然后打开安全门(未图示)的自动打开单元100，以及用于探测诸如火灾等紧急状态并输出紧急信号以操作自动打开单元100的管理单元200，。
根据本发明，自动打开单元100安装在建筑物的楼梯或出口，处于安全门安装的位置，同时管理单元200装在监视火灾或控制所有系统的中央管理室或控制室。具体地，自动打开单元100电气连接到安全门附近，例如位于安全门上方的安全出口灯10。如同本领域内公知的，安全出口灯是在发生火灾或停电时用于引导人们到达出口的灯，它主要与安全门装在一起。根据本发明，由于自动打开单元100电气连接到安全门附近的安全出口灯10，因此不需要铺设任何额外的专用线路，如下所述。虽然在此实施例中给出自动打开单元100连接到安全出口灯10，但自动打开单元100也可以连接到安全门附近的火灾报警灯或其它火灾灭火设备上，并不限于这些装备。下面，在说明书和权利要求书中，将装在安全门附近的安全出口灯、火灾报警灯和灭火设备统称为“远程消防电缆终端”。这种远程消防电缆终端通过电缆连接到中央管理室的应急电源20，并由此提供电源。这种电缆在说明书和权利要求书中称为“消防电缆30”。
管理单元200的安装，使其电气连接到诸如中央管理室的管理者所在区域中的应急电源20，更具体地是连接到消防电缆30。
自动打开单元100包括：第一中央控制器110，用于根据从管理单元200接收的应急控制信号控制每个部分，并输出安全门打开控制信号；第一滤波器/合成单元120，用于从接收的电力线信号中分离出电源和数据信号，或者将电源和数据信号合成；第一通讯模块130，用于接收从第一滤波器/合成单元120发送的数据信号；以及打开单元控制器140，用于接收从第一中央控制器110接收安全门打开信号并输出安全门操作信号。
参考数字150表示第一电池，用于即使在电源中断时也能连续地为自动打开单元100提供电流。参考数字160表示用于手动打开安全门的第一手动操作单元。参考数字40表示安全门操作单元，用于从打开单元控制器140接收安全门操作信号并接着操作安全门打开。参数数字50表示监视器，用于监视安全门的打开状态。
管理单元200包括：第二中央控制器210，用于控制每个部分并接收探测信号，根据探测信号输出应急控制信号；第二通讯模块220，用于发送第二中央控制器210输出的数据信号；信号接收单元230，用于接收在自动探测器60探测到诸如火灾等紧急状态时发出的信号；以及第二滤波器/合成单元240，用于将第二通讯模块220输出的数据信号与电力线频率耦合，以合成电力线信号。
另外，管理单元200还可以包括控制板250，上面有报警灯(未图示)，用于视觉上观察紧急状态的发生或安全门的打开状态，或者有产生音频警报的扬声器(未图示)。
此外，参考数字260表示第二电池，它即使在电源中断时也能连续地为管理单元200提供电流。参考数字270表示第二手动操作单元，用于手动操作安全门。
另外，自动探测器60可以包括能够探测火灾或烟雾的各种类型传感器，以及火灾探测传感器。
下面，将参考图2详细说明具有上述结构的本发明自动安全门打开系统的操作。
首先，管理单元200的第二中央控制器210持续判断是否收到通知火灾的探测信息(步骤S300)。这个探测信号是在自动探测器60感应到火灾或烟雾时产生的。换言之，当发生火灾时，自动探测器60输出火灾探测信号，这个探测信号由信号接收单元230接收，并接着发送到第二中央控制器210。
随后，如果确定收到探测信号，则第二中央控制器210输出应急控制信号操作安全门(步骤S310)。优选地，第二中央控制器210可以将单独的输出信号发送到控制板250，从而打开报警灯或通过扬声器发出警报。
在步骤S320中，通过消防电缆30发送输出的应急控制信号。具体地，从第二中央控制器210输出的数据信号，通过第二通讯模块220发送到第二滤波器/合成单元240，并且第二滤波器/合成单元240将数据信号与电力线频率合成，用于实现电力线通讯(PLC)。如同本领域公知的，在电力线的频率带宽中，与传输电力的频率(60Hz)相比，PLC可以在更宽的带宽(1～30MHz)频率下交换数据。虽然PLC由于在抗噪音能力方面非常弱因而一般会有非常大的数据损失，但本发明使用的消防电缆，由于埋在建筑物的墙壁中，可以避免强电流过电气设备(诸如空调或音响)的干扰，并且由于它装在较短的距离内，因此可以在没有噪音或数据损失的条件下有效地使用。将如上所述合成的电力线信号通过消防电缆30发送到自动打开单元100，自动打开单元100电气连接到远程消防电缆终端，如安全出口灯10。
在第一滤波器/合成单元120中，将发送的电力线信号重新分离成电力信号和数据信号。分离的数据信号也通过通讯模块130发送到第一中央控制器110。
第一中央控制器110判断是否收到应急控制信号(步骤S330)。如果收到应急控制信号，则第一中央控制器110输出用于打开安全门的打开控制信号，然后将打开控制信号发送到打开单元控制器140(步骤S340)。
打开单元控制器140判断是否从第一中央控制器110收到打开控制信号(步骤S350)。如果收到，则打开单元控制器140输出用于打开安全门的安全门操作信号(步骤S360)。
安全门操作信号发送到安全门操作单元40，接着安全门操作单元40操作安全门打开(步骤S370)。
根据本发明，安全门的打开状态受到持续监视，并通知管理单元200所在的中央管理室中的管理员。具体地就是，安全门的打开状态由监视器50检测，检测产生的监视信号发送到打开单元控制器140。
如果打开单元控制器140根据监视信号确定安全门异常，如不恰当地打开，这个情况通知第一中央控制器110，从而第一中央控制器110输出异常信号。
输出的异常信号在第一通讯模块130中转换成数据包，接着在第一滤波器/合成单元120中与电力线频率合成。接着，将合成的电力线信号通过消防电缆30发送到管理单元200，消防电缆30连接远程消防电缆终端10和应急电源20，从而第二滤波器/合成单元240分离和提取数据信号。分离的数据信号再通过第二通讯模块220发送到第二中央控制器210。第二中央控制器210向控制板250输出报警信号，例如，通过控制板250上的闪烁报警灯或通过扬声器发出警报，将安全门的异常状态通知管理者。
根据本发明，安全门可以手动打开。这种安全门的手动打开可以在中央管理室中的遥控板上利用管理单元200执行，或者通过位于安全门附近的自动打开单元100执行。
首先，如果位于管理单元200附近的管理者操作手动操作单元270，则第二中央控制器210输出安全门手动打开信号。如上所述，此输出信号通过第二通讯模块220发送，在第二滤波器/合成单元220中与电力频率波合成，并接着通过消防电缆30发送到自动打开单元100。
随后，在自动打开单元100的第一滤波器/合成单元120中分离的数据信号，由第一中央控制器110通过第一通讯模块130接收，然后第一中央控制器通过输出安全门打开控制信号指令打开安全门，如上所述。
另一方面，为了通过使用位于自动打开单元100附近的第一手动操作单元160打开安全门，第一中央控制器110通过第一通讯模块130，将打开控制信号发送到打开单元控制器140，以及将安全门打开状态信号发送到管理单元200。打开状态信号按与上述相同的方式合成在电力线信号中，并接着通过消防电缆30发送到管理单元200。在第二滤波器/合成单元240中处理发送的电力线信号，从电力线信号中分离数据信号。分离的数据信号由第二中央控制器210接收，并由此将状态显示信号输出到控制板250。这样，控制板250通过诸如打开安全出口灯的方式，使管理者看到安全门的打开状态。
根据本发明的自动安全门打开系统也可以包括第一和第二电池150和260，从而即使应急电源20由于电源中断而停止工作，也能利用电池电源保证通过消防电缆30的通讯。
工业适用性
根据本发明的自动安全门打开系统，利用现存的消防电缆控制安全门的打开，而不必安装任何独立的专用线路，从而可以以低的成本建设和安装该系统。在现存的建筑物中建设的消防电缆事实上已经从中央管理室中的应急电源，通过电力线网络连接到每个安全门的位置。这样，本发明的安全门打开系统可以通过中心集束方式集中管理安全门的打开，而不需要建设单独的专用网络。
本发明已经详细地进行了说明，但是，应该理解的是，详细的说明和具体的例子，虽然解释了本发明的优选实施例，但仅仅是用于解释，因为对于本领域内的一般技术人员，从上面详细描述中可以清楚地看出在本发明精神和范围内作不同变化和修改。