本发明属于一种报警装置,特别涉及一种全双工编码式调频电力载波微机自动监控防盗、防火系统。 有线通讯,顾名思义是以导线为媒介传递信息。传统的有线通讯是以专线、专缆传递信息,由于制造和铺设给人们带来了诸多不便;与之相反,电力线载波通讯是利用原建筑设施已有的普通电源线传递信息,随着现代通信技术的发展及计算机技术的应用,这项技术已逐步走向成熟,从而彻底解决了近百年来专线、专缆通信给人们带来的许多困扰。
目前所采用的报警装置都需设置专线、专缆,而将监测点的信号送到主机中,再由主机向分机输送信号,从而控制终端的防火、防盗等装置动作。这种报警装置的缺点是:需设置专线、专缆,因而增加了成本且安装不便,此外,其可靠性低、抗干扰性差且不易维修。
本发明就是将电力线载波通讯技术和计算机技术相结合,提供一种无专线、无施工且移动灵活、可靠性高、抗干扰性强并且有报警、显示、打印、控制执行等多种功能的全双工编码式调频电力载波微机自动监控防盗、防火系统。
本发明是这样实现的:它有一个由微机控制系统、外配显示屏、主机电源、通过接口板与微机控制系统相连的主机收信机和主机发信机构成的主机和若干个由与传感器相连的输入接线端子、双防探头输入整定电路、电平转换电路、数据锁存器和数字逻辑开关、分机发信机和分机收信机、逻辑处理单元、人工设定单元及联动信号电平输出电路、功率放大器和与执行器相连的输出接线端子及分机电源构成的分机,所说的主机发信机和分机发信机由光电隔离电路、电平转换电路、下行编码调制器、一次调制器、数字频率合成器、AFC(自动频率调控)调整器、倍频器、二次功率调制器、功率放大器和用于将射频调频功率信号经过高、低压隔离后送上电网的上线器构成,所说的主机收信机和分机收信机由用于将调频载波信号经隔离后从电网中取出的下线器、滤波器、压扩器、下限混频器、分频器、锁相器、解调器、解码器、电平转换电路和光电隔离电路构成,其中,主机收信机将分机发射机所发的射频调频信号转换为12位并行数据及地址信号,分机发信机将12位并行数据及地址信号转换为射频调频大功率信号,主机发信机将12位并行地址及数据信号变成射频调频信号,分机收信机将主机所发射频调频信号转换为并行12位数据及地址信号,所说的分机发信机、220V电网和主机收信机构成上行反馈通道,主机发信机、220V电网和分机收信机构成下行前向通道,主机与诸台分机的工作方式采用逐台全双工寻呼方式,首先将某台分机地址编码和欲查寻的状态编码由微机系统中的接口电路送接口板,再进入下行前向通道,而分机中传感器被触发后,所产生的电流电压信号经输入接线端子输入分机,经双防探头输入整定电路整定为CMOS电平,再经电平转换电路转换为TTL电平,并由锁存器锁定,相应分机一旦收到主机所发的状态查寻信号后,经逻辑处理单元发出信号指令将数字逻辑开关打开,使锁存器8位数据经上行反馈通道传输至主机中微机控制系统,若有报警信号,即通过微机控制系统中地人机通道和外配置显示屏分别执行显示,打印和声光报警,并发指令信号经下行前向通道,送分机中逻辑处理单元,该单元发出执行信号,经联动信号电平输出电路,功率放大器处理后,再经输出接线端子输出给执行器,从而实现闭环控制。
根据上述的全双工编码式调频电力载波微机自动监控防盗、防火系统,所说的上线器由一次线圈、并联在其两端的可变电容及串联的两个二次线圈和电容构成,所说的下线器的结构与上线器相似但其输入输出端子与上线器相反。
本发明的优点是:
1、本系统不拉专线、不用施工,免去了铺设电缆的工作量,缩短了工期,减少了投资,降低了工程成本;
2、由于不用专线,使本系统的年故障率降至最低,从而实现了线路长期免维护,为用户减少了长年维护费用;
3、分机移动性强,保卫人员可据具体情况随意移动布置分机及探头;
4、对探头的任意选择性强,即可用于防盗又可用于防火,也可同时增减探头数目;
5、本系统不惜代价采用现代通信技术,关键在于增强系统的抗干扰性和可靠性,使它即能抑制系统本身电子元器件工作不稳定所产生的干扰,又能克服外界恶劣的工作环境所引入的各种干扰,所以其抗干扰性极强;
6、本系统为闭环系统,具有回控联动输出功能;
7、本系统有智能故障自检及显示功能;
8、本系统可外配UPS不间断电源,使其在停电情况下不影响正常工作;
9、本系统采用全相覆盖技术,使其不受电网相间限制,适用范围更广泛;
10、该系统具有报警、显示、打印、控制防盗、防火执行装置动作等多种功能。
下面结合附图和实施例对本发明做详细说明:
图1是该系统总体分布图;
图2是该系统控制原理框图;
图3是主机原理框图;
图4是分机原理框图;
图5是上线器电路原理图;
图6是该系统工作主程序框图。
如附图所示,该防盗、防火系统由主机P、分机Q和220V电网构成,主机P中有一个由CPU(8031)、随机存贮器(6264)、只读存贮器(2764)和接口电路(8155)、人机通道组成的微机控制系统12及系统电源和通讯电源13、外配UPS不间断电源14和外配显示屏15,其中采用带自动掉电保护的日历、时钟蕊片(6242)做外定时,定时时间为2ms,并同时向接口电路(8155)的PB、PC口装入地址,从PA口读出数据,系统工作采用查寻方式,该微机控制系统12还采用软硬件结合的“开门狗”技术,信道数据受外界破坏后的自动等待及恢复技术(等待时间2s,2s后调自恢复判错子程序),上述技术的综合采用使该微机系统12在电源接口及信道方面具有很强的抗干扰能力,主机中还有分别接在220V电网和微机输入及输出接口板11、11′之间的主机收信机P1和主机发信机P2,所说的主机发信机P2由光电隔离电路10′、电平转换电路9′、下行编码调制器8′、一次调制器7′、数字频率合成器6′、AFC调整器5′、倍频器4′、二次功率调制器3′、功率放大器2′、上线器1′构成。所说的主机P与诸分机Q的工作方式采用逐台全双工寻呼方式,首先将某台分机地址编码和欲查寻的状态编码由微机系统12中的接口电路(8155)的PB口和PC口的低4位送接口板11′,经光电隔离电路10′、电平转换电路9′,使TTL电平成为CMOS电平,再经下行编码调制器8′进行下行编码,并以串行方式输出,再经一次调制器7′对串行码进行FSK(移频键控)一次调制,转化成ECL电平,用数字频率合成器6′(ECL乘法器芯片)进行数字频率合成,经AFC调整器5′(自动频率控制)调整后经倍频器4′进行28=256倍倍频,进入二次功率调制器3′、功率放大器2′,原有的并行12位数据到此变成了高频大功率调频信号,即变成了串行的已调信号,再经上线器1′送入电网,从而实现了三相(A、B、C相)的全相信号覆盖,所说的上线器1′的结构如图5所示,它由一次线圈L1、并联在其两端的可变电容C1、及串联的二次线圈L2、L3和电容C2构成,其中线圈的匝数比为L1∶L2∶L3=2∶1∶1,L1匝数根据实际情况可选为50~200T(匝),主机P的收信机P1由下线器1、滤波器2、压扩器3、下限混频器4、分频器5、锁相器6、解调器7、解码器8、电平转换电路9、光电隔离电路10构成,即为上行前向通道,其中下线器1的结构同上线器1′的结构相似,只是输入输出端子同上线器1′相反且其一次线圈与二次线圈的匝数比为1∶1∶10,当分机Q从电网中收到主机P所发的寻呼信号后,立刻将带有自己状态的信号经电网发给主机P,主机上行前向通道中的前置下线器1将该信号从电网中取出,然后经滤波器2进行滤波,再经压扩器3对幅值进行处理后,变成ECL电平送入下限混频器4(由ECL芯片组合而成)后,经分频器5对其输出进行28倍分频,对分频后信号解调,对解调输出信号进行解码,并使串行的四位数据变成并行,经电平转换、光电隔离后入接口板11,这时CPU单元(8031)可从接口电路(8155)芯片PA口读出8位数据:
其中可设定:第8位为“1”时表故障或是受到了外界干扰,可提供抗干扰功能启始信号;为“0”时表示低4位完全正常。低4位则为主机P所需的状态数据,主机P连读两次将每次所读的低4位组合在一起,可得一个完整的8位状态数,读四次则可知道分机Q的全部状态:
所以,至下而上可以组成的报警点状态为
1
1 第n号警点“火”情
n
0
1 第n号警点“匪”情
n
1
0 第n号警点无报警
n
只要第2字节中任一位为“1”即有报警,CPU便立刻调报警子程序,通过人机接口通道和显示屏15分别执行显示,打印和声光报警,即完成主机的整个工作过程。
所说的分机收信机Q1(下行信道收信系统)、分机发信机Q2(上行信道发信系统)、逻辑处理单元16、人工设定单元17、联动信号电平输出电路18、功率放大器19、与执行器相连的输出接线端子20和与防盗、防火传感器(双防探头)相连的输入接线端子21、双防探头输入整定电路22、电平转换电路23、锁存器24和与逻辑处理单元16及上行信道发信系统Q2(分机发信机)相连的数字逻辑开关25及系统电源、通信电源26、外配UPS不间断电源27构成分机,所说的下行信道收信系统Q1(分机收信机)与主机上行前向通道P1(主机收信机)的结构相同,所说的上行信道发信系统(分机发信机)Q2与主机下行反向通道P2(主机发信机)的结构相同,每一个分机Q可配6~8个防盗、防火传感器,其类别和工作状态由人工设定单元设定,当传感器被触发后,所产生的电流电压信号经输入接线端子21输入分机,经双防探头输入整定电路22整定为CMOS电平,再经电平转换电路23转化为TTL电平,并由锁存器24将数据锁定,一旦分机Q收到主机P所发的状态查寻信号后,经逻辑处理单元16发出信号指令将数字逻辑开关25打开,使锁存器24中8位数据进入上行信道发信系统Q2(分机发信机)中,再送上220V电网,进而发向主机P;主机P收信后,又发指令信号经下行信道入分机Q,送逻辑处理单元16,该单元发出执行信号,经联动信号电平输出电路18、功率放大器19处理后,再经输出接线端子20输出给执行器,打开执行器开关,使防火、防盗执行装置工作,从而实现了闭环控制。
该系统主、分机间为全双工通讯,分别占有两个不同的信道(即上、下行信道),间隔为100~500KHZ,所以,不存在频率混叠问题。
该系统工作的主程序框图如图5所示,图中H-贮存单元,即分机地址:
首先,经程序初始化,再向接口电路(8155)B口、C口发出所要查的分机地址及数据,延时设定时间(10ms)后,以使信道所传输数据稳定,读接口电路(8155)A口,读得稳定数据,对数据进行处理,若有报警,即调报警子程序,进行报警、显示、打印,再重新设定延时,查寻下一个分机地址,重复上述过程。
每台主机P可带数十至数百台小型分机Q,具体数目可由主机内数码拨盘设定;主机具有各报警点的火、匪警、系统断电及故障等类别、警点号及时间的数字显示;可外配大型警区、警点、类别三色(红、黄、绿)固定式数字、光标总体显示屏;多点、多类别同时报警时,可一目了然其位置及事态的发展过程;具有与报警类别(火、匪、故障)对应的三声警笛三色光闪耀系统;主机带有打印机,可自动打印出报警时间及警点所有信息;平时主机数显窗为自动日历及定点音乐报时;主机有消音键及联动装置的复位键;主机配UPS不间断电源14,一旦停电时,后备电源自动工作,使系统仍能不间断的正常工作,来电时又自动切换到普通交流电源上。分机具有发射两探头输出信号及接收主机指令、发出联动信号的功能,分机可携带6-8个双防探头,探头类别和工作状态靠机内拨号开关(即人工设定单元)设定,一组设定工作状态,另一组设定探头类别,不用的空闲探头可用工作开关取消;分机可外配50WUPS不间断电源27,在停电时可自动切换,仍维持分机正常工作。