智能消防应急照明系统.pdf

本发明涉及一种智能消防应急照明系统，包括主控制器、备用电源、电源分配箱及智能消防应急指示灯，在电源分配箱内安装有智能应急总线控制器，该总线控制器由主电源单元、主控制单元、CAN通讯单元及8个回路控制单元构成，主电源单元接受外部12～36V的电压输入，将其转换成5V电压分别输出给主控制单元、各回路控制单元及CAN通讯单元，CAN通讯单元通过CAN通讯总线接收外部主控制器的通讯信号并将该通讯信号输送给主控制单元，主控制单元再将该通讯信号输出给各回路控制单元实现各个回路的通讯操作。本系统采用分布式设计思路，将产品划分成模块化单元，采用并行结合串行通讯的方式实现快速的通讯和控制，大大提高了系统的可靠性和实时性。

权利要求书1.  一种智能消防应急照明系统，包括主控制器、备用电源、电源分配箱及智能消防应急 指示灯，电源分配箱的输入端分别与主控制器通过CAN通讯总线连接、与备用电源连接、与 市电连接，电源分配箱的输出端通过CAN通讯总线及电源线与智能消防应急指示灯连接，其 特征在于：在电源分配箱内安装有智能应急总线控制器，该总线控制器由主电源单元、主控 制单元、CAN通讯单元及8个回路控制单元构成，主电源单元接受外部12～36V的电压输入， 将其转换成5V电压分别输出给主控制单元、各回路控制单元及CAN通讯单元，CAN通讯单元 通过CAN通讯总线接收外部主控制器的通讯信号并将该通讯信号输送给主控制单元，主控制 单元再将该通讯信号输出给各回路控制单元实现各个回路的通讯操作。 2.  根据权利要求1所述的智能消防应急照明系统，其特征在于：所述的回路控制单元的 电路由两部分构成，上部采用大功率的MOSFET为总线单元供电，同时通过脉冲控制与灯进行 通讯操作；下部采用运放实现对于灯回应信号的检测功能。 3.  根据权利要求1所述的智能消防应急照明系统，其特征在于：所述的CAN通讯单元内 部采用SJA1000实现增强型的CAN的通讯。 4.  根据权利要求1所述的智能消防应急照明系统，其特征在于：所述的智能消防应急指 示灯的电路由终端通讯单元、灯源控制单元、终端电源单元及终端控制单元构成，终端通讯 单元的输入端与无极性两CAN通讯总线连接，输出端与终端控制单元连接，终端控制单元还 分别与灯源控制单元及终端电源单元连接，实现对于通讯的操作、灯源的控制及检测、终端 电源故障的检测功能，终端电源单元为智能消防应急指示灯的供电单元，将外界输入的DC27V 电压无极性转换为5V，为智能消防应急指示灯供电。 5.  根据权利要求1所述的智能消防应急照明系统，其特征在于：所述智能消防应急指示 灯的电流采用恒流源控制。

说明书智能消防应急照明系统
技术领域
本发明属于照明领域，涉及智能应急照明，尤其是一种智能消防应急照明系统。
背景技术
随着建筑智能化的发展，新技术产品不断推出，作为现代大型建筑中一个至关重要的安 全保障体系，应急照明系统智能化发展势在必行。智能应急照明系统采用监控方式，通过信 息技术、计算机技术和自动控制技术对楼宇内的消防安全通道进行实时监控，以达到产品维 护、安全疏散智能化的目的。
智能应急照明系统包括主控制器、EPS应急电源、电源分配箱、总线控制器、集中控制 型消防应急标志灯组成。在建筑物内疏散通道的地面或靠近地面的墙上每隔一定的距离埋设 一只集中控制型消防应急标志灯，消防应急标志灯沿疏散路线埋设直至通向任何一个安全出 口。所有的集中控制型消防应急标志灯通过总线方式连入总线控制器。
现有的智能消防应急系统不稳定、可靠性低、安装不方便、抗干扰能力差，而且成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种稳定、可靠、抗干扰能力强的智 能消防应急照明系统。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种智能消防应急照明系统，包括主控制器、备用电源、电源分配箱及智能消防应急指 示灯，电源分配箱的输入端分别与主控制器通过CAN通讯总线连接、与备用电源连接、与市 电连接，电源分配箱的输出端通过CAN通讯总线及电源线与智能消防应急指示灯连接，在电 源分配箱内安装有智能应急总线控制器，该总线控制器由主电源单元、主控制单元、CAN通 讯单元及8个回路控制单元构成，主电源单元接受外部12～36V的电压输入，将其转换成5V 电压分别输出给主控制单元、各回路控制单元及CAN通讯单元，CAN通讯单元通过CAN通 讯总线接收外部主控制器的通讯信号并将该通讯信号输送给主控制单元，主控制单元再将该 通讯信号输出给各回路控制单元实现各个回路的通讯操作。
而且，所述的回路控制单元的电路由两部分构成，上部采用大功率的MOSFET为总线单 元供电，同时通过脉冲控制与灯进行通讯操作；下部采用运放实现对于灯回应信号的检测功 能。
而且，所述的CAN通讯单元内部采用SJA1000实现增强型的CAN的通讯。
而且，所述的智能消防应急指示灯的电路由终端通讯单元、灯源控制单元、终端电源单 元及终端控制单元构成，终端通讯单元的输入端与无极性两CAN通讯总线连接，输出端与终 端控制单元连接，终端控制单元还分别与灯源控制单元及终端电源单元连接，实现对于通讯 的操作、灯源的控制及检测、终端电源故障的检测功能，终端电源单元为智能消防应急指示 灯的供电单元，将外界输入的DC27V电压无极性转换为5V，为智能消防应急指示灯供电。
而且，所述智能消防应急指示灯的电流采用恒流源控制。
本发明的优点和积极效果是：
1、本系统采用分布式设计思路，将产品划分成模块化单元，采用并行结合串行通讯的方 式实现快速的通讯和控制，大大提高了系统的可靠性和实时性。
2、本系统采用多台电源分配箱可以灵活控制现场设备，可以按照防火分区实现控制，多 台电源分配箱并行运行大大提高了产品的可靠性。
3、本系统的CAN通讯总线采用两总线操作，总线无极性安装，便于工程上的安装操作。
4、本系统总线控制器能够实现对于静电、浪涌、脉冲群的抗干扰设计，保证设备能够稳 定的工作。
5、本系统总线控制器的回路单元采用单独的分离元器件进行设计，最多可以控制40盏 灯的通讯和供电，接收每一盏灯的通讯信号，进行处理，同时为每一盏灯的通讯供电。
6、本系统采用最小的分离器件实现恒流源的控制可以做到简单，可靠，成本低。
附图说明
图1为本系统的硬件连接关系示意图；
图2为智能应急总线控制器的电路框图；
图3为智能应急总线控制器回路控制单元的电路图；
图4为智能消防应急指示灯的电路框图；
图5为智能消防应急指示灯的恒流源控制电路图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不 是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种智能消防应急照明系统，包括主控制器、备用电源、电源分配箱及智能消防应急指 示灯，电源分配箱的输入端分别与主控制器通过CAN通讯总线连接，与备用电源连接，与市 电连接，电源分配箱的输出端通过CAN通讯总线及电源线与智能消防应急指示灯连接。主控 制器对内控制管理电源分配箱及智能消防应急指示灯，对外与消防报警控制器连接实现智能 应急报警；主控制器最多可以管理32台电源分配箱，通过CAN通讯总线实现数据的通讯连 接，每台电源分配箱最多可以管理40盏智能消防应急指示灯，实现指示灯的通讯管理和供电 管理。电源分配箱通过CAN通讯总线实现与主控制器的通讯连接及对指示灯的通讯控制。指 示灯通过无极性两CAN通讯总线与电源分配箱通讯，同时通过无极性的两电源线供电。指示 灯实时接收电源分配箱的通讯控制信号实现箭头的控制，同时实时将自身的状态信息传送给 主控制器。(如图1所示)
在电源分配箱内安装有智能应急总线控制器，该总线控制器由主电源单元、主控制单元、 CAN通讯单元及8个回路控制单元构成，主电源单元接受外部12～36V的电压输入，将其转 换成5V电压分别输出给主控制单元、各回路控制单元及CAN通讯单元，CAN通讯单元通 过CAN通讯总线接收外部主控制器的通讯信号并将该通讯信号输送给主控制单元，主控制单 元再将该通讯信号输出给各回路控制单元实现各个回路的通讯操作。(如图2所示)
所述的回路控制单元的电路如图3所示，由两部分构成，上部采用大功率的MOSFET为 总线单元供电，同时通过脉冲控制与灯进行通讯操作；下部采用运放实现对于灯回应信号的 检测功能。该电路采用单独的分离元器件进行设计，最多可以控制40盏灯的通讯和供电，接 收每一盏灯的通讯信号，进行处理，同时为每一盏灯的通讯供电。
所述的CAN通讯单元内部采用SJA1000实现增强型的CAN的通讯，该通讯单元用于和 主控制器及智能消防应急指示灯进行通讯，可靠性高。
所述的智能消防应急指示灯的电路框图如图4所示，由终端通讯单元、灯源控制单元、 终端电源单元及终端控制单元构成，终端通讯单元的输入端与无极性两CAN通讯总线连接， 输出端与终端控制单元连接，终端控制单元还分别与灯源控制单元及终端电源单元连接，实 现对于通讯的操作、灯源的控制及检测、终端电源故障的检测功能。终端电源单元为智能消 防应急指示灯的供电单元，将外界输入的DC27V电压无极性转换为5V，为智能消防应急指 示灯供电。
其中，控制指示灯亮度的电流采用恒流源设计，本恒流源电路采用最小的分离器件实现 恒流源的控制，保证指示灯长时间使用亮度不变。如图5所示，当三极管打开之后由于RC3 控制的为5VDC，所以是R36两端的电压恒定，于是形成了恒流源电路。当灯源连接时候， 灯源和R39形成分压，由于供电24V，于是分压在7～12V之间，于是二极管V21关闭，检测 高电平。当灯源故障之后，R39的电压为0V，于是通过二极管之后RA1为低电平，实现对 于故障的检测。
本发明的工作原理：
本系统采用分布式设计思路，将产品划分成模块化单元，采用并行结合串行通讯的方式 实现快速的通讯和控制，大大提高了系统的可靠性和实时性；主控制器具备图形显示功能， 通过绘制好建筑物内部的图纸实现各个灯具的控制操作；每台电源分配箱可以灵活控制现场 设备，可以按照防火分区实现控制，多台电源分配箱并行运行大大提高了产品的可靠性。
智能应急总线控制器的底层回路单元采用类似M-BUS总线技术实现通讯操作，该总线 既能够实现通讯操作，又能够实现供电功能；该总线技术采用两总线操作，总线没有极性进 行安装，便于工程上的安装操作；该总线控制器能够实现对于静电、浪涌、脉冲群的抗干扰 设计，保证设备能够稳定的工作；该总线控制器具备8个回路单元的控制，每个回路单元最 大可以连接40台智能应急终端，每个终端有自己的编址，而且编址是唯一的编址。
总线控制器回路单元采用单独的分离元器件进行设计，满足回路单元的供电和通讯要求； 该电路可以满足对于最大40台设备的驱动能力的要求，同时能够保证即通讯又供电的功能； 该电路最大的总线驱动能力为5A，电压在16V～28V的脉动供电控制，能够满足高可靠性的 电路设计工作；该电路能够提供对于设备的EMC和ESD的抗干扰的设计工作。
CAN通讯单元的通讯协议采用自定义的协议，经过可靠的多次测试稳定可靠；整个CAN 网络最大支持32个功能模块的通讯连接功能，其中主控制单元负责整个网络的控制和通讯， 其他分单元负责自己功能单元，但整个网络采用无主从方式进行通讯，利用优先级的区分， 既能够保证通讯的顺畅进行，又能够保证高优先级的通讯先进行。
智能消防应急指示灯采用无极性两总线进行通讯，通讯最远距离1200米；应急终端具备 连接3种灯珠的功能，其中能够连接的灯珠有2只或4只；控制灯珠的电流采用恒流源设计， 保证灯珠亮度不变；对于灯珠出现的短路和断路具备检测功能，然后通过通讯方式上传到主 控制器进行显示和存储工作。
非火灾时，主控制器时刻监视每一只智能消防应急指示灯(即应急终端)的工作状态， 当应急指示灯本身或连接线路出现故障时报出故障灯的编号和位置，便于马上进行维修，以 防火灾出现时应急灯具不能发挥作用；火灾时，主控制器接收到来自火灾自动报警系统的报 警位置信号后，立即从智能逃生路线数据库中查找最佳疏散路线并迅速启动应急指示灯上的 相应方向的指向光源，使疏散线路上的所有智能消防应急指示灯沿疏散通道向安全出口的方 向一个个依次闪烁，并发出声音提示，使逃生者能看到闪烁移动的光源并沿着移动光源安全 地到达安全出口。