本发明涉及火警系统，其中，火警接收机定时询问多个终端单元，例如中继装置和模拟火灾检测器。 在已知的火警系统中，有一种所谓的终端单元定时询问型火警系统，由火警接收机定时询问多个终端单元，例如，接有各种需加控制设备（火灾检测器、本地振铃、烟雾防护排放设备等）的中继装置，根据检测到的火灾现象（热、烟、气体等）输出各物理量的信号的模拟火灾检测器等等，而受到询问的终端单元向火警接收机发回诸如是否有火警信号之类的状态信息及各物理量的信号，火警接收机根据这些返器信息通知和/或指示是否发生了火灾。
图5为显示上面所述的类型的传统的火警系统的一个实例的电路图。该图中，RE为火警接收机。T1，T2…为终端单元，如中继装置，L1为一对连接火警接收机RE和中继装置T1，T2…的主信号线，用于传递信号及源电压。终端单元可以包括模拟火灾检测器，用于根据检测到的火灾现象输出物理量信号，及其它合适的设备。
火警接收机RE包括：一个电压信号发送电路TX1，用于向中继装置T1，T2…发送定时询问信号;一个电压信号接收电路RX1，用于接收从中继装置T1，T2，…，返回的信号;一个微计算机MPU1，用于向发送电路TX1，输出定时询问信号以及用于以接收电路接收的返回信号解码和识别;以及一个恒流电路SC，用于限制流经主信号线L1的电流。发送电路TX1包括：一个用于H（高电平）信号的恒压电路SVH，输出一个例如30V的电压VH;一个用于L（低电平）信号的恒压电路SVL，输出一个例如24V的电压VL;以及一个开关SW，在MPU1的控制下开关，以便使H信号的恒压电路SVH分别与主信号线L1接通或断开。
中继装置T1，T2…每个都包括：一个电压信号接收电路RX2，用于接收发出地从火警接收机RE发出的定时询问信号;一个配有一个开关电路SWC的电压信号发送电路TX2，用于发送返回信号;一个微计算机MPU2，用于对接收电路RX2接收的定时询问信号解码以及用于向发送电路TX2输出返回信号;一个齐纳二极管ZD，用于防止主信号线L1对的线对线电压当发送电路TX2处于信号发送时低于一个预定值;以及一个恒压电路SV。中继装置T1还包括一个火警信号检测电路FR，用于检测来自火灾检测器DE如热传感器或烟传感器的火警信号;以及一个本地声音控制电路CC，用于控制本地振铃B的声音。
在上述传统的定时访问型火警系统中，与火警接收机RE相连接的终端单元如中继装置T1，T2，…及火灾检测器的个数取决于火警系统安装的地点。流经主信号线L1的电流由火警接收机RE一边的恒流电路SC控制为恒定值，而当信号发送时流经终端单元的电流随连接的终端单元的个数而改变。下面以举例的方式，比较一下所连接的终端单元分别为200个和100个的情况。
比较是在下述条件进行的，火警接收机RE的恒流电源SC的恒流值（限制电流）设为450mA而每个中继单元的监视电流为2mA。
当与火警接收机RE连接的终端单元数为200的情况下，在发送信号时，终端单元消耗的电流由下式给出：
450mA-（2mA×200）＝50mA
当与火警接收梵RE连接的终端单元数为100时，在发送信号时，终端单元消的耗的电流为：
450mA-（2mA×100）＝250mA
因此，尽管流经主信号线L1的电流由火警接收机RE中的恒流电路SC保持恒定，但是终端单元在发送信号时所消耗的电流根据连接的终端单元的个数可以变化很大。上述中，假定终端单元在信号发送中所需的电流为50mA，则当连接的终端单元的个数为100时，终端单元在信号发送状态就要有200mA不必要的额外电流消耗。此外，由火警接收机RE中电压信号接收电路RX1的信号检测电阻R1检测信号随着所连接的中继装置，火灾检测器及其它终端单元的个数在很大范围内变化，因此，要设计电压信号接收电路RX1的包括放大器、比较器等的电路或设定信号识别电平是很困难的。
同时，火警接收机RE通过在电压VH和VL之间来回切换提供给主信号线L1的电压的方式向终端单元例如中继装置T1，T2，…及火灾检测器发送定时询问信号。
当电压VH和VL提供至终端单元时，由于主信号线L1的线电阻的影响，电压值会下降。假定该电压降为DV而与个中继装置T1，T2，…中的电压信号接收电路RX2为了识别H信号和L信号所需的门限电压为Vth，因此必须要满足：
VH-DV）＞Vth
才能使中继装置识别H信号和L信号。换句话说，线电阻RO不能超过预定值。假定电压VH、VL、Vth分别为30V，24V，26V，而2V为信号识别的容限，则必须满足
VH-DV＞Vth+2＝26+2＝28
再假定如上例那样所连接的有200个终端单元，如中继装置和模拟火灾检测器，每个需要2mA监示电流，在该情况下，下式成立：
PV＝RO×（0.002×200）＝0.4×RO
VH-DV＝30-0.4×RO＞28
于是RO＜5（X）
因此，在应用于大规模火警系统（这种系统包括许多连接于火灾警接收机的终端单元，或具有很长的主信号线L1）时，需要降低每个终端单元消耗的电流，或升高电压VH或减小线电阻RO，即使线路加粗，或降低终端单元的最小工作电压。但是，降低终端单元消耗的电流或降低终端单元的最小工作电压会受到技术限制。而且，利用现有信号线要想取得更小的线电阻RO是困难的，而提高电压VH会带来现有设备不能和使用的问题。
此外，传统的火警系统没有很容易地知道终端单元是否实际上接收到来自主信号线L1的定时询问信号，或终端单元是否实际上向主信号线L1发送了定时询问信号的装置。因此，很难判别出现异常状况或哪一个部件出故障。
本发明的一个目的就是提供一种定时询问型火警系统，其中终端单元在发送信号时没有不必要的多余电流流过。
本发明的另一个目的，就是提供一种很容易适用于大规模系统的火警系统。
为取得上述目的，本发明的火警系统中多个终端单元通过一个主信号线连接于火警接收机，所述火警接收机定时询问所述终端单元，而受到定时访问的终端单元向所述接收机发送回电流信号，其中，所述火警接收机包括：
一个电压信号发送电路，用于利用在DC电压上叠加一个脉冲信号产生定时询问信号以及用于向所述主信号线发送所述定时询问信号，以及
一个电流信号接收电路，用于接收每个终端单元发送的电流信号，
而每个所述的终端单元包括：
一个电压信号接收电路，用于阻挡经过主信号线输入的定时询问信号的直流DC信号成分，而只检测其交流AC信号成分，
一个信号处理电路，用于接收由电压信号接收电路检测一定时询问信号的AC信号成分，以及用于产生一个代表送回所述火警接收机的返回信息的脉冲码信号，以及
一个电流信号发送电路，用于根据所述信号处理电路产生的所述返回信息的脉冲码信号向所述主信号线发送定个为预定电流的电流信号。
图1为根据本发明第一实施例的火警系统的方框图;
图2为图1中所示的中继装置的内部结构的电路图;
图3为第一实施例操作的流程图;
图4为在根据本发明第二实施例的中继装置中使用的电压信号接收电路的电路图;以及
图5为传统火警系统的方框图。
下面参照图1和图2描述本发明的第一实施例。
图1中，RE为火警接收机，T1，T2…为中继装置，DE…为火灾检测器，B…为本地振铃。L1为一对主信号线，用于连接火警接收机RE和中继装置T1，T2…，用于传递信号及源电压。L11、L21…为各对本地信号线，分别连接中继器T1，T2…及火灾检测器DE…用于传递信号及源电压。L12，L22为各对分别连接中继装置T1，T2…及本地振铃B的本地控制线。
火警接收机RE包括：一个微计算机（下边称为MPU）110，作为信号处理电路;一个电压信号发送电路120，用于向中继装置T1，T2…发送电压信号;一个电流信号接收电路130，用于接收从中继装置T1，T2…以及其它没有示出的部件，如具有火警区域指示和各种指示灯的指示电路，发送的电流信号，一个控制输入电路，具有火警复位开关及各种控制开关;一个主振铃;以及一个供电电路。
电压信号发送电路120包括一个H（高电平）信号恒压电路，输出例如30V的H信号;一个L（低电平）信号恒压电路，输出例如24V的L信号;以及一个模拟开关形式的开关电路123，由MPU110的输出端口OUT1输出的发送信号（脉冲码）开关。
电流信号接收电路130用于接收电流信号，包括：一个信号检测电阻131;一个用于放大电阻131两端电压的放大器132;两个分压电阻133，134用于产生识别接收到的信号的基准电压;以及一个比较器135，用于将放大器132的输出与基准电压比较。
中继装置T1包括：一个MPU10，作为信号处理电路;一个电压信号接收电路20，用于接收来自火警接收机RE的电压信号;一个接收信号指示电路30，用于根据接收的信号的信号状态使指示灯亮/灭指示;一个电流信号发送电路40，其中装有一个用于向火警接收机RE发送电流信号的恒流电路42;一个发送信号指示灯47，根据发送信号的信号的状态产生亮/灭指示;一个齐纳二极管48，用于将主信号线的线对线单压保持在发送电路40处信号发送时终端单元工作所必须的预定值;一个发送能力指示电路50，用于指示电路信号发送电路40处于能够发送的状态;以及一个门电路11，包括一个“与”电路和一个反相电路。
中继装置T1还包括：一个火警信号检测电路60，用于检测从通过本地线L11与中继装置T1连接的一个本地声音控制电路70。用于控制通过本地线L12连接于中继装置T1的本地振铃B的声音;一恒压电路80，用于将火警接收机RE通过主信号线L1提供的源电压转换成中继装置T1中的电路及火灾检测器DE所需的电压并用于提供这些电压;以及一个二极管桥式电路90，用于使信号与极性无关。
如图2所示的接收电路2包括：一个场效应晶体管（FET）21，一个晶体管22，一个电容器23，以及六个电阻器24到29。电容器23用作DC信号成分隔离装置，用于隔离DC信号成分而使AC（交流）信号成分通过。
接收电路20的一个接收输出通过门电路11中“与”电路的一个输入端加到MPPU10的接收信号输入端。通过一个反相器与门电路11中“与”电路的另一输入端连接的是MPU10的能动信号输出端口OUT2。
接收信号指示电路30包括：一个作为接收信号指示灯的发光二极管31，串联的反相器32，33，及电阻34。
电流信号发送电路40包括：一个“与”电路41，跨接在MPU10的发送信号输出端口OUT1及能动信号输出端口OUT2;以及一个恒流电路42，包括晶体管43和电阻44到46。
发送能力指示电路50包括：一个发送二极管51，作为发送能力指示灯;一个晶体管52;以及三个电阻53到55。电路50接于MU10的能动信号输出端口OUT2。
火警信号检测电路包括：一个比较器61，用于检测火警信号;分压电阻62，63，用于产生识别火警信号所使用基准电压;以及一个电阻64。此外，尽管没示出，在本地线L11的末端具有一个端电阻，而中继装置T1包括一个断开检测电路，用于检测本地线L1是否被断开。
本地声音控制电路70包括：一个晶体管71，一个控制继电器72，两个电阻73、74，及继电器72的触点75。电路70连接于MPU10的控制信号输出端OUT3。
每个与火警接收机RE连接的其它中继装置T2…都具有与T1相同的结构，因此，它们的电路图没有示出。
现在结合图3的流程图描述该火警系统的工作原理，图3中的流程图是存储在各中继装置T1，T2…的MPU10的程序的流程图。
火警接收机RE从MU110的定时询问信号输出端OUT1输出一个串行码脉冲信号用于时询问终端。开关电路123根据脉冲信号的电平开关。更具体地说，当输出端OUT1输出H（高电平）信号时，开关电路123闭合，将代表H信号的恒压电路121的输出电压送至主信号线L1，当输出端OUT1输出L（低电平）信号时，开关电路断开，用于向主信号线L1传送代表L信号的恒压电路122的输出电压，以这种方式定时询问信号即从火警接收机RE的电压信号发送电路120传送到主信号线L1。
在中继装置T1一边，当源电压通过一对主信号线L1从火警接收机RE提供后，MPU10即执行初始程序，即在步S2的初始化。
下一步，当电压信号接收电路20接收到火警接收机RE发送的终端定时询问信号时，当接收的信号呈高电平则接收电路20产生低电平输出，而当接收的信号呈低电平时则接收电路20产生高电平输出。然后，接收电路20产生的输出信号即通过门电路11加到MPU10的接收信号输入端IN1。接收信号指示电路30的接收信号指示灯31由接收电路20的高电平输出点高;并由其低电平输出熄灭。
因此，指示灯31根据上到信号的信号状态点亮或熄灭。
在步S4，MPC10判定加在输入端IN1的接收到的信号是否为开始信号。如果为开始信号，则MPU10在步S6判断顺序地址信号是否与其本身的地址相配。如果顺序地址信号与其本身的地址不相匹配，则MPU10在步S8接收进一步的顺序信号如指令信号。在完全接收到序列信号之后，MPU10在步10利用如和校验码或CRC码确定从火警接收机RE接收到信号是否正常。
如果收到的信号正常，则MPU10在步12确定控制指令是否包含在接收的信号中。如果控制指令存在，则MPU10在步S14执行该控制指令。例如，如果控制指令为本地声音开始指令，MPU10从控制信号输出端口OUT3输出高电平信号。控制电路70的继电器72被驱动，触点75闭合，使本地振铃B开始呜叫。当控制指令为声音停止指令时，MPU10从控制信号输出端OUT3输出低电平信号。控制电路70的继电器72于是释放，打开闭合的触点75，使本地振铃B停止呜叫。当控制指令为复位指令时，MPU10暂时断开一个未示出的开关，切断向本地线路L11提供源电压，使工作过的火灾检测器复位，同时，还从控制信号输出端OUT3输出低电平信号使本地振铃停止呜叫。
当控制指令完全执行后，或者在接收到的信号中不含有指令是，MPU10在步S16，读出在火警信号输入端IN2是否有火警信号存在，作为返回信息，在步S18将返回信息连同其本身地址设置到返回寄存器（未示出）。虽然在本实施例中返回信息是指示火警信号是否存在，然而返回信息除了是否有火警信号外还可以包括其它的项目，如本地线路L11是否断开，本地振铃是否呜叫。
在完全设定返回信息之后，MPU10在步S20从能动信号输出端OUT2输出一个高电平信号，即接通一个能力信号。发送能力指示电路50的发送能力指示灯51被从输出端OUT2输出的高电平信号点亮，指示电流信号发送电路40处于能够发送的状态。同时，从输出端OUT2的高电平输出禁止门电路11的“与”电路工作，从而禁止接收电路20的接收信号加到输入端IN1。
接下来，在步S22，MPU10从发送信号输出端OUT1向发送电路40输出串行码形式的返回信息。发送电路40的晶体管43当输入信号为高电平时导通，输入信号为低电平截止。当晶体管43导通时，发送电路40通过在恒流电路42中使电流恒定的操作向主信号线路L1传送作为H信号的预定电流，恒流电路42包括晶体管43及电阻44-46。在晶体管43保持导通以便向主信号线L1传送H信号的同时，发送信号指示灯47连续点亮。顺便指出，一旦H信号被传送，主信号线L1和线对电压即由齐纳二极管48保持在一个预定的电压值。
如果在步S24确定返回信息已经被完全传送，在下一步S26，MPU10将输出端OUT2的输出设置为低电平，即断开能动信号。相应地，发送能力指示灯51熄灭，门电路11恢复多能工作状态，于是允许接收电路20的接收输出加到MPU10的输入端IN1。
在火警接收机RE中，电流信号接收电路130检测从每个中继装置T1，T2…发关的H和L形式的电流信号，在接收电路130中，当信号检测电阻131两端的电压降超过预定电压，比较器135即向MPU110的信号输入端IN1输出高电平信号，当小于预定值时，比较器135输出低电平信号。如果通过接收电路130从中继装置接收的返回信息中存在火警信号，MPU110确定火警区域并向一个指示单元（未示出）输出代表火警的信号，从而发出报警。
同时，中继装置的电压信号接收电路20检测代表定时询问信号的AC成分的H信号电平与L信号电平的电压差。更具体地说，假定H信号为30V，L信号为24V，则电压差6V即为下时询问信号的AC成分，该AC成分能通过电从器23。然而，由于主信号线L1存在线电阻，因此产生一个电压降DV，实际通过电容器23的AC信号电压为（6-DV）V。此外，由于通过电容器23的电压信号不含DC成分，所以通过电容器23的L信号因DC信号被去除将永远为Oo这样便很容易设定固定的门限电压Vth，该电压通过电阻25和26控制FET21的通断操作。另外，当高电平信号（近似6V）通过电容器23加上以后，FET21导通，接收电路20输出与输入信号反相低电平信号。相反，当低电平信号（OV）加上以后，FET21截止，接收电路20输出高电平信号。
此外，当MPU10从输出端OUT2未输出能动信号时，晶体管43不导通，电流信号发送电路40不输出的任何信号。当MPU10从输出端OUT1输出高电平信号，同时又从输出能动信号时，“与”电路41的输出变为多电平，该高电平输出使晶体管43导通，使得高电平电流信号流向主信号线L1。此时，含有晶体管43，电阻44-46的恒流电路42进行使电压恒定的操作，从而流经主线号线L1的高电平信号电流保持一个恒下的电流，如50mA，另一方面，当MPU从输出端OUT1输出一个低电平信号时，“与”电路41的输出变为低电平，该低电平信号使晶体管43截止，这样，一个2mA的低电平电流流向主线号线路21。因此，当任何一个终端单元，如中继装置T1，T2…和模拟火灾检测器传遗返回信号时，设有多余的电流流经终端单元。此外，由于从终端单元传送高电平信号电流是恒下的，与连接的终端单元的个数无关，因此很容易和用在火警接收机RE的接收电路130中的分压电阻133、134设定识别接收到的信号的基准电压。
另外，接收信号指示灯31根据接收电路20收到的信号点亮/熄灭，发送能力指示灯51因能动信号而点亮，该能动能号将发送电路40设定为能发送状态，而发送信号指示灯根据发送电路40的发送信号而点亮/熄灭。因此，当终端单元不响应来自火警接收机的终端定时询问信号时，不论故障部件处于接收电路20或是其下游，都可以通过接收信号指示灯31是否周期闪亮而判断出。而且，不管异常出现在发送电路40或是MPU10一侧，也可以通过发送信号指示灯47及发送能力指示灯51是否闪亮而判断出。
图4显示了根据本发明第二实施例的中继装置中的电压信号接收电路20。该电路20与图2中所示的电压信号接收电路20的不同之处在于使用了一个隔离变压器230作为DC信号隔离装置以代替电容器23。其余部分与图2中的相同。变压器230的工作方式是：当定时询问信号输出妆级线圈时，一个对应于定时询问信号的AC信号成分的脉冲信号在次级线圈中产生。这时，变压器230将脉冲信号所叠加的定时询问信号的DC信号成分去除。如同第一实施例一样，也很容设定识别H信号和L信号使用的固定门限电压。此外，如果变压器230的次级线圈的匝数多于初级线圈的匝数，则AC信号成分可以被放大。
上述描述的实施例中是利用中继装置作为终端单元的，图2中所示的结构在由模拟火灾检测器作为终端单元的情况下作了如下改进。为了替代火警信号检测电路60，提供一种光散射型或电离型的烟雾传感器来检测烟雾并输出模拟量，或者是热传感器例如热敏电阻来检测热量并输出模拟量，还有一个模一数转换器用于将烟雾传感器或热传感器的模拟输出转化成数字信号。另外，还省去了本地声音控制电路70，电部结构的其它部分与所述的中继装置相同。MPU10通过输入端口读出来自模-数转换器的数字信号并通过发送电路40传送到火警接收机RE。
根据本发明，如上所述，包括一个具有DC信号隔离装置的电压信号接收电路被设置于如中继装置和火灾检测器的终端单元中用于隔离定时询问信号的DC信号成分而只检测AC信号成分，而一个具有恒流电路的电流信号发送电路，用于通过其中恒流电路的开关传送返回信号。因此，便可很容易地设定用于电压信号接收电路中信号识别的门限电压。当终端单元输出返回信号时其所消耗的电流恒定且与所连接的终端单元的个数无关，从而终端单元不会浪费多余的电流。这就意味着本火警系统可以很容易地适用于大规模系统。
而且，在终端单元输出返回信号的同时，能动信号禁示电压信号接收电路的接收信号加于信号处理电路。因此，信号处理电路将不会由于发送返回信号而乱动作。
此外，由于接收信号指示灯可由电压信号接收电路的接收信号点亮，所以，部件是处于接收电路的上游还是处于信号处理电路的下游，可以根据接收信号指示灯是否点亮来加以判断。
此外，由于发送能力指示灯可由能动信号点亮而发送信号指示灯可由发送信号点亮，因此，发送电路（或信号处理电路）中的任何异常都可通过比较这些灯的亮灭而作出判断。