火災報警控制器

火災報警控制器主要用於工業民用建築的防火工程和自動化樓宇、智能小區，如：賓館、商場、倉庫、圖書館、展覽館、古建築、船舶等，其作用是對這些重要場所的火情監視、自動報警和消防聯動控制。對於發現早期火災信息，併發出警告信號、啓動相關的消防設備，進行自動滅火，將火災損失減少到最低程度有重要的意義。

在2003年11月前已有技術中，這類產品主要存在下述問題：

1、控制器基本採用金屬面板，或印刷或粘貼PVC，一旦定型不易改動。

2、其控制電路基本採用單個單片機及外圍電路構成的控制系統，處理能力較差，監控容量小。由於現代建築的規模、要求不斷增大，2003年11月前已有的技術形成了報警數據的瓶頸，嚴重影響了報警的速度、報警的處理能力、監控的容量等等。

3、沒有靈活的組網接口，自身不能組成網絡，也不易於其他的網絡對接，如城市報警網絡或BA系統。

4、監控總線大多數區分極性，輸入輸出設備不能混接，不利於工程施工。

5、在軟件上過於簡單，不能與PC機連接，通過PC機對其進行參數設定(如用户編程等)。而且不帶標準漢字庫，只能顯示部分漢字。 ^[1] 

《火災報警控制器》的目的在於設計一種火災報警控制器，以提高產品的穩定性與可靠性，簡化線路設計。 ^[1] 

按照《火災報警控制器》所提供的設計方案，主控板利用通訊總線分別與數據採集卡、總線聯動卡連接，電源電路分別與主控板及數據採集卡、總線聯動卡連接。

在主控板上還利用通訊總線連接多線聯動卡、通訊擴展卡、網絡擴展卡。在主控板的輸出端分別連接液晶顯示模塊與鍵盤及指示單元。

在主控板中，微處理器單元分別與程序單元、字庫單元、用户及設備信息單元、通訊單元連接。微處理器還與內存單元連接，在微處理器與用户及設備信息單元間以及內存單元與字庫單元之間連接譯碼單元。在微處理器上連接顯示與控制單元、擴展鍵盤指示單元、時鐘電路單元。

在數據採集卡中，微處理器單元分別與探測設備接口單元、通訊單元、設備及用户信息單元。微處理器單元的輸出端連接譯碼單元，在譯碼單元的輸出端與微處理器單元之間連接內存單元。譯碼單元的輸出端分別連接輔助單元與探測設備接口單元。 ^[1] 

《火災報警控制器》的優點是：

1、採用了模塊化設計，將整個系統劃分成各種功能卡，功能卡採用插卡方式安裝，擴展靈活、安裝方便，外形美觀，一舉改變了原來產品的佈局。

2、採用了分佈智能控制技術，利用內部總線，將原來由單個CPU的工作分散到多個CPU，並採用了先進的算法和數據結構，合理地解決了它們之間的衝突，使之高效併發運行，有效的解決了現存系統處理能力差、容量小、響應慢等不足，大大增加了系統的穩定性和可靠性。

3、採用了RS485/RS232到以太網、CAN現場總線等多種網絡接口，產品自身可以通過Bsky-Net組成控制網絡，還可以與城市報警網絡和BA系統等進行無縫連接。

4、採用了無極性複合總線技術，產品的監控總線部分極性，各種設備可以連接在同一總線上，可以自動識別設備的類型，大大提高的工程的施工效率，也避免了大量的線路問題。

5、採用了PC機和操作面板兩種編程方式，用户可以在控制器上進行參數設定，也可以在PC機上通過專用的軟件對控制器進行在線或離線編程，對於產品的操作和維護非常便利。產品內設標準漢字字庫芯片，可以顯示所有的漢字信息。 ^[1] 

圖1為《火災報警控制器》的電路框圖。

圖2為主板電路框圖。

圖3為採集板電路框圖。

圖4為主板電路原理圖。

圖5為採集板電路原理圖。

圖6為系統圖。

圖7為信號動態流程圖。 ^[1] 

1、《火災報警控制器》其特徵是：主控板利用通訊總線分別與數據採集卡、總線聯動卡連接，電源電路分別與主控板及數據採集卡、總線聯動卡連接。

2、根據權利要求1所述的控制器，其特徵是：在主控板上還利用通訊總線連接多線聯動卡、通訊擴展卡、網絡擴展卡。

3、根據權利要求1所述的控制器，其特徵是：在主控板中，微處理器單元分別與程序單元、字庫單元、用户及設備信息單元、通訊單元連接。

4、根據權利要求3所述的控制器，其特徵是：微處理器還與內存單元連接，在微處理器與用户及設備信息單元間以及內存單元與字庫單元之間連接譯碼單元。

5、根據權利要求3所述的控制器，其特徵是：在微處理器上連接顯示與控制單元、擴展鍵盤指示單元、時鐘電路單元。

6、根據權利要求1所述的控制器，其特徵是：在數據採集卡中，微處理器單元分別與探測設備接口單元、通訊單元、設備及用户信息單元。

7、根據權利要求6所述的控制器，其特徵是：微處理器單元的輸出端連接譯碼單元，在譯碼單元的輸出端與微處理器單元之間連接內存單元。

8、根據權利要求7所述的控制器，其特徵是：譯碼單元的輸出端分別連接輔助單元與探測設備接口單元。

9、根據權利要求1所述的控制器，其特徵是：在主控板的輸出端分別連接液晶顯示模塊與鍵盤及指示單元。 ^[1] 

如圖所示：主控板利用通訊總線分別與數據採集卡、總線聯動卡連接，電源電路分別與主控板及數據採集卡、總線聯動卡連接。

在主控板上還利用通訊總線連接多線聯動卡、通訊擴展卡、網絡擴展卡。在主控板的輸出端分別連接液晶顯示模塊與鍵盤及指示單元。

在主控板中，微處理器單元分別與程序單元、字庫單元、用户及設備信息單元、通訊單元連接。微處理器還與內存單元連接，在微處理器與用户及設備信息單元間以及內存單元與字庫單元之間連接譯碼單元。在微處理器上連接顯示與控制單元、擴展鍵盤指示單元、時鐘電路單元。

在數據採集卡中，微處理器單元分別與探測設備接口單元、通訊單元、設備及用户信息單元。微處理器單元的輸出端連接譯碼單元，在譯碼單元的輸出端與微處理器單元之間連接內存單元。譯碼單元的輸出端分別連接輔助單元與探測設備接口單元。

其中：在總線聯動卡上設置了16個控制按鈕，便於用户發出聯動控制指令；多線聯動卡上也設置16個控制按鈕，用於在系統失效的情況下起動相關消防設備；通訊擴展卡上設置有4個通訊接口，用於連接火災顯示盤；網絡擴展卡上設置有多種網絡芯片，用於控制器之間的聯網。

在主控板的輸出端分別連接液晶顯示模塊與鍵盤及指示單元，其中，液晶顯示模塊是外購的，用於顯示報警信息，鍵盤及指示單元也是外購件，用於對控制器的操作及狀態指示。 ^[1] 

主控板中的微處理器單元由型號為W77C32的集成電路U1、電容C2～3，晶振Y1組成，用於對報警信息的處理；程序單元由型號為W29EE512的集成電路U4組成，用於存放系統軟件；字庫單元由型號為W29C020的集成電路U2組成，用於存放國家標準漢字字庫；用户及設備信息單元由型號為W29EE010的集成電路U3組成，用於存放用户設定的數據和聯動邏輯關係；通訊單元由4個通訊接口組成，分別由型號為75176的集成電路U25、26、28、29，型號為74HC04的集成電路U6，電阻R24～39，脈衝抑制器D4～7組成，用於數據採集卡、總線聯動卡、多線聯動卡、通訊擴展卡、網絡擴展卡的連接；內存單元由型號為HY62256的集成電路U5組成，用於存放臨時數據；譯碼單元由型號為74HC32的集成電路U7，型號為74HC138的集成電路U10、11、15，型號為74HC139的集成電路U9組成，用於微處理單元和字庫單元、內存單元、用户及設備信息單元之間的連接；顯示與控制單元由型號為7660的集成電路U23、24，型號為7809的集成電路U27，電容C7～12，三極管D1、2，電阻R1，接插件J3～5、OUT組成，用於控制液晶顯示模塊，擴展鍵盤指示單元由接插件J2組成，用於連接鍵盤指示單元；時鐘電路單元由型號為DS1302的集成電路U19，電阻R8～10，電容C5～6，紐扣電池BT1，晶振Y2組成，用於產生系統時鐘。

在數據採集卡中，微處理器單元由型號為W78E54B的集成電路U1，撥碼開關U9，電阻R3、11，電容C1～3，晶振Z1，輕觸鍵S1組成，用於火災數據的採集與聯動設備的控制；探測設備接口單元由型號為74HC273的集成電路U6，型號為74HC245的集成電路U12，型號為UNL2003的集成電路U11，型號為LM339的集成電路U13，三極管V7、8、13、14、21、22，二極管V6、9、10、15、19、20、25，電阻R4、12～31，電容C11，自恢復保險絲P1、2組成，用於連接火災探測器和控制模塊；通訊單元由型號為75176的集成電路U10，和電阻R6、7，脈衝抑制器V5組成，用於和主控板的連接；設備及用户信息單元由型號為24LC65的集成電路U8，電阻R2組成，用於存放火災探測器參數。譯碼單元由型號為74HC138的集成電路U4、5組成，用於和內存單元、接口單元的連接；內存單元由型號為HY6264的集成電路U3組成，用於存放臨時數據；輔助單元由型號為74HC273的集成電路U7組成，電阻R8～10、18，發光二極管V2～4、16，二極管V12、17，接插件J5組成，用於工作狀態的指示；

產品主要用於對建築物的火災監控，根據用户預設的程序，實現自動滅火。如圖6所示，處於控制室的火災報警控制器一直對被控區域(如倉庫)的探測器進行巡迴檢測，一旦發現火警，控制器發出火災警報，同時按預定程序啓動水泵房的消防水泵，倉庫的噴頭就會噴水滅火。

信號動態過程如圖7所示，煙霧信號被火災探測器探測器到，通過總線傳送給對應於該總線的數據採集卡，數據採集卡的處理器經過運算、比較、判斷，確認報警後將報警數據傳送給主控板，主控板對報警數據進行處理，顯示報警位置、發出火災警報等，並根據用户預設的聯動程序，向對應的數據採集卡發出聯動指令，數據採集卡解釋聯動指令，通過總線打開相應的控制模塊啓動消防水泵，實現滅火。 ^[1] 

2005年，《火災報警控制器》獲得第四屆江蘇省專利項目獎銅獎。 ^[3]