一种功率型二总线信号增程系统及增程方法与流程

本发明涉及一种功率型二总线信号增程系统及增程方法，属于消防报警。

背景技术：

1、消防应急照明和疏散指示系统是一种辅助人员安全疏散和消防作业的建筑消防系统，由消防应急照明灯具、消防应急标志灯具及相关装置构成，其主要功能是在火灾等紧急情况下，为人员的安全疏散和灭火救援行动提供必要的照度条件及正确的疏散指示信息。

2、消防应急照明和疏散指示系统按消防应急灯具的控制方式可分为集中控制系统和非集中控制系统。

3、集中电源集中控制型消防应急照明和疏散指示系统由应急照明控制器、应急照明集中电源、集中电源集中控制型消防应急灯具及相关附件组成。

4、而消防应急照明灯具按用途又分为消防应急标志灯具、消防应急照明灯具、消防应急标志复合灯具；消防应急照明灯具按工作方式又分为持续型消防应急灯具与非持续型消防应急灯具；消防应急照明灯具按工作电压等级又分为a型消防应急灯具与b型消防应急灯具，a型消防应急灯具：主电源和备用电池电源额定电压均不大于dc36v的消防应急灯具，b型消防应急灯具：主电源和备用电池电源额定电压大于dc36v或ac36v的消防应急灯具。

5、系统采用集中控制型、集中供电方式，每条总线上带有128个节点设备，每个设备的供电与通讯均是通讯总线提供。在实际使用过程中，所有产品的供电线束及通讯线束与产品链接，此系统产品的使用功耗是约束现场施工的主要因素。集中控制型、集中供电方式有利于现场及控制室的同意调度及分配，但对于有色金属的使用是非常可观的，即不利于现场施工，也不利于节能减排的国家政策，对现场施工带来极大不便。

6、在大型商用公共场所消防应急照明和疏散指示系统，一般都会选择集中电源集中控制型主机与电源，照明灯具选择a型消防应急灯具，而消防应急标志灯具与消防应急标志复合灯具是持续型，消防应急照明灯具是非持续型，这种系统在初期规划及布线时需要布设大量的线束，消防应急照明电源则需要大量且分散式布置，类似于撒网式布设。例如，消防应急照明灯具作为a型消防应急灯具，属于功率型产品，所以总线是功率型总线，由于总线额定电压为dc36v，产品最低做电压为dc20v，所以总线终端最大压差为dc16v，总线最大额定电流为dc6a，根据下述公式计算；s=i*l/54.4*△u

7、式中：

8、i——总线的最大电流（a）；

9、l——导线的长度（m）；

10、△u——允许的最大压降（v）；

11、s——导线的截面积（mm²）。

12、根据公式可得在固定最大电流时，距离影响导线的截面积，当总线想增加通讯距离时，只能增加导线的截面积，这无疑在施工中增加了施工成本。

技术实现思路

1、本发明提供一种功率型二总线信号增程系统及增程方法，目的是提高二总线带载的通讯距离并增强总线的带载功率。

2、本发明是通过以下技术方案实施的：一种功率型二总线信号增程系统，包括：

3、回码电路，用于系统自身状态信息上传，以及系统总线处于应急状态后，后端设备信息的上传；

4、备用电池，在系统总线处于应急状态后，作为后端设备的供电能源；

5、降压电路，作为备用电池的充电主电源与ecu模块及附属设备的供电电源；

6、充电电路，用于备用电池的充电控制；

7、电压检测电路，用于备用电池的电压检测；

8、切换电路，用于切换系统总线的应急状态，即切换为应急状态或非应急状态；

9、升压电路，在系统总线处于应急状态后，用于补充备用电池与总线的电压差；

10、发码电路，在系统总线处于应急状态后，用于后端总线的信号收发；

11、基准检测电路，在系统总线处于应急状态后，用于设立后端设备信息接收的基准；

12、高速解码电路，用于系统总线信息的解码；

13、触发锁定电路，用于系统总线信息解码的锁定；

14、ecu模块，用于在系统总线处于非应急状态时，控制切换电路，让系统总线输入与系统总线输出之间短路连接，同时通过电压检测电路检测备用电池的电量，并将备用电池的状态信息实时上传到系统总线，消防控制主机通过系统总线实时监控后端设备状态，当备用电池电量低于阈值电压时，ecu模块会通过系统总线的空闲电流及充电电路给备用电池进行充电；当检测到系统总线处于应急状态时，ecu模块发出命令断开系统总线输入与系统总线输出之间的短路连接，使升压电路开启，然后通过发码电路给后端设备供电。

15、优选地，系统还包括：状态指示电路，用于给整个系统提供工作状态指示。

16、优选地，所述基准检测电路具体为，hout总线解码信号，经由电阻r15连接至三极管t3的基极，控制三极管t3的导通，三极管t3的发射极接至5v电源端，三极管t3的基极与发射极之间由电阻r14控制截止，三极管t3的集电极经电阻r41与三极管t10的基极连接，控制三极管t10的导通，电阻r39接到三极管t10的基极用于控制三极管t10的快速关断，三极管t10的集电极接到电阻r40，同时，三极管t10的集电极与电阻r21连接后上拉到dc24v电源端，电阻r40的另一端连接到三极管q7的基极，控制三极管q7的导通，三极管q7的基极与发射极之间并接电阻r38，电阻r38、r40、r21是q7三极管的快速关断电阻，三极管q7的集电极并接电阻r22与电阻r43，电阻r22接至三极管t4的基极，三极管t4的集电极接到二极管d9的阴极，电阻r43接到三极管t4的基极与集电极且与三极管t4组成恒流电路，二极管d9的阳极接到三极管t8a的集电极与基极，三极管t8a的基极与三极管t8b的基极相连，t8a三极管的发射极经电阻r32接到保险丝f3，t8b三极管的发射极经电阻r31与12v1端连接，三极管t8b的集电极经并接的电阻r36与电容c22接到gnd，同时，三极管t8的集电极接二极管d3的阳极，二级管d3的阴极接到5v，三极管t8的集电极经信号端hd1接到主控单片机u3的10、11脚。

17、优选地，所述解码电路具体为，dc5v通过电阻r1与r7分压以后作为基准电压vref1，为高速比较器u1的6脚反向端作为总线上升沿触发基准，v+端通过电阻r4、r8分压以后作为基准vref，为高速比较器u1的2脚反向端作为总线下升沿触发基准；当总线数据l+信号经过电阻r5、电阻r9、电容c4给出总线采用信号trx，trx信号与基准电压vref比较，产生下降沿信号int，int信号给单片机u3的8脚；单片机u3解码到int信号后，通过基极kup控制数字三极管t1锁止信号；当总线下降完成之后，单片机u3的8脚释放对控制数字三极管t1的基极kup控制，int的信号经过电阻r6后到ldown，ldown到触发器u2的6脚，清空触发器u2的5脚hout，当高速比较器u1的5脚trx信号高于u1的6脚vref1信号，输出lup信号给u2的1脚触发信号，触发信号输出给u2的hout位置。

18、一种功率型二总线信号增程方法，具体方法如下：首先，设定系统总线存在应急和非应急两种状态，系统总线处于非应急状态时，控制切换电路，让系统总线输入与系统总线输出之间短路连接，同时通过电压检测电路检测备用电池的电量，并将备用电池的状态信息实时上传到系统总线，消防控制主机通过系统总线实时监控后端设备状态，当备用电池电量低于阈值电压时，ecu模块会通过系统总线的空闲电流及充电电路给备用电池进行充电；当检测到系统总线处于应急状态时，ecu模块发出命令断开系统总线输入与系统总线输出之间的短路连接，使升压电路开启，然后通过发码电路给后端设备供电。

19、优选地，通过发码电路给后端设备供电过程中，ecu模块动态跟踪二总线反馈信号，并通过设置阈值以及动态基准调节二总线信号的输出，在不超过最大阈值的情况下，若后端设备因为启动出现扰动信号，则二总线信号的输出根据反馈扰动信号的数值自适应调整，使后端设备继续稳定运行并给予通讯；若后端设备未启动且未出现扰动信号，对二总线信号的输出无影响，则后端设备正常维持在待启动状态并给予通讯；若反馈的二总线信号超过最大阈值，则通过调整动态基准，使后端设备不给予通讯，并报出故障。

20、本发明的技术效果：本发明在系统总线处于非应急状态时，控制切换电路，让系统总线输入与系统总线输出之间短路连接，同时通过电压检测电路检测备用电池的电量，并将备用电池的状态信息实时上传到系统总线，消防控制主机通过系统总线实时监控后端设备状态，当备用电池电量低于阈值电压时，ecu模块会通过系统总线的空闲电流及充电电路给备用电池进行充电；当检测到系统总线处于应急状态时，ecu模块发出命令断开系统总线输入与系统总线输出之间的短路连接，使升压电路开启，然后通过发码电路给后端设备供电，该设计有效的提高了二总线的带载能力，延长了通讯距离，不会因后端设备功耗增加，限制现场施工及实际使用；

21、另外，在通过发码电路给后端设备供电过程中，ecu模块动态跟踪二总线反馈信号，并通过设置阈值以及动态基准调节二总线信号的输出，在不超过最大阈值的情况下，若后端设备因为启动出现扰动信号，则二总线信号的输出根据反馈扰动信号的数值自适应调整，使后端设备继续稳定运行并给予通讯；若后端设备未启动且未出现扰动信号，对二总线信号的输出无影响，则后端设备正常维持在待启动状态并给予通讯；若反馈的二总线信号超过最大阈值，则通过调整动态基准，使后端设备不给予通讯，并报出故障。