基于24v直流電源線載波通信的防排煙監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及到一種運(yùn)用24V直流電源線載波通信來控制與監(jiān)測排煙閥的防排煙消防系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，建筑樓宇的結(jié)構(gòu)越來越趨于高層化和復(fù)雜化，防排煙系統(tǒng)是消防安全系統(tǒng)必不可少組成部分。防排煙系統(tǒng)在發(fā)生火警時對于排煙控?zé)?，保障人員生命安全至關(guān)重要，因此受到各國重視并大力發(fā)展。
[0003]目前國內(nèi)排煙閥的控制采用總線進(jìn)行通信，排煙閥控制模塊與消防控制室中的上位機(jī)之間通過總線連接進(jìn)行通信，增加了布線成本，加大了施工安裝與維修的難度。雖然在照明、消防探測等安防系統(tǒng)中有電源線載波通信技術(shù)的運(yùn)用，但在防排煙系統(tǒng)中還未涉及到此技術(shù)的應(yīng)用。
[0004]雖然基于電力線載波通信的技術(shù)已經(jīng)有多年的發(fā)展歷史，但它的應(yīng)用領(lǐng)域卻還遠(yuǎn)未普及，主要受制于電網(wǎng)負(fù)載的多樣性與復(fù)雜性對載波信號造成的干擾，同時隨著傳輸距離的變長對載波信號造成的衰減。由于這兩方面主要因素的存在，造成了電力線載波通信技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的受限。因此，工作距離內(nèi)的通信可靠性是實(shí)現(xiàn)基于24V直流電源線載波通信的防排煙監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了避免現(xiàn)有防排煙控制系統(tǒng)使用總線通信方式的不足之處，提供一種基于24V直流電源線載波通信的防排煙監(jiān)控系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。
[0006]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一套基于24V直流電源線實(shí)現(xiàn)電能與信號傳輸?shù)姆琅艧煴O(jiān)控系統(tǒng)?；陔娫淳€載波通信，使用已有的電源線作為通信信道構(gòu)建防排煙系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在排煙閥的24V直流供電線路上的通信，從而大大減少網(wǎng)絡(luò)布線的成本及難度。本系統(tǒng)能通過上位機(jī)發(fā)送指令實(shí)時控制各個排煙閥的動作以及顯示各個排煙閥的狀態(tài)，通過電源線使信號傳輸與電力傳輸融為一體。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明包括上位機(jī)、下位機(jī)、從機(jī)模塊、V直流電源、電源線和排煙閥；上位機(jī)、下位機(jī)和V直流電源設(shè)置在消防控制室中，從機(jī)模塊和排煙閥設(shè)置在防排煙現(xiàn)場，且從機(jī)模塊直接控制與監(jiān)測排煙閥；v直流電源通過電源線給下位機(jī)、從機(jī)模塊以及排煙閥的驅(qū)動部件電磁鐵供電；下位機(jī)中的控制器為雙串口單片機(jī)，一個串口用于和上位機(jī)進(jìn)行串口通信，另一個串口通過直流電力線載波模塊將信號調(diào)制解調(diào)到電源線上；從機(jī)模塊中的單片機(jī)串口也通過直流電力線載波模塊將信號調(diào)制解調(diào)到電源線上。下位機(jī)與從機(jī)模塊通過電源線進(jìn)行組網(wǎng)通信。
[0009]所述的整個防排煙監(jiān)控系統(tǒng)的下位機(jī)和所有從機(jī)模塊只通過兩根電源線組成了系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0010]所述的電源線同時傳遞電能和高頻載波信號。
[0011]所述的上位機(jī)作為人機(jī)交互界面，操作人員通過上位機(jī)控制指定排煙閥，同時實(shí)時查看排煙閥的狀態(tài)。
[0012]所述下位機(jī)用于接收上位機(jī)控制指令，將其轉(zhuǎn)發(fā)給從機(jī)模塊；同時接收從機(jī)模塊的反饋信號，將其回傳給上位機(jī)。
[0013]所述從機(jī)模塊包括單片機(jī)及外圍電路、電源轉(zhuǎn)換電路、排煙閥監(jiān)控電路，從機(jī)模塊用于識別并接收下位機(jī)傳遞的控制指令，并根據(jù)指令執(zhí)行電磁鐵動作完成排煙閥的開啟；同時檢測排煙閥的狀態(tài)并回傳給下位機(jī)。
[0014]所述從機(jī)模塊的單片機(jī)為通用的單片機(jī)；電源轉(zhuǎn)換電路能將V直流電轉(zhuǎn)換為單片機(jī)及直流電力線載波模塊工作所需電壓；排煙閥監(jiān)控電路用于將單片機(jī)輸出信號放大為控制電磁鐵線圈通斷的驅(qū)動信號，并能將排煙閥觸點(diǎn)狀態(tài)讀入到單片機(jī)。
[0015]所述的直流電力線載波模塊能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)串口信號與直流電力線上的高頻載波信號互相轉(zhuǎn)換:用于將單片機(jī)串口信號調(diào)制成高頻載波信號耦合到電源線上；同時將來自電源線上的高頻載波信號解調(diào)成串口信號反饋給單片機(jī)。
[0016]所述的V直流電源輸出端、下位機(jī)供電電源輸入端、從機(jī)模塊供電電源輸入端前均串聯(lián)一個共模電感保證高頻載波信號不被電源器件吸收。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
[0018]電磁鐵V直流供電電源作為獨(dú)立的電源，構(gòu)建了一個獨(dú)立的供電電網(wǎng)，其負(fù)載除了電磁鐵外只需為下位機(jī)、各從機(jī)模塊的電子器件正常工作進(jìn)行供電。在V電源輸出端、下位機(jī)、各從機(jī)模塊供電電源輸入端之前均串聯(lián)一個共模電感，且每次命令只處理一個排煙閥，使電網(wǎng)負(fù)載的干擾與時變性大大降低，保證了長距離通信的可靠性。
[0019]客戶在使用本系統(tǒng)的過程中，消防控制室中上位機(jī)與從機(jī)模塊之間不需要單獨(dú)走通信線，只要利用直流電力線載波模塊，通過電源線就可以完成數(shù)據(jù)傳遞，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，一次性投入少，便于安裝和后期維護(hù)管理。
[0020]本發(fā)明中，下位機(jī)與各個從機(jī)模塊通過電源線構(gòu)建總線型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，下位機(jī)與上位機(jī)相連，上位機(jī)能夠控制各個排煙閥開啟以及實(shí)時顯示各閥狀態(tài)。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的基于24V直流電源線載波通信的防排煙監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的下位機(jī)工作流程圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的從機(jī)模塊工作流程圖；
[0024]其中，上位機(jī)1、下位機(jī)2、從機(jī)模塊3、24V直流電源4、電源線5、排煙閥6。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026]如圖1所示，基于24V直流電源線載波通信的防排煙監(jiān)控系統(tǒng)，本發(fā)明包括上位機(jī)
1、下位機(jī)2、從機(jī)模塊3、24V直流電源4、電源線5和排煙閥6 ;上位機(jī)1、下位機(jī)2和24V直流電源4設(shè)置在消防控制室中，在需要防排煙的消防現(xiàn)場安裝從機(jī)模塊3以及排煙閥6 ;下位機(jī)2與從機(jī)模塊3通過直流電力線載波模塊耦合至24V直流電源線5上。從機(jī)模塊3直接控制與監(jiān)測排煙閥6 ;24V直流電源4通過電源線5給下位機(jī)2、從機(jī)模塊3以及排煙閥6的驅(qū)動部件電磁鐵供電；下位機(jī)2與從機(jī)模塊3通過電源線5進(jìn)行組網(wǎng)通信。
[0027]所述的上位機(jī)1作為人機(jī)交互界面，操作人員通過上位機(jī)1控制指定排煙閥6，同時上位機(jī)1實(shí)時顯示排煙閥6的狀態(tài)。
[0028]所述下位機(jī)2用于將上位機(jī)1的命令通過電源線5傳遞給相應(yīng)從機(jī)模塊3，同時將從電源線上5上接收到的從機(jī)模塊3執(zhí)行結(jié)果反饋給上位機(jī)1。下位機(jī)2中的控制器為具有雙串口的通用單片機(jī)，一個串口用于和上位機(jī)1進(jìn)行通信，另一個串口通過直流電力線載波模塊將信號調(diào)制解調(diào)到電源線5上；
[0029]所述從機(jī)模塊3包括單片機(jī)及外圍電路、電源轉(zhuǎn)換電路、排煙閥監(jiān)控電路，從機(jī)模塊3用于識別并接收下位機(jī)2傳遞的指令，根據(jù)指令執(zhí)行電磁鐵動作完成排煙閥6的開啟并能將排煙閥6觸點(diǎn)狀態(tài)反饋回下位機(jī)2。
[0030]從機(jī)模塊3單片機(jī)為通用的單片機(jī)。單片機(jī)的每一對I/O 口負(fù)責(zé)一個排煙閥6: —個I/O 口用于驅(qū)動排煙閥6的電磁鐵部件；另一個I/O 口用于讀取排煙閥6狀態(tài)觸點(diǎn)。電源轉(zhuǎn)換電路能將24V直流電轉(zhuǎn)換為單片機(jī)和與直流電力線載波模塊工作所需電壓；排煙閥監(jiān)控電路可以采用三極管信號放大驅(qū)動繼電器方式來控制電磁鐵線圈通斷，并將排煙閥觸點(diǎn)狀態(tài)讀入到單片機(jī)；從機(jī)模塊3中的單片機(jī)通過直流電力線載波模塊將信號調(diào)制解調(diào)到電源線5上；所述的直流電力線載波模塊能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)串口信號與直流電力線上的高頻載波信號互相轉(zhuǎn)換:用于將單片機(jī)串口信號調(diào)制成高頻載波信號耦合到電源線5上；同時將來自電源線5上的高頻載波信號解