專利名稱：帶自診斷功能的雙向閉環(huán)智能報(bào)警探頭及配套主機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高可靠雙向閉環(huán)智能報(bào)警探頭及配套主機(jī)，屬報(bào)警領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有技術(shù)的有線或無線報(bào)警探頭只有單向報(bào)警功能，沒有設(shè)計(jì)自診斷功能，這是當(dāng)前報(bào)警系統(tǒng)中較普遍存在的自身安全隱患，因?yàn)樵趫?bào)警裝置的使用中真正被觸發(fā)報(bào)警的時(shí)間很短暫，平時(shí)絕大多數(shù)時(shí)間都是處于待命或休眠狀態(tài)，在這個(gè)長時(shí)間的待命狀態(tài)中一旦報(bào)警探頭被非法破壞或其它原因造成失靈(如電池欠電等)，主機(jī)全然不知，使報(bào)警裝置形同虛設(shè)，這種自身安全隱患是報(bào)警系統(tǒng)可靠性所不容的，也是人們不能接受的，凡是這種單向通訊的報(bào)警系統(tǒng)均為開環(huán)系統(tǒng)，在報(bào)警的可靠性方面存在很大的缺陷。因此如何提高報(bào)警系統(tǒng)故障的自診斷功能，是將來設(shè)計(jì)開發(fā)高可靠報(bào)警探頭及系統(tǒng)必需解決的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)報(bào)警探頭及裝置的上述缺陷，提高報(bào)警探頭及系統(tǒng)故障的自診斷功能，增加報(bào)警系統(tǒng)的可靠性，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種雙向閉環(huán)智能報(bào)警探頭及配套主機(jī)，采用有線或無線雙向數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，使該探頭及主機(jī)不但能觸發(fā)報(bào)警，而且具有雙向閉環(huán)自診斷功能，可實(shí)現(xiàn)高可靠性的火災(zāi)或防盜報(bào)警系統(tǒng)。
完成上述任務(wù)的技術(shù)方案是采用有線或無線雙向數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，增設(shè)解碼載波接收模塊和模擬目標(biāo)信號(hào)模塊(注模擬目標(biāo)信號(hào)模塊-即模擬傳感器探測或感知目標(biāo)信號(hào)的特征元器件及其配套電路)，使報(bào)警探頭及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙向閉環(huán)自診斷功能。整個(gè)報(bào)警探頭由編解碼載波收發(fā)模塊、模擬目標(biāo)信號(hào)模塊、低功耗單片機(jī)、傳感器(如人體熱釋紅外，門磁，振動(dòng)，微波、煙感，溫感、燃?xì)?、有害氣體、火焰探測等)、收發(fā)雙向數(shù)據(jù)偶合電路、電源、塑料外殼等組成。其連接方式為傳感器的觸發(fā)輸出端與單片機(jī)信號(hào)采集端電連接，組成觸發(fā)信號(hào)采集端口；單片機(jī)的一個(gè)端口與編碼載波發(fā)射模塊輸入端電連接，組成編碼信號(hào)發(fā)射控制端；編碼載波發(fā)射模塊的輸出端與天線或雙絞線或電力線載波偶合器電連接，單片機(jī)的多個(gè)端口與解碼載波接收模塊的解碼芯片數(shù)據(jù)輸出端及使能端電連接，組成指令信號(hào)讀入端口；解碼載波接收模塊的輸入端與天線或雙絞線或電力線載波偶合器電連接，單片機(jī)的1個(gè)端口與模擬目標(biāo)信號(hào)模塊的控制端電連接，組成模擬目標(biāo)信號(hào)啟?？刂贫丝?。其工作原理是該報(bào)警探頭的單片機(jī)平時(shí)處于低功耗休眠狀態(tài)，在有信號(hào)進(jìn)入時(shí)，中斷喚醒單片機(jī)，首先查詢是否為傳感器的觸發(fā)信號(hào)，若是則立即啟動(dòng)編碼發(fā)射模塊向主機(jī)發(fā)射編碼報(bào)警信號(hào)，再查詢編碼接收模塊是否收到主機(jī)的查詢信號(hào)，若收到，單片機(jī)可分為全閉環(huán)或半閉環(huán)兩種系統(tǒng)信號(hào)處理模式若是半閉環(huán)報(bào)警系統(tǒng)，則直接啟動(dòng)編碼載波發(fā)射模塊，發(fā)射應(yīng)答信號(hào)給主機(jī)；若是全閉環(huán)報(bào)警系統(tǒng)，則先啟動(dòng)模擬目標(biāo)信號(hào)模塊去觸發(fā)傳感器，在傳感器被觸發(fā)后，再啟動(dòng)編碼載波發(fā)射模塊，發(fā)射應(yīng)答信號(hào)給主機(jī)(注單片機(jī)能自動(dòng)區(qū)分是真實(shí)目標(biāo)觸發(fā)的傳感器還是模擬目標(biāo)觸發(fā)的傳感器)，完后單片機(jī)返回低功耗休眠狀態(tài)。
該報(bào)警探頭所配雙向智能主機(jī)，由編解碼載波收發(fā)模塊、低功耗單片機(jī)、接收發(fā)射天線或雙絞線或電力線載波偶合器、報(bào)警探頭編號(hào)顯示器、手持遙控器、聲光報(bào)警器，電源等電連接組成。其連接方式為主機(jī)單片機(jī)的一個(gè)端口與編碼載波發(fā)射模塊輸入端電連接，組成編碼信號(hào)發(fā)射控制端；編碼載波發(fā)射模塊的輸出端與天線或雙絞線或電力線載波偶合器電連接，主機(jī)單片機(jī)的多個(gè)端口與解碼載波接收模塊的解碼芯片數(shù)據(jù)輸出端及使能端電連接，組成指令信號(hào)讀入端口；解碼載波接收模塊的輸入端與天線或雙絞線或電力線載波偶合器電連接，主機(jī)單片機(jī)的多個(gè)端口與報(bào)警探頭編號(hào)顯示器電連接，組成故障探頭編號(hào)顯示控制端口，主機(jī)單片機(jī)的一個(gè)端口與聲光報(bào)警器電連接，組成聲光報(bào)警控制端口；手持遙控器與主機(jī)單片機(jī)采用無線電連接。其工作流程為手持遙控器對(duì)主機(jī)單片機(jī)可完成設(shè)防、撤防、遙控輸碼等操作，當(dāng)手持遙控器設(shè)防后，主機(jī)單片機(jī)按一定順序和一定時(shí)間向各個(gè)帶編號(hào)的報(bào)警探頭發(fā)出查詢指令信號(hào)，若某個(gè)報(bào)警探頭在收到主機(jī)查詢信號(hào)后，應(yīng)立即發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，主機(jī)單片機(jī)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)收到應(yīng)答信號(hào)表明該報(bào)警探頭工作正常完好，主機(jī)單片機(jī)繼續(xù)循環(huán)查詢其它報(bào)警探頭，反之、若主機(jī)單片機(jī)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有收到應(yīng)答信號(hào)則判定該報(bào)警探頭已失靈，主機(jī)單片機(jī)立即顯示該探頭編號(hào)同時(shí)聲光提示主人及時(shí)處理。上述工作模式就構(gòu)成一個(gè)高可靠雙向全閉環(huán)智能報(bào)警系統(tǒng)，無論什么時(shí)候報(bào)警探頭的那個(gè)部分或某個(gè)零件出現(xiàn)故障，主機(jī)立即就會(huì)診斷出來，這就大大提高了報(bào)警系統(tǒng)的可靠性。該探頭若配上數(shù)據(jù)采集傳感器(溫度、濕度、液位等)，再配上相應(yīng)的主機(jī)，可組成無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
該報(bào)警探頭與配套主機(jī)的雙向數(shù)據(jù)通訊方式，一般采用無線方式電連接，在有些應(yīng)用環(huán)境中也可采用有線方式或電力線載波偶合器方式電連接，這樣報(bào)警系統(tǒng)可靠性更高。該報(bào)警探頭與配套主機(jī)可實(shí)現(xiàn)雙向全閉環(huán)自診斷報(bào)警系統(tǒng)，也可實(shí)現(xiàn)雙向半閉環(huán)自診斷報(bào)警系統(tǒng)，在一般應(yīng)用場合中使用成本較低的雙向半閉環(huán)自診斷報(bào)警系統(tǒng)就能夠滿足要求。
該報(bào)警探頭與配套主機(jī)的另一種低成本電路模式，減去專用的編解碼芯片，只保留載波收發(fā)部分，整個(gè)報(bào)警探頭的編解碼收發(fā)信號(hào)均由單片機(jī)程序完成，其連接方式由載波收發(fā)部分電路直接與單片機(jī)的收發(fā)端口分別電連接，該探頭的地址編碼端由單片機(jī)的剩余端口擔(dān)任，在探頭編號(hào)數(shù)量要求不多的情況下采用這種電路模式。
該報(bào)警探頭與配套主機(jī)雙向閉環(huán)自診斷功能的實(shí)施關(guān)鍵是采用了解碼載波接收模塊和模擬目標(biāo)信號(hào)模塊，尤其是采用了模擬目標(biāo)信號(hào)模塊，若減去該模塊就只能實(shí)現(xiàn)雙向半閉環(huán)自診斷報(bào)警系統(tǒng)，該模塊主要由能夠反映被模擬傳感器信號(hào)特征的特征元器件及配套電路組成，它能可靠觸發(fā)所模擬的傳感器。以下是列舉采用模擬目標(biāo)信號(hào)模塊，實(shí)現(xiàn)模擬觸發(fā)幾種常用傳感器的單元電路模式(1)、人體熱釋紅外傳感器該單元電路由能發(fā)射類似人體熱釋紅外線波長的紅外發(fā)光管及配套電路組成。連接方式單片機(jī)的一個(gè)端口與紅外發(fā)光管及配套電路的驅(qū)動(dòng)端電連接。安裝方式將紅外發(fā)光管安裝在人體熱釋紅外傳感器的對(duì)面斜下方或旁邊一定空間內(nèi)，并共同安裝在一個(gè)塑料盒內(nèi)。其工作原理是當(dāng)單片機(jī)收到主機(jī)的查詢信號(hào)后，立即啟動(dòng)紅外發(fā)光管及配套電路工作，使其觸發(fā)人體熱釋紅外傳感器，使探頭發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，達(dá)到模擬實(shí)際探測目標(biāo)信號(hào)觸發(fā)探頭的目的。
(2)、振動(dòng)傳感器該單元電路由微型振動(dòng)電機(jī)或小型電磁鐵等組成。連接方式單片機(jī)的一個(gè)端口與微型振動(dòng)電機(jī)或小型電磁鐵的控制端電連接。安裝方式將微型振動(dòng)電機(jī)或小型電磁鐵與探頭的振動(dòng)傳感器安裝在同一個(gè)基板上，并共同安裝在一個(gè)塑料盒內(nèi)。其工作原理是當(dāng)單片機(jī)收到主機(jī)的查詢信號(hào)后，立即啟動(dòng)微型振動(dòng)電機(jī)或小型電磁鐵工作，使其觸發(fā)振動(dòng)傳感器，使探頭發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，達(dá)到模擬實(shí)際探測目標(biāo)信號(hào)觸發(fā)探頭的目的(注小型電磁鐵通電與鐵片吸合時(shí)將產(chǎn)生振動(dòng)，去觸發(fā)振動(dòng)傳感器)。
(3)、門磁傳感器該單元電路由小型電磁鐵組成。連接方式單片機(jī)的一個(gè)端口與小型電磁鐵的控制端電連接。安裝方式將小型電磁鐵安裝在門磁傳感器另一側(cè)旁邊即可，并共同安裝在一個(gè)塑料盒內(nèi)。其工作原理是當(dāng)單片機(jī)收到主機(jī)的查詢信號(hào)后，立即啟動(dòng)小型電磁鐵工作，使其觸發(fā)門磁傳感器，使探頭發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，達(dá)到模擬實(shí)際探測目標(biāo)信號(hào)觸發(fā)探頭的目的。
(4)、煙感傳感器該單元電路由煙霧產(chǎn)生電路組成。連接方式單片機(jī)的一個(gè)端口與煙霧產(chǎn)生電路的控制端電連接。安裝方式將煙霧產(chǎn)生電路的出煙口安裝在煙感傳感器的對(duì)面斜下方或旁邊一定空間內(nèi)，并共同安裝在一個(gè)塑料盒內(nèi)。其工作原理是當(dāng)單片機(jī)收到主機(jī)的查詢信號(hào)后，立即啟動(dòng)煙霧產(chǎn)生電路工作，使其觸發(fā)煙感傳感器，使探頭發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，達(dá)到模擬實(shí)際目標(biāo)信號(hào)觸發(fā)探頭的目的。
(5)、溫感傳感器該單元電路由發(fā)熱元件及其配套電路組成。連接方式單片機(jī)的一個(gè)端口與發(fā)熱元件及其配套電路的控制端電連接。安裝方式將發(fā)熱元件安裝在溫感傳感器的對(duì)面斜下方或旁邊一定空間內(nèi)，并共同安裝在一個(gè)塑料盒內(nèi)。其工作原理是當(dāng)單片機(jī)收到主機(jī)的查詢信號(hào)后，立即啟動(dòng)發(fā)熱元件及其配套電路工作，使其觸發(fā)溫感傳感器，使探頭發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，達(dá)到模擬實(shí)際目標(biāo)信號(hào)觸發(fā)探頭的目的。
(6)、燃?xì)鈧鞲衅髟搯卧娐酚煽蓢娚渖倭咳細(xì)獾碾娮娱y元件及其配套電路組成。連接方式單片機(jī)的一個(gè)端口與電子閥元件及其配套電路的控制端電連接。安裝方式將電子閥元件的噴嘴口安裝在燃?xì)鈧鞲衅鞯膶?duì)面斜下方或旁邊一定空間內(nèi)，并共同安裝在一個(gè)塑料盒內(nèi)。其工作原理是當(dāng)單片機(jī)收到主機(jī)的查詢信號(hào)后，立即啟動(dòng)電子閥元件及其配套電路工作，使其噴射少量燃?xì)庥|發(fā)燃?xì)鈧鞲衅?，使探頭發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，達(dá)到模擬實(shí)際目標(biāo)信號(hào)觸發(fā)探頭的目的。
(7)、火焰探測傳感器該單元電路由可模擬兩種不同波長的火焰的雙發(fā)光管及配套電路組成。連接方式單片機(jī)的一個(gè)端口與雙發(fā)光管及配套電路的控制端電連接。安裝方式將雙發(fā)光管安裝在火焰探測傳感器的對(duì)面斜下方或旁邊一定空間內(nèi)，并共同安裝在一個(gè)塑料盒內(nèi)。其工作原理是當(dāng)單片機(jī)收到主機(jī)的查詢信號(hào)后，立即啟動(dòng)雙發(fā)光管及配套電路工作，使其觸發(fā)火焰探測傳感器，使探頭發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，達(dá)到模擬實(shí)際目標(biāo)信號(hào)觸發(fā)探頭目的。
本實(shí)用新型的有益效果是同現(xiàn)有的單向報(bào)警探頭及裝置相比，由于增設(shè)了雙向閉環(huán)自診斷功能，大大提高了報(bào)警探頭及系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。該探頭及主機(jī)采用雙向通訊方式單片機(jī)智能控制，可實(shí)現(xiàn)多探頭高可靠性報(bào)警系統(tǒng)，擴(kuò)大使用范圍，該探頭平時(shí)耗電極低，工作非常穩(wěn)定可靠，使用靈活方便，有很好的實(shí)用價(jià)值。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例報(bào)警探頭電路原理連接框圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例報(bào)警主機(jī)電路原理連接框圖。
圖1中1-1、探頭單片機(jī)，1-2、編碼載波發(fā)射模塊，1-3、解碼載波接收模塊、1-4、傳感器，1-5、模擬目標(biāo)信號(hào)模塊，1-6、電源，1-7、探頭地址編碼端，1-21、天線發(fā)射端，1-22、雙絞線輸出端，1-23、電力線載波偶合器輸出端，1-31、天線接收端，1-32、雙絞線輸入端，1-33、電力線載波偶合器輸入端。
圖2中2-1、主機(jī)單片機(jī)，2-2、編碼載波發(fā)射模塊，2-3、解碼載波接收模塊、2-4、探頭編號(hào)顯示器，2-5、聲光報(bào)警器，2-6、電源，2-7、主機(jī)地址編碼端，2-8、手持遙控器，2-21、天線發(fā)射端，2-22、雙絞線輸出端，2-23、電力線載波偶合器輸出端，2-31、天線接收端，2-32、雙絞線輸入端，2-33、電力線載波偶合器輸入端。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例，參照?qǐng)D1探頭單片機(jī)采用性價(jià)比較好的單片機(jī)(P78LPC760)，傳感器(1-4)的觸發(fā)輸出端與單片機(jī)(1-1)信號(hào)采集端(P2.0)電連接，組成觸發(fā)信號(hào)采集端口；單片機(jī)(1-1)的一個(gè)端口(P1.7)與編碼載波發(fā)射模塊(1-2)輸入端電連接，組成編碼信號(hào)發(fā)射控制端；編碼載波發(fā)射模塊(1-2)的輸出端與天線發(fā)射端(1-21)或雙絞線輸出端(1-22)或電力線載波偶合器輸出端(1-23)其中之一電連接，單片機(jī)(1-1)的(P1.0-P1.3、P1.5)共5個(gè)端口與解碼載波接收模塊(1-3)的解碼芯片數(shù)據(jù)輸出端及使能端電連接，組成指令信號(hào)讀入端口；解碼載波接收模塊(1-3)的輸入端與天線接收端(1-31)或雙絞線輸入端(1-32)或電力線載波偶合器輸出端(1-33)其中之一電連接，單片機(jī)(1-1)的1個(gè)端口(P2.1)與模擬目標(biāo)信號(hào)模塊的控制端電連接，組成模擬目標(biāo)信號(hào)啟停控制端口，單片機(jī)(1-1)的(VDD)端與電源(1-6)電連接，單片機(jī)(1-1)的(P0.3-P0.6)共4個(gè)端口與探頭地址編碼端(1-7)電連接，組成探頭地址編碼端。
實(shí)施例，參照?qǐng)D2主機(jī)單片機(jī)采用性價(jià)比較好的單片機(jī)(P78LPC764)，手持遙控器(2-8)與單片機(jī)(2-1)信號(hào)采集端和解碼載波接收模塊(2-3)無線電連接，組成遙控信號(hào)采集輸入端口；單片機(jī)(2-1)的一個(gè)端口(P1.6)與編碼載波發(fā)射模塊(2-2)輸入端電連接，組成編碼信號(hào)發(fā)射控制端；編碼載波發(fā)射模塊(2-2)的輸出端與天線發(fā)射端(2-21)或雙絞線輸出端(2-22)或電力線載波偶合器輸出端(2-23)其中之一電連接，單片機(jī)(2-1)的(P1.0-P1.4)共5個(gè)端口與解碼載波接收模塊(2-3)的解碼芯片數(shù)據(jù)輸出端及使能端電連接，組成指令信號(hào)讀入端口；解碼載波接收模塊(2-3)的輸入端與天線接收端(2-31)或雙絞線輸入端(2-32)或電力線載波偶合器輸入端(2-33)其中之一電連接，單片機(jī)(2-1)的(P0.0-P0.5、P2.0、P2.1)共8個(gè)端口與報(bào)警探頭編號(hào)顯示器(2-4)電連接，組成被觸發(fā)探頭或故障探頭編號(hào)顯示控制端口，單片機(jī)(2-1)的一個(gè)端口(P1.7))與聲光報(bào)警器(2-5)電連接，組成聲光報(bào)警控制端口，單片機(jī)(2-1)的(VCC)端與電源(2-6)電連接，單片機(jī)(2-1)的(P0.6、P0.7、P1.5)共3個(gè)端口與主機(jī)地址編碼端(2-7)電連接，組成主機(jī)地址編碼端。
權(quán)利要求1.帶自診斷功能的雙向閉環(huán)智能報(bào)警探頭及配套主機(jī)，其特征是探頭部分為，傳感器的觸發(fā)輸出端與單片機(jī)信號(hào)采集端電連接，單片機(jī)的一個(gè)端口與編碼載波發(fā)射模塊輸入端電連接，編碼載波發(fā)射模塊的輸出端與天線或雙絞線或電力線載波偶合器電連接，單片機(jī)的多個(gè)端口與解碼載波接收模塊的解碼芯片數(shù)據(jù)輸出端及使能端電連接，解碼載波接收模塊的輸入端與天線或雙絞線或電力線載波偶合器電連接，單片機(jī)的1個(gè)端口與模擬目標(biāo)信號(hào)模塊的控制端電連接；配套主機(jī)部分為，主機(jī)單片機(jī)的一個(gè)端口與編碼載波發(fā)射模塊輸入端電連接，編碼載波發(fā)射模塊的輸出端與天線或雙絞線或電力線載波偶合器電連接，主機(jī)單片機(jī)的多個(gè)端口與解碼載波接收模塊的解碼芯片數(shù)據(jù)輸出端及使能端電連接，解碼載波接收模塊的輸入端與天線或雙絞線或電力線載波偶合器電連接，主機(jī)單片機(jī)的多個(gè)端口與報(bào)警探頭編號(hào)顯示器電連接，主機(jī)單片機(jī)的一個(gè)端口與聲光報(bào)警器電連接，手持遙控器與主機(jī)單片機(jī)采用無線電連接。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的帶自診斷功能的雙向閉環(huán)智能報(bào)警探頭及配套主機(jī)，其特征是報(bào)警探頭所設(shè)計(jì)的模擬目標(biāo)信號(hào)模塊，由探頭單片機(jī)一個(gè)端口與特征元器件及配套電路的控制端電連接，特征元器件安裝在傳感器對(duì)面斜下方或旁邊一定空間內(nèi)，使所發(fā)出模擬信號(hào)能到達(dá)傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的帶自診斷功能的雙向閉環(huán)智能報(bào)警探頭及配套主機(jī)，其特征是報(bào)警探頭及主機(jī)單片機(jī)的相關(guān)端口與編解碼收發(fā)模塊的編解碼芯片數(shù)據(jù)端口及控制端電連接或與編解碼收發(fā)模塊的載波收發(fā)部分電路直接電連接，該探頭及主機(jī)的地址編碼由單片機(jī)的剩余端口擔(dān)任。
專利摘要本實(shí)用新型為一種帶自診斷功能的雙向閉環(huán)智能報(bào)警探頭及配套主機(jī)，該報(bào)警探頭由編解碼載波收模塊、模擬目標(biāo)信號(hào)模塊、低功耗單片機(jī)、傳感器、收發(fā)雙向數(shù)據(jù)偶合電路、電源等電連接組成；配套主機(jī)由編解碼載波收模塊、低功耗單片機(jī)、探頭故障編號(hào)顯示器、手持遙控器、聲光報(bào)警器、收發(fā)雙向數(shù)據(jù)偶合電路、電源等電連接組成。該報(bào)警探頭及配套主機(jī)均由單片機(jī)程序控制可實(shí)現(xiàn)雙向有線或無線編解碼信號(hào)的收發(fā)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警探頭及系統(tǒng)雙向全閉環(huán)自診故障檢測，組成高可靠性的火災(zāi)或防盜報(bào)警系統(tǒng)。有很好的實(shí)用價(jià)值，可廣泛應(yīng)用于家庭和辦公場所等。
文檔編號(hào)G08B25/00GK2667586SQ200320115100
公開日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2003年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月25日
發(fā)明者劉鳴 申請(qǐng)人:劉鳴