本發(fā)明屬于電學(xué)、電通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)急照明燈具控制系統(tǒng)，具體是一種基于直流電路的應(yīng)急照明燈具控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)發(fā)生緊急情況、火災(zāi)和爆炸等突發(fā)事件，極易造成人群疏散的混亂，給應(yīng)急救援帶來極大的困難。如若處置不當(dāng)將會產(chǎn)生巨大的人身財產(chǎn)損失，對社會經(jīng)濟和生活造成重大影響。發(fā)生事故時應(yīng)急照明與疏散指示燈具成為車站區(qū)間唯一的照明，應(yīng)急疏散指示燈大都固定方向?qū)?，指引就近的消防通道，這存在著當(dāng)指向疏散路線上有火情時將人員引向危險區(qū)域的隱患，造成不必要的人員傷亡。直接關(guān)系到乘客和工作人員的安全，也是地鐵車站內(nèi)須連續(xù)運行的設(shè)備和系統(tǒng)維持運行的必要條件。因此，地鐵智能化聯(lián)動控制應(yīng)急照明疏散系統(tǒng)的設(shè)計及研究顯得尤為重要。

近來，隨著時代的發(fā)展和科技進步，智能化控制技術(shù)、通信技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)取得了長足的發(fā)展，這些技術(shù)在消防應(yīng)急照明和疏散指示領(lǐng)域得到應(yīng)用，促進了應(yīng)急照明和疏散指示行業(yè)的發(fā)展。GB17945-2010《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)》對消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的組成及控制方式等做出了較完善的規(guī)定：消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)按控制方式可分為非集中控制型系統(tǒng)和集中控制型系統(tǒng)，按應(yīng)急電源的實現(xiàn)方式可分為自帶電源型系統(tǒng)和集中電源型系統(tǒng)。其中集中電源集中控制型系統(tǒng)是功能最多、最為智能化的系統(tǒng)，采用集中控制、集中供電、通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)，要求系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電池、燈具、分配電裝置、集中式電源的自動檢測、監(jiān)控與顯示等，不僅解決了產(chǎn)品日常維護的難題，而且提高了系統(tǒng)智能化控制程度。

集中電源集中控制型系統(tǒng)中有直流應(yīng)急供電系統(tǒng)，當(dāng)應(yīng)急供電時，直接利用蓄電池的電能給應(yīng)急燈具及照明供電。當(dāng)發(fā)生緊急情況，應(yīng)急疏散照明、指示燈的方向?qū)蚓惋@得尤為重要，在智能化控制系統(tǒng)中，應(yīng)急電源集中控制器通過通訊線發(fā)出導(dǎo)向指令，指導(dǎo)人們安全撤離，是關(guān)鍵，如果通信出現(xiàn)問題，存在著指向疏散路線上有火情時將人員引向危險區(qū)域的隱患。

目前集中電源集中控制型系統(tǒng)的應(yīng)急照明供電電壓很多場合采用LED或節(jié)能燈具，這些燈具的光源的工作電壓一般不是AC220V，一般內(nèi)部都有電源模塊，采用整流和開關(guān)電源模式，將AC220V變換成光源所需電源。所以，這些燈具可以直接采用類似電壓等級的直流電源。所以，燈具在應(yīng)急時，可以直接采用蓄電池電能作為應(yīng)急供電電源。應(yīng)急通信系統(tǒng)一般采用RS485、CAN總線等通信總線進行信息傳輸，通信總線的安全與可靠直接關(guān)系到集中電源集中控制型系統(tǒng)的應(yīng)急照明燈的正常運行，如果通信總線出現(xiàn)問題，發(fā)生緊急情況時，系統(tǒng)將不能正常運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于直流電路的應(yīng)急照明燈具控制系統(tǒng)，直接采用直流電路電信號控制應(yīng)急照明燈具，降低了應(yīng)急照明燈具控制的通信成本，提高了信息傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

基于直流電路的應(yīng)急照明燈具控制系統(tǒng)，包括蓄電池和應(yīng)急照明燈具組成的應(yīng)急照明主電路，所述主電路的蓄電池端連接有信號調(diào)制單元，所述主電路的應(yīng)急照明燈具端連接有信號解調(diào)單元；

所述的信號調(diào)制單元包括

調(diào)制控制芯片，用于采集市電電壓信息、控制信息和遠程通信信息，并進行信息分析形成控制指令，通過通信口產(chǎn)生信號脈沖；

絕緣柵雙極型晶體管，根據(jù)信號脈沖進行主電路開通與關(guān)斷，并輸出形成含有調(diào)制信號的電流；

IGBT驅(qū)動電路，用于保證絕緣柵雙極型晶體管能夠正常工作并同時對其進行保護；

以及調(diào)制電源模塊，用于將蓄電池電能進行轉(zhuǎn)換并給調(diào)制控制芯片和絕緣柵雙極型晶體管供電；

所述的調(diào)制電源模塊和絕緣柵雙極型晶體管均連接主電路，所述的調(diào)制控制芯片和絕緣柵雙極型晶體管均與調(diào)制電源模塊連接，所述的IGBT驅(qū)動電路連接調(diào)制控制芯片，所述的絕緣柵雙極型晶體管連接IGBT驅(qū)動電路；

所述的信號解調(diào)單元包括

信號處理模塊，用于接收含有調(diào)制信號的電流并將調(diào)制信號變成低壓信號脈沖；

解調(diào)控制芯片，用于將信號脈沖轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息，得到控制指令，并通過I/O口發(fā)出控制信號進行應(yīng)急照明燈具控制；

以及解調(diào)電源模塊，用于將蓄電池電能進行轉(zhuǎn)換并給解調(diào)控制芯片供電；

所述的解調(diào)電源模塊、信號處理模塊和解調(diào)控制芯片均連接主電路，所述的信號處理模塊連接解調(diào)控制芯片，所述的解調(diào)控制芯片連接解調(diào)電源模塊。

進一步地，所述的IGBT驅(qū)動電路采用M57962L的驅(qū)動保護電路。

進一步地，所述的信號處理模塊包括相互串聯(lián)的限流電阻R3和光耦G，所述的限流電阻R3和光耦G與降壓電阻R2并聯(lián)后，與降壓電阻R1串聯(lián)。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明直接通過直流電路電信號控制應(yīng)急照明燈具，可以作為智能疏散系統(tǒng)的重要補充，應(yīng)急電源和疏散照明燈具的廣播信息傳輸不要專門通信線，提高了廣播信息的可靠性，在對通信要求不高場合，采用這種方式，可以降低系統(tǒng)的通信成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)示意圖。

圖2是本發(fā)明調(diào)制信號原理圖。

圖3是本發(fā)明信號調(diào)制單元電路圖。

圖4是本發(fā)明信號解調(diào)單元電路圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1-4所示，本發(fā)明提供了一種基于直流電路的應(yīng)急照明燈具控制系統(tǒng)，包括蓄電池和應(yīng)急照明燈具組成的應(yīng)急照明主電路，主電路的蓄電池端連接有信號調(diào)制單元，主電路的應(yīng)急照明燈具端連接有信號解調(diào)單元。

蓄電池提供DC220V直流電能，在蓄電池進行應(yīng)急直流供電時，通過信號調(diào)制單元將控制指令制成信號脈沖對蓄電池輸出直流電進行調(diào)制，蓄電池輸出形成含有調(diào)制信號的電流，達到既傳送電能，又發(fā)送信息的目的。

調(diào)制信號一般是不同脈寬信號表示的信息，以RS232數(shù)據(jù)傳輸為例，每個字節(jié)是8位數(shù)據(jù)，42位數(shù)據(jù)是6個字節(jié)。RS232傳輸要有1位起始位，8位數(shù)據(jù)位、1位校驗位、1位停止位，也就是說傳一個字節(jié)要用時11位的時間，6個字節(jié)要6*11＝66位時間。每位1/9600秒，共用66/9600＝0.006875秒。所以，數(shù)據(jù)信息的脈沖寬度一般都很短，燈具或控制器內(nèi)的電源模塊一般都有整流單元，這些數(shù)據(jù)信息的脈沖不會影響燈具或控制器內(nèi)的電源模塊的正常工作與輸出。

信號調(diào)制單元包括用于采集市電電壓信息、控制信息和遠程通信信息，并進行信息分析形成控制指令，通過通信口產(chǎn)生信號脈沖的調(diào)制控制芯片，根據(jù)信號脈沖進行主電路開通與關(guān)斷，并輸出形成含有調(diào)制信號電流的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)，用于保證絕緣柵雙極型晶體管能夠正常工作并同時對其進行保護的IGBT驅(qū)動電路，以及用于將蓄電池電能進行轉(zhuǎn)換并給調(diào)制控制芯片和絕緣柵雙極型晶體管供電的調(diào)制電源模塊。其中，IGBT驅(qū)動電路采用M57962L的驅(qū)動保護電路。

調(diào)制電源模塊和絕緣柵雙極型晶體管均連接主電路，調(diào)制控制芯片和絕緣柵雙極型晶體管均與調(diào)制電源模塊連接，IGBT驅(qū)動電路連接調(diào)制控制芯片，絕緣柵雙極型晶體管連接IGBT驅(qū)動電路。

調(diào)制電源模塊將蓄電池輸出的DC220V直流電分別轉(zhuǎn)換為5V、15V和-5V輸出，調(diào)制控制芯片的工作電壓為5V，絕緣柵雙極型晶體管的電壓Vcc為15V、Vee為-5V；調(diào)制控制芯片采集市電電壓信息、控制信息和遠程通信信息，并進行信息分析形成控制指令，再通過通信口產(chǎn)生信號脈沖輸出到IGBT驅(qū)動電路，通信口產(chǎn)生的信號脈沖不能達到絕緣柵雙極型晶體管正常工作的條件，通過IGBT驅(qū)動電路使絕緣柵雙極型晶體管能夠正常工作，并同時對其進行保護；絕緣柵雙極型晶體管根據(jù)信號脈沖進行主電路開通與關(guān)斷，并輸出形成含有調(diào)制信號的電流。

信號解調(diào)單元，安裝在信號接收端(即分配電箱或疏散指示或照明燈具端)，將含有調(diào)制信號的直流電進行信號解調(diào)，達到接收信息的目的。因為通信接口和要求不同，把直流電信號脈沖轉(zhuǎn)換為通信端口適合接口的信號。

信號解調(diào)單元包括用于接收含有調(diào)制信號的電流并將調(diào)制信號變成低壓信號脈沖的信號處理模塊，用于將信號脈沖轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息，得到控制指令，并通過I/O口發(fā)出控制信號進行應(yīng)急照明燈具控制的解調(diào)控制芯片，以及用于將蓄電池電能進行轉(zhuǎn)換并給解調(diào)控制芯片供電的解調(diào)電源模塊。

其中，信號處理模塊包括相互串聯(lián)的限流電阻R3和光耦G，限流電阻R3和光耦G與降壓電阻R2并聯(lián)后，與降壓電阻R1串聯(lián)。含有調(diào)制信號的電流通過降壓電阻R1、降壓電阻R2和限流電阻R3，將調(diào)制信號變成低壓信號脈沖，再通過光藕G隔離送至解調(diào)控制芯片。

解調(diào)電源模塊、信號處理模塊和解調(diào)控制芯片均連接主電路，信號處理模塊連接解調(diào)控制芯片，解調(diào)控制芯片連接解調(diào)電源模塊。

解調(diào)電源模塊將蓄電池輸出的DC220V直流電轉(zhuǎn)換為5V輸出，解調(diào)控制芯片的工作電壓為5V，信號處理模塊接收含有調(diào)制信號的電流并將調(diào)制信號變成低壓信號脈沖輸出到解調(diào)控制芯片，解調(diào)控制芯片將信號脈沖轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息，得到控制指令，并通過I/O口發(fā)出控制信號進行應(yīng)急照明燈具控制。

本發(fā)明的控制信號傳輸?shù)姆椒ㄊ峭ㄟ^直流電路完成的，所以，本發(fā)明的通信方式只能采用廣播式傳輸方式。即主機發(fā)控制指令，從機接收執(zhí)行指令。廣播指令如下：

主機發(fā)送命令：[分配電箱地址][命令號05][字節(jié)個數(shù)4][數(shù)據(jù)1][數(shù)據(jù)2][數(shù)據(jù)3][數(shù)據(jù)4][校驗碼]

各字節(jié)說明：

[分配電箱地址]：應(yīng)急供電區(qū)間按照分配電劃分，便于控制與調(diào)試。

05H：寫數(shù)字量的命令號固定為05

字節(jié)個數(shù)：發(fā)送數(shù)據(jù)的個數(shù)

[數(shù)據(jù)1][數(shù)據(jù)2][數(shù)據(jù)3][數(shù)據(jù)4]。每個數(shù)據(jù)8位，每位表示一盞燈具的打開或閉合。如表1：

校驗碼：55H+[分配電箱地址]+[命令號05]+[字節(jié)個數(shù)4]+[數(shù)據(jù)1]+[數(shù)據(jù)2]+[數(shù)據(jù)3]+[數(shù)據(jù)4]

本發(fā)明直接通過直流電路電信號控制應(yīng)急照明燈具，可以作為智能疏散系統(tǒng)的重要補充，應(yīng)急電源和疏散照明燈具的廣播信息傳輸不要專門通信線，提高了廣播信息的可靠性，在對通信要求不高場合，采用這種方式，可以降低系統(tǒng)的通信成本。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。