專利名稱：在危險警報設(shè)備中自動分配警報器地址的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的在具有多個警報器的危險警報設(shè)備中自動分配警報器地址的方法。
危險警報設(shè)備如失火警報設(shè)備通常具有大量的危險警報器，它們被連接在一個雙芯的警報導線上。這可被設(shè)計為專用線(tap Iine)或環(huán)形導線。通過它使各個警報器與一個中心通信。每個警報器具有一個傳感器或類似裝置，它根據(jù)其環(huán)境的參數(shù)產(chǎn)生一個測量值。該測量值通過導線傳送給中心，其中該中心通常循環(huán)地詢問各個警報器。為了將測量值可對應到各個警報器，必須對每個警報器分配一個識別標記或一個地址。該地址被存儲在一個非易失性存儲器中。
已經(jīng)公知，在這種危險警報設(shè)備投入運行時，首先對各個警報器分配一個地址。為此最好能使用一個自動的方法。
在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公知了一系列的分配地址及使危險警報設(shè)備工作的方法，以下將對此作簡要的說明。
由DE 25 33 330公知了在警報器的詢問時，一個線路根據(jù)每個警報器特定的預運行時間引起一個電流脈沖的輸出，該脈沖具有與其測量值正比的脈沖寬度。在中心求值裝置中將測量該預運行時間及作為各個警報器的地址求值。由DE 25 33 382公知了一種方法，其中在每個詢問周期開始時，一個線路的警報器與警報線路電隔離，及然后以預定順序鏈式地連接。每個警報器在一個相應的延時后接通下個警報器。中心站中的求值裝置求出線路電流的相應增加，其中警報器的地址相應于線路電流的增加數(shù)值。因為使各種不同的警報器類型根據(jù)統(tǒng)一的方法來處理是不可能或不具意義的，由DE 25 33 354也公知了，每個警報器配有時間單元，如在上述現(xiàn)有技術(shù)中亦是如此。該時間單元用于在線路上向各個警報器傳輸控制指令，其中警報器僅當各個時間單元運行時間中才準備接收。借助設(shè)在警報器中的控制裝置在一個控制周期內(nèi)在警報線路上僅接通一個時間單元，其中各個時間單元的開始時刻在中心站中作為地址來求值。在這方面由EP 0 098 552還公知了，在一個危險警報設(shè)備的周期詢問時，在每個警報器中將一個由測量值通過測量轉(zhuǎn)換器影響的時間單元連接到警報導線上，及在中心站中將由此引起的導線電流增加的數(shù)值導出警報器地址，在每個警報器中用一個在信號變換器中構(gòu)成的、表示為警報器測量值及警報器識別信號的和值的輸出信號來控制時間單元的運行時間及在中心站中除了警報器地址外由相應的電路延時不但導出警報器測量值而且導出相應警報器的識別信號。
為了使大量的火警報警器連接在一個警報線路上或在一個警報線路上發(fā)送較大的電流，由EP 0 042 501公知了警報導線形成環(huán)形的閉合。在警報線路上信號消失時詢問方向反轉(zhuǎn)。測量值的傳輸或是通過到下個警報器接通的相應的延時或是以向中心站繼續(xù)傳送的編碼脈沖序列的形式來實現(xiàn)。
由EP 0 212 106還公知了對一個鏈形線路中的警報器配置地址存儲器，它們以從中心站出發(fā)的預定順序存儲地址。這是這樣地進行的，僅當前面的警報器中鎖存一個地址時才繼續(xù)接通下個警報器。為此在每個警報器中設(shè)置一個開關(guān)，它使一個芯線短接到下個警報器。
由DE 32 25 032公知了這樣地導致對警報器類型、識別信號及測量值的所需區(qū)分，即借助從中心站向警報器傳送的控制指令來控制作在每個警報器中的轉(zhuǎn)換裝置，它由警報器測量值傳輸轉(zhuǎn)換為警報器識別信號傳輸。在一個詢問周期上將相應的警報器識別信號傳輸?shù)街行恼?，在中心站中將它們存儲及進一步處理。在此情況下，在每個警報器中設(shè)有一個裝置，借助它校準警報器識別信號，如警報器類型或警報器狀態(tài)。
上述所有的警報器均共同地包括一個與一個芯線串聯(lián)的開關(guān)，它必須閉合，以使線路上的下個警報器與中心站相連接。與此對應地，也公知了設(shè)置用于每個警報器鏈式連接的其它電路裝置。
在DE 32 11 550中設(shè)有一個兩芯線警報線路，其中每個警報器具有一個串聯(lián)電阻及一個開關(guān)，該開關(guān)連接在警報導線的兩芯之間及在報警狀態(tài)形閉合。警報器的響應引起警報線路總電阻的變化。在中心站中設(shè)有的測量及求值裝置具有對每個警報器配置的窗鑒別器。一個警報器的警報釋放將以其特定的電阻值產(chǎn)生相應的測量電壓。對該測量電壓設(shè)置的窗鑒別器其輸出端將連接到對報警的警報器設(shè)置的顯示裝置上。
由DE 40 38 992公知了一種在危險警報設(shè)備中自動配置警報器地址的方法，其中一個中心站與一個兩芯警報導線相連接，在該導線上鏈式地連接各個警報器。每個警報器具有一個傳輸裝置，一個測量值存儲器，一個地址存儲器，一個電壓測量裝置及一個開關(guān)。在第一階段中，由中心站對導線輸出一個穩(wěn)定電壓，由此使各警報器通過電容器充電被供給電能。在第二階段中，向?qū)Ь€輸出一個短路電壓信號，由此地址存儲器還是空著的所有警報器通過開關(guān)使導線短路。在第三階段中，向?qū)Ь€輸入一個測量電流，由此通過電壓測量裝置測量在第一警報器上由短路的開關(guān)降落的電壓。其值將被存儲到測量值存儲器中。在第四階段，向?qū)Ь€輸出一個詢問電壓，由此其測量值存儲器有存儲但其地址存儲器空著的警報器可以通信并由中心站配給一個地址，它被存儲到地址存儲器中。該過程由中心站不斷重復，直到所有警報器配有地址為止。該過程的結(jié)束由中心站這樣識別，即在第三階段中不再流過短路電流。
最后所述的公知方案一方面需要可觀的警報器電路成本，另一方面對于分配地址需要較長的時間間隔。上述階段2至4需要對于一個線路的每個警報器重復進行，這就需要較長時間，尤其在一個網(wǎng)絡(luò)中有很多數(shù)目的警報器的情況下更是如此。
現(xiàn)有技術(shù)中還具有其它的配址及警報器識別方法。在EP 0 546 401中描述了這樣的一種方法，其中在一個每個警報器的插座中設(shè)有一個識別組件，它具有一個對于每個警報器插座不可改變的識別號，它與另外的警報器插座的識別號不同。在檢測器中設(shè)有對識別號識別的裝置。裝在警報器插座中的識別組件或是由電阻組合，ROM，PROM，EPROM，EEPROM組成或是由光學條形標記組成。識別號的讀出通過接觸或光學傳輸裝置來實現(xiàn)。警報器插座的定位是在第一次運行時通過第一次檢測器警報、如借助檢驗氣體以預定順序使警報器投入使用或通過在投入使用前借助編程裝置分配地址。在EP 0 362 985中嘗試上述有問題的地址分配這樣地改善，在警報器插座中一個可手動地用二進制碼調(diào)節(jié)的機械裝置壓在插入的測量頭的相應彈性元件上，用于傳輸警報器地址。雖然為了維護所進行的警報器更換由此變得容易了，但在該方案中也需要花時間的插座地址碼的手動調(diào)節(jié)。此外不穩(wěn)定的彈性元件及接觸點體現(xiàn)為安全隱患。
最后由EP0 485 878公知了一種獲得一個危險警報設(shè)備的警報器配置的方法，其中在制造地點將一個二進制系列號存儲在每個警報器中。在安裝時將進行部分上很費時間及復雜的12個方法步驟，以通過其系列號的確定來取得在設(shè)備中存在的警報器的狀態(tài)或聯(lián)網(wǎng)的參數(shù)。環(huán)形導線及聯(lián)絡(luò)導線的聯(lián)網(wǎng)愈復雜，該公知方法就愈費時間。
本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種在危險警報設(shè)備中自動分配警報器地址的方法，它在各個警報器中僅需要小的電路成本，可在短時間內(nèi)實施及在具有大量警報器的長傳輸導線上也可無故障地工作。
該任務(wù)將通過權(quán)利要求1的特征來解決。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在第一階段中，如根據(jù)所述現(xiàn)有技術(shù)一樣，由中心站將一個電壓提供到傳輸導線上，使電容器充電。由此可費時少地保證警報器的供電。在第二階段中，中心站向傳輸導線發(fā)送一個使所有警報器的開關(guān)閉合的開關(guān)信號。根據(jù)本發(fā)明方法的一個構(gòu)型，該開關(guān)信號由中心站的一個電壓調(diào)制的數(shù)據(jù)字組成。在第三階段中，在開關(guān)閉合的緊后面，中心站以預定的交替方式將具有不同電平的恒定電流發(fā)送到傳輸導線上。具有交替電平的恒定電流在其開關(guān)打開著的并待分配地址的所有警報器的測量電阻上產(chǎn)生交變電壓降，它被警報器中的脈沖接收器接收，被轉(zhuǎn)換成構(gòu)成一個數(shù)據(jù)字的數(shù)字信號。該數(shù)字信號將作為地址直接存儲在存儲器中-只要該存儲器未存儲地址。一旦該過程結(jié)束，邏輯電路將開關(guān)打開并阻止另一數(shù)據(jù)字存儲到地址存儲器中。
在所述配址過程中，后面的警報器不能通過電阻得到任何可估值的電壓脈沖及由此不能得到通信地址，因為配址警報器的開關(guān)短路了通向后面警報器的傳輸導線。在配址的警報器存儲其地址后，如所述地，它的開關(guān)將打開。
中心站可使一個輸入電流繼續(xù)流通。中心站通過其端子上的電壓躍變記錄開關(guān)的打開。它可作為對于第一警報器有序地得到它的通信地址的回復信號。緊接著中心站發(fā)送另一通信地址，它同樣由兩個恒定電流的輸入電流調(diào)制串行信號組成。因為第一警報器的開關(guān)已打開，第二警報器通過其測量電阻得到可估值的電壓脈沖。所有其余的警報器不能通過它們的測量電阻得到可估值的電壓脈沖。在存儲其地址后第二警報器打開其開關(guān)。對于每個其余的警報器中心站用另一數(shù)據(jù)字重復上述步驟。由此通過通信地址的相繼發(fā)送對多個警報器各分配了通信地址。如果通信地址的分配結(jié)束，中心站將不再得到電壓躍變。由此中心站可自動地視此自動過程結(jié)束。
用于解決本發(fā)明的任務(wù)的一個電路裝置對于每個連接在兩芯警報導線上的每個警報器設(shè)有一個與二極管串聯(lián)的電容器，一個連接在芯線之間的可控開關(guān)，一個串聯(lián)在一個芯線中的測量電阻，一個脈沖接收器，一個邏輯電路及一個與邏輯電路連接的地址存儲器。如已述地，通過注入的恒定電流在測量電阻上產(chǎn)生電壓脈沖，它由脈沖接收器估值。邏輯電路用于將其存儲在地址存儲器中。對于脈沖接收器可設(shè)置具有固定放大系數(shù)的簡單標準放大器及后置晶體管級。在本發(fā)明的一個構(gòu)型中也可替換地對此設(shè)置微處理器，它通常設(shè)在每個警報器中用于執(zhí)行測量及與中心通信。對于脈沖接收器可使用微處理器的A/D轉(zhuǎn)換器及微處理器的相應程序。因此對于脈沖接收器不需要附加成本。將恒定電流注入警報導線用于在每個警報器的測量電阻上產(chǎn)生相等的電壓降，并完全與警報器數(shù)目、警報導線長度及其它導線參數(shù)無關(guān)。
如果對每個警報器設(shè)置一個機械開關(guān)如一個繼電器，由于其幾乎理想的電阻特性在每個接收地址用的、對每個警報器相同的測量電阻及短路的后置警報器之間形成確定的電壓比例。出于成本亦技術(shù)上的原因，最好使用半導體開關(guān)，例如FET開關(guān)。它在接通即導通狀態(tài)具有低于50毫歐姆的導通電阻。由此在每個電開關(guān)的端子上形成相應的小電壓降。在仍短路的警報器的下個測量電阻上的剩余電壓是可測量的。因此不是由中心站注入導線的所有電流流過每個短路的警報器。于是根據(jù)本發(fā)明的一個構(gòu)型設(shè)計了測量電阻的電阻值與半導體開關(guān)的導通電阻值的比例大于10∶1。以此方式可實現(xiàn)-從中心站看-待分配地址的警報器的確定識別。在所需的導線長度、導線橫截面及譬如在一個環(huán)形導線中警報器數(shù)目為128個的情況下，在通常供電電壓24V時，根據(jù)本發(fā)明方法的所有警報器的地址分配在很短時間內(nèi)自動地完成。在通常的安裝比例的情況下，由注入的恒定電流在待分配地址的警報器的測量電阻上產(chǎn)生的電壓降為下個仍被半導體開關(guān)短路的警報器上的電壓降的多倍。
歸納起來可確定，根據(jù)本發(fā)明的方法以小的電路成本在擴展的危險警報設(shè)備上在很小時間中可實現(xiàn)地址的自動分配。由于每個警報器的地址分配過程需要的時間小，其電容器可設(shè)計得相對小，這使成本進一步降低。
以下將借助附圖中所示的實施例來詳細描述本發(fā)明。


圖1概要表示實施根據(jù)本發(fā)明的方法的一個電路布置的圖；圖2概要根據(jù)圖1的危險警報設(shè)備中一個警報器的地址電路的另一實施形式。
在圖1中表示出一個危險警報設(shè)備例如一個失火警報設(shè)備的一個中心站Z，一個具有芯線A及B的傳輸導線與它相連接。該傳輸導線可以是專用線或環(huán)形導線，如其本身是公知的那樣。該中心站具有一個電源裝置形式的電壓源NT，一個微處理器μC，一個恒流源K，一個調(diào)制器M及一個電壓測量裝置VM。對于各個組件的功能在下面將詳細描述。
在傳輸導線上連接著多個警報器，例如128個警報器。但在圖1中僅表示出兩個警報器M1及M2。每個警報器M1及M2具有一個串聯(lián)在一個芯線中的電阻Rm1及Rm2，一個與二極管D1或D2串聯(lián)在兩芯線之間的電容器C1或C2，一個可控開關(guān)SK1及SK2，一個脈沖接收器PE，一個邏輯電路L及一個地址存儲器SP。每個警報器還包括一系列其工作所需的其它組件。但由于這里僅描述對每個警報器的地址分配，這些組件未被表示出及也不被描述。
以下將借助圖1來描述對各個警報器M1至Mn的地址的分配。
在第一階段中，中心站Z將電源電壓提供到傳輸導線上。電源電壓通過相同阻值的電阻Rm1，Rm2...Rmn到達所有的警報器M1，M2...Mn。它們的電容器C1，C2...Cn通過二極管D1，D2...Dn充電。被充電的電容器在配址期間對邏輯電路L，地址存儲器SP及脈沖接收器PE供電。開關(guān)SK1，SK2...SKn均打開及不流過電流。
在第二階段中，中心站Z借助調(diào)制器M向所有警報器M1，M2...Mn發(fā)送一個電壓調(diào)制數(shù)據(jù)字作為總指令“初始化”。對此所需的電路相應于現(xiàn)有技術(shù)并不再描述。在警報器中對于接收所需的解調(diào)與警報器的地址分配無關(guān)，因此未在圖1中示出。在接收到該指令后，所有警報器M1，M2...Mn將它們的開關(guān)SK1，SK2...SKn均閉合。
在第三階段中，中心站借助恒流源K及微處理器μC將一個數(shù)據(jù)字發(fā)送到傳輸導線上。該數(shù)據(jù)字由兩個脈沖電流Ik0及Ik1的預定交替組合形成。這兩個電流在警報器M1的電阻Rm1上引起電壓脈沖，借助脈沖接收器PE它被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。邏輯單元L將它作為被譯成通信地址的數(shù)據(jù)字繼續(xù)傳送給非易失性地址存儲器SP。警報器M2及所有后面的警報器接收不到任何電阻Rm2…Rmn上的可估值電壓脈沖，因為開關(guān)SK1使通向后面警報器M2…Mn的傳輸導線短路。
在警報器M1將它的地址存儲在SP中后，SK1將被打開。這例如可這樣地實現(xiàn)，在中心站Z地址發(fā)送及存儲在警報器M1中后中心站緊接著發(fā)送一個電流調(diào)制的邏輯信號，該邏輯信號將引起警報器M1中邏輯電路L打開其開關(guān)SK1。以此方式，在中心站Z的輸出端產(chǎn)生一個電壓躍變，它被看作為對警報器M1地址成功配給的回復。對該電壓躍變的測量由與微處理器μC相連接的電流測量裝置VM來實現(xiàn)。
接著中心站Z發(fā)送另一地址，它同樣由恒定電流Ik0及Ik1的電流調(diào)制脈沖串行信號組成。因為開關(guān)SK1已打開，第二警報器M2通過其測量電阻Rm2得到可估值的電壓脈沖，它將由脈沖接收器PE來求值。第一警報器M1的邏輯電路將忽略該地址信號，因為它的地址存儲器已有存儲。該地址配給過程將如對M1所述那樣繼續(xù)地進行。中心站對每個警報器重復該步驟。由此通過通信地址的接連發(fā)送在短時間內(nèi)多個警報器均被得到一個地址。如果地址分配結(jié)束，可由中心站這樣地確定出來，即在其端子上由電壓測量裝置VM不再能測出電壓躍變。
圖2中表示一個警報器的地址電路，它與圖1中所示的警報器M1及M2具有部分相同的單元。如所看到的，一個邏輯電路L用一個集成的A/D轉(zhuǎn)換器來替代脈沖接收器PE。它在這里涉及一個通常裝在警報器中的微處理器的“單元”，即它的A/D轉(zhuǎn)換器及用于將測量電阻上降落的電壓與給定數(shù)字值相比接較的它的程序。由該信號形成的數(shù)據(jù)字被譯成地址及存儲在地址存儲器SP中-只要該存儲器是空的。以后的方法步驟與已述的相同。
權(quán)利要求
1.在危險警報設(shè)備中自動分配警報器地址的方法，該危險警報設(shè)備包括一個中心站及至少一個與它相連接的兩芯傳輸導線，在該導線上連接了多個警報器，其中每個警報器具有一個儲能的電容器，一個芯線中的測量電阻，一個對測量電阻上的壓降估值的求值裝置，該求值裝置與一個地址存儲器相連接，及在兩個芯線之間由該求值裝置控制的開關(guān)，該方法具有以下步驟-在第一階段中，由中心站將一個電壓提供到傳輸導線上及使電容器充電-在第二階段中，中心站向傳輸導線發(fā)送一個使所有警報器的開關(guān)閉合的開關(guān)信號-在第三階段中，中心站以預定的交替方式將具有不同電平的兩個恒定電流發(fā)送到傳輸導線上，及借助警報器中的脈沖接收器將其轉(zhuǎn)換成構(gòu)成一個數(shù)據(jù)字的數(shù)字信號，將它存儲在地址存儲器中，及邏輯電路將阻止地址存儲器的另外輸入并打開其開關(guān)，及-對于其地址存儲器還未存儲的每個待接收的警報器用另一數(shù)據(jù)字來重復第三階段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中開關(guān)被中心站的電流調(diào)制信號打開，該信號在求值電路中被檢測并由它產(chǎn)生一個用于開關(guān)的控制指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中在開關(guān)打開時或打開后，兩個電流中的一個繼續(xù)流通，中心站根據(jù)電壓躍變求得一個回復信號，以便產(chǎn)生用于下個警報器的由兩個恒定電流組成的下個串行信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中當確定不再有電壓躍變時，中心站結(jié)束地址的分配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項的方法，其中開關(guān)信號由中心站的一個電壓調(diào)制的數(shù)據(jù)字組成。
6.在危險警報設(shè)備中自動分配警報器地址的電路裝置，具有-一個中心站(Z)，它具有一個電壓源(NT)，一個微處理器(μC)，一個恒流源(K)，一個電流調(diào)制器(M)-連接在至少一個兩芯傳輸導線(A，B)上的多個警報器(M1，M2...Mn)，其中-每個警報器(M1，M2...Mn)具有一個與二極管(D1，D2...Dn)串聯(lián)在兩芯線(A，B)之間的電容器(C1，C2...Cn)，一個連接在芯線(A，B)之間的可控開關(guān)(SK1，SK2...SKn)，一個測量電阻(Rm1，Rm2…Rmn)，一個與測量電阻連接的脈沖接收器(PE)，一個邏輯電路(L)及一個與邏輯電路(L)連接的地址存儲器(SP)，及其中-邏輯電路(L)這樣地構(gòu)成，即當來自脈沖接收器(PE)的第一脈沖序列時使開關(guān)(SK1，SK2…SKn)閉合，當來自脈沖接收器(PE)的第二脈沖序列時將該脈沖序列存儲在地址存儲器(SP)中-如果地址存儲器中還未存儲地址的話。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電路裝置，其特征在于作為開關(guān)可使用半導體開關(guān)，最好是FET，及測量電阻(Rm1，Rm2...Rmn)的電阻值與導通的半導體開關(guān)的電阻值的比例為10∶1。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的電路裝置，其特征在于警報器(M)包括一個微處理器，及脈沖接收器由該微處理器的A/D轉(zhuǎn)換器及程序構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中一項的電路裝置，其特征在于中心站(Z)具有一個與芯線(A，B)相連接的電壓測量裝置(VM)。
全文摘要
本發(fā)明涉及在危險警報設(shè)備中自動分配警報器地址的方法,該危險警報設(shè)備包括一個中心站及至少一個與它相連接的兩芯傳輸導線,在該導線上連接了多個警報器,其中每個警報器具有一個儲能的電容器,一個芯線中的測量電阻,一個對測量電阻上的壓降估值的求值裝置,該求值裝置與一個地址存儲器相連接,及在兩個芯線之間由該求值裝置控制的開關(guān),該方法具有以下步驟:在第一階段中,由中心站Z將一個電壓提供到傳輸導線上及使電容器充電;在第二階段中,中心站向傳輸導線發(fā)送一個使所有警報器的開關(guān)閉合的開關(guān)信號;在第三階段中,中心站以預定的交替方式將具有不同電平的兩個恒定電流發(fā)送到傳輸導線上,及借助警報器中的脈沖接收器PE將其轉(zhuǎn)換成構(gòu)成一個數(shù)據(jù)字的數(shù)字信號,將它存儲在地址存儲器中,及邏輯電路將阻止地址存儲器的另外輸入并打開其開關(guān);及對于其地址存儲器還未存儲的每個待接收的警報器用另一數(shù)據(jù)字來重復第三階段。
文檔編號H04L12/403GK1347543SQ00802405
公開日2002年5月1日 申請日期2000年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月27日
發(fā)明者杰拉爾德·洛普克 申請人:職業(yè)許可兩合公司