一種可尋址故障隔離系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可尋址故障隔離系統(tǒng)，系統(tǒng)由控制主機(jī)與多個(gè)終端裝置組成。終端裝置即可以尋址控制，同時(shí)具有自主的揚(yáng)聲器負(fù)載超載、短路的檢測(cè)判斷功能，當(dāng)檢測(cè)到揚(yáng)聲器負(fù)載出現(xiàn)故障時(shí)，立即斷開(kāi)隔離并自動(dòng)上傳故障地址與故障類型，實(shí)現(xiàn)對(duì)廣播線路的故障定位，線路完好的部分仍然可以正常廣播。解決了多分支廣播線路的局部短路造成揚(yáng)聲器全部無(wú)聲音問(wèn)題，特別適用于對(duì)廣播設(shè)備運(yùn)行安全性有高要求的地鐵、高鐵車站、機(jī)場(chǎng)、船舶、體育場(chǎng)館等場(chǎng)合。
【專利說(shuō)明】
一種可尋址故障隔離系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種可尋址故障隔離系統(tǒng)，具體地說(shuō)，涉及公共廣播、安全報(bào)警廣播系統(tǒng)的可尋址控制的廣播線路故障隔離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的公共廣播、安全報(bào)警廣播絕大多數(shù)采用二線制定壓傳輸方式，通常公共廣播、安全報(bào)警廣播現(xiàn)場(chǎng)的面積都比較大線路長(zhǎng)而且多分支，這樣就帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)其中一個(gè)分支出現(xiàn)短路會(huì)造成整個(gè)線路上的揚(yáng)聲器全部無(wú)聲音，特別是對(duì)廣播設(shè)備運(yùn)行安全性有高要求的地鐵、高鐵車站、機(jī)場(chǎng)、船舶、體育場(chǎng)館等場(chǎng)合是不允許出現(xiàn)此類事故的。
[0003]從CN 100547947C、CN 100542065C、CN101094040B 中已經(jīng)公知，在定壓廣播線路中采用頻率復(fù)用方式傳輸音頻與載波的混合信號(hào)，載波信號(hào)為定壓廣播線路上的終端裝置供電，同時(shí)利用載波信號(hào)調(diào)制的通信數(shù)據(jù)向終端裝置傳送通信指令，終端裝置同樣利用不同頻率的載波信號(hào)調(diào)制的通信數(shù)據(jù)，與控制主機(jī)端進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信，由此實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器的監(jiān)測(cè)與控制，等同于監(jiān)測(cè)了完整的廣播線路。但是應(yīng)對(duì)廣播線路的短路故障是無(wú)能為力的，終端裝置失去了供電無(wú)法工作，控制主機(jī)只能上報(bào)終端監(jiān)測(cè)裝置全部失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)權(quán)利要求所述的一種可尋址故障隔離系統(tǒng)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言其優(yōu)點(diǎn)是終端裝置自主檢測(cè)載波電流和電壓，當(dāng)檢測(cè)到過(guò)流或低電壓后立即斷開(kāi)揚(yáng)聲器負(fù)載并保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)，將短路故障壓縮到最小范圍，正常的廣播線路部分仍然可以照常廣播，同時(shí)終端裝置通過(guò)載波通信上報(bào)故障地址與故障類型，完成對(duì)故障點(diǎn)的定位。其中，供電以及通信方面仍然是由控制主機(jī)利用定壓廣播線路，采用頻率復(fù)用方式傳輸音頻與載波的混合信號(hào)，載波信號(hào)為定壓廣播線路上的終端裝置供電，同時(shí)利用載波信號(hào)調(diào)制的通信數(shù)據(jù)向終端裝置傳送通信指令，終端裝置同樣利用不同頻率的載波信號(hào)調(diào)制通信數(shù)據(jù)，與控制主機(jī)端雙向數(shù)據(jù)通信。而且廣播音頻與數(shù)據(jù)通信同時(shí)傳輸互不影響。
[0005]其優(yōu)點(diǎn)在于，尤其適合使用在多分支廣播線路的分支上，當(dāng)分支廣播線路發(fā)生過(guò)載或短路時(shí)起到隔離的作用，終端裝置斷開(kāi)后可以發(fā)出聲光報(bào)警以便于發(fā)現(xiàn)與查找。
[0006]其優(yōu)點(diǎn)在于，已經(jīng)投入使用的標(biāo)準(zhǔn)二線制定壓廣播系統(tǒng)，添加可尋址故障隔離設(shè)備，不需要增加額外的配線。也不需要對(duì)揚(yáng)聲器配線作任何調(diào)整，施工安裝簡(jiǎn)便快捷。
[0007]其優(yōu)點(diǎn)在于終端裝置具有尋址控制功能，通過(guò)控制主機(jī)發(fā)送指令可以控制終端裝置打開(kāi)和關(guān)閉揚(yáng)聲器負(fù)載。空閑時(shí)控制主機(jī)主動(dòng)發(fā)送查詢指令，對(duì)終端裝置進(jìn)行輪流查詢其工作狀態(tài)。同時(shí)控制主機(jī)接收終端裝置通過(guò)載波通信上報(bào)故障，形成完整的廣播線路監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。
[0008]廣播線路上的所有終端裝置都需要控制主機(jī)提供電力，因此終端裝置采用低功耗的工作方式，其繼電器開(kāi)關(guān)選擇磁保持繼電器。
[0009]為了降低終端裝置發(fā)送通信數(shù)據(jù)的衰減，終端裝置只在發(fā)送通信數(shù)據(jù)的瞬間連接廣播線路，通信結(jié)束斷開(kāi)連接。
[0010]為了將短路故障影響壓縮到最小范圍，終端裝置可以是輸入/輸出任意的對(duì)稱結(jié)構(gòu)的，由多個(gè)終端裝置串聯(lián)，第一個(gè)終端裝置和最后一個(gè)終端裝置一起連接到控制主機(jī)形成環(huán)形結(jié)構(gòu)。當(dāng)環(huán)形廣播線路中出現(xiàn)短路點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)距離短路點(diǎn)最近的終端裝置則可以隔離開(kāi)短路點(diǎn)，使絕大部分揚(yáng)聲器可以照常使用。
[0011]為了適合廣播線路多分支架構(gòu)，終端裝置可以是多分支結(jié)構(gòu)的。
[0012]控制主機(jī)輸出的載波信號(hào)頻率為30KHz，是為了遠(yuǎn)離音頻的同時(shí)線路損耗可以接受，通信數(shù)據(jù)采用幅度調(diào)制ASK方式，終端裝置發(fā)送的通信載波信號(hào)頻率選擇是70KHz，通信數(shù)據(jù)采用頻率調(diào)制FSK方式。
[0013]為了使終端裝置在系統(tǒng)上電時(shí)能夠正確的檢測(cè)揚(yáng)聲器負(fù)載狀態(tài)，在系統(tǒng)斷電時(shí)終端裝置的繼電器是斷開(kāi)揚(yáng)聲器負(fù)載的，系統(tǒng)上電后依次接通揚(yáng)聲器負(fù)載，終端裝置上電延遲接通的時(shí)間是與設(shè)置的地址號(hào)碼大小有關(guān)的。
[0014]供電載波頻率選擇在20-50KHZ，優(yōu)選的，是30KHz，即遠(yuǎn)離音頻，同時(shí)線路損耗和通信距離滿足要求，終端裝置回傳的載波通信頻率，優(yōu)選的，是70KHz，頻率足夠低以避免長(zhǎng)線路傳輸?shù)鸟v波問(wèn)題。
[0015]由于線路中所有的終端裝置都以相同的70KHz回傳通信數(shù)據(jù)，為了減少對(duì)70KHz信號(hào)的損耗，終端裝置中的通信電路只在發(fā)送通信數(shù)據(jù)期間與廣播線路接通，通信結(jié)束斷開(kāi)。
[0016]通信數(shù)據(jù)調(diào)制方式有多種方式可以選擇，例如雙音多頻DTMF相位調(diào)制PSK頻率調(diào)制FSK幅度調(diào)制ASK等，考慮多種因素，控制主機(jī)輸出的載波信號(hào)采用幅度調(diào)制ASK方式。終端裝置輸出的通信載波采用FSK調(diào)制。
[0017]控制主機(jī)輸出的載波可以是單獨(dú)的載波產(chǎn)生裝置，也可以兼用定壓音頻功率放大器放大輸出載波的方式。
[0018]進(jìn)一步的，除了尋址控制和短路檢測(cè)隔離功能之外，在控制主機(jī)和終端裝置之間的通信還可以用于廣播現(xiàn)場(chǎng)的局部揚(yáng)聲器的音量設(shè)置調(diào)整、解除音量衰減器的全音量控制、聲音采集、廣播現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警按鈕開(kāi)關(guān)、溫度/煙感采集、閃爍報(bào)警提示等。
[0019]參照下文的【附圖說(shuō)明】及附圖，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，上述的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)及其它方面的說(shuō)明將更為明了。
【附圖說(shuō)明】
[0020]本發(fā)明的具體實(shí)施例在附圖中示出，并在隨后的描述中進(jìn)一步具體說(shuō)明。
圖1示出了一種可尋址故障隔離系統(tǒng)的方框圖。
圖2示出了控制主機(jī)和一個(gè)終端裝置的方框圖。
圖3示出了適合多分支廣播線路使用的終端裝置。
圖4示出了適合環(huán)形布線的對(duì)稱結(jié)構(gòu)的終端裝置。
圖5示出了環(huán)形布線的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1示出了本發(fā)明一種可尋址故障隔離系統(tǒng)方框圖，包括定壓揚(yáng)聲器200，終端裝置100、廣播線路20和控制主機(jī)10?？刂浦鳈C(jī)10包括主控制器11、載波信號(hào)發(fā)生器12和混合器13，主控制器11與微機(jī)或以太網(wǎng)連接。輸入的定壓音頻信號(hào)與載波信號(hào)發(fā)生器12的載波信號(hào)經(jīng)過(guò)混合器13混合后，通過(guò)廣播線路20連接到終端裝置100，最終音頻送至定壓揚(yáng)聲器200進(jìn)行廣描。
[0022]根據(jù)一種可尋址故障隔離系統(tǒng)方框圖1中所示的控制主機(jī)10，上電后立即持續(xù)輸出載波信號(hào)，為線路上的所有終端裝置100供電。
[0023]根據(jù)一種可尋址故障隔離系統(tǒng)方框圖1中所示的終端裝置100，在系統(tǒng)沒(méi)有上電時(shí)是全部斷開(kāi)的，在系統(tǒng)上電后依次閉合接通。
[0024]在優(yōu)選實(shí)施例中，系統(tǒng)中終端裝置100可以是幾只至上百只。
[0025]在優(yōu)選實(shí)施例中，終端裝置100可以連接定壓揚(yáng)聲器200，一只至上百只，具體的數(shù)量還要視揚(yáng)聲器的功率和功放的功率來(lái)確定。
[0026]在優(yōu)選實(shí)施例中，主控制器11發(fā)出的通信數(shù)據(jù)調(diào)制在載波信號(hào)發(fā)生器12的載波信號(hào)上，然后與定壓音頻信號(hào)經(jīng)混合器13混合輸出到廣播線路20，供終端裝置100接收通信數(shù)據(jù)。
[0027]在優(yōu)選實(shí)施例中，終端裝置100回饋的通信數(shù)據(jù)經(jīng)廣播線路20和混合器13送至主控制器11接收處理，實(shí)現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)通信。
[0028]在優(yōu)選實(shí)施例中，控制主機(jī)10連接的廣播線路20上的每一個(gè)終端裝置100，都要設(shè)置唯一地址碼，不得重復(fù)以免發(fā)生通信錯(cuò)誤。
[0029]在優(yōu)選實(shí)施例中，終端裝置100的上電閉合延遲時(shí)間，與終端裝置100設(shè)定的地址碼號(hào)高低有關(guān)，其目的是為了避免終端裝置100上電閉合過(guò)程和終端裝置100主動(dòng)向控制主機(jī)10發(fā)送通信時(shí)產(chǎn)生差錯(cuò)。
[0030]在優(yōu)選實(shí)施例中，可以由上位微機(jī)向控制主機(jī)10中的主控制器11發(fā)送尋址控制指令，控制終端裝置100的開(kāi)與關(guān)。
[0031]在優(yōu)選實(shí)施例中，控制主機(jī)10中的主控制器11在空閑時(shí)間自動(dòng)對(duì)終端裝置100進(jìn)行輪流查詢工作狀態(tài)，如果終端裝置100應(yīng)答表示設(shè)備正常，沒(méi)有應(yīng)答則由控制主機(jī)10中的主控制器11向上位微機(jī)傳送設(shè)備故障報(bào)告。
[0032]在優(yōu)選實(shí)施例中，廣播系統(tǒng)在廣播過(guò)程中，控制主機(jī)10對(duì)終端裝置100輪流查詢是連續(xù)不間斷的。
[0033]圖2示出了終端裝置100和控制主機(jī)10的方框圖。終端裝置100的輸出端連接定壓揚(yáng)聲器200，控制主機(jī)10與定壓功放輸出端連接、微機(jī)或以太網(wǎng)連接?？刂浦鳈C(jī)10的輸出端經(jīng)廣播線路20與終端裝置100的輸入端連接。
[0034]圖2示出了終端裝置100，其中包括取電電路101，穩(wěn)壓電源102，通信電路103，微處理器104，繼電器105，電流取樣106。
[0035]取電電路101從廣播線路20傳送的載波信號(hào)獲取電能，然后由穩(wěn)壓電源102穩(wěn)壓，為終端裝置100的電路供電。
[0036]通信電路103接收和發(fā)送通信數(shù)據(jù)，其中接收電路是無(wú)源的帶通濾波器架構(gòu)，發(fā)送電路在發(fā)送通信數(shù)據(jù)時(shí)連接廣播線路20，發(fā)送結(jié)束斷開(kāi)連接，其目的是消除終端裝置100之間相互衰減。
[0037]電流取樣106采集揚(yáng)聲器負(fù)載的電流，電流取樣與電壓取樣連接到微處理器104，供微處理器104檢測(cè)判斷使用。
[0038]微處理器104處理采集的載波電流、電壓與接收的通信數(shù)據(jù)以及上傳的通信數(shù)據(jù)和控制繼電器105的開(kāi)/關(guān)。
[0039]在優(yōu)選實(shí)施例中，由于在一條廣播線路上，所有的終端裝置100都要從載波信號(hào)獲取電能，為了降低功耗繼電器105是磁保持繼電器。
[0040]在優(yōu)選實(shí)施例中，終端裝置100中的微處理器104上電初始化后，檢測(cè)到電壓正常時(shí)閉合繼電器105，在系統(tǒng)斷電的同時(shí)終端裝置100斷開(kāi)繼電器105，其目的是為了防止系統(tǒng)停用期間廣播線路如果出現(xiàn)短路故障，系統(tǒng)重新上電使用時(shí)造成終端裝置100無(wú)法取電。
[0041]在優(yōu)選實(shí)施例中，正常上電運(yùn)行的終端裝置100如果檢測(cè)到揚(yáng)聲器負(fù)載超載，終端裝置100會(huì)立即斷開(kāi)揚(yáng)聲器負(fù)載，并保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)，同時(shí)自動(dòng)上報(bào)故障地址與故障類型。
[0042]在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)終端裝置100的揚(yáng)聲器負(fù)載出現(xiàn)嚴(yán)重的直接短路情況時(shí)，造成供電載波完全消失，終端裝置100失去供電，線路上的全部終端裝置100會(huì)全部斷開(kāi)，繼電器斷開(kāi)后短路點(diǎn)被隔離，恢復(fù)載波供電，終端裝置100會(huì)依次吸合，直到有短路分支的終端裝置100的繼電器吸合后，檢測(cè)到短路立即斷開(kāi)并保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)，同時(shí)該終端裝置100通過(guò)載波通信上報(bào)故障信息。
[0043]在另一實(shí)施例中，如果只需要應(yīng)對(duì)廣播線路的短路與斷路，可以省略電流采樣檢測(cè)電路。
[0044]圖3示出了適合多分支廣播線路使用的終端裝置。多分支終端裝置省略了電流采樣檢測(cè)電路。
[0045]圖4示出了適合環(huán)形布線的對(duì)稱結(jié)構(gòu)的終端裝置，其取電與通信電路采用絕緣結(jié)構(gòu)，可以做到隔離器在斷開(kāi)的情況下，輸入與輸出之間具有真正意義上的電器絕緣。
[0046]圖5示出了環(huán)形布線的方框圖。第一個(gè)終端裝置100-1和最后一個(gè)終端裝置100-n，并聯(lián)連接到控制主機(jī)10的輸出端形成環(huán)形結(jié)構(gòu)。當(dāng)環(huán)形廣播線路中出現(xiàn)短路點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)距離短路點(diǎn)最近的終端裝置則可以隔離開(kāi)短路點(diǎn)，使絕大部分揚(yáng)聲器可以照常使用。.
[0047]在另一實(shí)施例中，除了尋址控制和短路檢測(cè)隔離功能之外，在控制主機(jī)10和終端裝置100之間的通信還可以用于廣播現(xiàn)場(chǎng)的局部揚(yáng)聲器音量設(shè)置調(diào)整、解除音量衰減器的全音量控制、聲音采集、廣播現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警按鈕開(kāi)關(guān)、溫度/煙感采集、閃爍報(bào)警提示等。
[0048]以上對(duì)本發(fā)明一種可尋址故障隔離系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解所述實(shí)施例并非本發(fā)明的所有可能的方式，在不背離本發(fā)明主旨的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)本實(shí)施例做出若干修改和改進(jìn)，這些修改和改進(jìn)也落入本發(fā)明權(quán)利要求的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可尋址故障隔離系統(tǒng)，系統(tǒng)包括:控制主機(jī)和多個(gè)終端裝置，其特征在于所述的控制主機(jī)輸出音頻與載波的混合信號(hào)，持續(xù)輸出的載波信號(hào)為終端裝置供電，載波信號(hào)調(diào)制數(shù)據(jù)向終端裝置發(fā)送控制指令，其中所述的終端裝置自主監(jiān)測(cè)廣播線路的載波電流與電壓，出現(xiàn)差錯(cuò)斷開(kāi)繼電器并自動(dòng)發(fā)送故障報(bào)告，控制主機(jī)接收終端裝置發(fā)送的故障報(bào)告和主動(dòng)輪流查詢終端裝置的狀態(tài)對(duì)廣播線路進(jìn)行監(jiān)測(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端裝置，其特征在于至少連接一個(gè)揚(yáng)聲器，其中所述揚(yáng)聲器接收音頻信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的終端裝置，其特征在于所述的終端裝置響應(yīng)所述控制主機(jī)的控制指令，打開(kāi)或關(guān)閉揚(yáng)聲器負(fù)載或報(bào)告揚(yáng)聲器負(fù)載狀態(tài)。4.根據(jù)前述要求之一所述的終端裝置，其特征在于所述的終端裝置檢測(cè)到載波電流與電壓出現(xiàn)差錯(cuò)立即斷開(kāi)繼電器，并保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)。5.根據(jù)前述要求之一所述的終端裝置，其特征在于所述的終端裝置在系統(tǒng)斷電時(shí)是斷開(kāi)揚(yáng)聲器負(fù)載的，系統(tǒng)上電后依次接通揚(yáng)聲器負(fù)載。6.根據(jù)前述要求之一所述的終端裝置，其特征在于所述的終端裝置上電延遲接通時(shí)間是與設(shè)置的地址號(hào)碼大小有關(guān)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制主機(jī)，其特征在于所述控制主機(jī)發(fā)送的通信信號(hào)，是幅度調(diào)制(ASK)載波信號(hào)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端裝置，其特征在于所述終端裝置發(fā)送的通信信號(hào)，是頻率調(diào)制(FSK)載波信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04L12/24GK105991335SQ201510091259
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月25日
【發(fā)明人】邵未, 邵君奕
【申請(qǐng)人】邵未