智能探測器

在集中智能式火災(zāi)探測報警系統(tǒng)中，探測器只能工作于被動方式，即報警控制器每次巡檢都被動地返回自身的數(shù)據(jù)采集值，對數(shù)據(jù)采集值不作任何處理和判斷。在實際工程應(yīng)用中，火災(zāi)探測報警系統(tǒng)始終處于正常監(jiān)視狀態(tài)，各探測器的數(shù)據(jù)采集值不會出現(xiàn)大的波動。這時還要求每次巡檢各探測器都要向火災(zāi)報警控制器返回其數(shù)據(jù)采集值并沒有多大意義。因此，這種通訊方式從系統(tǒng)整體設(shè)計的角度就無法滿足降低單位時間系統(tǒng)總線占用率的要求。在分布智能式火災(zāi)探測報警系統(tǒng)中。由于探測器具有智能化功能，既可在被動方式也可在主動方式下工作，即探測器CPU可以以一定算法對數(shù)據(jù)采集值進行預(yù)處理，并根據(jù)一定的判據(jù)對探測器的狀態(tài)進行先期識別，配合報警控制器完成火災(zāi)探測報警的功能。

根據(jù)探測器所具有的功能及系統(tǒng)設(shè)計的整體要求。在新一代分布智能式火災(zāi)探測報警系統(tǒng)中，我們采用以下幾種模式實現(xiàn)探測器和報警控制器間的通訊

智能探測器正常巡檢模式

正常巡檢模式中，報警控制器向總線發(fā)送正常巡檢命令及地址碼，探測器CPU接收到正常巡檢命令及地址碼后對地址碼進行判別，地址碼與自身地址相符則向報警控制器返回1BYTE狀態(tài)信息，不相符則跳轉(zhuǎn)回主程序。狀態(tài)信息包括探測器的報警狀態(tài)，工作方式狀態(tài)(主動/被動方式)。單一模式/復(fù)合模式等。

智能探測器集中巡檢模式

集中巡檢模式中，報警控制器向總線發(fā)送集中巡檢命令。探測器CPU接收到集中巡檢命令后，進入到集中巡檢工作模式(此時探測器處于主動工作方式)，探測器CPU根據(jù)該探測器的物理地址初始化其計數(shù)器開始延時，如00000001#地址探測器延時1ms后回答。00000002#地址探測器延時2ms后回答??以此類推，探測器CPU根據(jù)自身狀態(tài)向總線發(fā)送回答信號(該信號可以是模擬量脈寬，也可以是數(shù)字碼)。報警控制器在發(fā)送完集中巡檢模式碼后也開始計時，并通過計數(shù)器的值判斷是哪個探測器回答。這樣，系統(tǒng)可以在很短時間內(nèi)完成整個回答設(shè)備的狀態(tài)識別。

智能探測器中斷巡檢模式

中斷巡檢模式中，報警控制器向總線發(fā)送中斷巡檢命令后。啟動中斷巡檢延時并工作于等待接收應(yīng)答狀態(tài)。探測器CPU接收到中斷巡檢命令后，進入到中斷巡檢工作模式，為了降低功耗，探測器CPU工作在低功耗的休眠模式(SIEEP模式)，探測器CPU內(nèi)置的看門狗定時喚醒CPU對探測器進行數(shù)據(jù)采集，并根據(jù)一定算法、判據(jù)對探測器狀態(tài)進行識別。若探測器處于正常狀態(tài)則繼續(xù)工作于休眠模式等待被再次喚醒；若探測器處于火警、故障等異常狀態(tài)則向總線發(fā)送一異常中斷申請碼，同時CPU程序跳轉(zhuǎn)到主程序。報警控制器接收到任一探測器發(fā)來的異常中斷申請都將立即退出中斷巡檢模式，進人正常巡檢模式或數(shù)據(jù)巡檢模式。在中斷巡檢延時期間。所有探測器均處于正常狀態(tài)，中斷巡檢延時一到報警控制器自動退出該模式進行下一模式的巡檢。在中斷巡檢模式中，探測器處于主動工作方式，正常情況下總線不被占用，這樣從系統(tǒng)整體角度考慮單位時間內(nèi)總線占用率大大降低。從某種意義上講，增加中斷巡檢延時的時間可以在很大程度上提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

智能探測器數(shù)據(jù)巡檢模式

數(shù)據(jù)巡檢模式中，報警控制器向總線發(fā)送數(shù)據(jù)巡檢模式碼和地址碼，探測器CPU接收到數(shù)據(jù)巡檢模式碼后，把接收到的地址碼與自身的物理地址進行比較，若一致則通過總線向報警控制器發(fā)送其主通道采集的數(shù)據(jù)；不一致，探測器CPU將停留在主程序中等待報警控制器下一巡檢模式的巡檢。探測器主通道采集的數(shù)據(jù)是指探測器主要通道采集的數(shù)據(jù)，對于感煙探測器返回的是煙參數(shù)。感溫探測器返回的是溫度參數(shù)，復(fù)合探測器返回的是第一主參數(shù)。報警控制器通過該模式將獲取探測器的主要參數(shù)的詳細信息，并結(jié)合各種算法和判據(jù)更可靠的判別探測器的狀態(tài)。

智能探測器數(shù)據(jù)讀/設(shè)定巡檢模式

數(shù)據(jù)讀/設(shè)定巡檢模式類似于目前HT—12D的巡檢功能，報警探制器向總線發(fā)送數(shù)據(jù)讀/設(shè)定模式碼，地址碼和lBYTE的控制信息。探測器CPU接收到數(shù)據(jù)讀/設(shè)定模式碼后，把接收到的地址碼和自身的物理地址進行比較。若一致則把控制信息存人CPU的內(nèi)存中并執(zhí)行對應(yīng)的控制功能，同時將本地相關(guān)數(shù)據(jù)通過總線發(fā)送給報警控制器；不一致，探測器CPU將停留在主程序中等待報警控制器下一巡檢模式的巡檢。

在智能式火災(zāi)探測報警系統(tǒng)中。以上幾種巡檢協(xié)議配合使用可以使探測器的分布智能化和報警控制器的集中控制處理更好地結(jié)合起來，從系統(tǒng)總體設(shè)計的角度提高了控制器和探測器問信息傳輸?shù)目煽啃约胺€(wěn)定性。

智能探測器實時監(jiān)測空氣質(zhì)量

一款名為“Bpeer”智能監(jiān)控設(shè)備問世，這款設(shè)備能夠監(jiān)控使用者周圍的污染氣體、污染物指數(shù)、空氣質(zhì)量甚至是噪音和濕度指數(shù)。

這一設(shè)備目前支持Android和IOS系統(tǒng)設(shè)備，通過wifi進行連接。內(nèi)置多個傳感器，可以監(jiān)測家中多種環(huán)境指標，例如PM2.5，有機污染物，空氣質(zhì)量，溫度，濕度，噪音，一氧化碳，懸浮粒子，易燃氣體含量以及噪音水平等。該設(shè)備的監(jiān)測分為兩個部分，分為室內(nèi)和室外。若你的家中環(huán)境指標不在正常范圍之內(nèi)，設(shè)備就會在客戶端通知你并給予適當建議，并且，該設(shè)備還會適時為用戶提供一些健康知識的普及和小貼士，將健康理念貫徹到底。有關(guān)數(shù)據(jù)的準確性，Bpeer的制造商表示該設(shè)備已經(jīng)通過相關(guān)部門的監(jiān)測，能夠確保數(shù)值的準確性。

Bpeer所提供的信息是一系列的數(shù)字和符號，而且相配套的應(yīng)用程序還會根據(jù)所監(jiān)測到的各種數(shù)值為用戶提出建議，例如說“不要開窗”又或者“室內(nèi)空氣渾濁”等。此外，相配套的應(yīng)用程序除了會給出健康建議之外，還能夠適時的為用戶提供一些小貼士，教授一些基本的健康常識。并且還為這些小貼士提供了一鍵分享功能。

智能探測器光輻射測量

智能光輻射探測器適合光電檢測中的光輻射測量。

其中，智能探測器接口模塊STIM的設(shè)計重點在于，模擬電信號調(diào)理電路和數(shù)字信號處理電路。模擬電信號調(diào)理電路主要包括電流/電壓信號轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路、增益調(diào)節(jié)電路、零漂自補償電路。數(shù)字信號處理電路可采用單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及固件程序，實現(xiàn)對智能探測器的下位機控制，模數(shù)轉(zhuǎn)換，TEDS讀寫，以及與接口電路通信。此外，采用基于CP機的虛擬儀器圖形化開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)STIM上位機控制面板的開發(fā)。

由于IEE1451標準族定義的網(wǎng)絡(luò)適配處理器模塊NCAP，其結(jié)構(gòu)和協(xié)議復(fù)雜，不易實現(xiàn)，可選擇另一種方案：在PC機基礎(chǔ)上，采用網(wǎng)絡(luò)虛擬儀器技術(shù)中的Datasocket技術(shù)，實現(xiàn)多個SITM的數(shù)據(jù)共享及遠程測量。由于Datasocket技術(shù)基于因特網(wǎng)，所以克服了各種現(xiàn)場總線互不兼容的問題，提高了系統(tǒng)的擴展性和維護。 2100433B

智能探測器定義

探測器是報警系統(tǒng)中最關(guān)鍵的組成部分，是整個報警系統(tǒng)的前端部件，探測器由傳感器和信號處理組成。

IEEE1451標準族所定義的智能探測器，按功能劃分為兩個模塊，智能探測器接口模塊STIM(Smart Transducer Independent Module)和網(wǎng)絡(luò)適配處理器模塊NCAP(Netwokr Capable Application Processor)，兩模塊采用探測器獨立接口TⅡ(Transducer IndependentInter face)相互連接。

智能探測器接口模塊STMI在傳統(tǒng)的模擬探測器基礎(chǔ)上，集成了微處理器，信號調(diào)理電路，數(shù)據(jù)采集電路探測器，自識別信息TEDS(Tarnsducer Eletronic Data Sheet)，具有智能化、微型化、模塊化的特點。網(wǎng)絡(luò)適配處理器模塊NCAP主要實現(xiàn)不同探測器與網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，以解決不同網(wǎng)絡(luò)間兼容性的問題。

智能探測器研發(fā)背景

常用探測器有分為電子方式和機械方式，最終報警主機接收到探測器發(fā)來的信號基本是開關(guān)量信號，即不是斷開就是閉合的信號，當報警主機是接收斷開信號時報警，此吋若把探測器與報警主機的連接線短路，則探測器就失效了，而當報警主機接收閉合信號時報警，此時若把探測器與報警主機的連接線開路，探測器也就失效了。同時電子方式探測器或多或少存在誤報，而現(xiàn)有機械式探測器探測功能比較單一、誤報性高，因此不能提供有效的報警，容易被人為的破壞，不為使用者所接受。

智能探測器優(yōu)點

新型智能探測器在探頭檢測器采用兩個串聯(lián)的取樣電阻，其中一個取樣電阻與探測頭并聯(lián)，通過此并聯(lián)的探測頭與取樣電阻的配合使用，使信號處理主機具備了智能分析判斷功能；而探測頭的選擇也具有多樣性，可以選擇機械式探測頭，如萬向開關(guān)、震動開關(guān)、行程開關(guān)等，還可采用聲光電探測頭，如紅外探頭、瓦斯探測器、聲控探測器、煙霧探測器、超聲波探測器等，利用這些探測頭以適應(yīng)不同的場所。

1 火災(zāi)報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

為了保證大樓內(nèi)人員、設(shè)備的安全處于嚴格的管理體系之中，發(fā)揮最大的監(jiān)控效能，確保安全防火萬無一失，建議在選用設(shè)備時應(yīng)選用較先進、高可靠性、誤報率低的產(chǎn)品。所選用的系統(tǒng)應(yīng)具備以下主要特點：

智能探測器應(yīng)采用差動式報警判斷方法，每小時將環(huán)境參數(shù)固化一次，探測器內(nèi)生成的報警曲線不受環(huán)境因素影響，系統(tǒng)誤報率接近于“零”。

智能探測器自帶的微處理器允許其以獨立的模式工作，如果探測器與控制器之間發(fā)生通信故障，則該環(huán)路中的所有智能探頭均轉(zhuǎn)為獨立運行模式，并繼續(xù)采集、分析其周圍的環(huán)境信息，確保無誤的火災(zāi)探測和報警功能，保證不漏報。

控制器對每個探測器能自動編址并記憶每個探測器相對于回路中其他器件的安裝位置，生成器件的連線圖，保證探頭不誤裝?？刂破鞑捎脧V播式尋址，傳輸距離遠，信號傳輸準確可靠。

每層樓內(nèi)空間單元、監(jiān)控設(shè)備采用一個智能干線回路，布線簡單、清楚合理、維護方便。

控制器采用集散式布置，減少了通訊線路長度，節(jié)約了投資，提高了系統(tǒng)工作的可靠性。

系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)，配置靈活，每條智能回路地址均留有充足的擴展余地，靈敏度高，應(yīng)變能力強，適應(yīng)性好。

系統(tǒng)具有就地手動、遙控手動、自動測控等聯(lián)動控制方式，多樣有效，確保消防設(shè)備運行準確，工作可靠。

系統(tǒng)集成度高，工作穩(wěn)定，采用圖形工作站，界面友好，管理直觀，操作簡單。

2 火災(zāi)報警系統(tǒng)(FAS)的組成

按照我國現(xiàn)行的規(guī)范要求，火災(zāi)報警系統(tǒng)(F坫)應(yīng)自成一個獨立的系統(tǒng)。它由感煙探測器、感溫探測器、火焰探測器、手動報警按鈕、消防栓手動報警按鈕、報警電話、報警控制器、輸人模塊、輸出模塊、層顯示器、中央主機組成。

各種探測器和報警按鈕通過總線串聯(lián)相接，再與控制主機相連，各種設(shè)備的地址和類型通過數(shù)據(jù)碼分開。

感煙探測器主要探測周圍環(huán)境中的煙霧粒子濃度的大小，當煙粒子濃度過大時，產(chǎn)生報警信號，通過總線傳給報警主機。感煙探測器又有離子感煙探測器和光電感煙探測器之分。感煙探測器主要安裝在飯店、旅館、教學(xué)樓、大廳、臥室、辦公室、電子計算機房、通訊機房、樓梯、走道、電梯機房、書庫、檔案庫等有電氣火災(zāi)危險的場所。

感溫探測器主要探測周圍環(huán)境中溫度的變化，感溫探測器分為定溫探測器和差溫探測器。定溫探測器是當周圍環(huán)境中溫度超過某一設(shè)定溫度時，產(chǎn)生報警信號；而差溫探測器是當周圍環(huán)境溫度的變化幅度超過某一值時，產(chǎn)生報警信號。感溫探測器產(chǎn)生的報警信號通過總線傳給報警主機，它主要用于相對濕度大、無煙火災(zāi)、有大量粉塵、正常情況下有煙和蒸汽滯留的地方，如：地下停車場、廚房、吸煙室、會議室、鍋爐房、發(fā)電機房等場所。

手動報警按鈕是當著火時，由工作人員按下手動報警按鈕，產(chǎn)生報警信號，通過總線發(fā)送給主機.