CN1129877C - 同步化的视觉／声音报警系统 - Google Patents

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Abstract

一种音频/视频报警系统，它包括：多个微控制器控制的报警单元，这些单元在一共用回路上与火警控制板相连；以及，一接口控制电路。接口控制电路会时通向报警单元的电力暂时中断，这种中断会使报警单元的操作同步化并可用作报警控制信号。接口控制电路只利报警单元之间的单个共用回路就能控制音频和视频警报。

Description

同步化的视觉/声音报警系统
技术领域
本发明涉及到用于电子报警系统的电路，例如可用于在电子火警装置或其它紧急事件报警装置中提供视频及音频警报的电子报警系统，具体地说，本发明到这样一种控制电路，它能使电子报警系统提供视频和音频报警信号，并且，在只使用一个信号导线回路时，这种电路具有消音特征。
背景技术
频闪灯光和/或扬声器已被利用来对潜在危险提供警报或者提醒对事件或活动的注意。使用这种信号发生装置的一个重要领域就是电子火警系统。频闪报警系统一般包括一闪光管以及一用于启动闪光管的触发电路，而用于闪光的能量则通常是由与闪光管并联的电容器所供给的。在某些已知的系统中，当闪光单元(如闪光管及相关的触发电路)两端的电压超过启动触发电路所需的阈值电压时，就会出现闪光，而在另一些系统中，闪光是由一定时电路来触发的。闪光管被启动后会导电并迅速地释放存储在并联电容器中的电能，直至闪光管两端的电压降至一定的值，在该电压值处，闪光管会熄灭并且不再导电。
在一般的报警系统中，有若干闪光单元的回路与火警控制板相连，而火警控制板则包括一电源，该电源用于在出现报警条件时向回路中的所有闪光单元供电。每个闪光单元一般按一定的频率彼此独立的闪光，所说的频率则是由闪光各自的充电和触发电路所决定的。Underwriters实验室的技术说明书要求这种视频信号发生装置的闪光频率在每分钟闪光20次至120次之间。
除了有以上所述的频闪报警信号以外，还最好有音频报警信号以便提供一种辅助的手段去提醒可能处于危险中的人们。在这类系统中，通常都有“消音”特征，从而，由开始报警过一段时间以后，可以自动地或人为地消除音频信号。迄今为止，在报警组件同时具有视频报警信号和音频报警信号的系统中，火警控制板与一系列报警组件之间需要有两个控制回路，一个用于视频，一个用于音频。
在上述系统中，电源电压可以是12伏或20-31伏，并且，电源电压可以是电池提供的直流电或者是全波整流电压。Underwriters实验室的技术说明书要求报警装置的操作在电源电压降至标称值的80％和电源电压上升至标称值的110％时必须是连续的。但是，当电源电压为标称值的80％时，所说的频闪会失去一定的亮度，而这种亮度在火灾期间却能表示出有危险。
发明内容
本发明的基本目的是提供一种控制电路，这种电路仅用报警组件之间的一个控制信号线回路就能使报警系统同时提供同步化的音频与视频报警信号，同时还能够使音频警报消音。
本发明的另一个目的是在检测到低输入电压时降低闪光频率从而确保有适当的闪光亮度。
本发明的又一个目的是提供一种报警接口电路，这种电路不管现有的报警系统是否具有撤离信号(Code3)能力，都会使现有的报警系统发出Code3的报警声。
本发明的再一个目的是提供这样一种电路，它具有上述性能并能使用：(a)直流电源和全波整流电源；(b)所有的火警控制板；以及(c)混合式报警单元(即伴有或不伴有音频信号的110堪和15堪亮度)。
依照本发明一个方面，提供了一种报警系统，包括：火警控制板，带有一电源和用于产生至少一种预定控制信号的装置；接口控制电路，具有：第一输入回路，通过第一双导线配电线与火警控制板的电源相连，用于向所述报警单元提供电力；第二输入回路，通过第二双导线配电线与火警控制板相连以便产生控制信号；以及一输出；所述的接口控制电路还包括：用于将来自第一输入回路的电流传导至所述输出以提供输出电源信号的装置；用于按固定间隔中断输出电源信号从而产生一同步脉冲的装置；以及在所述接口电路通过第二双导线配电线接收到火警控制板所产生的第一预定控制信号时按预定方式中断输出电源信号的装置；信号控制回路，与所述接口控制电路的输出相连；多个报警单元，与作为所述单元唯一电源的信号控制回路相连，至少所述单元之一包括产生声音报警信号的装置，和至少所述单元之一包括产生视觉报警信号的装置，每个所述单元响应所述同步脉冲，与其它单元同步产生各自的报警信号，每个具有声音报警信号产生装置的所述单元，响应输出电源信号中规定样式的中断，与其它单元的声音报警信号产生装置同步，控制每个所述单元各自的声音信号产生装置。
依照本发明的另一方面，提供了一种用于报警系统的接口控制电路，所述的报警系统具有(1)带电源的火警控制板，(2)多个报警单元，以及(3)作为所述多个报警单元唯一电源的信号控制回路，每个报警单元包括，用于在接收到同步脉冲时以与其它所有报警单元相同步的方式触发报警信号的装置；用于产生声音报警信号的装置以及用于产生视觉报警信号的装置至少其中之一；上述接口控制电路包括：第一、第二组输入端和一组输出端，第一、第二组输入端分别和第一输入回路、第二输入回路相连，输出端与信号控制回路相连，第一组输入端接收所述电源来的电力，通过所述信号控制回路提供给报警单元，转换装置，连接在第一组输入端与所述输出端组之间，用于转换输出；控制装置，它用于启动上述转换装置，由此按预定的频率中断供给报警单元的电力，从而产生同步脉冲，以使每个报警单元与系统中其它报警单元同时产生警报信号或响应经第二组输入端上接收到的来自火警控制板的预定控制信号，以预定的方式启动所述的转换装置，向报警单元产生预定的中断样式的电力，使每个具有声音报警信号产生装置的报警单元产生预定声音信号。
依照本发明的另一方面，提供了一种用于报警系统的声音、视觉报警单元，所述的报警系统包括：具有电源的火警控制板；火警控制板除了提供电源外，还提供预定的控制信号；接口控制电路，其两个输入端与火警控制板相连，输出端与信号控制回路相连，信号控制回路给报警单元提供唯一的电源；接口控制电路以固定时间间隔中断传送给报警单元的电源，上述报警单元包括：用于产生视觉报警信号的装置；用于产生声音报警信号的装置；用于检测供给报警单元的电力中断情况的装置，该装置与用于产生视觉报警信号的装置以及用于产生声音报警信号的装置相连，所述的检测装置包括一触发装置，它用于响应在固定的时间间隔内检测到具有第一预定持续时间的第一电源中断，触发用于产生视觉报警信号的装置以及用于产生声音报警信号的装置。
依照本发明的另一方面，提供了一种报警系统，包括：带有电源的火警控制板；接口控制电路，具有与火警控制板的电源相连的输入和用于输出电源信号的输出，所述接口控制电路包括用于改变输出电源信号以产生具有预定样式的输出电源信号的装置；双导线配电线，与所述接口控制电路的输出相连，用以传输所述预定样式的输出电源信号；多个报警单元，与所述双导线配电线相连，唯一地接收电力；每个所述报警单元包括产生报警信号的装置，至少所述报警单元之一包括产生声音报警信号的装置，以至少所述报警单元之一包括产生视觉报警信号的装置；以及每个所述报警单元还包括一个装置，用于检测所述规定样式输出电源信号，并响应该信号以控制所述单元的各报警信号产生装置。
报警组件可以检测到较低的输入电压。在检测到的电压下降至预定的阈值以下时，报警单元会降低最好是频闪的视频报警信号的频率，从而能确保频闪闪光管接收到足以按适当亮度闪光的能量。
报警电路还能以独立于来自控制电路的任何同步信号的方式起作用。即使在没有接收到同步信号的情况下，内部计时器也会使闪光管按预定的频率闪光。
通过结合附图阅读以下的详细说明，可以认识本发明的其它目的和特征，并且能够更好地理解本发明的结构与操作。
附图说明
图1是传统的先有技术中报警系统的框图，该报警系统能同时提供视频与音频报警信号；
图2是本发明的报警系统的一个实施例的框图；
图3是本发明中所使用的报警单元的一个实施例的电路图；
图4说明图3中报警单元的微控制器的主程序软件编程；
图4A和4B说明控制程序No.1的软件编程；
图4C、4D和4E说明控制程序No.2的软件编程；
图5是本发明的接口控制电路的一个实施例的电路图；
图6说明了图5中接口控制电路的微控制器的软件编程；
图7A和7B表示了本发明的一个实施例中系统同步信号与音频报警信号之间的关系。
具体实施方式
在图1所示的能同时提供视频和音频报警信号的传统的先有技术的报警系统中，用两个共用回路16、18将多个编号为1至N的报警单元4、8和12连接起来，而所说的共用回路16、18则分别带有通常的线路电阻20、22端。报警单元具有产生音频和视频信号的能力。第一控制回路16处理从第一火警控制板24输出给报警单元的视频控制信号，第二控制回路18处理从火警控制板24输出给报警单元的音频控制信号。
图2是本发明的报警系统的一个实施例的框图。与图1相反，编号为1至N的多个报警电路5、9和11连在一个带有通常线路电阻42端的信号控制回路40上。依照本发明，利用接口控制电路44和单个的控制回路40可以使所有的报警组件同步地闪光和发声。接口控制电路44通过第一输入回路46和第二输入回路48与火警控制板25相连。火警控制板25和接口控制电路44既可以是两个独立的装置也可以组合成一个部件。
在经由第二输入回路48从火警控制板24中接收到“消音”控制信号时，接口控制电路44通过向共用回路40上的报警电路1至N提供一信号而使得音频报警消音。依照本发明，将持续约10至30毫秒的一次断电或“电压降”用作同步化或“同步”脉冲，以便使报警单元彼此保持同步。通过与上述同步脉冲非常接近的第二次“电压降”而使“消音”控制信号传递给各个报警电路。正如以下将要详细说明的那样，可以使用“电压降”将多种功能中的任何一个以信号的形式通知给报警组件，而“消音”仅仅是其中的一种。
报警系统中可以使用无穷多种可能的声音和信号方案。可以将实际的或模拟的铃声、报警器声、钟声、慢速的轰隆声以及预先录制的声音信息等用作音频报警信号。一种通行的音频信号方案是可在National FireProtection Agency(国家防火处)72中找到的撤离信号。该信号也被称为Code3。Code3信号包括三声由半秒消音所分隔开的半秒长的报警尖响声，随后是一秒半的消音。目前使用的某些报警系统都具有Code3能力。对这些系统来说，利用第二输入回路48将Code3信号从现有的火警控制板24中传递给接口控制电路44，接口控制电路又将Code3信号发送给报警组件，这样就能实现本发明。如果火警系统不具备Code3能力，则接口控制电路44自身会提供Code3信号。为用于说明目的，但不作为一种限制条件，以下将Code3信号作为本发明的信号化方案予以讨论。
现来说明视频报警。为便于说明，这里所讨论的频闪闪光率在正常条件下约为1.02HZ。正如以后会详细说明的那样，在低于本产品要求输入电压下，闪光率可降低至0.5HZ。Underwriters实验室允许闪光率低至0.33HZ。
图3是报警组件5、9和11中之一的一个实施例的电路图。所示的报警组件是一个由微处理器控制的音频/视频报警组件，它用于说明本发明所具有的全部特征。内行的人将会注意到，也可以在需要的位置处将只带有视频能力或只带有音频能力的报警组件装入报警系统中。由设置在控制板25中的直流电源对各个报警组件供电。将金属化物可调电阻RV1与直流输入并联以避免该输入不稳定。用一稳压器电路来提供必要的电压降以便给微控制器U1供电。在二极管O3的阴极与开关Q2的基极之间串联有电阻R6和R17，在这种情况下，开关Q2是一个三极管，该三极管还与齐纳二极管D6的阴极相连，而齐纳二极管D6则在端子Vdd和Vss间为微控制制器U1提供5.00V±5％的电压。跨接于微控制器U1的端子Vdd和Vss间的电容器C3起到滤波器的作用，并且在功率下降期间保持微控制器U1两端的电压，而所说的功率降则在报警系统中用作控制信号。
微控制器U1的重置电路包括：一个二极管D1和一个电容器C6，这两个器件与开关Q2的发射极串联且与电阻器18并联；以及一电阻器R1，它与二极管D1并联。二极管D1与电容器C6的接点与微控制器U1的“CLEAR”端子4相连。由一谐振器电路将频率为4MHZ的振荡施加于微控制器的端子OSC1和OSC2，所说的谐振器电路包括一振荡器Y1以及一对电容器C1和C2，这对电容分别连在电源负极与振荡器的第一和第二输入端。
电阻器R7和R15以及电容器C8在微控制器输入端子12处形成了一种用于检测输入电源间隔或电压降情况的装置，它用于指示存在有来自接口电路44的全波整流(FWR)输入电压或是存在有来自接口电路44的同步或控制脉冲。
在图3所示的报警电路中，闪光电路部分使用了一光振荡器，它用于以直流到直流的形式将输入电压转换成足以启动闪光管的电压。在所说的光振荡器中，利用电感线圈L2经由二极管D2和电阻器R5对与闪光管DS1并联的电容器C4充电，而电感线圈L2则周期性地与直流电源相连和断开。在连接/断开循环开始时，光耦合器U2的发光二极管(LED)和三极管者是断开的，而开关Q4则是接通的，从而形成了电感线圈L2与直流电源的连接。在流经电感线圈L2的电流随时间增加时，光耦合器U2的LED会对该光耦合器U2的以光学方式相连的三极管供电并使之启动，而所说的三极管则又会关闭开关Q4，从而断开电感线圈L2与直流电源的连接。在开关Q4关闭期间，存储在电感线圈L2内的能量会经由二极管D2和电阻器R5传递给电容器C4。电容器C7与电阻器R13在二极管D2与光耦合件U2的三极管基极之间相串联。在电感线圈L2将所存储的能量释放给电容器C4时，光耦合件U2的LED会停止发光并且光耦合件U2的三极管会关闭。这又会使开关Q4打开，从而再次开始连接/断开循环。
开关Q4的开关转换以及将能量的增量从电感线圈L1传递给电容器C1的速率均取决于光耦合器U2的转换特性电阻器R10、R11、R12的值，电感线圈L2的值以及直流电源的电压，均可设计成按从约3000HZ至30000HZ范围内的频率进行循环。开关Q4的重复开启和关闭最终会将电容器C4充电至这样的程度，使此电容器C4两端的电压会达到导致闪光管DS闪光所需的阈值。在光耦合件的三极管基极与存储电容器C4的正极之间相串联的电阻器R14以及齐纳二极管D4和D7会阻止对电容C4的过度充电。应对上述器件的值加以选择，因而，在电容器C4两端的电压达到启动闪光管DS1的阈值电压时，会有正电势施加于光耦合件的三极管基极并且开启该三极管，而该三极管又会关闭开关Q4并断开电感线圈L2与直流电流的连接。
除光振荡器以外，闪光电路还包括一用于触发闪光管DS1的电路。该触发电路包括一电阻器R4，该电阻器与开关Q3的组合件相串联，在本实施例中，上述组合件是一SCR(可控硅整流器)，它与电容器C5和自耦变压器T1之初级线圈的串联组合件相并联。自耦变压器T1的次级线圈与闪光管DS1的触发带相连。当开关Q3打开时，电容器C4通过自耦变压器T1的初级线圈充电并且会导致次线圈内有高压，如果电容器C4的电压等于启动闪光管的阈值电压，次级线圈就会使闪光管DS1导电并快速地使电容器C4放电。开关Q3会经由分压器而与微控制器的输出端子1接通，所说的分压器则是由电阻器R8和R9构成的。
图3所示的报警组件还包括一音频报警电路，它由电阻器R2、三极管开关Q1、二极管D14、电感线圈L1和压电元件5构成，这些器件如图所示那样连接在一起。在所示的报警组件中，音频和视频报警信号都是由微控制器U1来控制的，音频信号是由输出端子17控制的，而视频信号则是由输出端子1触发的。但是，内行的人当会注意到，也可以使用例如共同拥有的共同未决美国专利申请书第08/133519号中所公开的那种计时器电路，从而，即使出现有使控制器44中微控制器U1无法发送同步信号的故障，也能使闪光管以与微控制器无关的方式闪光。
举例来说，在使用24V直流电源时，图3所示的电路可以使用下列参数去获得上述转换循环：
 器件 值
 C1，C2 电容，33pF
 C3 电容，68μF，6F
 C4 电容，68μF，250V
 C5 电容，047μF，400V
 C6 电容，.47μF
 C7 电容，33pF，250V
 C8 电容.，.01μF
 D1 二极管1N914
 D2，D14 二极管HER106
 D3 二极管1N4007
 D4，D7 二极管1N5273B
 D5 二极管1N4007
 D6 二极管1N4626
 DS1 闪光管
 L1 电感线圈，47mH
 L2 电感线圈，2.2mH
 Q1 三极管  ZTX455
 Q2 三极管  2N5550
 Q3 SCR，EC103D
 Q4 三极管，IRF710
 R1 电阻，39K
 R2 电阻，560
 R4 电阻，220K
 R5 电阻，180，W
 R6 电阻.，4.7K
 R7 电阻.，10K，1％
 R8 电阻.，1K
 R9 电阻.，10K，1％
 R10 电阻.，1K
 R11 电阻.，1M
 R12 电阻.，5.36 OHMS，1％
 R13 电阻.，100K
 R14 电阻.，33K
 R15 电阻.，2.21K，1％
 R16 电阻.，10K
 R17 电阻.，330，W
 R18 电阻.，10K
 T1 触发三极管
 U1 微控制器   PIC16C54
 U2 光偶合件   4N35
 Y1 陶瓷电阻， 4MHZ
如上所述，报警单元的微控制器负责按预定的时序启动和撤消音频警报、检测FWR或直流电压并且通过降低闪光频率而使视频频闪警报适应较低的输入电压。
图4和图4A至图4E的流程说明了图3中报警组件之微控制器的软件编程。
图4说明了报警组件微控制器的主程序。这一部分负责报警并且以预定的中心频率运行，所说的中心频率用于上述报警器，该频率在此约为3500HZ。
程序在框402和406处开始和初始化。在框410处查询当前是否使警报器消音，如果C0de3信号处于半秒消音或一秒半消音期间或者如果业已启动了“SILENCE”特征，则此时警报器已经消音。如果未启动“MUTE”功能，则微控制器U1会在框414处通过从微控制器端子17中送出一高信号以开启开关Q1从而开启警报器。在本发明的最佳实施例中，报警器编有程序因而具有可变的频率，在此该频率在3200HZ与3800HZ之间，以便更好地模拟实际的报警器，并且，前述报警器的声调可在所设置的最小和最大频率之间升降。在本实施例中，框418处的“报警器延时”(HORN ON DELAY)时间是恒定的并且选定为约0.120毫秒。通过使“报警器延时”时间增加和减少，可以实现报警器频率的变化。于“报警器延时”之后，在422处通过关闭开关Q1而关闭报警器。
1号控制程序1在框426处运行。1号控制程序负责检测和判别对报警单元来说起同步或控制脉冲(以下称为“同步/控制脉冲”)作用的电压降，图4A和4B以流程图的方式说明了1号控制程序。在说明图4之后将详细说明图4A和4B。
离开1号控制程序之后，主程序在框638处开始进行“报警器停止延时”(HORN OFF DELAT)。如前所述，“报警器停止延时”的时间是可以改变以便更好地模拟实际的警报声。在框642处主程序检查上述延时当前是在增加还是在减少，并且主程序在框646或650处每隔一次主程序循环就继续沿当前方向进行上述增加或减少。在框654或658处，如果既没有达到最小的特定报警器频率也没达到最大的特定报警器频率，主程序就会循环返回至框410以确定是否启动了“MUTE”功能，在本例中，上述特定的最小和最大报警器频率分别为3200和3800HZ。如果已经达到上述最小或最大频率，则上述延时变化的方向就会在框662或666改变，然后主程序会启动如图4C、4D和4E所示的2号控制程序。
参照图4A和4B，1号控制程序开始之后，即如框430所示检查输入电压降。对电压降的检查可指示出是同步/控制脉冲还是FWR输入电压。检测到电压降的前沿会初始化计数器“DOsize”。如果存在有电压降，则在框431处使“DOsize”增加。如果不存在有电压降，则在框432处将计数器置零。在微控制器输入端子12处检测电压降。
然后，程序在框434处通过查询是否DOsize＝1而检查电压降是否开始。如果是，程序在框438处使计数器“DOnmber”增加，计数器“DOnmber”用于记录电压降次数。程序在框442处用计数器“DOsize”检查是否出现有同步/控制脉冲。如果电压降较大，则存在有同步/控制脉冲。
内行的人将会注意到，对所说的报警系统来说，可将多个脉冲用作控制信号。依照本发明，在任何一种这类方案中，第一个脉冲都表示新同步循环的开始。举例来说，紧接在第一同步脉冲之后出现的第二脉冲会启动整个系统的“SILENCE”特征并且关闭任何正在发声的音频警报。在第一和第三脉冲位置处出现的脉冲会撤消“SILENCE”特征从而使得报警器在启动时可以发声。
图4A中框442以后的流程说明了实现上述功能的软件。如果检测到同步/控制脉冲，程序在框446处通过检查从上一个脉冲开始已过去了多长时间，而来确认该脉冲是否是一同步脉冲。如果“SYtimer”指示出时间已超过0.5秒，则所说的脉冲是循环的第一个脉冲。如果时间少于0.1秒，则所说的脉冲在框450处被确认为处在第二位置处，并且在框454处启动“SILENCE”和“MOTE”特征。在本例中，由于只使用了三个脉冲位置，所以当“Sytimer”有任何其它的值时，则在框458处将所说的脉冲确认为处于第三位置，并且在框462处撤消“SHENCE”特征。
如果所说的脉冲是同步脉冲，则框466设置若干种功能。将“MODE”置为“sync”、开启“COED3”、开启“MUTE”将“SYtimer”重置为零、开启“FLASH”，然后使报警器频率返回至起始状态。
在框470处程序检查“SKIP”功能是否关闭。当输入电压降至可接受的水平以下时，用“SKIP功能和“SKflash”变量将闪光频率减半，在本例中，上述电压的可接受水平为20V。在启动“SKIP”功能时，一旦每个闪光循环都间隔地停止闪光，则变量“skflash”就会在开与关之间转换。从流程图的框474处可以看到这一点，在框474处，如果未关闭“SKIP”，则程序会检查“skflash”是否处于开，如果处于开状态，程序将进行另外一次循环。另一方面，如果在框470处“SKIP”处于关闭状态，则程序会转至框478，并且，通过延时20毫秒使闪光管闪光、开启SCRQ3同时延时另外5毫秒。如果在框474处“Skpulse”处于开状态，则会跳过框478并且闪光管不会闪光。
始于图4B框482处的下一个程序段会检查是否对电容器C4进行了充分的充电从而足以使闪光管DS1闪光。在框482处使变量“AFcount”增加。“AFcount”用于对1号控制程序的循环次数进行计数，该计数对应于音频报警信号的音频频率。
在框484处，对控制变量“SoscSD”的状态进行查询，控制变量“SoscSD”代表“关闭振荡器”功能。“SoscSD”处于开状态表示关闭了光振荡器。如果“SoscSD”处于关状态，则程序继续至框486，框486根据“AFcount”即根据业已经过了多少次音频信号循环来设置一检查表指针。上述检查表的值“LTvalue”是用于光振荡器的预定最小循环计数的数量，并且可用于确定为闪光管DS1的闪光而提供能量的电容器C4是否正在过快地进行充电。但是，程序首先在框488确定Vin是FWR还是直流电。程序会根据是FWR还是直流电在框490处用FWR检查表或在框492处用直流电检查表确定“LTvalue”。
然后，在框494处将“LTvalue”与负责对电容器C4充电的光振荡器的连接/断开循环次数作比较。这一点是利用实时时钟计数器来作到的，所说的实时时钟计数器位于微控制器的输入端子RTCC和电阻器R16处，从而能保持对光振荡器已经做过的循环进行计数。如果所说的计数大于“LTvalue”，则在框496处通过打开“SoscSD”和关闭“Sosc”来关闭光振荡器。
在框502处使变量“Vcount”增加。“Vcount”用于确定报警组件是否正在接收适当的输入电压。以下将较详细地简述“Vcount”的作用。
参照框484，如果未关闭“SoscSD”，即如果“关闭振荡器”功能处于开状态，则程序会转至框504并且不会使“Vcount”增加。正如以下将会看到的那样，“SoscSD”一旦打开就不会再次关闭直至执行2号控制程序。正如就报警组件主程序所说明的那样，只有在报警器频率循环的最高点和最低点处才会执行2号控制程序。利用报警器频率增加或减小的步长可以控制出现上述情况的次数。在所说明的实例中，上述情况每秒钟出现120次，而两次闪光之间的时间约为一秒。所以，在两次闪光之间“Vcount”所能达到的最高值是120。在“SKIP”功能启动并且闪光时间为2秒即两次闪光之间执行2号控制程序240次时也是这样，这是因为，只有在“SKIP”功能关闭或者“SKIP”功能处于打开状态而报警器频率增加是，框498和500才允许“Vcount”增加。
参照框494，如果RTCC未超过“LTvalue”，则程序转至框504，并且不会使“Vcount”增加。在框504处程序检查“关闭振荡器”功能是否启动。如果没有启动，则会在框506处开启振荡器并退出该控制程序。如果“SoscSD”处于开启状态，则在不启动“Sosc”的情况下退出该控制程序。
参照图4C、4E和4E，它显示了2号控制程序的流程图，该程序在框530处检查是否已启动了“FLASH”功能。如果没有启动该功能，则在框578处通过微控制器的端子1关闭报警组件的SCR Q3，并且不再执行以后的若干涉及到检测输入电压的程序功能。
如果“FLASH”功能处于开状态，则程序在框538、542和546处检查由变量“DOnmbr”所表示的电压降次数是否显示出已使用了FWR输入电压，并且将变量“Vin”设置为适当的输入电压类型，即FWR或者是直流电。
微控制器软件所实现的下一个功能涉及到了以上简要说明的特征，因此报警组件会通过降低闪光频率来补偿低于标称的输入电压。具体地说，在测定输入电压低于20V时，闪光频率会减半约0.5HZ，或每隔两秒闪光一次。利用变量“Vcount”来进行对输入电压的测定，如前所述，在某些情况下，当光振荡器尚未关闭并且变量“RTCC”所表示的实时时钟计数器业已起过“LTvalun”时，变量“Vcount”会在1号控制程序中增值。
但是在执行上述功能之前，程序在框548处检查“Skflash”是否处于关状态。如果不处于关状态就不进行电压检查，程序继续进至框562。另一方面，如果未略去当前的闪光，则在框550处比较“Vcount”和预设的常量“Vref”。
如上所示，“Vcount”在两次闪光的时间内不会增值超过120，而如果输入电压在20V以上，“Vcount”在每次闪光循环期间始终会增值至120。如果输入电输入电压低于20V，“Vcount”为零。在所述的实施例中，将“Vref”的值选定为30，该值可以平稳地进行闪光频率的变换。
在框500处，如果“Vcount”超过“Vref”，则可确定输入电压至少为20V，并且，在框554处撤消“SKIP”功能。如果“Vcount”小于“Vref”，则可确定输入电压小于20V，并且，在框558处开启“SKIP”功能。完成比较之后，在框562处将“Vcount”重置为零并关闭“FLASH”功能。
然后，程序在框566处确认“SKIP”功能是否处于开状态。如果是这样的话，在框570处转换“Skflash”。如果不是这样的话，则在框574处关闭“Skflash”。程序在框578(见图4D)处再次检查“SKIP”功能是否处于开状态。如果不处于开状态，则程序在框586处将“RTCC”和“AFcount”重置为零并且并关闭“SoscSD”。如果“SKIP”处于开状态，则框582只有在报警器频率当前正在上升时才能保证执行到框586。
程序在框588处继续，框588确定“SILENCE”功能是否关闭并且“CODE3”功能是否开启。如果不是，则程序会跳过随后的保持Code3报警信号的功能并且直接进入框618。如果在测试588处满足了条件，则在框592处检查自上一个同步脉冲以来的时间，该时间由“SYtimer”表示。如果该时间等于0.5秒，则在框596处将记录每个Code3信号循环中的同步脉冲的变量“C3count”减少。
“C3count”，同步脉冲以及音频Code报警信号之间的关系如图7A和7B所示。除了当“C3count”＝1时，每个同步脉冲都会触发半秒钟的消音，随后产生半秒钟的警报声。在上述同步循环其间，警报声会被消音。
在减小了“C3count”之后，程序在框600处检查“C3count”是否为零。如果不是，就跳过将“C3count”置为4的框604。然后框608检查“C3count”是否大于1。如果是，就在框612处关闭“MUTE”功能。如果“C3count”不大于，则跳过框612，程序前进至下一项任务。
在框618(见图4E)处程序检查报警系统处于哪一种模式，是自动的还是同步的。如果报警系统处于同步模式，则在622处使“SYtimer”增值。框626比较“SYtimer”与预定的允许报警系统以同步模式继续的最大时间“SYlimit”。如果“SYtimer”不小于“SYlimit”，则同步脉冲存在有问题，因此在框630处将所说的模式转换为自动的。否则，将所说的模式保持于同步模式，2号控制程序在框634处退出。
如果报警系统处于自动模式，即报警组件可彼此独立地操作，则在框638处使“FRtimer”减少同时将“C3count”置为初始值“C3ini”，上述“FRtimer”是一个在处于自动模式时记录自上一次闪光以来的时间的变量。在框642处，如果“FRtimer”未降至零，则退出2号控制程序。如果“FRtimer”为零，则在框646处将其置为初始值“FRini”，同时开启“FLASH”功能。然后，框650检查“SKIP”功能是否处于关状态。如果不是，框654检查“Skflash”是否处于开状态。如果“Skflash”处于开状态，则退出2号控制程序。如果“Skflash”不处于开状态，则程序会在框658处通过开启SCR Q3而使闪光管闪光。参照框650，如果“SKIP”功能处于关状态，则程序转至框658，使闪光管闪光，然后退出。
以下说明本发明的接口控制电路44，图5示明了该电路的最佳实施例，它与提供电压Vin的直流电源并联。输入电压经由第一回路46进入接口电路并且在正常情况下经过单极单掷继电器K1，从而离开接口电路进入系统控制回路40。直流电源通常装在火警控制板25内，Vin在标称上为24V。如前所述，这一电压具有多个值，并且本发明可以补偿意外的电压降，该电压降低于按上述1.02HZ闪光率使报警系统运行所需的电压。
电源电压Vin还通过一般具有0.7V电压降的二极管D8供给一稳压器电路，该稳压器电路包括电阻器R23和R24，三极管开关Q5以及齐纳二极管D11，这些器件如图所示连接在一起并且具有选定的值以便将稳压后的5.00V±5％电压提供给微控制器U3的Vdd输入。电阻器R23一端与二极管D8的负极相连，另一端同时与电阻R24和开关Q5的集电极相连。电阻R24的另一端与开关Q5的基极相连。跨接于微控制器U3的Vdd和Vss端子上的电容器C12起一滤波器的作用。
电阻器R26和R27，电容器C1以及二极管D10构成了一用于微控制器U3的重置电路。电阻R27的一端与开关Q5的发射极、二极管D10的负极以及电阻R26相连，另一端则与微控制器U3的“CLEAR”端子4、电阻器C11的正极以及二极管D10的正极相连。电阻器R26的另一端与电容器C11的负极相连。电阻器R28一端与开关Q5的发射极相连，另一端与微控制器U3的端子6和光耦合件U4相连以便为任何一个或多个预定的功能将控制输入提供给微控制器U3。谐振器电路频率为4MHZ的振荡供给微控制器的端子OSC1和OSC2，所说的谐振器电路一振荡器Y2和一对电容器C9及C10，这对电容器分别连在振荡器的第一和第二输入之间。
在上述最佳实施例中，第二回路48用作控制信号的输入。在所述的实例中，控制信号涉及到“SILENCE”特征，该特征可在使视频警报继续的同时关闭每个报警组件中的音频警的报。第二回路48还可用于将来自火警控制板的音频警报控制信号供给多个报警组件。后一功能是在火警系统业已配备有提供所需警报序列的情况下实现的，在所说的最佳实施例中，所需的警报序列中Code3，并且上述后一种功能可为火警系统提供必需的控制信号。在火警系统不具有Code3能力的情况下，可将接口电路加以编程以便如以下所说明的那样为报警组件提供Code3控制信号。
接口控制电路的第二输入回48与一直流电源并联。来自控制板的输入呈断电或“电压降”的形式，微控制器U3在端子6处可检测到上述断电或“电压降”。在正常情况下，使电压作用于第二回路，而第二回路又与串联的二极管D13，电阻器R29和光耦合件并联。光耦合件U4的LED会开启该耦合件U4三极管从而使得电流流过电阻R28并使得微控制器U3的端子6处有一定的电压。直流电源的断电会关闭U4的三极管并使微控制器U3的端子6变为Vdd或5V。
通过启动断电器K1可以断开从第一回路的输入46到控制回路输出40的直接连接，而继电器K1的启动则是通过开启开关Q6而实现的。微控制器U3经由分压器供给开关Q6之门电极的输出会开启开关Q6，所说的分压器包括：电阻R21，它从微控制器U3的输出端子1连接于开关Q6的门电极；以及电阻R22，它从上述门电极连接于电源的负极。
当开关Q6关闭时，开关Q7的输出发射极处的电势等于电源负极的电势，从而使得开关Q7导电，开关Q7最好包括一达林顿复合三极管对。串联在二极管D12负极与继电器K1线圈的一端之间的电阻器R25和齐纳二极管D9可以调节供给达林顿三极管对Q7中的一个三极管基极的电压，而所说的继电器K1线圈的一端与开关Q6相连。当开关Q7导电时，电流会流过继电器K1的线圈并将该继电器从正常状态转换至其它的接触状态。启动上述继电器会中断在正常情况下供给受控报警组件的直流电压。
所说的电压降可用于多种控制功能中的任何一种，“消音”功能就是一个已举出的例子。在上述方案中，同时将基于同步/控制脉冲状态的指令发送给各个报警组件。代替脉冲状态编码的另一种更灵活的方案是脉冲序列二进制编码。内行的人将会注意到，利用例如由八种脉冲状态构成的脉冲序列，对每一个报警组件来说，都可以将该脉冲序列中的多种状态赋予寻址指令的任务。人们可以想像出这样做的优点，例如可以做到消除特定的一层楼内的警报，同时让其它楼层内的警报继续起作用。
接口控制电路44能以三种不同的模式运行。该电路按三种模式中的哪一种来进行操作取决于现有系统的性能。在不具有Code3或消音性能的报警系统中，接口控制电路会按模式1操作。对按模式1的操作来说，接口控制电路装配有上述第一回路，并且，正如前文所述的那样，Code3信号的产生是由接口控制电路进行，而不是由火警控制板进行的。在模式1中，不能使用消音特征。
在现有系统具有消音特征但不具备Code3能力的情况下使用模式2。在这种情况下，接口控制电路装有第一和第二输入回路，第二输入回路用于来自控制板的静音信号。同模式1一样，是由接口控制电路来产生Code3的。
最后，模式3用于已具备Code3和消音功能的报警系统。这时，接口控制电路装有第一和第二输入回路。同消音控制信号一样，Code3控制信号也是在控制板中产生的。
举例来说，图5所示的接口控制电路在由24V直流电源进行加电时可以使用下参数：
 器件 值
 C9，C10 电容，33pF
 C11 电容，。47μF
 C12 电容，15μF，16V
 D8 二极管，1N4007
 D9 二极管，7.5V
 D10 二极管，1N914
 D11 二极管，1N4626
 D12 二极管，1N4007
 D13 二极管，1N4007
 K1 继电器，DPST
 Q5 三极管  2N5550
 Q6 三极管  1RF710
 Q7 三极管  T1P122
 R21 电阻，220
 R22 电阻，100K
 R23 电阻，330
 R24 电阻，4.7K
 R25 电阻，4.7K，W
 R26 电阻，10K
 R27 电阻，39K
 R28 电阻，10K
 R29 电阻，2.7K，W
 U3 微控制器  PIC16C54
 U4 光偶合件  4N35
 Y2 陶瓷电阻，4MHZ
图5中接口控制电路的微控制器U3负责关闭开关Q6，从而传递由报警组件如前述那样所判读的电压降。图6说明了微控制器U3的软件例程。在框702和706处，程序开始并且初始化。在框710处假定为模式1并将同步时间范围设置为0.98秒。框714是有关在报警组件中是否有第二回路的查询。如果有第二回路，则在框718处将模式置为模式2。在框722和726处，将一持续30毫秒电压降发送到输出控制回路，该电压降起同步脉冲的作用。在报警系统以模式2或模式3进行操作的情况下，程序会在框730处查询对第二回路来说是否已断电超过一秒，这种断电表示来自控制板的消音信号。如果断电超过一秒，则在框734处几乎立即将一第二“电压降”发送给报警组件。尽管在图6中未给以说明，但内行的人也会注意到，通过将一有效时间输入给第二回路然后例如将第三种脉冲状态中的电压降发送给接口控制电路，便能够以类似的方式撤消消音特征。
随后，程序在框738处查找第二回路中来自控制板的表示Code3的输入。如果检测到这种输入，框742将模式号置为3，将同步时间范围置为1.10秒并将同步记数器置为上述时间范围即1.10秒。在Code3信号是在控制板25而不是接口控制电路44中产生时，上述同步时间的少量增加会确保适当的Code3操作。如果未检测到Code3输入，则在框746处使同步计数器增值。然后，在框750处程序会检查同步计数器是否已达到所设定的范围。如果已达到所设定的范围，则程序在框754处清除同步计数器并循环返回至框722，以便发送一电压降。如果未达到所设定的范围，则程序循环返回至框738。
尽管业已参照最佳实施例说明了本发明，但是应该认识到，在不脱离本发明所公开的原理的情况下，可以对上述实施例加以变更和改进。例如，在后附的权利要求书中，用于执行不同功能的部件可以如前所述那样是报警组件或接口按制电路中的一个单一的微处理器，也可以使用若干个微处理器或功能性电路，所以，这类改进和变形均包括在后附权利要求的精神和范围之内。

Claims (32)

1.一种报警系统，包括：
火警控制板，带有一电源和用于产生至少一种预定控制信号的装置；
接口控制电路，具有：第一输入回路，通过第一双导线配电线与火警控制板的电源相连，用于向所述报警单元提供电力；第二输入回路，通过第二双导线配电线与火警控制板相连以便产生控制信号；以及一输出；所述的接口控制电路还包括：用于将来自第一输入回路的电流传导至所述输出以提供输出电源信号的装置；用于按固定间隔中断输出电源信号从而产生一同步脉冲的装置；以及在所述接口电路通过第二双导线配电线接收到火警控制板所产生的第一预定控制信号时按预定方式中断输出电源信号的装置；
信号控制回路，与所述接口控制电路的输出相连；
多个报警单元，与作为所述单元唯一电源的信号控制回路相连，至少所述单元之一包括产生声音报警信号的装置，和至少所述单元之一包括产生视觉报警信号的装置，每个所述单元响应所述同步脉冲，与其它单元同步产生各自的报警信号，每个具有声音报警信号产生装置的所述单元，响应输出电源信号中规定样式的中断，与其它单元的声音报警信号产生装置同步，控制每个所述单元各自的声音信号产生装置。
2.如权利要求1所述的报警系统，其特征在于：每个具有声音报警信号产生装置的单元响应所述同步脉冲产生撤离信号。
3.如权利要求1所述的报警系统，特征在于：所述的固定间隔为一秒。
4.如权利要求1所述的报警系统，特征在于：所述同步脉冲是具有预定持续时间的电压降。
5.如权利要求1所述的报警系统，其中每一个具有视觉报警信号产生装置的报警单元包括独立于所述同步脉冲产生视觉报警信号的装置。
6.一种用于报警系统的接口控制电路，所述的报警系统具有(1)带电源的火警控制板，(2)多个报警单元，以及(3)作为所述多个报警单元唯一电源的信号控制回路，每个报警单元包括，用于在接收到同步脉冲时以与其它所有报警单元相同步的方式触发报警信号的装置；用于产生声音报警信号的装置以及用于产生视觉报警信号的装置至少其中之一；上述接口控制电路包括：
第一、第二组输入端和一组输出端，第一、第二组输入端分别和第一输入回路、第二输入回路相连，输出端与信号控制回路相连，第一组输入端接收所述电源来的电力，通过所述信号控制回路提供给报警单元，
转换装置，连接在第一组输入端与所述输出端组之间，用于转换输出；
控制装置，它用于启动上述转换装置，由此按预定的频率中断供给报警单元的电力，从而产生同步脉冲，以使每个报警单元与系统中其它报警单元同时产生警报信号或
响应经第二组输入端上接收到的来自火警控制板的预定控制信号，以预定的方式启动所述的转换装置，向报警单元产生预定的中断样式的电力，使每个具有声音报警信号产生装置的报警单元产生预定声音信号。
7.一种用于报警系统的声音、视觉报警单元，所述的报警系统包括：具有电源的火警控制板；火警控制板除了提供电源外，还提供预定的控制信号；接口控制电路，其两个输入端与火警控制板相连，输出端与信号控制回路相连，信号控制回路给报警单元提供唯一的电源；接口控制电路以固定时间间隔中断传送给报警单元的电源，上述报警单元包括：
用于产生视觉报警信号的装置；
用于产生声音报警信号的装置；
用于检测供给报警单元的电力中断情况的装置，该装置与用于产生视觉报警信号的装置以及用于产生声音报警信号的装置相连，所述的检测装置包括一触发装置，它用于响应在固定的时间间隔内检测到具有第一预定持续时间的第一电源中断，触发用于产生视觉报警信号的装置以及用于产生声音报警信号的装置。
8.如权利要求7所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，特征在于：用于检测断电的装置还包括一用于在检测到一第一预定序列的断电时使声音警报静音的装置。
9.如权利要求8所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，特征在于：用于检测断电的装置还包括，在使声音警报消音之后，一旦检测到第二预定序列的断电，就恢复声音警报的装置。
10.如权利要求7所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，特征在于：所述的声音报警信号包括：三声由半秒消音所分隔开的半秒长的报警尖叫声，随后是一秒半的消音。
11.如权利要求10所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，特征在于：所述的固定时间间隔为一秒。
12.如权利要求7所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，特征在于：
用于检测断电的装置还包括这样的装置，它用于在第一次断电之后并且在所述的固定时间间隔之内对断电计时，而且根据所做的计时来发挥预定的作用。
13.如权利要求12所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，其特征在于：所述的预定作用是使声音警报消音。
14.如权利要求7所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，特征在于：
所述的第一预定持续时间在10毫秒至30毫秒的范围内，所述的固定时间间隔为一秒。
15.如权利要求7所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，特征在于，它还包括：
用于确定电源所提供的输入电压电平的装置；
用于在上述输入电压电平的确定装置确定输入电压电平低于预定最低电平时，减少视觉报警信号频率的装置。
16.如权利要求7所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，特征在于：所述的声音报警信号包括铃声。
17.如权利要求7所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，特征在于：所述的声音报警信号包括警报器声。
18.如权利要求7所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，特征在于：所述的声音报警信号包括钟声。
19.如权利要求7所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，特征在于：所述的声音报警信号包括慢速的轰隆声。
20.如权利要求7所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，特征在于：所述的声音报警信号包括预录的声音信息。
21.如权利要求7所述的用于报警系统的声音、视觉报警单元，还包括，在探测到无电源中断时，触发视觉报警信号产生装置的装置。
22.一种报警系统，包括：
带有电源的火警控制板；
接口控制电路，具有与火警控制板的电源相连的输入和用于输出电源信号的输出，所述接口控制电路包括用于改变输出电源信号以产生具有预定样式的输出电源信号的装置；
控制信号回路，与所述接口控制电路的输出相连，用以传输所述预定样式的输出电源信号；
多个报警单元，与所述控制信号回路相连，唯一地接收电力；
每个所述报警单元包括产生报警信号的装置，至少所述报警单元之一包括产生声音报警信号的装置，至少所述报警单元之一包括产生视觉报警信号的装置；以及
每个所述报警单元还包括一个装置，用于检测所述规定样式输出电源信号，并响应该信号以控制所述单元的各报警信号产生装置。
23.如权利要求22所述的报警系统，其中
所述规定样式输出电源信号还包括同步信号；
每个所述报警单元的所述检测并响应输出电源信号的装置，响应所述同步信号，使每个所述单元的各报警信号产生装置，与其它单元的报警信号产生装置同步产生报警信号。
24.如权利要求22所述的报警系统，其中
所述规定样式输出电源信号包括功能控制信号；以及
每个报警单元的所述检测并响应输出电源信号的装置，具有声音报警信号产生装置，响应所述功能控制信号，使所述单元的报警信号产生装置以预定方式操作。
25.如权利要求24所述的报警系统，其中
所述功能控制信号包括消音控制信号；以及
每个报警单元的所述检测电源信号并响应的装置，具有声音报警信号产生装置，响应所述消音控制信号，停止所述单元的声音报警信号产生装置操作。
26.如权利要求25所述的报警系统，其中
所述接口控制电路的所述输出电源信号改变装置还包括产生具有第二规定样式的输出电源信号的装置；
所述第二规定样式的输出电源信号包括再启动信号，经所述控制信号回路传输；以及
每个报警单元的所述检测电源信号并响应的装置，具有声音报警信号产生装置，响应所述再启动控制信号，再启动所述单元的声音报警信号产生装置。
27.如权利要求23所述的报警系统，其中
每个所述报警单元的所述检测电源信号并响应的装置，具有声音报警信号产生装置，响应所述同步信号，使所述单元的声音报警信号产生装置产生撤离声音报警信号。
28.如权利要求22所述的报警系统，其中
每个具有视觉报警信号产生装置的报警单元的所述视觉报警信号产生装置包括电子闪光单元；以及
每个所述具有视觉报警信号产生装置的报警单元还包括一个装置，用于在所述控制信号回路上检测低输入电压，并响应该电压以降低所述电子闪光单元的操作频率。
29.如权利要求23所述的报警系统，其中
每个所述具有视觉报警信号产生装置的报警单元还包括其操作与从所述控制信号回路上接收所述同步信号无关的装置，用于使所述视觉报警产生装置产生视觉报警信号。
30.如权利要求22所述的报警系统，其中
每个所述单元中的所述检测电源信号并响应的装置包括编程的微控制器。
31.如权利要求22所述的报警系统，其中
所述火警控制板包括产生控制信号的装置；
所述接口控制电路的所述输出电源信号改变装置，响应所述控制信号产生所述规定样式的输出电源信号；以及
每个具有声音报警信号产生装置的所述单元的所述检测电源信号并响应的装置，响应所述规定样式的输出电源信号使的所述声音报警信号产生装置产生规定的声音报警信号。
32.如权利要求31所述的报警系统，其中
所述规定样式的输出电源信号包括撤离控制信号；以及
所述规定声音报警信号包括撤离控制信号。
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