專利名稱：尋答式多路電子集中監(jiān)測報警系統(tǒng)的制作方法
尋答式電子集中監(jiān)測報警系統(tǒng)屬于電子技術領域。
自有了電子技術以來到目前為止，應用電子技術的方法進行由一臺總監(jiān)測機(以下簡稱總機)集中監(jiān)測數(shù)百個以上距離分散點(以下簡稱用戶)的各種(或某幾種)情況(如機器的工作或停機情況、正常或非正常情況、房屋內(nèi)的正?；蛘诒槐I、火警情況、病房內(nèi)病人的緊急或非緊急情況等各種類似情況，以下簡稱狀態(tài))，一直是一個十分復雜和造價較高的工程?，F(xiàn)在應用的方式概括起來有以下三大類型(1)多用戶多線型(如普通電話類型);(2)多用戶以無線電傳輸用多載頻、多頻調(diào)制編碼型，(3)脈沖數(shù)字編碼型。例如DE3149225專利通報(SIEMENS，AG 1981·12·11)公開了一種分散的家庭告警系統(tǒng)，是用一環(huán)形線路將不同地點的各個部件耦接以進行中央控制。GB 2105076(82·6·28)·JP58-105396(81·12·17)的專利通報中所采用的是電話傳輸方式。還有采用無線載頻方式的JP58-103092，應用脈沖數(shù)字技術的JP58-97794等等。無論哪種方式，其電路復雜程度，實現(xiàn)的技術難度和工程造價均與用戶的增多，距離分散成正比，且其可靠性、穩(wěn)定性和抗干擾性與之成反比。雖然目前由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展、使上述問題已經(jīng)有了很大程度的解決，但并未從根本上解決問題。在DE3203514(1982·2·2)的專利文獻通報中公開的一種報警信號傳輸系統(tǒng)是在報警信號發(fā)生器和接收機之間有識別信號發(fā)生器、過程信號發(fā)生器用作時間序列控制，不論究其電路結(jié)構(gòu)以及功能上與本發(fā)明均有著本質(zhì)的差別。
本設計的目的在于應用時序編碼的原理，采用尋答方式，使得對各用戶的識別、各用戶狀態(tài)的監(jiān)測以及各用戶與總機的信號傳輸僅用簡單、易行的電子電路，而且可達到對數(shù)千以至數(shù)萬用戶多種狀態(tài)的集中監(jiān)測。
本發(fā)明的技術關鍵在于以所謂的“尋答”方式確定各用戶。
所謂“尋答”方式即由總機首先發(fā)出一個電信號(以下簡稱尋脈沖)至各用戶分機，各分機在收到尋脈沖的時刻起依次后延一個時間(T)，(如A分機后延T、B分機后延2T，C分機后延3T)，再向總機發(fā)送一個電信號(以下簡稱答脈沖)，這樣，，總機便可根據(jù)各分機答脈沖的時間順序，通過總機內(nèi)與答脈沖時間相對應的一組脈沖信號(以下簡稱識戶脈沖)與收到的各分機答脈沖相對應比較，從而確定顯示各分機的編號(如識戶脈沖比尋脈沖延時了2T的那個脈沖正好與B戶的答脈沖同時出現(xiàn)，則通過一個類似與門的電路即可確定收到的答脈沖為B戶發(fā)出)，這就是“尋答”式確定用戶的簡單原理。
如果某用戶需要告知總機，自身的某一狀態(tài)，只需要改變答脈沖即可(如有脈沖表示正常，無答脈沖表示異常，如果B戶異常，B戶就不發(fā)送答脈沖，總機通過處理電路，即可顯示出“B戶異?！钡男盘?。如果某用戶有數(shù)個狀態(tài)需告知總機，只需要首先停發(fā)答脈沖，使總機處于“某用戶有狀態(tài)要告知的狀態(tài)，然后該用戶分機再發(fā)送各狀態(tài)信號(實質(zhì)上為改變了波形特征的答脈沖)，總機即可顯示出“某用戶目前處于某種狀態(tài)”(如B用戶現(xiàn)處于火警和被盜兩個狀態(tài)，B用戶即可首先停發(fā)答脈沖，再同時發(fā)送一個100KHZ(千赫茲)和一個50KHZ(千赫茲)的脈沖信號，總機首先知道B用戶“有狀態(tài)要告知”，然后收到100KHZ信號，知道有火警，同時又收到50KHZ信號，知道有盜警，并顯示出來)。由于尋脈沖是以極短的時間周期性重復發(fā)送的，自然答脈沖和狀態(tài)信號也是在極短時間內(nèi)就發(fā)送完畢的，因此，總機就可在極短時間內(nèi)完全正確無誤的監(jiān)測并顯示出各用戶(數(shù)千以至數(shù)萬用戶)的多種狀態(tài)。而以上所述的全部過程均是通過總機和分機內(nèi)部電路自動完成的，至于完成的時間長短(包括尋脈沖的周期時間)，取決于所需監(jiān)測的用戶狀態(tài)特點進行設計。
以上敘述了本發(fā)明的基本工作原理。
其可在1秒的時間內(nèi)監(jiān)測萬數(shù)以上用戶的最少十個狀態(tài)，并且只需增加少量電路還可實現(xiàn)總機與任意分機、分機通過總機與其他分機對講的功能。
由于無論尋脈沖，答脈沖和各種狀態(tài)的各種信號，各用戶分機均完全相同，因此，脈沖和信號的設計要求非常低，可以以電路簡單為原則，而由此產(chǎn)生的結(jié)果穩(wěn)定，準確可靠。因此，總機與分機的聯(lián)通方式就可以，(一)以兩股導線將全部分機與總機聯(lián)通，或(二)以無線發(fā)送方式(主要應用于各分機、總機的距離較遠時)。后種方式因傳輸?shù)膶?、答及狀態(tài)信號簡單統(tǒng)一，而使得發(fā)射、接收機也十分簡單。應用兩線連通方式還可以用濾波、阻尼的方法、將分機的電源集中起來，利用此兩線送電供各分機電路工作之用。
為了解決總機抗干擾問題，總機收到“某分機”“有狀態(tài)要告知”時，采用多周期重復接收后再確定的辦法，即可使可能出現(xiàn)的干擾之誤報的可能減至最少。一般重復一次即可。如兩次均為“某分機有狀態(tài)要告知”，即確定該分機確有狀態(tài)要告知，并使之處于狀態(tài)接收狀態(tài)。
為解決分機抗干擾問題、分機采用準同步接收尋脈沖，并在一個周期內(nèi)關閉分機接收信號的方法，如說明書附

圖1所示。圖1中，A表示分機接收的情況，B表示尋脈沖。當尋脈沖到來之前很短的一段時間，分機接收開啟(A中的峰值表示)，尋脈沖到來時，分機受尋脈沖觸發(fā)而進入關閉狀態(tài)(此時延時發(fā)送答脈沖的電路被啟動)，在此狀態(tài)中任何信號均不能觸發(fā)分機開啟，只有下次開啟(峰2)這段時間(τ)內(nèi)，干擾才起作用，使受干擾的分機延時發(fā)送答脈沖的電路提前啟動，而這部分誤差是在允許范圍內(nèi)(實際允許范圍比T大兩倍，因此，可以有連續(xù)兩次有效干擾的承受能力)，因此干擾還是不起作用，再下一次尋脈沖到來時，該分機的工作又重新被確定，從而進入正常狀態(tài)。這種抗干擾方法還可使得分機電路的穩(wěn)定性要求降低，從而進一步提供了簡化電路的條件。既使干擾真正打亂了電路的正常工作，使總機出現(xiàn)誤報，總機上還有一個人工復位的裝置，來進一步確定總機顯示結(jié)果的正確性。因為分機的狀態(tài)，采用的是分機自動記憶方式，只有當分機狀態(tài)由人工消除后(如火警，由人工或自動將火熄滅后)，該狀態(tài)信號才會經(jīng)總機對分機復位后消失。否則，分機將間斷性的發(fā)出該狀態(tài)信號。
上述總、分機、自動和人工綜合的抗干擾方式，基本上以至完全排除了自然干擾的影響。致于各用戶的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為其分機的狀態(tài)電信號的方法、總機顯示各用戶分機及其狀態(tài)的方法，在應用本發(fā)明技術基礎上，可以有很多成熟的技術方法來實現(xiàn)。
實施例兩線型多用戶防盜、急救、火災報警系統(tǒng)。
由于盜警、急救、火警同時在一戶或多戶發(fā)生的可能性極小，并且無需在極短時間內(nèi)(小于1秒)作出反應，因此總機和分機電路可以要求較低。為解釋方便、如下用框圖和波形圖加以說明。
說明書附圖2、3、4分別為該實施例系統(tǒng)的用戶電路框圖，總機電路框圖和各點波形示意圖。
該實例信號傳輸線和各分機的工作電源傳輸線均共用圖2、圖3所示的“共0”、“共地”兩股線，因而各分機不用自帶電源，分機、總機的電源均裝在總機上，由交流、直流轉(zhuǎn)換共電方式(交流市電停電時自動轉(zhuǎn)為直線電瓶供電)，在各分機和總機上應用高阻低通濾波技術，將信號傳輸與直流電源分離開，使之各不影響。為不受傳輸線電阻壓降影響，在分機上應用降壓穩(wěn)壓的技術使分機工作電壓穩(wěn)定。
圖3中K電路產(chǎn)生周期性尋脈沖信號，波形如圖4(9)。由圖3中13線通過“共0”線傳給各分機。
圖2中A電路收到尋脈沖波(9)時1線輸出變?yōu)榈碗娢唬?jīng)過近一個周期的延時重新變?yōu)楦唠娢?如波形(2))(這就是準同步特征，在其為低電位期間，此單穩(wěn)態(tài)延遲電路A無論有何種電信號均不會翻轉(zhuǎn)為高電位，且其延遲時間也不會受輸入的影響，只取決于內(nèi)部的RC電路，當A電路變?yōu)楦唠娐窌r，內(nèi)部的RC電路立刻進入穩(wěn)態(tài)，因而何時觸發(fā)變?yōu)榈碗娢缓螅舆t時間均是確定的)。
當A電路變?yōu)榈碗娢粫r，延遲電路B開始工作(輸出2線變?yōu)楦唠娢?經(jīng)過一段確定的延遲時間(設B電路調(diào)定為第七序號分機)，B輸出2線變?yōu)榈碗娢?如波形(3))，此時觸發(fā)電路C，使之產(chǎn)生一答脈沖輸出(如波形(4))，此答脈沖較總機M電路的脈沖提前了一段時間，這就是圖1中所描述的允許誤差，起到抗干擾作用。并降低了電路的穩(wěn)定性要求，各分機其B電路延遲不同，形成一個順序(如波形(1)其中
為尋脈沖)，實際在“共0”，“共地”線上的波形近似于波形(8)，其基值VE為直流電源電位(分機、總機收、發(fā)脈沖信號時均采用了隔直流電容)。
正常工作時、傳輸線上的波形為(8)。在總機上(圖3)，K電路的尋脈沖通過14線輸給L電路，其輸出(15)線為波形(10)，并觸發(fā)M電路產(chǎn)生(16線)波形(11)，而由“共0”線收到的波形(8)進入N電路(N電路同時由(18)線接收尋脈沖，使尋脈沖，使尋脈沖不觸發(fā)該電路)形成波形(12)，此信號與M電路的波形(11)信號同時由20、21線引入P開關電路，此電路只有當20線引入的電位為低值，21線引入的同時為高電位時其輸出(23線)才為高電位，否則都為低電位。因此，正常時由于各分機都有答脈沖，23線就始終為低電位，Q電路亦為低電位，通過25線關閉R電路使26線為低電位，并進而使S電路亦輸出(27線)低電位，T電路輸出(30線)保持低電位，μ電路開啟輸出31線輸入29線同相，31線波形(13)與波形(11)相同，V計數(shù)器按波形(13)的脈沖進行加法計數(shù)，但由于32線為低電位，所以數(shù)字顯示電路不工作。當33線進入一個脈沖時(即尋脈沖)，計數(shù)器復零重新開始加法計數(shù)，以此周期性的重復。
當某(如第七號分機)分機有情況時(這里設圖3中的B電路調(diào)是為第七序號分機)(一)如有盜警，即H、E電路系統(tǒng)工作正常人出入房屋時，首先要用鑰匙開啟門鎖(開啟雙保險鎖的保險鎖舌，使紅外對管探測電路關閉)，因此人在室內(nèi)走動時不會觸發(fā)H電路系統(tǒng)，而偷盜者以非正常方式進入室內(nèi)，將必然通過紅外對管探測回路(即必然要避擋紅外發(fā)射管至接收管的光線)，使得H電路觸發(fā)E電路。E電路(5線)又觸發(fā)D雙限比較自鎖電路(此電路一經(jīng)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)使4線為高電位，無論觸發(fā)是否還存在、將一直保持高電位，只有當電源斷開后一段時間，再接通才會在無觸發(fā)時恢復低電位)如波形(6)或(5)(注由于E電路是受B電路狀態(tài)控制(1線)工作的，即只有在波形(3)為低電位時刻、到與波形(4)的高電位時間相當?shù)倪@段時間間隔內(nèi)，紅外接收管收到紅外發(fā)射管的光信號，E電路5線才不產(chǎn)生觸發(fā)輸出，在此以外時間，紅外接收管收到紅外光，5線均會有觸發(fā)輸出，因而有效的防止了盜賊了解紅外對管工作原理時，用自制紅外光破除報警。另外，盜賊如果想破壞分機或剪斷“共0”，“共地”線或在線路上加干擾信號，都需進入室內(nèi)，紅外對管早己工作發(fā)出了報警信號，從而上述技術處理，非常有效的提高了防盜報警效果。因此，除了用偷鑰匙開鎖的辦法外，盜賊進入室內(nèi)而不報警，幾乎成為不可能。再則，在E電路中還可增設手動防盜報警開關，以使室內(nèi)主人在的時候，盜賊進入也可有報警的機會。
(二)如有急救情況，只需觸動I電路中的外接開關按鍵，也將使D電路觸發(fā)而輸出(4線)高電位[如波形(6)或(5)]并使F電路受控于B電路(2線)間斷地發(fā)出100KHZ的正弦信號(12線引出)如波形(7)。
(三)如有火災情況，J煙感系統(tǒng)將觸發(fā)(5線)D電路(如波形(6)或(5)同時使G電路受控于B電路(3線)，間斷地發(fā)出50KHZ的正弦信號(11線引出)如波形(7)。
以上三種情況，均首先觸發(fā)D電路，其輸出(4線)將使C電路鎖死，使得波形(4)不會產(chǎn)生(即波形(1)第7個波
)，對于總機來說，就是波形(12)中的
不會出現(xiàn)，即使P電路輸出一個和波形(11)中第七個脈沖一樣的脈沖，此脈沖首先(經(jīng)24線)使R電路加上一個階梯電壓如波形(15)第N周期段內(nèi)，并輸出(26線)給S電路(此時S電路還未被觸發(fā)，輸出27線仍為低電位，如波形N周期段內(nèi))。同時經(jīng)23線使Q電路輸出變?yōu)榈碗娢唬i定R電路(如波形(14))，在波形(14)的低電位段內(nèi)無論23、24線為何種電位，26線的電位不變(這樣，起到了抗干擾的作用，如在第七個波產(chǎn)生期間有一干擾信號使N電路不被觸發(fā)，在下一周期同一時刻再有同樣自然干擾的可能性就極小了，這時，Q電路延遲已過，在第七個答脈沖過后不到第八答脈沖到來時，R電路將自動復原，將使電路不會誤報)。當下一周期同一時刻時，Q電路延遲已過，R電路開啟，24線的電位使26線再上一個階梯電壓(如波形(15)N+1周期段內(nèi))，S電路被觸發(fā)并自鎖于高電位(該電路一旦自鎖，無論26線是何種電壓，27線將始終保持高電位，如波形(16)，只有依靠手動按鈕方可復位)進入28線T電路，經(jīng)過約大于M電路脈沖的寬度時間，30線變?yōu)楦唠娢?如波形(17))，關閉μ開關電路，使引線保持為低電位，V電路停止計數(shù)(計數(shù)值停于7);30線引入32線鎖定V電路(使之一直保持7數(shù)狀態(tài)，如波形(20)并使V電路數(shù)字(顯示出數(shù)字7);30線同時引入22線，使K電路停止振蕩，在此超前(T電路延遲之前)時刻(如波形(16))，27線的高電位引入Y、α兩選通電路，使之開啟，如七號分機是急救(或滅災)報警，Y電路(或α電路)將被觸發(fā)并進而通過44線到43線(或41線到35線)觸發(fā)Z電路(或W電路)顯示(聲、光同時)急救(或火災)報警指示、如波形(18)，并同時由42線(或34線)引入45線一個高電位，鎖定x電路使之不報警，如果七號分機是偷盜報警，Y、Z電路在第八個答脈沖到來前將不會被觸發(fā)，x電路將由30線引入36線觸發(fā)而指示被盜，報警(聲、光)如波形(17)，并同時由46線輸出高電位如波形(19)引入47線和48線鎖定Y、α兩電路使之不觸發(fā)Z、W電路。
該實例，如尋脈沖周期定為1秒，可聯(lián)通萬戶以上用戶分機，如尋脈沖周期定為2秒，可聯(lián)通數(shù)萬戶分機，電路穩(wěn)定性要求較低，當然亦可在1秒尋脈沖周期內(nèi)實現(xiàn)數(shù)萬戶分機的監(jiān)測、相對電路的穩(wěn)定性和精度要求高一些。如果需要知道在同一段時間(如5分鐘)內(nèi)，是否有第二戶情況發(fā)生，只需關閉Q電路，并手動復原S電路，則總機有第二戶情況時，即自動顯示該戶的編碼和情況(盜、火災、急救報警)、如無第二戶情況，則仍顯示第七戶的情況。如需顯示第三、四、五戶的情況，除上述操作外，只需改變S電路的比較電壓級數(shù)，即可實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種尋答式電子集中監(jiān)測報警系統(tǒng)，通過所設計的各種電路實現(xiàn)，可以是多用戶、多線型(如普通電話類型)，或是多用戶無線傳輸用多載頻、多頻調(diào)制編碼型，也可以用脈沖數(shù)字編碼型的電路設計來達到監(jiān)測和報警的目的，其特征在于電路系統(tǒng)是設計成由總(監(jiān)測)機通過有線或無線方式向多個分機(用戶)發(fā)出周期性電信號，利用各分機發(fā)回的電信號的時間順序特征以及改變分機發(fā)回電信號的波形特點實現(xiàn)由總機周期性的分辯各分機及其所處各種狀態(tài)的顯示、報警，具體方法如下(1)由總機首先發(fā)出一個電信號至各用戶分機，各分機在收到此電信號的時刻起依次后延一個時間T、再向總機發(fā)回一個電信號、總機根據(jù)各分機發(fā)回電信號的時間順序，通過總機內(nèi)與分機發(fā)回電信號的時間相對應的一組電信號比較，確定顯示分機的編號，(2)改變分機發(fā)回電信號的波形特點，由總機辯認、確定用戶的某一狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的報警系統(tǒng)，其特征在于總機采用周期重復接收后再確定的辦法來抗干擾。
3.如權(quán)利要求1、2所述的報警系統(tǒng)，其特征在于分機采用準同步接收總機發(fā)來的電信號并在一個周期內(nèi)關閉分機接收信號的辦法來抗干擾。
全文摘要
尋答式電子集中監(jiān)測報警系統(tǒng)是應用電信號時序編碼原理及尋答式技術技巧，由總監(jiān)測機通過有線或無線方式向多個分機(用戶)發(fā)出周期性電信號，利用用戶分機發(fā)回電信號的時間順序特征以及改變分機發(fā)回電信號的波形特點實現(xiàn)總機周期性的分辨各分機及其所處各種狀態(tài)的顯示及報警。其電路結(jié)構(gòu)簡單、可靠，連接用戶可達數(shù)萬戶，造價低廉?？捎糜诙嗦贩辣I、急救、火災報警，多路機器設備狀態(tài)監(jiān)測，醫(yī)療多病床監(jiān)護等。
文檔編號G08B26/00GK1048275SQ89104219
公開日1991年1月2日 申請日期1989年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月17日
發(fā)明者習杰峰, 秦俠 申請人:習杰峰, 秦俠