一种廊道音响与烟感传感器的信号复用系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种廊道音响和烟感传感器的信号复用系统，包括：总控设备和复用接口；一个或者多个复用接口通过电路与所述总控设备连接；所述复用接口与设置于廊道中的音响和/或烟感传感器连接。所述复用接口和所述总控设备均包括接收电路、MCU、发送电路；所述接收电路包括信号调整电路，从直流电源线上提取信号并对信号进行处理调整；所述MCU用于单独或辅助进行模拟信号和数字信号之间的相互转化，对信号进行解析处理后控制音响和/或烟感传感器，和/或向总控设备答复；所述发送电路将MCU传出的数字命令信号变为模拟电流信号并载到直流电源线上。本发明专利技术还公开了利用上述系统的信号复用方法。信号复用方法。信号复用方法。

【技术实现步骤摘要】
一种廊道音响与烟感传感器的信号复用系统与方法


[0001]本专利技术属于信号传输
，涉及一种廊道音响与烟感传感器的信号复用系统与方法。

技术介绍

[0002]廊道存在于酒店、学校、医院等各类建筑物中，常装有烟感传感器、音响等设备。
[0003]廊道管理常包含多套管理系统，如采取一个总控设备操控音响，另一个总控设备读取烟感传感器的廊道管理方式。音响系统常常采取电源线、信号线和地线的三线制排布方式。使用中音响与烟感传感器往往排布间隔大致相同，常采取音响与烟感传感器交替的排布方式，因此可采取同一总控设备对二者进行统一管理，进而减少线材需求以及施工量。此外，对音响的编址管理能够与视频监控系统相结合，实现与特定区域的通信，提高安防的智能水平。
[0004]与其他载波通信技术架构相比，以MCU为主体构建的系统具有更高的性价比及应用灵活性，可以根据具体应用改变MCU程序配置已适配不同的应用。但是现有的技术智能化水平还较为欠缺，需要进一步进行优化。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种廊道音响与烟感传感器的信号复用的系统与方法。本专利技术通过一种用于廊道音响与烟感传感器的信号复用系统，实现对廊道上音响与烟感传感器的统一管理。该系统除实现常规的音频广播外，可实现特定区域播放特定音频，进而提高智能楼宇的管理水平。此外，该系统所需的线路耗材少，能够降低施工工作量。
[0006]本专利技术提出了一种廊道音响与烟感传感器的信号复用系统，
[0007]所述信号复用系统包括复用接口和总控设备，一个或多个复用接口通过电路连接在一个总控设备上；所述复用接口与设置于廊道中的音响和/或烟感传感器连接。
[0008]复用接口与总控设备均主要由接收电路、MCU与发送电路三个部分组成。
[0009]接收电路包括信号调整电路，能够从直流电源上提取信号并进行处理，使信号的强度在MCU能够检测的0
‑
3.3V范围内；
[0010]MCU用于单独或辅助进行模拟信号和数字信号之间的相互转化，通过将捕获的模拟信号转化成负脉冲信号，并转化负脉冲信号的上升沿，得到数字信号并对其进行解析处理，从而控制音响和/或烟感传感器，并向总控设备答复；
[0011]发送电路包括低通滤波器、四通道选择器、电压转电流电路、载波电路，将MCU传出的数字命令信号变为模拟电流信号并载到直流电源线上；其中，所述载波电路只安装于总控设备的发送电路中，与各复用接口共用。
[0012]接收电路将收到的信号从直流电源线上剥离，在信号传递过程中采用直流载波方式，将总线上的信号通过电阻分压等比例缩小，采用电容滤除直流电压后经放大电路将模
拟信号放大到0
‑
3.3V之间，用于后续MCU检测。针对长距离传输信号可能发生衰减的现象，采取ADC采样的措施得到信号的平均值，并根据信号的平均值设定DAC输出为第一比较器的负端阈值，将模拟信号接入第一比较器转化为负脉冲信号便于后续MCU进一步处理。
[0013]所述MCU中内置有两个比较器，包括第一比较器和第二比较器，分别负责报文的接收和发送；接收报文时需将经信号调整电路后的信号接入第一比较器的正端，通过与负端阈值比较，若正端电压值大于负端阈值则输出低电平，反之输出高电平，从而得到信号对应的负脉冲。
[0014]所述发送电路中的低通滤波器将MCU运行过程中连续输出的两路PWM变成正弦波；所述正弦波幅度频率一致，相位错位半个周期，每个时刻两个波形均互补；将其中一路正弦波接入四通道选择器，另一路正弦波同时接入MCU内置的第二比较器和四通道选择器，通过MCU内置的第二比较器判断正弦波相位情况，在所述正弦波相同相位点处进行延时。
[0015]所述发送电路中的四通道选择器根据MCU发送报文编码的前一比特位和当前比特位选择对应的部分模拟波形，包括波形的上升沿部分、下降沿部分、高电平和低电平，通过定时选择输出将数字命令转换为模拟信号。
[0016]所述电压转电流电路用于将四通道选择器输出的电压信号转化为电流并进行放大；所述总控设备发送电路中的载波电路用于将总控设备和复用接口的电流信号微分到设定电压的电源线上。
[0017]复用接口的MCU输入捕获负脉冲信号，根据负脉冲上升沿时间间隔解析为数字命令信号并对格式进行校验，校验无误后将信号提取为地址和指令或区域号和信息。各复用接口的MCU根据自身的地址或区域号判断与此信号作用对象是否相符，若相符则对下属设备进行操作或向总控设备回复，否则丢弃此命令。
[0018]各复用接口配有一个地址和区域号，地址各不相同，多个地址可对应同一个区域号。复用接口处可同时连接烟感传感器与音响，MCU通过读取烟感传感器的高低电平判断是否被触发，若烟感传感器输出为高电平则表明烟感传感器被触发，为低电平则没有被触发，通过DAC传输音乐信息给音响。总控设备发出报文的某些位表示命令携带地址信息或区域号信息。若命令带有的是地址信息，则该命令为轮询命令，访问各个复用接口的状态；若命令带有的是区域号信息，则一般为音频分区广播信号，各接口根据自身的区域号判断是否将此音频信号传送至音响；若区域号为0，则为广播命令，所有复用接口皆需处理该命令。
[0019]总控设备与复用接口结构相同，总控设备向各复用接口连接的音响传输相同或不同的音乐，并可按照设定的时间间隔轮询各复用接口下接烟感传感器的状态，对各烟感传感器返回的状态进行记录，若某一个烟感传感器被触发则进行报警。总控设备上电后的第一次轮询会将所有返回正确指令的复用接口记录在列表上，可通过总控设备对列表上的复用接口进行删除、更改地址、更改区域号等操作。每次轮询都会对列表进行更新，添加新访问到的复用接口，删除丢失的复用接口。
[0020]总控设备与复用接口的MCU通过DMA(直接存储访问)控制器接连不断地发出两个互补的PWM周期信号，通过发送电路的滤波部分将PWM信号变为两个互补的类正弦波并接入选择器中，与高低电平构成选择器的四个通道(四个通道分别为正弦波的上升沿，正弦波的下降沿，与正弦波最大值一致的高电平以及与正弦波最小值一致的低电平)，根据MCU发出的数字命令信号更改选择器的输出通道切换波形，形成连续变化的非周期电压波形。将电
压转换成电流信号后通过微分调制成相应模拟信号载到设定的电压直流电源线。
[0021]本专利技术的有益效果包括：本专利技术所述方法在实现大功率驱动的同时实现信号的电力线传输，音响与烟感的信号复用方法使得廊道管理操作便捷，仅需将音响和烟感传感器与复用接口相连，即可实现廊道上所有设备的统一管理。该方案可以减少工程的线材需求及施工量，降低工程造价。此外，基于编址的音响管理可以与智能楼宇管理相结合，进而提高对楼宇的智能化管理水平。
附图说明
[0022]图1是本专利技术整体架构。
[0023]图2是本专利技术复用接口和总控设备结构图。
[0024]图3是本专利技术MCU及其外围电路产生的发送波形。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种廊道音响和烟感传感器的信号复用系统，其特征在于，所述信号复用系统包括：总控设备和复用接口；一个或者多个复用接口通过电路与所述总控设备连接；所述复用接口与设置于廊道中的音响和/或烟感传感器连接；所述每个复用接口配置有一个地址和一个区域号，所述每个复用接口配置的地址各不相同，每个区域号对应一个或多个地址；所述复用接口能够向音响设备传递从总控设备发出的音乐信息，并按照所设定的时间间隔读取烟感传感器的状态发送给总控设备。2.如权利要求1所述的信号复用系统，其特征在于，所述复用接口和所述总控设备均包括接收电路、MCU、发送电路；所述接收电路包括信号调整电路，用于从直流电源线上提取信号并对信号进行处理，使信号的强度在MCU能够检测的0
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3.3V范围内；所述MCU用于单独或辅助进行模拟信号和数字信号之间的相互转化，通过将捕获的模拟信号转化为负脉冲信号，并转化负脉冲信号的上升沿，得到数字信号并对其进行解析处理，从而控制音响和/或烟感传感器，和/或向总控设备答复；所述发送电路包括低通滤波器、四通道选择器、电压转电流电路、载波电路，将MCU传出的数字命令信号变为模拟电流信号并载到直流电源线上；所述载波电路只安装于总控设备的发送电路中，与各复用接口共用。3.如权利要求2所述的信号复用系统，其特征在于，接收电路在信号传递过程中采用直流载波方式，将总线上的信号通过电阻分压等比例缩小，采用电容滤除直流电压后经放大电路将模拟信号放大到0
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3.3V之间，用于后续MCU检测。4.如权利要求2所述的信号复用系统，其特征在于，所述MCU中内置有两个比较器，包括第一比较器和第二比较器，分别负责报文的接收和发送；接收报文时需将经信号调整电路后的信号接入第一比较器的正端，通过与负端阈值比较，若正端电压值大于负端阈值则输出低电平，反之输出高电平，从而得到信号对应的负脉冲。5.如权利要求2所述的信号复用系统，其特征在于，所述发送电路中的低通滤波器将MCU运行过程中连续输出的两路PWM变成正弦波；所述正弦波幅度频率一致，相位错位半个周期，每个时刻两个波形均互补；将其中一路正弦波接入四通道选择器，另一路正弦波同时接入MCU内置的第二比较器和四通道选择器，通过MCU内置的第二比较器判断正弦波相位情况，在于所述正弦波相同相位点处进行延时，使得每一次四通道选择器的切换都在该正弦波的峰峰值处，保证波形流畅性。6.如权利要求5所述的信号复用系统，其特征在于，将返回到MCU的正弦波输入内置第二比较器的正端，由于正弦波由MCU所发出的PWM滤波而来，其平均值与MCU的参考电平一致，将第二比较器负端的阈值设置为MCU的参考电平；第二比较器输出方波的每个上升沿都在正弦波的相同相位处，每次输入捕获第二比较器的方波并在其输入捕获中断中进行相同延时后，开始切换四通道选择器，保证波形每一次切换都在返回到MCU的正弦波的最大值处。7.如权利要求2所述的信号复用系统，其特征在于，所述发送电路中的四通道选择器根据MCU发送报文编码的前一比特位和当前比特位选择对应的部分模拟波形，所述部分模拟波形包括上升沿部分、下降沿部分、高电平和低电平，通过定时选择输出将数字命令转换为模拟信号。
8.如权利要求7所述的信号复用系统，其特征在于，发送电路中四通道选择器的切换频率为信号传输频...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慈，敖诗裴，钟婧媛，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：