多冗余可變主從火災預警監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種多冗余可變主從火災預警監(jiān)控系統(tǒng)。解決現(xiàn)有技術(shù)中監(jiān)控系統(tǒng)實時性不強、無重點防控區(qū)分、出現(xiàn)故障容易導致失效的問題。系統(tǒng)包括若干控制節(jié)點、總監(jiān)控主機、數(shù)據(jù)庫和節(jié)點配置終端，控制節(jié)點包括有控制器模塊、雙冗余網(wǎng)絡模塊、USB模塊、存儲模塊和火災監(jiān)控模塊，雙冗余網(wǎng)絡模塊具有兩個網(wǎng)絡接口，每個網(wǎng)絡接口各自連接到一個網(wǎng)絡交換單元上，節(jié)點配置終端分別與各控制節(jié)點的USB模塊相連接，數(shù)據(jù)庫分別與節(jié)點配置終端和總監(jiān)控主機相連，總監(jiān)控主機分別連接到兩個網(wǎng)絡交換單元上。系統(tǒng)能根據(jù)故障情況自動調(diào)整主從關(guān)系，并自動切換網(wǎng)絡接口和網(wǎng)絡交換單元，使火災預警監(jiān)控這類關(guān)鍵系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到較大提高。
【專利說明】多冗余可變主從火災預警監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種火災監(jiān)控技術(shù)，尤其是涉及一種主從控制可變，具有多重備份技術(shù)為一體的多冗余可變主從火災預警監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的日新月異，火災預警監(jiān)控技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展，各類型監(jiān)控器件、傳感器層出不窮，但在整個監(jiān)控系統(tǒng)控制模式上還是呈現(xiàn)普遍的單一性，即在一個區(qū)域(單一樓層)集中預警監(jiān)控時，現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)都需預先設置一個主控節(jié)點，同一區(qū)域的其他從屬節(jié)點受該主控節(jié)點控制，即由主控節(jié)點主動發(fā)起輪詢指令，其他各從屬節(jié)點依次響應該主控節(jié)點控制指令，最終由該主控節(jié)點集中處理將監(jiān)控結(jié)果上報至上一級系統(tǒng)。這種固定唯一的主從控制模式，在實際火災預警監(jiān)控中存在著較大技術(shù)隱患，如一區(qū)域的主控節(jié)點突發(fā)故障后，若緊急處理不當或不及時，將會導致該區(qū)域的所有預警監(jiān)控都失效，這種后果對于火災預警這種關(guān)鍵系統(tǒng)是所不能接受的。應對這種固有存在的技術(shù)缺陷，需研究出一種與之相對應的解決措施和方法。
[0003]目前在通用的主從控制系統(tǒng)中，控制方式都普遍采用以主節(jié)點發(fā)起輪詢控制指令，其他從屬節(jié)點依次響應主節(jié)點控制指令的控制作業(yè)流程，這種控制方式中主節(jié)點遍歷所有節(jié)點將花費較長時間，對于單一節(jié)點的控制利用率也存在利用效率不高的現(xiàn)象，整個控制系統(tǒng)的實時性不強，如加快主節(jié)點輪詢速率，勢必將較大的增加主節(jié)點的控制負擔。
[0004]在火災預警防控體系中，存在著重點防控區(qū)域，這種區(qū)域的防控要求高，如果采用目前的主從控制系統(tǒng)，其中主節(jié)點控制權(quán)限最高，其余從屬節(jié)點從控制方式上理解是屬于同一級別，無輕重等級來與之加以區(qū)分，這與火災預警防控體系中突出重點區(qū)域防控的準則有不符之處。
[0005]目前在火災預警監(jiān)控系統(tǒng)中，主從各監(jiān)控節(jié)點間普遍還都采用如RS232、RS485或CAN等其他類似的控制總線方式，從節(jié)約經(jīng)濟生產(chǎn)成本的角度來看，這些類型的控制總線方式都具有鋪設方便，接口應用簡單的優(yōu)勢，但隨著網(wǎng)絡技術(shù)的不斷滲透，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，火災預警監(jiān)控領(lǐng)域單一監(jiān)控節(jié)點中使用網(wǎng)絡技術(shù)也已成為發(fā)展趨勢。
[0006]現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡對網(wǎng)絡設備的可靠性和有效性要求越來越高，同樣在火災預警監(jiān)控領(lǐng)域中應用網(wǎng)絡技術(shù)也有相同的要求，目前網(wǎng)絡應用中一般都是采用總線拓撲或星型拓撲等結(jié)構(gòu)的單網(wǎng)絡連通方式，其中大部分網(wǎng)絡設備都同處于同一網(wǎng)絡交換單元(HUB或交換機)中，且各監(jiān)控節(jié)點也只具備單一的網(wǎng)絡接口，如果單一監(jiān)控節(jié)點網(wǎng)絡接口故障，將會導致這一節(jié)點的監(jiān)控失效，如遇網(wǎng)絡交換單元故障，這將會造成同處同一網(wǎng)絡交換單元的所有監(jiān)控節(jié)點同時失效，這種因網(wǎng)絡接口或設備故障所造成的監(jiān)控失效，在火災預警監(jiān)控系統(tǒng)中應采取有效的解決措施進行避免。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中監(jiān)控系統(tǒng)實時性不強、無重點防控區(qū)分、出現(xiàn)故障容易導致失效的問題，提供了一種主從控制可變，具有多重備份技術(shù)為一體的多冗余可變主從火災預警監(jiān)控系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)的監(jiān)控方法。
[0008]本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:一種多冗余可變主從火災預警監(jiān)控系統(tǒng)，包括若干主從自動調(diào)整控制節(jié)點、總監(jiān)控主機、數(shù)據(jù)庫和節(jié)點配置終端，所述主從自動調(diào)整控制節(jié)點包括有控制器模塊、雙冗余網(wǎng)絡模塊、USB模塊、存儲模塊和火災監(jiān)控模塊，所述雙冗余網(wǎng)絡模塊、存儲模塊、USB模塊和火災監(jiān)控模塊分別與控制器模塊相連接，雙冗余網(wǎng)絡模塊具有兩個網(wǎng)絡接口，每個網(wǎng)絡接口各自連接到一個網(wǎng)絡交換單元上，兩個網(wǎng)絡交換單元之間相級聯(lián)，所述節(jié)點配置終端分別與各控制節(jié)點的USB模塊相連接，數(shù)據(jù)庫分別與節(jié)點配置終端和總監(jiān)控主機相連，總監(jiān)控主機還分別連接到兩個網(wǎng)絡交換單元上，另外總監(jiān)控主機連接至區(qū)域火災監(jiān)控網(wǎng)上。本實用新型中采用一種主從自動調(diào)整控制節(jié)點，各控制節(jié)點初始為從節(jié)點，根據(jù)需求可隨時掛接到監(jiān)控網(wǎng)絡上，并根據(jù)預設的優(yōu)先級能夠自動調(diào)整自身的從屬關(guān)系，最終將系統(tǒng)穩(wěn)定在一個具有最高控制優(yōu)先級的主控監(jiān)控節(jié)點的一主多從控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的主從設定好的控制系統(tǒng)相比，本實用新型在主控節(jié)點的設置上無需人為預先進行設定，且避免了主控節(jié)點一旦發(fā)生故障后會導致該區(qū)域所有預警監(jiān)控失效的問題。另外控制節(jié)點的網(wǎng)絡接口均采用了雙網(wǎng)絡接口方式，雙冗余網(wǎng)絡模塊兩個網(wǎng)絡接口分別連接至兩個網(wǎng)絡交換單元，在正常工作時，兩個網(wǎng)絡接口分別處于工作狀態(tài)和熱備份狀態(tài)，這樣任何一個網(wǎng)絡接口發(fā)生故障，該節(jié)點會自動切換到正常的網(wǎng)絡接口，另外若網(wǎng)絡交換單元出現(xiàn)故障，各控制節(jié)點自動切換到與正常網(wǎng)絡交換單元連接的網(wǎng)絡接口上，這樣確保了網(wǎng)絡傳輸在火警預警監(jiān)控這種關(guān)鍵系統(tǒng)中的可靠性和有效性?；馂谋O(jiān)控模塊用于對控制節(jié)點所在地方火災情況進行檢測，檢測的信息通過控制器模塊、總監(jiān)控主機發(fā)送至區(qū)域火災監(jiān)控網(wǎng)。數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲有各控制節(jié)點的配置參數(shù)，并與總監(jiān)控主機進行數(shù)據(jù)共享，節(jié)點配置終端由數(shù)據(jù)庫獲取各節(jié)點的配置參數(shù)，節(jié)點配置終端對各控制節(jié)點進行參數(shù)配置，存儲模塊對當前控制節(jié)點配置參數(shù)進行存儲?？刂破髂K接收信息，進行簡單的判斷處理，對信息優(yōu)先級進行判斷，調(diào)整控制節(jié)點的主從關(guān)系，作為主控制節(jié)點時控制器模塊接收所有從控制節(jié)點的信息，作為從控制節(jié)點時控制器模塊發(fā)送信息給主控制節(jié)點。在參數(shù)配置完成后通過雙冗余網(wǎng)絡模塊接入雙冗余網(wǎng)絡進行工作。總監(jiān)控主機接收區(qū)域內(nèi)主控制節(jié)點的信息，處理后顯示該區(qū)域火警預警信息。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，所述火災監(jiān)控模塊包括有火災預警控制單元、溫度傳感器單元、光電煙霧傳感器單元和噴淋單元，所述溫度傳感器單元、光電煙霧傳感器單元和噴淋單元分別連接在火災預警控制單元上，火災預警控制單元連接至控制器模塊。溫度傳感器檢測溫度信息，光電煙霧傳感器單元檢測火災產(chǎn)生的光、煙霧信息?；馂念A警控制單元將檢測到的信息發(fā)送給控制器模塊，同時還控制噴淋單元工作，噴淋單元工作進行噴水。
[0010]因此，本實用新型的優(yōu)點是:1.能自動調(diào)節(jié)主從關(guān)系，避免主控制節(jié)點出現(xiàn)故障預警監(jiān)控失效的問題。2.采用雙網(wǎng)絡接口方式，兩個網(wǎng)絡接口分別連接至兩個網(wǎng)絡交換單元，確保了網(wǎng)絡傳輸在火警預警監(jiān)控這種關(guān)鍵系統(tǒng)中的可靠性和有效性。3.對重點防控區(qū)域進行區(qū)分設置，更符合火災預警防控體系的準則。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖1是本實用新型的一種結(jié)構(gòu)框示圖。
[0012]1-控制節(jié)點2-總監(jiān)控主機3-數(shù)據(jù)庫4-節(jié)點配置終端5-控制器模塊6_存儲模塊7-雙冗余網(wǎng)絡模塊8-USB模塊9-火災監(jiān)控模塊10-火災預警控制單元11-溫度傳感器單元12-光電煙霧傳感器單元13-噴淋單元14-網(wǎng)絡交換單元15-區(qū)域火災監(jiān)控網(wǎng)。

【具體實施方式】
[0013]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0014]實施例:
[0015]本實施例一種多冗余可變主從火災預警監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1所示，包括有多個控制節(jié)點1、總監(jiān)控主機2、數(shù)據(jù)庫3、節(jié)點配置終端4和網(wǎng)絡交換單元14?？刂乒?jié)點能自動調(diào)整主從關(guān)系，其結(jié)構(gòu)包括控制器模塊5、存儲模塊6、雙冗余網(wǎng)絡模塊7、USB模塊8和火災監(jiān)控模塊9，其中火災監(jiān)控模塊又包括火災預警控制單元10、溫度傳感器單元11、光電煙霧傳感器單元12和噴淋單元13。雙冗余網(wǎng)絡模塊、存儲模塊、USB模塊和火災預警控制單元分別與控制器模塊相連接，溫度傳感器單元11、光電煙霧傳感器12和噴淋單元13分別連接到火災預警控制單元上。雙冗余網(wǎng)絡模塊具有兩個網(wǎng)絡接口，網(wǎng)絡交換單元具有兩個，兩個網(wǎng)絡交換單元相連接，雙冗余網(wǎng)絡模塊每個網(wǎng)絡接口各自連接到一個網(wǎng)絡交換單元上。節(jié)點配置終端分別與各控制節(jié)點的USB模塊相連接，數(shù)據(jù)庫分別與節(jié)點配置終端和總監(jiān)控主機相連，總監(jiān)控主機還分別連接到兩個網(wǎng)絡交換單元上，另外總監(jiān)控主機連接至區(qū)域火災監(jiān)控網(wǎng)15上，該區(qū)域火災監(jiān)控網(wǎng)連接有多個這樣的火災預警監(jiān)控系統(tǒng)。
[0016]控制節(jié)點為自主研制設備，總監(jiān)控主機采用自定制計算機，節(jié)點配置終端采用普通的計算機，數(shù)據(jù)庫為開源關(guān)系類型數(shù)據(jù)庫MySQL?？刂乒?jié)點具有多個，數(shù)量根據(jù)應用需求在1-200個之間任意調(diào)整，并能進行組網(wǎng)擴展?？刂乒?jié)點內(nèi)的雙冗余網(wǎng)絡模塊通過復用SPI接口與控制器模塊連接，完成節(jié)點雙冗余網(wǎng)絡備份功能。USB模塊采用標準USB高速設備連接方式與控制器模塊連接，完成節(jié)點USB配置功能?；馂念A警控制單元通過1方式與控制器模塊連接，完成相關(guān)火災預警傳感器的數(shù)據(jù)采集及噴淋單元的控制功能。存儲模塊通過IC總線與控制器模塊連接，完成節(jié)點配置參數(shù)的存儲功能。本實施例中控制器模塊采用ST公司ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32F103VET6控制器，雙冗余網(wǎng)絡模塊采用10/100M自適應以太網(wǎng)接口芯片ENC424J600，存儲模塊采用EEPROM芯片AT24C16，USB模塊采用STM32F103VET控制器內(nèi)置USB引擎控制單元?；馂谋O(jiān)控模塊中光電煙霧傳感器單元采用獨立式光電感煙火災探測報警器JTYJ-GD-2690/B，溫度傳感器單元采用多個數(shù)字溫度傳感器DS18B20,噴淋單元采用電磁控制閥2W160。
[0017]在系統(tǒng)工作進行前先要對控制節(jié)點進行參數(shù)配置，使控制節(jié)點分配到對應IP地址。參數(shù)配置包括所屬區(qū)域、控制節(jié)點名、控制節(jié)點安全等級、控制節(jié)點位置號配置。其中所屬區(qū)域確定控制節(jié)點雙冗余網(wǎng)絡所屬組播地址，控制節(jié)點名確定控制節(jié)點名稱，控制節(jié)點位置號以數(shù)字定義控制節(jié)點，控制節(jié)點安全等級用于確定節(jié)點自身雙冗余網(wǎng)絡接口 IP地址、Port號。系統(tǒng)預先對IP地址進行劃分使得與安全等級相對應。如將安全等級分為高中低三個等級，則將IP地址劃分為三段，假設系統(tǒng)以在區(qū)域內(nèi)設置200個IP地址為例，這些地址為C類地址192.168.l.X，X=l、2、3......200，系統(tǒng)將地址段末位1-50劃分為高安全等級，51-100劃分為中安全等級，101-200劃分為低安全等級，這樣使得IP地址與安全等級相對應，另外IP地址末位數(shù)值越小優(yōu)先級越高，即分配到IP地址末位數(shù)值越小的控制節(jié)點繼承主控制節(jié)點的繼承權(quán)越高。在給控制節(jié)點配置所屬區(qū)域、控制節(jié)點名、控制節(jié)點安全等級、控制節(jié)點位置號參數(shù)后，配置控制終端為該控制節(jié)點自動生成相應的IP地址?？刂乒?jié)點接收配置參數(shù)將其存儲到存儲模塊EEPROM中，同時節(jié)點配置終端也會將該監(jiān)控控制節(jié)點參數(shù)保存至數(shù)據(jù)庫，建立起對應的數(shù)據(jù)映射表。參數(shù)配置后，各控制節(jié)點的控制器模塊根據(jù)優(yōu)先級自動調(diào)整主從關(guān)系，將系統(tǒng)穩(wěn)定在一主多從的控制模式。
[0018]在系統(tǒng)工作過程任意控制節(jié)點網(wǎng)絡接口出現(xiàn)故障，則將網(wǎng)絡接口進行切換，故障信息通上報至總監(jiān)控主機，總監(jiān)控主機顯示該控制節(jié)點存在網(wǎng)絡接口故障。若網(wǎng)絡交換單元出現(xiàn)故障，則將網(wǎng)絡接口都切換至備份網(wǎng)絡交換單元，總監(jiān)控主機檢測到網(wǎng)絡交換單元故障并進行顯示。
[0019]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
[0020]盡管本文較多地使用了控制節(jié)點、總監(jiān)控主機、數(shù)據(jù)庫、節(jié)點配置終端等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
【權(quán)利要求】
1.一種多冗余可變主從火災預警監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括若干主從自動調(diào)整控制節(jié)點(I)、總監(jiān)控主機(2)、數(shù)據(jù)庫(3)和節(jié)點配置終端(4)，所述主從自動調(diào)整控制節(jié)點包括有控制器模塊(5)、雙冗余網(wǎng)絡模塊(7)、USB模塊(8)、存儲模塊(6)和火災監(jiān)控模塊(9)，所述雙冗余網(wǎng)絡模塊、存儲模塊、USB模塊和火災監(jiān)控模塊分別與控制器模塊相連接，雙冗余網(wǎng)絡模塊具有兩個網(wǎng)絡接口，每個網(wǎng)絡接口各自連接到一個網(wǎng)絡交換單元(14)上，兩個網(wǎng)絡交換單元之間相級聯(lián)，所述節(jié)點配置終端分別與各控制節(jié)點的USB模塊相連接，數(shù)據(jù)庫分別與節(jié)點配置終端和總監(jiān)控主機相連，總監(jiān)控主機還分別連接到兩個網(wǎng)絡交換單元上，另外總監(jiān)控主機連接至區(qū)域火災監(jiān)控網(wǎng)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多冗余可變主從火災預警監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述火災監(jiān)控模塊(9)包括有火災預警控制單元(10)、溫度傳感器單元(11)、光電煙霧傳感器單元(12)和噴淋單元(13)，所述溫度傳感器單元、光電煙霧傳感器單元和噴淋單元分別連接在火災預警控制單元上，火災預警控制單元連接至控制器模塊(5 )。
【文檔編號】G08B25/00GK204066311SQ201420501312
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】丁霄 申請人:杭州航海儀器有限公司