[发明专利]用于报警系统的线末端模块、控制器及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于报警系统的线末端（EOL，End of Line）模块，尤其涉及一种采用电阻器的EOL模块。

背景技术

报警系统是一种与社会生产、生活密不可分的产品，通常以声音、光等形式来提醒或警示人们采取某种行动，经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域。例如生活中常见的火警报警系统、瓦斯气体报警系统等。

报警系统通常包括现场侧和控制侧。现场侧中的传感器用于感测危险信号是否存在，例如感测烟雾、瓦斯气体等。一旦感测到危险信号的存在，传感器立即向控制侧发出信号。控制侧在收到该信号后，向现场侧的警示装置提供电能使其以声音、光等形式报警。现场侧和控制侧之间通常间隔有一段距离。例如对于火警报警系统而言，控制侧通常位于建筑物的中控室，而现场侧则位于建筑物内的各个房间。控制侧和现场侧之间通常通过线缆等传输线路连接，于二者之间进行信号和电能的传输。该传输线路也被称为“现场线（field wire）”。

现场线担负着信号和电能传输的功能，因此在未报警阶段，控制侧会持续地监测现场线是否开路或短路，以确保报警系统在报警阶段能够正常工作。但是除了开路和短路故障之外，现场线还有可能处于“部分开路（creeping open）”或“部分短路（creeping short）”的状态。

部分开路是指现场线电阻增大但尚未完全开路的状态，部分短路是指两根或多根现场线之间的电隔离性退化但尚未完全短路的状态。另外，完全开路和完全短路可以被认为是部分开路和部分短路的极端特例情况。有很多环境因素以及人为因素会导致部分开路和部分短路的发生。例如在高湿度环境中，现场线与报警系统连接的节点处的触点容易锈蚀，使节点电阻增大，导致部分开路状态。又例如建筑物中的钻孔施工等，容易破坏现场线的结构，使其处于虚搭接状态，导致部分开路或部分短路状态。

这种“部分开路”或“部分短路”状态对于现场线的工作的影响很大，尤其是向警示装置提供电能的现场线的影响更大，因此可能会导致报警系统失灵。警示装置，例如扬声器等，需要一定的电能才能够启动，若报警系统的线路中存在部分开路的现象，则部分开路的位置处会消耗较大的电压，导致扬声器无法获得足够的电压，在需要报警时无法正常启动。若报警系统中存在部分短路的现象，则会导致扬声器无法获得足够的电流，同样地会导致报警故障。因此，需要在完全短路或完全开路之前，也即在部分开路或部分短路的阶段就检测出故障的发生，从而避免报警失灵现象的发生。

目前，报警系统通常采用线末端（EOL，End of Line）模块来检测部分开路和部分短路故障的发生。图1示出了一种具有EOL模块的火警报警系统的基本结构，其中该EOL模块由电阻器构成，通过T1和T2引脚连接到报警系统电路中。该火警报警系统包括控制侧C和现场侧F。如图1所示，EOL模块与扬声器h、i、j并联，并与电阻器R2和R3串联，且串联后被提供有电压V2。此时EOL模块中的电流方向为由T2流向T1，扬声器h、i、j由于与电压V2极性相反而处于非工作状态，不消耗电流。开关SW1的控制端口MON_CTRL用于通过控制开关SW1进而控制施加到EOL模块两端的电压。当SW1导通时，EOL模块两端的电压为V2，当SW1断开时，EOL模块两端的电压为V2-VREF1。

图1中的报警系统电路处于监测模式，此时控制侧C通过监测现场侧F电阻的大小而监测是否有部分开路或部分短路故障的发生。当部分短路时，现场侧的电阻会减小，当部分开路时，现场侧的电阻会增大。具体而言，如图1所示，控制侧通过测量提取电阻器R2两端的电压VREF1和VREF2而测量现场侧的电阻R_F，其换算关系为R_F=[(V2-VREF1)/(VREF1-VREF2)]*R2。

当传感器（图1中未示出）感测到火警警情后，会向控制侧C的双刀双掷开关N1的控制端口DIR_CTRL发出信号，从而使双刀双掷开关N1切换。这时图1中的电路将变成如图2所示的结构，此时该火警报警系统处于报警模式，EOL模块与扬声器h、i、j由V1提供电压，EOL中的电流方向为由T1流向T2，扬声器发出声音报警。