消防指示灯智能监控系统三端口网关设计

文章摘要：随着社会的发展，大量高密度的特大型建筑不断涌现，导致火灾逃生通道更为复杂，加大了火灾发生时的逃生难度。对于消防疏散而言，怎样在火灾发生时使逃生更安全、更准确、更迅速，正是时代对建筑防灾提出的新课题。目前消防应急标志灯大多作为单体存在，无法依据火灾现场的变化，动态地调整逃生方向指示。此外，应急标志灯的日常维护和检修也存在严重的滞后现象。应急标志灯最主要的作用是能在发生火灾时应急启动，而应急启动的关键在于其电池充放电工作是否正常。依靠人力的维护和检修，难以及时发现产品问题，在发生火灾时往往会给逃生疏散指示带来许多盲区。越来越高的公共安全要求使得消防应急标志灯从各自独立工作发展为智能化消防应急灯监控

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随着社会的发展，大量高密度的特大型建筑不断涌现，导致火灾逃生通道更为复杂，加大了火灾发生时的逃生难度。对于消防疏散而言，怎样在火灾发生时使逃生更安全、更准确、更迅速，正是时代对建筑防灾提出的新课题。目前消防应急标志灯大多作为单体存在，无法依据火灾现场的变化，动态地调整逃生方向指示。此外，应急标志灯的日常维护和检修也存在严重的滞后现象。

　　应急标志灯最主要的作用是能在发生火灾时应急启动，而应急启动的关键在于其电池充放电工作是否正常。依靠人力的维护和检修，难以及时发现产品问题，在发生火灾时往往会给逃生疏散指示带来许多盲区。越来越高的公共安全要求使得消防应急标志灯从各自独立工作发展为智能化消防应急灯监控系统。在火灾来临之时，该系统能迅速、准确地收集火警现场的信息，智能地选择最佳的逃生路线，通过集中控制消防应急灯具，以光流、语音、频闪形式，从听觉、视觉等感观上引导人们正确逃生。系统还可以不间断地巡检智能应急灯具运行状态，及时发现灯具故障，提高整个系统的可靠性和应急安全性。

　　图1展示了采用双环形总线拓扑结构的消防应急灯具智能监控系统，包括上位监控计算机、中继网关和智能消防应急灯具三级，通过两级RS-485环形总线进行相互通信。所有的控制命令都由监控计算机发出，通过第一级总线环路传送到中继网关，再由中继网关通过第二级总线环路网络传递至每个灯具，灯具执行命令后，依次通过第二级、第一级环路返回执行结果。在该系统中，监控计算机从火灾报警系统(FANS)获得火源信息，智能决策选择最优逃生路线，通过总线网络将指令信息传递至中继网关，然后再由中继网关发送至各灯具，指示安全可靠的逃生通道。

　总线型拓扑结构简单，控制方便，易于扩展，所以目前大多数消防和门禁系统都是采用这种拓扑结构。环形网络还具有较好的可靠性，如果环形总线在某处断开，则可分成两个总线网络，分别连接到主站的两个接口上，仍然能够保证主站与从站之间的信息交换，大大提高了网络传输的可靠性。两级环形总线结构的另一个优点是，多个环路可并行工作，均衡并减轻单一总线上的通信负载。

　　在应急状态下，应急灯及其监控系统有集中供电和独立供电两种方式。在应急状态下，集中供电系统的每个灯具以及所有中继网关都从同一个专用的应急电源获得工作电源，而独立供电系统的工作电源由每个灯具或网关自带的电池提供。因此，监控电池的储能性能及保证电池的可用性都至关重要。通过控制命令可以随时检测电池电压，也可每月每年定期检查。

      1三端口网关设计

　　1.1总体结构

　　在图1所示的应急灯智能监控系统中，中继网关作为上下两级环路之间的联络，是监控计算机与灯具之间交换数据的中转站，其结构和功能设计是整个系统设计的重要内容。

　　图2为独立供电型中继网关总体结构图。在主电状态下，通过市电获得工作电源。在应急状态下，由自带电池提供工作电源。网关具有电源变换、电池充放电控制功能。在整个消防应急系统中，中继网关可以通过平常的抽样和制定灯具查询该环路灯具状态，与下位机节点通信时，将发送第一个节点ID而功能码以及它们的数据项还有校验码所形成的数据帧，通过RS-485总线发送到第一个节点上，之后变为接收状态，接收第一个节点发送过来的数据帧并进行解析。当解析出下位机节点发送故障报警时，将报警信息显示在液晶显示屏上，并启动声光报警。由于监控主机程序中设有定时器，因此，如果节点未能在一定的时间发送回数据帧，则提示异常，提醒相关人员进行检查。如果未出现报警信息，则再轮询下一个节点。

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