一种实现消防总线远距离大电流驱动的装置及其实现方法

本发明涉及消防技术领域，具体涉及的是一种实现消防总线远距离大电流驱动的 装置及其实现方法。

目前，在火灾报警控制系统中，智能外围部件均是通过总线与控制器进行数据的 传输。一般情况下，智能部件以及外围部件都挂接在控制器总线上，通常选用截面积大于 1.0mm2的铜芯双绞线，布线距离通常为100～3000m，由于布设的双绞线存在一定的阻值，在 布线距离大于1000m时，流过总线上的大电流信号会发生畸变，造成总线线损，此时在总线 上的电流信号会变得很小，降低了总线的通讯功能和驱动设备负载的能力。

基于铜芯双绞线自身的阻值原因，为了保证总线远距离传输，将信号线与电源线 分开，则需要另外布置24V电源，由24V电源不间断地提供电流来保证负载的正常工作，这也 是目前绝大多数厂家在面对总线驱动方式设计时所采用的主要手段。然而，现有的这种方 式，由于在现场布线时需要布置4线制(两总线、24V电源线)，因而不但增加了操作人员的工 作强度以及投入成本，而且方式和手段老套，无法让总线布线距离得到有效的延长，在当前 城镇化越来越集中的趋势下，相关技术的瓶颈也越发显得明显。

因此，如何突破技术屏障，确保消防总线远距离大电流驱动的负载能力，使总线布 线距离得到有效的延长，从而满足实际应用，便成为了本领域技术人员迫切解决的主要问 题之一。

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种实现消防总线远距离大电流驱动的 装置及其实现方法，其可在省略24V电源设计的前提下，实现消防总线远距离大电流驱动的 目的，为总线布线距离的延长提供技术保障。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种实现消防总线远距离大电流驱动的装置，包括信号获取模块、信号隔离模块、 信号放大模块、输出信号模块、电流信号检测模块以及电流信号放大反馈模块，其中：

所述信号获取模块用于接入消防两总线，以获取总线电压信号；

所述信号隔离模块同时与信号获取模块和电流信号检测模块连接，用于实现信号 的完全隔离；

所述信号方大模块与信号隔离模块连接，用于将两总线电压信号放大至24V以上；

所述输出信号模块与信号放大模块连接，并接入外围部件，用于将放大后的电压 信号输出至外围部件；

所述电流信号检测模块还接入外围部件，用于监控外围部件的电流信息，并反馈 外围部件的大电流信号，该大电流信号经由信号隔离模块传输至电流信号放大反馈模块；

所述电流信号方大反馈模块还接入消防两总线，用于将外围部件反馈的大电流信 号放大后传回至消防两总线。

进一步地，所述信号放大模块中设有24V外控电源接口。

基于上述装置，本发明还提供了该装置的实现方法，包括同时进行的电压信号放 大传输模式和电流信号反馈放大传输模式，其中，

电压信号放大传输模式包括以下步骤：

(1)信号获取模块获取消防两总线电压波形信号，并经由信号隔离模块隔离处理 后传输至信号放大模块；

(2)信号方大模块将接收的电压波形信号进行信号能量和电压放大，然后经输出 信号模块输出至外围部件；所述步骤(1)、(2)中的信号传输均以透明、无延时的方式传输；

电流信号反馈放大传输模式包括以下步骤：

(1)电流信号检测模块检测外围部件高驱动侧电流信号数据并返回；

(2)返回的大电流信号经由信号隔离模块隔离处理后传输至电流信号方大反馈模 块进行放大；

(3)放大后的电流信号经由电流信号放大反馈模块返回至消防两总线；所述步骤 (1)～(3)中的信号传输均以透明、无延时的方式传输。

作为优选，所述信号隔离模块为光耦式信号隔离模块。

进一步地，所述信号放大模块通过外围现场设备提供24V外控电源提供电源能量。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明基于在总线和外围部件之间外置设备的思想，通过巧妙的构思和设计， 将常规的电路、器件和模块及实现流程进行有效的整合，从而可以在省略24V电源线的布 置、无需将电源线与信号线分开以及克服铜芯双绞线因材料自身特性所带来的问题和技术 瓶颈的前提下，使总线的负载驱动能力得到增强，实现消防总线远距离大电流驱动的目的， 进而使总线布线距离得到有效的延长。本发明不仅结构简单、成本低廉，而且在应用到消防 总线与外围部件上后，使用效果俱佳，很好地解决了远距离(大于1500m)传输时由于线损产 生的一系列问题(电流信号变小)而导致总线驱动能力降低的缺陷。

(2)本发明未设任何处理器，因而全程皆为同步透明、隔离及无延时传输的方式对 电压信号和反馈的大电流信号进行传输，如此既不会发生信号干扰和信号损耗的情况，又 能加快信号的传输速度，使信号的传输和反馈效率均得到极大的提升，同时还减少了操作 人员的工作强度，真正实现了技术、成本和人力三者之间的相对平衡。

(3)本发明性价比高、实用性强，很好地引领了行业技术发展的潮流，实现了创新， 因此，本发明适于推广应用。

图1为本发明的装置示意图。

图2为本发明的使用状态图。

图3为电压、电流信号的传输示意图。

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限 于以下实施例。

实施例

如图1所示，本发明提供了一种可以实现消防总线远距离大电流驱动的装置，该装 置包括信号获取模块、信号隔离模块、信号放大模块、输出信号模块、电流信号检测模块以 及电流信号放大反馈模块。所述信号获取模块用于获取总线电压信号。所述信号隔离模块 同时与信号获取模块和电流信号检测模块连接，所述电流信号检测模块接入外围部件，电 流信号检测模块用于监控外围部件的电流信息，并反馈外围部件大电流信号，而信号隔离 模块则用于完全隔离两总线电压信号与反馈的大电流信号，实现两个信号不互相干扰的透 明对传，本实施例中，信号隔离模块采用光耦式信号隔离模块。所述信号放大模块与信号隔 离模块连接，用于将两总线电压信号放大至24V以上。所述输出信号模块与信号放大模块连 接，并接入外围部件，用于将放大后的电压信号输出至外围部件。所述电流信号放大反馈模 块还接入消防两总线，用于将外围部件反馈的大电流信号放大后传回至消防两总线。

由于本发明整个装置没有设置MCU或处理器，因此，本发明所有信号的传输均以透 明、无延时的方式进行传输，传输速度快、且无信号损耗。

下面介绍本发明的工作过程，将本发明接入在消防两总线与外围部件之间，在产 生信号时，本发明将同时进行两种工作模式，即：电压信号放大传输模式和电流信号反馈放 大传输模式。

如图2、3所示，将信号获取模块接入消防两总线，同时将输出信号模块、和电流信 号检测模块接入外围部件。在电压信号放大传输模式中，总线输出的电压波形信号由信号 获取模块获取并传输至信号隔离模块进行隔离处理，而后传输至信号放大模块进行放大， 经输出信号模块输出至外围部件。本发明中的信号放大模块上设有24V外控电源接口，使用 时可依据现场情况，接入外围现场设备的电源，实现24V外控电源能量的提供，从而既能保 证装置的正常工作，又无需另外在装置中设置24V电源电路。

而在电流信号反馈放大传输模式中，电流信号检测模块检测外围部件高驱动侧电 流信号数据并返回。返回的大电流信号经由信号隔离模块隔离处理后传输至电流信号放大 反馈模块进行放大，放大后的电流信号则经由电流信号放大反馈模块返回至消防两总线。

本发明通过加大电压输出信号的传送，以及加大电流返回信号的方式，能有效解 决传输距离在大于1500m时电流信号变小、总线通信能力降低以及对于大功率设备负载的 启动需借助24V电源才能驱动的问题。经试验验证，在驱动小电流负载时，只需在每1500m处 增设本发明，在驱动大电流负载时，在每500m以上处增设本发明，即可实现消防两总线远距 离大电流驱动的目的，并且在增设本发明后，还可以将总线延长至10000m以上，从而满足更 多智能部件及外围部件的接入与驱动控制，进而更好地满足实际应用。

本发明所采用的信号获取模块、信号隔离模块、信号放大模块、输出信号模块、电 流信号检测模块以及电流信号放大反馈模块虽然均为常规的电路、器件和模块，但是本发 明通过巧妙的构思、设计，并进行深入的研究和实践，将这些电路、器件和模块进行了整合， 然后在省略24V电源设计的情况下，将其应用到了消防总线远距离传输方面，实现了不可预 料的技术效果。可以说，本发明不仅有效地突破了技术瓶颈，克服了行业难题，而且因为采 用的均是常规部件，且结构设计简单，所以也大幅降低了解决难题的成本，并为智能部件及 外围部件的拓展和挂接提供有效的技术保障。因此，相比现有技术来说，本发明具有突出的 实质性特点和显著的进步。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范 围，凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润，其所解决的 技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。