专利名称：寻答式多路电子集中监测报警系统的制作方法
寻答式电子集中监测报警系统属于电子技术领域。
自有了电子技术以来到目前为止，应用电子技术的方法进行由一台总监测机(以下简称总机)集中监测数百个以上距离分散点(以下简称用户)的各种(或某几种)情况(如机器的工作或停机情况、正常或非正常情况、房屋内的正常或正在被盗、火警情况、病房内病人的紧急或非紧急情况等各种类似情况，以下简称状态)，一直是一个十分复杂和造价较高的工程。现在应用的方式概括起来有以下三大类型(1)多用户多线型(如普通电话类型);(2)多用户以无线电传输用多载频、多频调制编码型，(3)脉冲数字编码型。例如DE3149225专利通报(SIEMENS，AG 1981·12·11)公开了一种分散的家庭告警系统，是用一环形线路将不同地点的各个部件耦接以进行中央控制。GB 2105076(82·6·28)·JP58-105396(81·12·17)的专利通报中所采用的是电话传输方式。还有采用无线载频方式的JP58-103092，应用脉冲数字技术的JP58-97794等等。无论哪种方式，其电路复杂程度，实现的技术难度和工程造价均与用户的增多，距离分散成正比，且其可靠性、稳定性和抗干扰性与之成反比。虽然目前由于大规模集成电路的发展、使上述问题已经有了很大程度的解决，但并未从根本上解决问题。在DE3203514(1982·2·2)的专利文献通报中公开的一种报警信号传输系统是在报警信号发生器和接收机之间有识别信号发生器、过程信号发生器用作时间序列控制，不论究其电路结构以及功能上与本发明均有着本质的差别。
本设计的目的在于应用时序编码的原理，采用寻答方式，使得对各用户的识别、各用户状态的监测以及各用户与总机的信号传输仅用简单、易行的电子电路，而且可达到对数千以至数万用户多种状态的集中监测。
本发明的技术关键在于以所谓的“寻答”方式确定各用户。
所谓“寻答”方式即由总机首先发出一个电信号(以下简称寻脉冲)至各用户分机，各分机在收到寻脉冲的时刻起依次后延一个时间(T)，(如A分机后延T、B分机后延2T，C分机后延3T)，再向总机发送一个电信号(以下简称答脉冲)，这样，，总机便可根据各分机答脉冲的时间顺序，通过总机内与答脉冲时间相对应的一组脉冲信号(以下简称识户脉冲)与收到的各分机答脉冲相对应比较，从而确定显示各分机的编号(如识户脉冲比寻脉冲延时了2T的那个脉冲正好与B户的答脉冲同时出现，则通过一个类似与门的电路即可确定收到的答脉冲为B户发出)，这就是“寻答”式确定用户的简单原理。
如果某用户需要告知总机，自身的某一状态，只需要改变答脉冲即可(如有脉冲表示正常，无答脉冲表示异常，如果B户异常，B户就不发送答脉冲，总机通过处理电路，即可显示出“B户异常”的信号)。如果某用户有数个状态需告知总机，只需要首先停发答脉冲，使总机处于“某用户有状态要告知的状态，然后该用户分机再发送各状态信号(实质上为改变了波形特征的答脉冲)，总机即可显示出“某用户目前处于某种状态”(如B用户现处于火警和被盗两个状态，B用户即可首先停发答脉冲，再同时发送一个100KHZ(千赫兹)和一个50KHZ(千赫兹)的脉冲信号，总机首先知道B用户“有状态要告知”，然后收到100KHZ信号，知道有火警，同时又收到50KHZ信号，知道有盗警，并显示出来)。由于寻脉冲是以极短的时间周期性重复发送的，自然答脉冲和状态信号也是在极短时间内就发送完毕的，因此，总机就可在极短时间内完全正确无误的监测并显示出各用户(数千以至数万用户)的多种状态。而以上所述的全部过程均是通过总机和分机内部电路自动完成的，至于完成的时间长短(包括寻脉冲的周期时间)，取决于所需监测的用户状态特点进行设计。
以上叙述了本发明的基本工作原理。
其可在1秒的时间内监测万数以上用户的最少十个状态，并且只需增加少量电路还可实现总机与任意分机、分机通过总机与其他分机对讲的功能。
由于无论寻脉冲，答脉冲和各种状态的各种信号，各用户分机均完全相同，因此，脉冲和信号的设计要求非常低，可以以电路简单为原则，而由此产生的结果稳定，准确可靠。因此，总机与分机的联通方式就可以，(一)以两股导线将全部分机与总机联通，或(二)以无线发送方式(主要应用于各分机、总机的距离较远时)。后种方式因传输的寻、答及状态信号简单统一，而使得发射、接收机也十分简单。应用两线连通方式还可以用滤波、阻尼的方法、将分机的电源集中起来，利用此两线送电供各分机电路工作之用。
为了解决总机抗干扰问题，总机收到“某分机”“有状态要告知”时，采用多周期重复接收后再确定的办法，即可使可能出现的干扰之误报的可能减至最少。一般重复一次即可。如两次均为“某分机有状态要告知”，即确定该分机确有状态要告知，并使之处于状态接收状态。
为解决分机抗干扰问题、分机采用准同步接收寻脉冲，并在一个周期内关闭分机接收信号的方法，如说明书附
图1所示。图1中，A表示分机接收的情况，B表示寻脉冲。当寻脉冲到来之前很短的一段时间，分机接收开启(A中的峰值表示)，寻脉冲到来时，分机受寻脉冲触发而进入关闭状态(此时延时发送答脉冲的电路被启动)，在此状态中任何信号均不能触发分机开启，只有下次开启(峰2)这段时间(τ)内，干扰才起作用，使受干扰的分机延时发送答脉冲的电路提前启动，而这部分误差是在允许范围内(实际允许范围比T大两倍，因此，可以有连续两次有效干扰的承受能力)，因此干扰还是不起作用，再下一次寻脉冲到来时，该分机的工作又重新被确定，从而进入正常状态。这种抗干扰方法还可使得分机电路的稳定性要求降低，从而进一步提供了简化电路的条件。既使干扰真正打乱了电路的正常工作，使总机出现误报，总机上还有一个人工复位的装置，来进一步确定总机显示结果的正确性。因为分机的状态，采用的是分机自动记忆方式，只有当分机状态由人工消除后(如火警，由人工或自动将火熄灭后)，该状态信号才会经总机对分机复位后消失。否则，分机将间断性的发出该状态信号。
上述总、分机、自动和人工综合的抗干扰方式，基本上以至完全排除了自然干扰的影响。致于各用户的状态转换为其分机的状态电信号的方法、总机显示各用户分机及其状态的方法，在应用本发明技术基础上，可以有很多成熟的技术方法来实现。
实施例两线型多用户防盗、急救、火灾报警系统。
由于盗警、急救、火警同时在一户或多户发生的可能性极小，并且无需在极短时间内(小于1秒)作出反应，因此总机和分机电路可以要求较低。为解释方便、如下用框图和波形图加以说明。
说明书附图2、3、4分别为该实施例系统的用户电路框图，总机电路框图和各点波形示意图。
该实例信号传输线和各分机的工作电源传输线均共用图2、图3所示的“共0”、“共地”两股线，因而各分机不用自带电源，分机、总机的电源均装在总机上，由交流、直流转换共电方式(交流市电停电时自动转为直线电瓶供电)，在各分机和总机上应用高阻低通滤波技术，将信号传输与直流电源分离开，使之各不影响。为不受传输线电阻压降影响，在分机上应用降压稳压的技术使分机工作电压稳定。
图3中K电路产生周期性寻脉冲信号，波形如图4(9)。由图3中13线通过“共0”线传给各分机。
图2中A电路收到寻脉冲波(9)时1线输出变为低电位，经过近一个周期的延时重新变为高电位(如波形(2))(这就是准同步特征，在其为低电位期间，此单稳态延迟电路A无论有何种电信号均不会翻转为高电位，且其延迟时间也不会受输入的影响，只取决于内部的RC电路，当A电路变为高电路时，内部的RC电路立刻进入稳态，因而何时触发变为低电位后，延迟时间均是确定的)。
当A电路变为低电位时，延迟电路B开始工作(输出2线变为高电位)经过一段确定的延迟时间(设B电路调定为第七序号分机)，B输出2线变为低电位(如波形(3))，此时触发电路C，使之产生一答脉冲输出(如波形(4))，此答脉冲较总机M电路的脉冲提前了一段时间，这就是图1中所描述的允许误差，起到抗干扰作用。并降低了电路的稳定性要求，各分机其B电路延迟不同，形成一个顺序(如波形(1)其中
为寻脉冲)，实际在“共0”，“共地”线上的波形近似于波形(8)，其基值VE为直流电源电位(分机、总机收、发脉冲信号时均采用了隔直流电容)。
正常工作时、传输线上的波形为(8)。在总机上(图3)，K电路的寻脉冲通过14线输给L电路，其输出(15)线为波形(10)，并触发M电路产生(16线)波形(11)，而由“共0”线收到的波形(8)进入N电路(N电路同时由(18)线接收寻脉冲，使寻脉冲，使寻脉冲不触发该电路)形成波形(12)，此信号与M电路的波形(11)信号同时由20、21线引入P开关电路，此电路只有当20线引入的电位为低值，21线引入的同时为高电位时其输出(23线)才为高电位，否则都为低电位。因此，正常时由于各分机都有答脉冲，23线就始终为低电位，Q电路亦为低电位，通过25线关闭R电路使26线为低电位，并进而使S电路亦输出(27线)低电位，T电路输出(30线)保持低电位，μ电路开启输出31线输入29线同相，31线波形(13)与波形(11)相同，V计数器按波形(13)的脉冲进行加法计数，但由于32线为低电位，所以数字显示电路不工作。当33线进入一个脉冲时(即寻脉冲)，计数器复零重新开始加法计数，以此周期性的重复。
当某(如第七号分机)分机有情况时(这里设图3中的B电路调是为第七序号分机)(一)如有盗警，即H、E电路系统工作正常人出入房屋时，首先要用钥匙开启门锁(开启双保险锁的保险锁舌，使红外对管探测电路关闭)，因此人在室内走动时不会触发H电路系统，而偷盗者以非正常方式进入室内，将必然通过红外对管探测回路(即必然要避挡红外发射管至接收管的光线)，使得H电路触发E电路。E电路(5线)又触发D双限比较自锁电路(此电路一经触发翻转使4线为高电位，无论触发是否还存在、将一直保持高电位，只有当电源断开后一段时间，再接通才会在无触发时恢复低电位)如波形(6)或(5)(注由于E电路是受B电路状态控制(1线)工作的，即只有在波形(3)为低电位时刻、到与波形(4)的高电位时间相当的这段时间间隔内，红外接收管收到红外发射管的光信号，E电路5线才不产生触发输出，在此以外时间，红外接收管收到红外光，5线均会有触发输出，因而有效的防止了盗贼了解红外对管工作原理时，用自制红外光破除报警。另外，盗贼如果想破坏分机或剪断“共0”，“共地”线或在线路上加干扰信号，都需进入室内，红外对管早己工作发出了报警信号，从而上述技术处理，非常有效的提高了防盗报警效果。因此，除了用偷钥匙开锁的办法外，盗贼进入室内而不报警，几乎成为不可能。再则，在E电路中还可增设手动防盗报警开关，以使室内主人在的时候，盗贼进入也可有报警的机会。
(二)如有急救情况，只需触动I电路中的外接开关按键，也将使D电路触发而输出(4线)高电位[如波形(6)或(5)]并使F电路受控于B电路(2线)间断地发出100KHZ的正弦信号(12线引出)如波形(7)。
(三)如有火灾情况，J烟感系统将触发(5线)D电路(如波形(6)或(5)同时使G电路受控于B电路(3线)，间断地发出50KHZ的正弦信号(11线引出)如波形(7)。
以上三种情况，均首先触发D电路，其输出(4线)将使C电路锁死，使得波形(4)不会产生(即波形(1)第7个波
)，对于总机来说，就是波形(12)中的
不会出现，即使P电路输出一个和波形(11)中第七个脉冲一样的脉冲，此脉冲首先(经24线)使R电路加上一个阶梯电压如波形(15)第N周期段内，并输出(26线)给S电路(此时S电路还未被触发，输出27线仍为低电位，如波形N周期段内)。同时经23线使Q电路输出变为低电位，锁定R电路(如波形(14))，在波形(14)的低电位段内无论23、24线为何种电位，26线的电位不变(这样，起到了抗干扰的作用，如在第七个波产生期间有一干扰信号使N电路不被触发，在下一周期同一时刻再有同样自然干扰的可能性就极小了，这时，Q电路延迟已过，在第七个答脉冲过后不到第八答脉冲到来时，R电路将自动复原，将使电路不会误报)。当下一周期同一时刻时，Q电路延迟已过，R电路开启，24线的电位使26线再上一个阶梯电压(如波形(15)N+1周期段内)，S电路被触发并自锁于高电位(该电路一旦自锁，无论26线是何种电压，27线将始终保持高电位，如波形(16)，只有依靠手动按钮方可复位)进入28线T电路，经过约大于M电路脉冲的宽度时间，30线变为高电位(如波形(17))，关闭μ开关电路，使引线保持为低电位，V电路停止计数(计数值停于7);30线引入32线锁定V电路(使之一直保持7数状态，如波形(20)并使V电路数字(显示出数字7);30线同时引入22线，使K电路停止振荡，在此超前(T电路延迟之前)时刻(如波形(16))，27线的高电位引入Y、α两选通电路，使之开启，如七号分机是急救(或灭灾)报警，Y电路(或α电路)将被触发并进而通过44线到43线(或41线到35线)触发Z电路(或W电路)显示(声、光同时)急救(或火灾)报警指示、如波形(18)，并同时由42线(或34线)引入45线一个高电位，锁定x电路使之不报警，如果七号分机是偷盗报警，Y、Z电路在第八个答脉冲到来前将不会被触发，x电路将由30线引入36线触发而指示被盗，报警(声、光)如波形(17)，并同时由46线输出高电位如波形(19)引入47线和48线锁定Y、α两电路使之不触发Z、W电路。
该实例，如寻脉冲周期定为1秒，可联通万户以上用户分机，如寻脉冲周期定为2秒，可联通数万户分机，电路稳定性要求较低，当然亦可在1秒寻脉冲周期内实现数万户分机的监测、相对电路的稳定性和精度要求高一些。如果需要知道在同一段时间(如5分钟)内，是否有第二户情况发生，只需关闭Q电路，并手动复原S电路，则总机有第二户情况时，即自动显示该户的编码和情况(盗、火灾、急救报警)、如无第二户情况，则仍显示第七户的情况。如需显示第三、四、五户的情况，除上述操作外，只需改变S电路的比较电压级数，即可实现。
权利要求
1.一种寻答式电子集中监测报警系统，通过所设计的各种电路实现，可以是多用户、多线型(如普通电话类型)，或是多用户无线传输用多载频、多频调制编码型，也可以用脉冲数字编码型的电路设计来达到监测和报警的目的，其特征在于电路系统是设计成由总(监测)机通过有线或无线方式向多个分机(用户)发出周期性电信号，利用各分机发回的电信号的时间顺序特征以及改变分机发回电信号的波形特点实现由总机周期性的分辩各分机及其所处各种状态的显示、报警，具体方法如下(1)由总机首先发出一个电信号至各用户分机，各分机在收到此电信号的时刻起依次后延一个时间T、再向总机发回一个电信号、总机根据各分机发回电信号的时间顺序，通过总机内与分机发回电信号的时间相对应的一组电信号比较，确定显示分机的编号，(2)改变分机发回电信号的波形特点，由总机辩认、确定用户的某一状态。
2.如权利要求1所述的报警系统，其特征在于总机采用周期重复接收后再确定的办法来抗干扰。
3.如权利要求1、2所述的报警系统，其特征在于分机采用准同步接收总机发来的电信号并在一个周期内关闭分机接收信号的办法来抗干扰。
全文摘要
寻答式电子集中监测报警系统是应用电信号时序编码原理及寻答式技术技巧，由总监测机通过有线或无线方式向多个分机(用户)发出周期性电信号，利用用户分机发回电信号的时间顺序特征以及改变分机发回电信号的波形特点实现总机周期性的分辨各分机及其所处各种状态的显示及报警。其电路结构简单、可靠，连接用户可达数万户，造价低廉。可用于多路防盗、急救、火灾报警，多路机器设备状态监测，医疗多病床监护等。
文档编号G08B26/00GK1048275SQ89104219
公开日1991年1月2日 申请日期1989年6月17日 优先权日1989年6月17日
发明者习杰峰, 秦侠 申请人:习杰峰, 秦侠