消防控制室图形显示装置的制作方法

本发明涉及消防控制领域，具体涉及消防控制室图形显示装置。

背景技术：

以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。

消防控制系统是一种当确认火灾发生后，联动启动各种消防设备，以达到报警及扑灭火灾作用的系统装置；而消防控制室图形显示装置则应用于消防控制系统当中，由于火灾报警控制器自身的屏幕尺寸、处理速度以及操作便捷性等的限制，因此在消防控制室中需要采用图形显示装置来辅助显示报警信息。

如今，消防控制室图形显示装置采用的是普通家用电脑，而普通家用电脑的主机和显示器是分离的，装置整体的占用空间过大，接口保护能力也有限；但是采用工控电脑虽然可以避免上述缺陷，但是价格昂贵，性价比过低。

而且在与消防联动控制器通信方面，普通家用电脑和工控电脑采用的是直接使用自带的rs-232串口通信方式，该通信方式采用ttl电平，容易损坏接口芯片，并且通信距离仅仅只有50米远，传输速度也仅为20kbps，抗干扰能力过低，且只有单站接入能力，功能可扩展性也较差。

技术实现要素：

本发明的目的是提供消防控制室图形显示装置，设置在消防控制系统中，使得装置整体结构安装简单，性能优越且性价比高；并且还设置有通讯接口卡用于抗干扰能力和扩展性，保证通讯接口板拥有强大的性能和稳定的信号传输。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：消防控制室图形显示装置，包括壳体以及设置于壳体内的一体机电脑，所述一体机电脑设置有通讯接口卡用于实现与消防联动控制器的通信，所述通讯接口卡包括usb模块、中央处理运算单元模块、隔离通讯接口模块和状态指示模块；

usb模块，包括usb供电模块和usb通讯模块；所述usb通讯模块设置于中央处理运算单元模块和一体机电脑之间用于实现数据的传输通讯，所述usb供电模块也设置于中央处理运算单元模块和一体机电脑之间，用于将一体机电脑的电源转换提供给中央处理运算单元模块、隔离通讯接口模块和状态指示模块；

中央处理运算单元模块，分别连接usb模块、隔离通讯接口模块和状态指示模块；用于检测和接收信息进行判断、分析和处理，实现与消防联动控制器的信息同步，远程传送信息和接收远程查询的功能；

隔离通讯接口模块，设置于中央处理运算单元模块和消防联动控制器之间，采用can接口方式和rs485接口实现中央处理运算单元模块和消防联动控制器之间的同步通讯，并且设置有隔离滤波保护；

状态指示模块，与中央处理运算单元模块连接用于进行状态指示。

优选地，所述usb供电模块包括转换电路和低压差稳压电路；所述转换电路包括usb连接口、单输出dc/dc电源模块、第三瞬态抑制二极管、第一电容和第二电容；所述usb连接口的第一管脚和单输出dc/dc电源模块的第二管脚连接vcc电源，所述usb连接口的第四管脚和单输出dc/dc电源模块的第一管脚接gnd；所述usb连接口的第二管脚和第三管脚连接至usb通讯模块；所述usb连接口的第一管脚还连接有第三瞬态抑制二极管的负极，所述第三瞬态抑制二极管的负极还连接有第一电容的一端，所述第三瞬态抑制二极管的正极和第一电容的另一端都接地；所述单输出dc/dc电源模块的第三管脚连接第二电容的一端且还连接有零电位gne，所述单输出dc/dc电源模块的第四管脚连接第二电容的另一端且还连接有vcc1电源。

优选地，所述低压差稳压电路包括稳压芯片，所述稳压芯片的第一管脚连接连接有第三电容的一端，所述第三电容的一端还连接有vcc电源用于输入，所述稳压芯片的第二管脚接gnd，所述稳压芯片的第三管脚连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接vcc电源，所述稳压芯片的第四管脚连接第四电容的一端，所述第四电容的另一端接地，所述稳压芯片的第五管脚连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地，所述第五电容的一端连接v3.3电源用于输出。

优选地，所述中央处理运算单元模块采用型号为stm32101rct6的基于arm的32位微控制器，有51个可编程i/o口，programflashmemory256kb,ramsize32k。

优选地，所述隔离通讯接口模块包括至少一个的can通讯接口电路和至少一个的rs485接口电路，以及隔离滤波保护电路。

优选地，所述can通讯接口电路包括can控制器芯片，第一晶振、第二电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻以及第一发光二极管；所述can控制器芯片的第一至六管脚、第十六至十七管脚、第二十三至第二十八管脚都连接至中央处理运算单元模块，所述can控制器芯片的第七、十四管脚则悬空，所述can控制器芯片的第八、十五、二十一管脚都接gnd，所述can控制器芯片的第十二、十八、二十二管脚相互连接并连接至第六电容的一端，所述第六电容的一端还连接vcc电源，所述第六电容的另一端则接地，所述can控制器芯片的第九管脚连接第一晶振的一端，所述can控制器芯片的第十管脚连接第一晶振的另一端，所述第一晶振的一端还连接第七电容的一端，所述第一晶振的另一端则连接第八电容的一端，所述第七电容和第八电容的另一端都接地；所述can控制器芯片的第十一管脚连接vcc电源，所述can控制器芯片的第十三管脚连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端还连接第一发光二极管的负极，所述第一发光二极管的正极则连接vcc电源；所述can控制器芯片的第十三、十九和二十管脚都连接至can通讯接口。

优选地，所述can通讯接口电路还包括接口芯片，所述接口芯片的第一管脚连接can控制器芯片的第十三管脚，所述接口芯片的第四管脚连接can控制器芯片的第十九管脚，所述接口芯片的第五管脚连接can控制器芯片的第二十管脚；所述接口芯片的第二管脚则连接第三电阻的另一端，所述接口芯片的第八管脚连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端接地；所述接口芯片的第三管脚连接第九电容的一端，所述第九电容的另一端接地，所述第九电容的一端还连接vcc电源，所述接口芯片的第六管脚连接第一瞬态抑制二极管的负极，所述接口芯片的第七管脚连接第二瞬态抑制二极管的负极，所述第一瞬态抑制二极管和第二瞬态抑制二极管的正极都接地，所述第一瞬态抑制二极管的负极还连接第四电阻的另一端，所述第二瞬态抑制二极管的负极还连接第四电阻的一端，所述第四电阻的一端连接第五电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接第五电阻的另一端，所述第五电阻的一端还连接跳线端的第一端，所述第五电阻（r5）的另一端还连接跳线端的第二端。

优选地，所述第一瞬态抑制二极管和第二瞬态抑制二极管组合形成保护电路，每个can通讯接口都设置有一个保护电路。

优选地，所述隔离滤波保护电路包括五个光耦隔离电路；其中包括第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦、第五光耦、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻；所述第五光耦的第一引脚连接第十四电阻的一端，所述第十四电阻的另一端连接vcc1电源，所述第五光耦的第二引脚连接至rs485接口电路，所述第五光耦的第三引脚接gnd，所述第五光耦的第四引脚连接第十五电阻的一端，所述第十五电阻的另一端接vcc电源，所述第十五电阻的一端还连接至usb的隔离输入端；所述第四光耦的第一引脚连接第十二电阻的一端，所述第十二电阻的另一端连接vcc电源，所述第四光耦的第二引脚连接至中央处理运算单元模块，所述第四光耦的第三引脚连接零电位gne，所述第四光耦的第四引脚连接第十三电阻的一端，所述第十三电阻的另一端接vcc1电源，所述第十三电阻的一端还连接rs485接口；所述第三光耦的第一引脚连接第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端连接vcc1电源，所述第三光耦的第二引脚连接rs485的隔离输入端，所述第三光耦的第三引脚接gnd，所述第三光耦的第四引脚连接第十一电阻的一端，所述第十一电阻的另一端接vcc电源，所述第十一电阻的一端还连接至中央处理运算单元模块；所述第二光耦的第一引脚连接第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端连接vcc电源，所述第二光耦的第二引脚连接中央处理运算单元模块，所述第二光耦的第三引脚连接零电位gne，所述第二光耦的第四引脚连接第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端连接vcc1电源，所述第八电阻的一端还连接rs485接口电路；所述第一光耦的第一引脚连接第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端接vcc电源，所述第一光耦的第二引脚连接中央处理运算单元模块，所述第一光耦的第三引脚连接零电位gne，所述第一光耦的第四引脚连接第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端接vcc1电源，所述第六电阻的一端还连接rs485接口电路。

优选地，所述状态指示模块包括若干双色led指示灯，其串联电阻直接与中央处理运算单元模块连接。

本发明包括壳体以及设置于壳体内的一体机电脑，所述一体机电脑设置有通讯接口卡用于实现与消防联动控制器的通信，所述通讯接口卡则包括usb模块、中央处理运算单元模块、隔离通讯接口模块和状态指示模块；采用触摸电脑一体机与专用壳体结合，免除了外部设备如主机、显示器、鼠标、键盘的连接，减小了装置的占用空间，整体美观大方，安装独立设计的通讯接口卡，提升信息传输能力和稳定性，增加扩展能力，使装置整体在外观和性能都比目前同类型产品优越。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：1）采用壳体内设置触摸电脑一体机，减少其它配件，减少装置的占用空间，节省成本；2）通讯接口卡通过rs485和can现场总线通讯，结合电气隔离保护，提高抗电磁干扰能力；3）提高通讯稳定性和通讯距离，且接入信息容量大；4）能提供模块化功能扩展；5）通过两个稳压电路和五个光耦隔离电路保证通讯接口卡信号传输的稳定性和功能性；6）提高抗共模干扰能力和抗噪声干扰能力；7）提高通讯传输能力，并具有自动检错机制，保证数据传输的稳定，还能自动隔离出错的can节点。

附图说明

通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本发明的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中。

图1为本发明的消防控制室图形显示装置的通讯接口卡的模块框示图。

图2为本发明的通讯接口卡的usb供电模块的电路图。

图3为本发明的通讯接口卡的can通讯接口电路的电路图。

图4为本发明的通讯接口卡的隔离滤波保护电路的电路图。

图5为本发明的通讯接口卡的usb的隔离输入端。

图6为本发明的通讯接口卡的rs485的隔离输入端。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述；对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

本实施方式中，第五光耦up5实现usb的隔离输入端和rs485接口电路的隔离；第四光耦up4实现rs485接口电路和中央处理运算单元模块的隔离；第三光耦up3实现中央处理运算单元模块和rs485的隔离输入端的隔离；第二光耦up2实现rs485接口电路和中央处理运算单元模块的隔离；第一光耦up1实现rs485接口电路和中央处理运算单元模块的隔离；所述中央处理运算单元模块以及其它接口控制芯片通过第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十二电阻r12和第十四电阻r14构成信号传输电路，而且实现了光耦隔离，防止干扰；所述usb的隔离输入端用于图形装置隔离输出，所述rs485的隔离输入端则用于用户的输入。

本实施方式中，通讯接口卡通过usb供电模块直接与设置于壳体内的一体机电脑连接，其直接使用电脑的usb电源；电脑的usb电源作为5v电源输入，通过第三瞬态抑制二极管tvs3和第一电容c1的过滤，再分别通过单输出dc/dc电源模块ic1和低压差稳压电路，将输入电源转换成稳定的dc5v和dc3.3v，并提供给usb模块、中央处理运算单元模块、隔离通讯接口模块和状态指示模块用电。

本实施方式中，所述中央处理运算单元模块采用型号为stm32101rct6的基于arm的32位微控制器，有51个可编程i/o口，programflashmemory256kb,ramsize32k。单片机将检测和接收到的各路控制器信息进行判断、分析和处理，实现与消防联动控制器的信息同步，远程传送信息和接受远程查询的功能。

本实施方式中，隔离通讯接口模块包括两个can通讯接口电路和一个rs485接口电路，所述can通讯接口电路由独立的can控制芯片ic3和接口芯片ic4控制，所述rs485接口电路由独立的rs485控制芯片控制。

本实施方式中，每个can通讯接口电路都设置有包括两个瞬态抑制二极管组成的保护电路，用于保护can通讯接口电路的安全。

本实施方式中，所述状态指示模块包括四个双色led指示灯，其都串联电阻直接与中央处理运算单元模块连接，用于实现状态的指示。

本实施方式中，与现有技术的rs-232通讯方式相比，本发明采用rs-485通讯接口，拥有了更宽范围的工作电平，对接口芯片实现了更好的保护，其最高传输速率达10mbps，是rs-232速率的500倍；还采用平衡驱动器和差分接收器的组合，提高抗共模干扰能力，即抗噪声干扰性好；最大传输距离高达3千米，且具有在总线上允许连接多大128个收发器的多站能力，使得该接口有更多的扩展性。

本实施方式中，本发明设置有两个can接口，是本装置的主要通通讯接口，在通讯传输能力方面更强于rs-485接口，且是国际标准的工业级现场总线，实时性高；采用多主工作方式，理论上拥有无数量限制的节点，便于组成局部组网；报文为短帧结构并有硬件crc校验，具有自动检错机制，保证数据传输的稳定；自动隔离出错的can节点，不影响总线的通讯功能；系统结构简单，性价比高。

本实施方式中，采用触摸电脑一体机与专用壳体结合，免除了外部设备如主机、显示器、鼠标、键盘的连接，减小了装置的占用空间，整体美观大方；且安装有独立设计的通讯接口卡，其直接使用电脑usb电源，拥有2路can、1路rs-485信息输入接口，采用基于arm的32位微控制器stm32101rct6，两处电源稳压电路，五路光耦隔离，保证通讯接口板拥有强大的性能和稳定的信号传输，而且提升信息传输能力和稳定性，增加扩展能力，使装置整体在外观和性能都比目前同类型产品优越。

虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。