CN108915489B - 一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制*** - Google Patents

一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，包括控制箱子***和智能云控服务器子***；控制箱子***包括信号采集单元、若干开窗器执行单元和若干控制箱，开窗器执行单元和信号采集单元分别与控制箱连接，所述控制箱包括具备级联功能的主控制箱和分控制箱，主控制箱控制所有分控制箱；智能云控服务器子***包括信息数据存储所用的服务器、人机界面和用户登录人机界面所使用的终端设备；控制箱子***将数据传送到服务器的数据库中，用户将通过终端设备登录人机界面，调用数据库中的信息，进行操作查看。

Description

一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***
技术领域
本发明涉及智能消防产品领域，具体涉及消防安全、自动控制、楼宇管理，尤其涉及一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***。
背景技术
当下大多数场馆、建筑、工厂采用非人力开启的窗控***，但是所述窗控***仅仅是一部分控制箱子***构成的控制窗户的控制箱。并不能作为一个控制***存在。
智能消防控制箱是用来去驱动电动开窗器进行对窗户的开启关闭进行处理的控制装置，应用于大型场馆建筑以及不便人力开启的场所。现今市场中的控制箱现在只能作为单个整体存在，不能实现控制箱之间的***基于。但是现今的楼宇管理都已进行智能化、***化管理，当下的智能消防控制箱已不适应现今的大型建筑。功能集成化、操作可视化、数据可记录、数据可显示报警处理多样化的控制箱的发明成为当下大型建筑、智能楼宇的迫切需求。
现今的控制箱存在以下一系列问题：产品公司不能对售出的控制箱进行跟踪服务，控制箱的运行过程不能进行记录，操作不直观，无法远程操作。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，以解决上述技术问题。
本发明的技术方案是：
一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，包括控制箱子***和智能云控服务器子***；
控制箱子***包括信号采集单元、若干开窗器执行单元和若干控制箱，开窗器执行单元和信号采集单元分别与控制箱连接，所述控制箱包括具备级联功能的主控制箱和分控制箱，主控制箱控制所有分控制箱；
智能云控服务器子***包括信息数据存储所用的服务器、人机界面和用户登录人机界面所使用的终端设备；
控制箱子***将数据传送到服务器的数据库中，用户将通过终端设备登录人机界面，调用数据库中的信息，进行操作查看。
优选地，控制箱包括主控单元，所述主控单元连接有电源单元、报警单元和触屏单元；开窗器执行单元和信号采集单元分别与所述主控单元连接；
所述主控单元为嵌入式***部分，用于接收触屏单元、信号采集单元、报警单元的信号进行处理后输出到触屏单元；主控单元对开窗器执行单元和报警单元做出相应指令；
所述信号采集单元包括烟雾传感器、风雨传感器、可燃气体传感器和紧急开关，信号采集单元将检测到相应的信号传输到主控单元；
报警单元，用于主控单元接收到报警信号时发出报警；
所述开窗器执行单元包括与控制箱电连接的电机和电机驱动的开窗器；主控单元通过控制电机驱动不同的开窗器进行窗户的开关；主控单元输出PWM信号控制电机，实现开窗器的软启动，减少冲击、减小开启瞬间的启动电流。
所述触屏单元，采用MODBUS通信协议与控制箱的主控单元进行通信，触屏单元显示控制箱的运行状态，用于实现对信号采集单元采集参数的显示、开窗器角度自由控制、定时开关;
优选地，所述主控单元包括STM32微控制器；
触屏单元为MCGS7062Ti嵌入式触摸屏，通过RS232总线与控制箱的主控单元电连接。
MCGS7062Ti嵌入式触摸屏通过在组态软件设置中加入定时操作构件，通过MODBUS数据帧实现定时发送开/关/停指令到主控单元，通过触摸屏中的滑块构件实现窗户角度的自由开启；由主控单元控制开窗器执行单元。
优选地，控制箱还包括面板单元和遥控单元；面板单元和遥控单元分别与主控单元连接；
所述遥控单元包括遥控器，用于通过遥控器实现控制箱的开、关、停；
面板单元包括不同功能的指示灯以及手动操作钥匙开关；所述主控单元还用于接收面板单元的信号进行处理后输出到触屏单元。
优选地，控制箱包括控制箱箱体和箱盖，控制箱的箱体内上部分为两层，上层为主控单元设置区域，下层为电源单元设置区域，控制箱内底部设有备用电池模块设置区域，控制箱箱体侧面上还设有雨淋窗。
优选地，箱盖上设有安装螺孔和控制面板；控制面板上设有面板单元和触屏单元；触屏单元为MCGS嵌入式触摸屏；
面板单元包括开窗旋钮、关窗旋钮、停止旋钮、自动/手动旋钮、启动指示灯、联动指示灯、受控指示灯、故障指示灯、自动指示灯、电池状态指示灯、交流电源指示灯、控制箱的钥匙锁和扬声器；扬声器与报警单元连接；
启动指示灯，用于指示消防控制装置运行时启动灯亮；
联动指示灯，用于主控单元收到消防信号时，指示联动声光报警；
受控指示灯，用于指示开窗器运行时，受控灯亮；
故障指示灯，用于指示故障灯亮且报警；
自动指示灯，用于指示自动/手动旋钮调到自动位时灯亮；
电池状态指示灯，用于指示备用蓄电池的状态；
交流电源指示灯，用于指示控制箱的交流电源接入通电时灯亮；
控制箱的钥匙锁，用于限制操作权限。
优选地，电源单元包括直流消防电源和备用电池模块；
直流消防电源内部设有电源转换模块，电源转换模块将市电转换成直流消防电源，直流消防电源分别给开窗器和控制箱供电；
直流消防电源连接有直流输出单元，直流输出单元再通过充放电电路与备用电池模块连接，备用电池模块分别与开窗器和控制箱连接，用于市电断电后切换至备用电池模块给开窗器和控制箱供电。
优选地，电源单元还包括检测电路，检测电路包括电压检测单元和电流检测单元，所述检测电路包括运算放大器，所述运算放大器的第一通道用于连接电流检测单元，所述运算放大器的第二通道用于连接电压检测单元；
运算放大器的第一通道的正输入端通过第一电阻连接有第一二极管的阴极，第一二极管的阳极连接到电流检测单元，第一二极管的阴极还通过第二电阻接地，运算放大器的第一通道的正输入端通过第一电容接地；
运算放大器的第一通道的负输入端通过第三电阻接地，运算放大器的第一通道的负输入端还通过第四电阻连接到运算放大器的第一通道的输出端，运算放大器的第一通道的输出端连接有第五电阻的第一端，第五电阻的第二端连接到微控制器的A/D输入端；第五电阻的第二端还通过并联连接的第二二极管和第三电容接地；运算放大器的第一通道的输出端还通过第二电容接地；
运算放大器的第二通道的正输入端通过串联连接的电感L、第七电阻和第六电阻连接到直流消防电源；电感和第七电阻的连接点通过并联连接的第五电容、第四电容和第八电阻接地；第七电阻和第六电阻的连接点连接到备用电池模块；
运算放大器的第二通道的负输入端通过第九电阻接地，运算放大器的第二通道的负输入端还通过第十电阻连接到运算放大器的第二通道的输出端，运算放大器的第二通道的输出端连接有第十一电阻的第一端，第十一电阻的第二端连接到微控制器的A/D输入端；第十一电阻的第二端还通过并联连接的第三二极管和第七电容接地；运算放大器的第二通道的输出端还通过第六电容接地。
优选地，遥控单元，还用于实现对***的远程控制；利用无线电信号对远方的控制箱进行操作，接收到无线信号后解调出数据指令然后控制电机驱动开窗器对窗户进行开启或关闭。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：该***的功能为远程控制、级联控制，对控制箱运行的数据记录，对外界传感器数据的显示，对报警处理的多方式通知，对控制箱故障报警，对窗体的定时开启、自动开启。对控制箱的电流检测并且防电压电流冲击电路。
[1].增加了触摸屏，让操作简化。触摸屏可显示实时数据，让使用者可直观的观察到环境数据。触摸屏可实现对故障类型、报警类型进行记录，用户可以根据需要查询报警信号的种类、响应时间、响应处理等。可实现对窗户开\关的自定义，如开启角度、开启不同位置的窗户。触屏控制功耗极低，且有自动熄屏模式，节能方便。
[2].增加了电流/电压检测和短路保护功能以便在紧急情况下进行合理运转。输出直流24v短路，断开输出，本地语音/远程报警。输入交流220v掉电，本地语音/远程报警，进入省电模式仅保留消防功能。
[3].报警方式的多样性，确保报警信号送达。烟雾信号、手动紧急信号或者外部报警电路的报警信号报警时控制箱通过扬声器进行语音报警。其他故障信号除声光报警外加入的短信和/或电话报警让管理人员远程接收报警信号。
[4].***配备智能云控服务器，利用电脑浏览器或者手机浏览器可远程监控消防控制***的状态。根据设定权限不同用户可在***中查看不同数据（报警、故障、运行记录、设备状态）。每个控制箱配备有专属的ID号码，智能云控***对其可进行监控，操作。这一功能使建筑物业管理更加智能化，在物业管理中心通过电脑等方式即可实现窗户的开\关，故障排查、设备检查等工作。
[5].控制方式灵活多样，不必受限于一种模式。主控制箱可控制分控制箱，实现区域内控制方式的灵活设置。群控模式和单控模式并存；分控制箱受主控制箱控制。在触摸屏中可以看到分控的逻辑关系。
[6].开启角度任意自由定义，脱离了非开即关的模式。管理人员可通过触摸屏进行对窗户角度开启的控制。
[7].主控单元采用PWM控制电机驱动单元，实现控制箱外接开窗器的软启动，减少冲击、减小开启瞬间的启动电流。可以实现缓冲关闭：根据不同窗型或者工况，控制开启关闭速度。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***连接示意图；
图2为控制箱子***连接示意图；
图3为电源单元连接示意图；
图4为检测电路连接示意图；
图5为控制箱的箱体结构图；
图6为控制箱的箱盖的结构图；
图7为控制箱子***内单个子***的结构图；
图8为MCGS组态环境的滑块构件示意图；
图9为MODBUS数据帧的结构图；
图10为主控制箱与分控制箱得广播式网络连接示意图。
具体实施方式
下面基于附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
实施例一
如图1-2所示，一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，包括控制箱子***2和智能云控服务器子***1；
控制箱子***2包括信号采集单元202、若干开窗器执行单元207和若干控制箱，开窗器执行单元207和信号采集单元202分别与控制箱连接，所述控制箱包括具备级联功能的主控制箱和分控制箱，主控制箱控制所有分控制箱；
智能云控服务器子***1包括信息数据存储所用的服务器3、人机界面和用户登录人机界面所使用的终端设备4；
控制箱子***2将数据传送到服务器3的数据库中，用户将通过终端设备4登录人机界面，调用数据库中的信息，进行操作查看。
控制箱包括主控单元201，所述主控单元201连接有电源单元206、报警单元205和触屏单元411；开窗器执行单元207和信号采集单元202分别与所述主控单元201连接；
所述主控单元201为嵌入式***部分，用于接收触屏单元411、信号采集单元202、报警单元的信号进行处理后输出到触屏单元411；主控单元201对开窗器执行单元207和报警单元205做出相应指令；
所述信号采集单元202包括烟雾传感器、风雨传感器、可燃气体传感器和紧急开关，信号采集单元202将检测到相应的信号传输到主控单元201；
报警单元205，用于主控单元201接收到报警信号时发出报警；
所述开窗器执行单元207包括与控制箱电连接的电机和电机驱动的开窗器；主控单元通过控制电机驱动不同的开窗器进行窗户的开关；主控单元输出PWM信号控制电机，实现开窗器的软启动，减少冲击、减小开启瞬间的启动电流。
所述触屏单元411，采用MODBUS通信协议与控制箱的主控单元201进行通信，触屏单元411显示控制箱的运行状态，用于实现对信号采集单元202采集参数的显示、开窗器角度自由控制、定时开关;
所述主控单元201包括STM32微控制器U2；
触屏单元(411)为MCGS7062Ti嵌入式触摸屏，通过RS232总线与控制箱的主控单元(201)电连接。
MCGS7062Ti嵌入式触摸屏通过在组态软件设置中加入定时操作构件，通过MODBUS数据帧实现定时发送开/关/停指令到主控单元201，通过触摸屏中的滑块构件实现窗户角度的自由开启；由主控单元201控制开窗器执行单元207。
控制箱还包括面板单元203和遥控单元204；面板单元203和遥控单元204分别与主控单元201连接；
所述遥控单元204包括遥控器，用于通过遥控器实现控制箱的开、关、停；
面板单元203包括不同功能的指示灯以及手动操作钥匙开关；所述主控单元201还用于接收面板单元203的信号进行处理后输出到触屏单元411。
遥控单元204，还用于实现对***的远程控制；利用无线电信号对远方的控制箱进行操作，接收到无线信号后解调出数据指令然后控制电机驱动开窗器对窗户进行开启或关闭。
实施例二
如图1-2所示，一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，包括控制箱子***2和智能云控服务器子***1；
控制箱子***2包括信号采集单元202、若干开窗器执行单元207和若干控制箱，开窗器执行单元207和信号采集单元202分别与控制箱连接，所述控制箱包括具备级联功能的主控制箱和分控制箱，主控制箱控制所有分控制箱；
智能云控服务器子***1包括信息数据存储所用的服务器3、人机界面和用户登录人机界面所使用的终端设备4；
控制箱子***2将数据传送到服务器3的数据库中，用户将通过终端设备4登录人机界面，调用数据库中的信息，进行操作查看。
控制箱包括主控单元201，所述主控单元201连接有电源单元206、报警单元205和触屏单元411；开窗器执行单元207和信号采集单元202分别与所述主控单元201连接；
所述主控单元201为嵌入式***部分，用于接收触屏单元411、信号采集单元202、报警单元的信号进行处理后输出到触屏单元411；主控单元201对开窗器执行单元207和报警单元205做出相应指令；
所述信号采集单元202包括烟雾传感器、风雨传感器、可燃气体传感器和紧急开关，信号采集单元202将检测到相应的信号传输到主控单元201；
报警单元205，用于主控单元201接收到报警信号时发出报警；
所述开窗器执行单元207包括与控制箱电连接的电机和电机驱动的开窗器；主控单元通过控制电机驱动不同的开窗器进行窗户的开关；主控单元输出PWM信号控制电机，实现开窗器的软启动，减少冲击、减小开启瞬间的启动电流。
所述触屏单元411，采用MODBUS通信协议与控制箱的主控单元201进行通信，触屏单元411显示控制箱的运行状态，用于实现对信号采集单元202采集参数的显示、开窗器角度自由控制、定时开关;
所述主控单元201包括STM32微控制器U2；
触屏单元(411)为MCGS7062Ti嵌入式触摸屏，通过RS232总线与控制箱的主控单元(201)电连接。
MCGS7062Ti嵌入式触摸屏通过在组态软件设置中加入定时操作构件，通过MODBUS数据帧实现定时发送开/关/停指令到主控单元201，通过触摸屏中的滑块构件实现窗户角度的自由开启；由主控单元201控制开窗器执行单元207。
控制箱还包括面板单元203和遥控单元204；面板单元203和遥控单元204分别与主控单元201连接；
所述遥控单元204包括遥控器，用于通过遥控器实现控制箱的开、关、停；
面板单元203包括不同功能的指示灯以及手动操作钥匙开关；所述主控单元201还用于接收面板单元203的信号进行处理后输出到触屏单元411。
如图5-6所示，控制箱包括控制箱箱体501和箱盖401，控制箱的箱体501内上部分为两层，上层为主控单元设置区域503，下层为电源单元设置区域504，控制箱内底部设有备用电池模块设置区域502，控制箱箱体侧面506上还设有雨淋窗509。
箱盖401上设有安装螺孔402和控制面板；控制面板上设有面板单元203和触屏单元411；触屏单元411为MCGS嵌入式触摸屏；
面板单元203包括开窗旋钮413、关窗旋钮414、停止旋钮415、自动/手动旋钮416、启动指示灯403、联动指示灯404、受控指示灯405、故障指示灯406、自动指示灯407、电池状态指示灯408、交流电源指示灯409、控制箱的钥匙锁410和扬声器418；扬声器418与报警单元205连接；
启动指示灯403，用于指示消防控制装置运行时启动灯亮；
联动指示灯404，用于主控单元收到消防信号时，指示联动声光报警；
受控指示灯405，用于指示开窗器运行时，受控灯亮；
故障指示灯406，用于指示故障灯亮且报警；
自动指示灯407，用于指示自动/手动旋钮调到自动位时灯亮；
电池状态指示灯408，用于指示备用蓄电池的状态；
交流电源指示灯409，用于指示控制箱的交流电源接入通电时灯亮；
控制箱的钥匙锁410，用于限制操作权限。
遥控单元204，还用于实现对***的远程控制；利用无线电信号对远方的控制箱进行操作，接收到无线信号后解调出数据指令然后控制电机驱动开窗器对窗户进行开启或关闭。
实施例三
如图1所示，一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，包括控制箱子***2和智能云控服务器子***1；
控制箱子***2包括信号采集单元202、若干开窗器执行单元207和若干控制箱，开窗器执行单元207和信号采集单元202分别与控制箱连接，所述控制箱包括具备级联功能的主控制箱和分控制箱，主控制箱控制所有分控制箱；
智能云控服务器子***1包括信息数据存储所用的服务器3、人机界面和用户登录人机界面所使用的终端设备4；
控制箱子***2将数据传送到服务器3的数据库中，用户将通过终端设备4登录人机界面，调用数据库中的信息，进行操作查看。
如图2所示，控制箱包括主控单元201，所述主控单元201连接有电源单元206、报警单元205和触屏单元411；开窗器执行单元207和信号采集单元202分别与所述主控单元201连接；
所述主控单元201为嵌入式***部分，用于接收触屏单元411、信号采集单元202、报警单元的信号进行处理后输出到触屏单元411；主控单元201对开窗器执行单元207和报警单元205做出相应指令；
所述信号采集单元202包括烟雾传感器、风雨传感器、可燃气体传感器和紧急开关，信号采集单元202将检测到相应的信号传输到主控单元201；
报警单元205，用于主控单元201接收到报警信号时发出报警；
所述开窗器执行单元207包括与控制箱电连接的电机和电机驱动的开窗器；主控单元通过控制电机驱动不同的开窗器进行窗户的开关；主控单元输出PWM信号控制电机，实现开窗器的软启动，减少冲击、减小开启瞬间的启动电流。
所述触屏单元411，采用MODBUS通信协议与控制箱的主控单元201进行通信，触屏单元411显示控制箱的运行状态，用于实现对信号采集单元202采集参数的显示、开窗器角度自由控制、定时开关;
所述主控单元201包括STM32微控制器U2；
触屏单元(411)为MCGS7062Ti嵌入式触摸屏，通过RS232总线与控制箱的主控单元(201)电连接。
MCGS7062Ti嵌入式触摸屏通过在组态软件设置中加入定时操作构件，通过MODBUS数据帧实现定时发送开/关/停指令到主控单元201，通过触摸屏中的滑块构件实现窗户角度的自由开启；由主控单元201控制开窗器执行单元207。
控制箱还包括面板单元203和遥控单元204；面板单元203和遥控单元204分别与主控单元201连接；
所述遥控单元204包括遥控器，用于通过遥控器实现控制箱的开、关、停；
面板单元203包括不同功能的指示灯以及手动操作钥匙开关；所述主控单元201还用于接收面板单元203的信号进行处理后输出到触屏单元411。
控制箱包括控制箱箱体501和箱盖401，如图5所示，控制箱的箱体501内上部分为两层，上层为主控单元设置区域503，下层为电源单元设置区域504，控制箱内底部设有备用电池模块设置区域502，控制箱箱体侧面506上还设有雨淋窗509，用于散热避雨。
如图6所示，箱盖401上设有安装螺孔402和控制面板；控制面板上设有面板单元203和触屏单元411；触屏单元411为MCGS嵌入式触摸屏；
面板单元203包括开窗旋钮413、关窗旋钮414、停止旋钮415、自动/手动旋钮416、启动指示灯403、联动指示灯404、受控指示灯405、故障指示灯406、自动指示灯407、电池状态指示灯408、交流电源指示灯409、控制箱的钥匙锁410和扬声器418；扬声器418与报警单元205连接；
启动指示灯403为红色：消防控制装置运行时，启动灯亮；
联动指示灯404为红色且蜂鸣：主控单元收到消防信号时，联动会声光报警。用同时具有声光报警的指示灯。在正常工作条件下，故障灯在其正前方1m处的声压级（A计较）应大于65dB小于115dB。 在 85%额定工作电压供电条件下应能发出音响；
受控指示灯405为红色：开窗器（受控设备）运行时，受控灯亮；
故障指示灯406为黄色且蜂鸣：线路短路时，故障灯亮且报警；超出额定输出功率时，故障灯亮且报警。在正常工作条件下，故障灯在其正前方1m处的声压级应大于65dB小于115dB。 在 85%额定工作电压供电条件下应能发出音响；
自动指示灯407:当将控制箱的416“自动/手动”旋钮（定位旋钮）调到自动位时，自动指示灯亮；
电池状态指示灯408为白色：指示备用蓄电池的状态，电池状态指示灯408与主控单元201相连接，当主控单元201检测到备用电池模块64的电量不足时灯亮；
交流电源指示灯409为绿色：当控制箱的AC220V交流电源接入通电时灯亮；
控制箱的钥匙锁410：限制操作权限。
开窗旋钮413：当“自动/手动”钥匙旋钮，在“手动”档时，旋转“开”旋钮，开窗器打开。在“自动”档时，“开窗”旋钮也起作用；
关窗旋钮414：当“自动/手动”钥匙旋钮，在“手动”档时，旋转“关”旋钮，开窗器关闭。在“自动”档时，“关窗”旋钮也；
停止旋钮415：当“自动/手动”钥匙旋钮，在“手动”档时，旋转“停”旋钮，开窗器停止动作，在“自动”档时，“停止”旋钮也起作用；
自动/手动旋钮416为定位旋钮：在“手动”档时，可以用“开”“关”“停”旋钮，手动控制开窗器开关停；有消防信号时，不会报警并控制开窗器动作。在“自动”档时，手动旋钮“开”“关”“停”有效，可以手动控制开窗器； 有消防信号时，联动灯会报警并强制性将开窗器打开。优先级“手动开关”>“消防信号”。
如图7所示，主控制箱控制分控制箱。主控制箱开、关、停时分控制箱接受主控制箱的控制箱指令进行相应的控制指令。但是分控制箱不控制主控制箱。一级分控制箱控制二级分控制箱，同理二级控制箱不控制一级控制箱与主控制箱。同级之间控制箱不能互相控制。在每个控制箱的主控板中通过软件写入/设定消防控制箱ID号，用于级联。
如图3所示，电源单元206包括直流消防电源63和备用电池模块64；
直流消防电源63内部设有电源转换模块，电源转换模块将市电转换成直流消防电源63，直流消防电源63分别给开窗器和控制箱供电；
直流消防电源63连接有直流输出单元61，直流输出单元61再通过充放电电路与备用电池模块64连接，备用电池模块64分别与开窗器和控制箱连接，用于市电断电后切换至备用电池模块给开窗器和控制箱供电。
如图4所示，电源单元206还包括检测电路62，检测电路62包括电压检测单元和电流检测单元，所述检测电路62包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的第一通道用于连接电流检测单元，所述运算放大器U1的第二通道用于连接电压检测单元；
运算放大器U1的第一通道的正输入端IN1+通过第一电阻R1连接有第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极连接到电流检测单元，第一二极管D1的阴极还通过第二电阻R2接地，运算放大器U1的第一通道的正输入端IN1+通过第一电容C1接地；
运算放大器U1的第一通道的负输入端IN1-通过第三电阻R3接地，运算放大器U1的第一通道的负输入端IN11-还通过第四电阻R4连接到运算放大器U1的第一通道的输出端OUT1，运算放大器U1的第一通道的输出端OUT1连接有第五电阻R5的第一端，第五电阻R5的第二端连接到微控制器U2的A/D输入端；第五电阻R5的第二端还通过并联连接的第二二极管D2和第三电容C3接地；运算放大器U1的第一通道的输出端OUT1还通过第二电容C2接地；
运算放大器U1的第二通道的正输入端IN2+通过串联连接的电感L、第七电阻R7和第六电阻R6连接到直流消防电源63；电感L和第七电阻R7的连接点通过并联连接的第五电容C5、第四电容C4和第八电阻R8接地；第七电阻R7和第六电阻R6的连接点连接到备用电池模块64；
运算放大器U1的第二通道的负输入端IN2-通过第九电阻R9接地，运算放大器U1的第二通道的负输入端IN2-还通过第十电阻R10连接到运算放大器U1的第二通道的输出端OUT2，运算放大器U1的第二通道的输出端OUT2连接有第十一电阻R11的第一端，第十一电阻R11的第二端连接到微控制器U2的A/D输入端；第十一电阻R11的第二端还通过并联连接的第三二极管D3和第七电容C7接地；运算放大器U1的第二通道的输出端OUT2还通过第六电容C6接地。
检测电路中加入电容、电感设计的滤波电路可实现对电路中电压、电流的冲击保护，供电单元具备防冲击功能。保护一：电流输出过载20%（60A），关闭开窗器执行单元输出；保护二：交流输入电压超出（10%）范围关闭输出；直流欠压（小于23.2V）关闭输出。
遥控单元204，还用于实现对***的远程控制；利用无线电信号对远方的控制箱进行操作，接收到无线信号后解调出数据指令然后控制电机驱动开窗器对窗户进行开启或关闭。
主控单元使用STM32微控制器，接收信号采集单元中的传感器部分中烟雾传感器的烟雾信号、风雨传感器中的风雨信号以及紧急开关的紧急信号，接收到特定的信号后进行自动开启或关闭，主控单元还预设备用传感器接口。
传感器信号通过数据总线传输到所述的主控单元中的STM32微控制器实现自动响应，而紧急开关是当紧急按钮玻璃破碎（由断路变成短路）后，控制箱接收到短路信号后，触发联动灯声光报警并输出DC24V打开开窗器。风雨感应器：当风雨感应器触发后，发送信号给控制箱，控制箱关闭开窗器。烟雾感应器：当烟感应器触发后，发送信号给控制箱，控制箱打开开窗器。风雨感和烟感的电源由控制箱提供。主控单元中还包括DC12V输出模块。
控制逻辑优先级为：手动开关与遥控单元的优先级最大，称为第一优先级，可在任何情况下生效；次之为消防、紧急、烟雾信号，三种信号控制下，窗户开启排烟排热，但此时若控制单元接收到风雨信号，风雨信号控制下的关窗无反应，若同时接收到手动信号，手动信号反应消防、紧急、烟雾信号不反应，在此将消消防、紧急、烟雾信号称为第二优先级信号；最后为风雨信号，接收到外界风雨信号后关闭窗户，若此时接收到第一优先级信号与第二优先级信号，第一优先级反应，若此时接收到第二优先级信号，第二优先级反应，在此将风雨信号称之为第三优先级信号。
触屏单元采用MCGS7062Ti嵌入式触摸屏，通过RS232总线与控制箱的主控单元电连接，采用DC24V供电。触摸屏组态采用标准MODBUSRTU设备。上位机为触摸屏下位机为控制箱主控单元。上位机与下位机之间通信采用MODBUS协议，传输模式采用ASCII模式。
在ASCII模式下，报文中的每个8位字节以两个ASCII字符发送，报文必须以一个冒”：”（ASCII 十六进制3A）开始，以回车-换行符(ASCII 十六进制0D-0A)结束，使得STM32微控制器可以轻松判断一帧报文的开始和结束，并且每帧报文的数据长度都是相同的。
在触摸屏中可以实现定时操作，MCGS嵌入式触摸屏在组态软件中通过软件设置中加入定时操作构件，可以通过MODBUS数据帧实现定时发送开/关/停指令到主控单元201，由主控单元201输出到开窗器执行单元207。
窗户角度的自由开启可由触摸屏实现；通过记录不同开窗器的行程时间，以及最大开启角度。在MCGS组态环境中通过触摸屏中的滑块构件可以实现。
如图8所示，MCGS组态环境的滑块构件包括滑动条701、可滑动滑块702、滑动条的最大值703，在MCGS组态环境中设置开窗器的最大运行时间，通过调节滑块702设置开窗器开启的时间，触摸屏再通过MODBUS通信协议发送开启运行时间到主控单元201，由主控单元输出到开窗器执行单元207。通过对开窗器运行时间的设置实现对角度的控制。
基于图9可以看到MODBUS数据帧的结构图，通信报文帧，一帧有16个字节，第1、2字节为每个控制箱的地址；第3、4字节存放触摸屏与主控单元201之间要进行的操作即功能码，中间的几位为数据位分别用来对传感器信号的读取操作、对控制箱连接的开窗器操作、时间等等。最后为校验位采用CRC循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check）的方式。
遥控单元204是指控制箱的控制方式增加遥控器控制，遥控单元204分为发射和接收两个部分，接收部分采用超再生接收方式。使用者可使用遥控器进行控制操作。利用无线电信号对远方的控制箱进行操作，接收到无线信号后处理器解调出数据指令然后控制电机驱动开窗器对窗户进行开启或关闭。
遥控单元204是远程操作的一种方式，另一种方式便是通过人机界面进行操作。用户登录界面后通过云控***找到需要控制的控制箱，通过在浏览器中界面的操作发送开关指令，控制箱接受指令后进行开关操作。第三种则为通过短信方式发送特定的短信指令到主控单元201。
开窗器与直流消防电源63连接。通过直流消防电源63倒相来实现开窗器电机的正反转，即开窗器的开关窗动作，内部电路采用无触点双向有源全桥方式。
电源单元206分为两部分一部分为外界的市电AC220v电源经过所述电源单元中的电源转换模块变成输出DC27.5V消防电源，提供开窗器和控制箱使用，开窗器与控制箱供电分开设置。第二部分为备用电池模块64，在AC220V停电后，能自动切换到备用电池模块64继续控制开关窗。
电源单元206还实现对电路***的检测报警，在AC220V电源入箱处添加交流互感器检测交流电，然后将交流互感器的数据通过总线接入到主控单元201中。经过STM32微控制器判断将电源状态反映面板单元203中，若有异常则将信号发送到报警单元205。主控单元201实时更新数据到智能云控服务器子***中，触屏单元411实时查询相关的电源状态并在触屏中显示。
电源单元206的设计中加入电流传感器，可检测电路电流（包括AC220V主电源电路电流、以及直流消防电源27.5V输出电路电流）。
报警单元205实现了报警信号的远程传输。当主控单元201收到报警信号时通过与STM32微控制器相连的GSM模块通过电话或/和短信的方式发出报警信号。使用者可远程获知控制箱的报警信息。
在网络状态不佳的情况下采用短信方式控制主控制箱，用户通过短信发送特定指令，主控制箱接受短信解码后驱动开窗器执行单元207。
***包括智能云服务器子***、控制箱子***，控制箱子***由一系列主控制箱和分控制箱组成的***网络构成；智能云服务器子***由作为数据存储的服务器和人机界面构成，用户通过智能终端（手机、平板、电脑）通过浏览器，登录web人机界面。不同权限的用户有不同的操作权限，可在人机界面进行不同内容的查看（控制箱运行状态、报警记录、故障类型、历史操作等），管理人员通过人机界面发送操作指令给控制箱子***进行窗控***的管理。
控制箱子***与智能云服务器子***传送数据通过GPRS通信协议传送数据，数据内容包括主控制箱的ID号码、控制箱连接的信号采集单元的监测数据、控制箱的电压电流状态。
控制箱的通信协议的数据帧结构为：#@(1)(2)(3)...(n)%%XX(CR)(LF)；
#@：传输指令的开端符号及语句格式说明(本句为下位机与上位机***下行通信数据)。
(1) 密码，从000000到999999(首位0也将传送)。
(2) 主控制箱的ID号码。
(3) 指令代码，从00到99 (首位0也将传送)。
(4) …
(5) …
%%语句结束标志符。
“XX”CRC冗余校验。
<CR> 回车。
<LF> 换行。
下位机到***上行通信协议：
格式：#@ (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8) %%XX (CR)(LF)
#@：传输指令的开端符号 (本句为下位机和***上传通信数据)：
(1) 下位机 ID共11位。例如：25000012345。其中250000代表地区邮政编码、12345代表地区的第12345号箱子。
(2) 主控制箱运行状态（是否故障、是否开启/关闭），从0到9 ，共1个字节。
(3) 分控制箱运行是否存正常，从0到9 ，共1个字节。
(4) 控制箱AC220V主电源电压，float型数据，精确到小数点后2位。
(5) 蓄电池电压，float型数据，精确到小数点后2位。
(6) 控制箱报警类型，int型数据。
(7) 控制箱烟雾传感器检测信号，从0到1 ，共1个字节。
(8) 控制箱风雨传感器检测信号，从0到1 ，共1个字节。
(9) SIM900A信号质量。0~31，99。
%%语句结束标志符。
“XX”CRC冗余校验。
<CR> 回车。
<LF> 换行。
如图10所示，控制箱子***通过控制箱ID号来链接；主控制箱与分控制箱连接方式为总线型拓扑结构方式连接，总线型拓扑结构的数据传输是广播式传输结构。本发明中的广播式网络在网络中只有一个单一的通信信道，由这个网络中所有的控制箱所共享。即多个计算机连接到一条通信线路上的不同分支点上，任意一个节点所发出的报文分组被其他所有节点接受。发送的分组中有一个地址域，指明了该分组的目标接受者和源地址，DTE数据终端设备，DCE为数据通信设备。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，其特征在于，包括：控制箱子***(2)和智能云控服务器子***(1)；
控制箱子***(2)包括信号采集单元(202)、若干开窗器执行单元(207)和若干控制箱，开窗器执行单元(207)和信号采集单元(202)分别与控制箱连接，所述控制箱包括具备级联功能的主控制箱和分控制箱，主控制箱控制所有分控制箱；智能云控服务器子***(1)包括信息数据存储所用的服务器(3)、人机界面和用户登录人机界面所使用的终端设备(4)；
控制箱子***(2)将数据传送到服务器(3)的数据库中，用户将通过终端设备(4)登录人机界面，调用数据库中的信息，进行操作查看；
控制箱包括主控单元(201)，所述主控单元(201)连接有电源单元(206)；
电源单元(206)包括直流消防电源(63)和备用电池模块(64)；
所述电源单元(206)还包括检测电路(62)，检测电路(62)包括电压检测单元和电流检测单元，所述检测电路(62)包括运算放大器(U1)，所述运算放大器(U1)的第一通道用于连接电流检测单元，所述运算放大器(U1)的第二通道用于连接电压检测单元；
运算放大器(U1)的第一通道的正输入端(IN1+)通过第一电阻(R1)连接有第一二极管(D1)的阴极，第一二极管(D1)的阳极连接到电流检测单元，第一二极管(D1)的阴极还通过第二电阻(R2)接地，运算放大器(U1)的第一通道的正输入端(IN1+)通过第一电容(C1)接地；
运算放大器(U1)的第一通道的负输入端(IN1-)通过第三电阻(R3)接地，运算放大器(U1)的第一通道的负输入端(IN11-)还通过第四电阻(R4)连接到运算放大器(U1)的第一通道的输出端(OUT1)，运算放大器(U1)的第一通道的输出端(OUT1)连接有第五电阻(R5)的第一端，第五电阻(R5)的第二端连接到微控制器(U2)的A/D输入端；第五电阻(R5)的第二端还通过并联连接的第二二极管(D2)和第三电容(C3)接地；运算放大器(U1)的第一通道的输出端(OUT1)还通过第二电容(C2)接地；
运算放大器(U1)的第二通道的正输入端(IN2+)通过串联连接的电感(L)、第七电阻(R7)和第六电阻(R6)连接到直流消防电源(63)；电感(L)和第七电阻(R7)的连接点通过并联连接的第五电容(C5)、第四电容(C4)和第八电阻(R8)接地；第七电阻(R7)和第六电阻(R6)的连接点连接到备用电池模块(64)；运算放大器(U1)的第二通道的负输入端(IN2-)通过第九电阻(R9)接地，运算放大器(U1)的第二通道的负输入端(IN2-)还通过第十电阻(R10)连接到运算放大器(U1)的第二通道的输出端(OUT2)，运算放大器(U1)的第二通道的输出端(OUT2)连接有第十一电阻(R11)的第一端，第十一电阻(R11)的第二端连接到微控制器(U2)的A/D输入端；第十一电阻(R11)的第二端还通过并联连接的第三二极管(D3)和第七电容(C7)接地；运算放大器(U1)的第二通道的输出端(OUT2)还通过第六电容(C6)接地。
2.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，其特征在于，所述主控单元(201)还连接有报警单元(205)和触屏单元(411)；开窗器执行单元(207)和信号采集单元(202)分别与所述主控单元(201)连接；
所述主控单元(201)为嵌入式***部分，用于接收触屏单元(411)、信号采集单元(202)、报警单元的信号进行处理后输出到触屏单元(411)；主控单元(201)对开窗器执行单元(207)和报警单元(205)做出相应指令；
所述信号采集单元(202)包括烟雾传感器、风雨传感器、可燃气体传感器和紧急开关，信号采集单元(202)将检测到相应的信号传输到主控单元(201)；
报警单元(205)，用于主控单元(201)接收到报警信号时发出报警；
所述开窗器执行单元(207)包括与控制箱电连接的电机和电机驱动的开窗器；主控单元通过控制电机驱动不同的开窗器进行窗户的开关；
所述触屏单元(411)，采用MODBUS通信协议与控制箱的主控单元(201)进行通信，触屏单元(411)显示控制箱的运行状态，用于实现对信号采集单元(202)采集参数的显示、开窗器角度自由控制、定时开关。
3.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，其特征在于，
所述主控单元(201)包括STM32微控制器(U2)；
触屏单元(411)为MCGS7062Ti嵌入式触摸屏，通过RS232总线与控制箱的主控单元(201)电连接；
MCGS7062Ti嵌入式触摸屏通过在组态软件设置中加入定时操作构件，通过MODBUS数据帧实现定时发送开/关/停指令到主控单元(201)，通过触摸屏中的滑块构件实现窗户角度的自由开启；由主控单元(201)控制开窗器执行单元(207)。
4.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，其特征在于，控制箱还包括面板单元(203)和遥控单元(204)；面板单元(203)和遥控单元(204)分别与主控单元(201)连接；
所述遥控单元(204)包括遥控器，用于通过遥控器实现控制箱的开、关、停；
面板单元(203)包括不同功能的指示灯以及手动操作钥匙开关；所述主控单元(201)还用于接收面板单元(203)的信号进行处理后输出到触屏单元(411)。
5.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，其特征在于，控制箱包括控制箱箱体(501)和箱盖(401)，控制箱的箱体(501)内上部分为两层，上层为主控单元设置区域(503)，下层为电源单元设置区域(504)，控制箱内底部设有备用电池模块设置区域(502)，控制箱箱体侧面(506)上还设有雨淋窗(509)。
6.根据权利要求5所述的一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，其特征在于，箱盖(401)上设有安装螺孔(402)和控制面板；控制面板上设有面板单元(203)和触屏单元(411)；触屏单元(411)为MCGS嵌入式触摸屏；
面板单元(203)包括开窗旋钮(413)、关窗旋钮(414)、停止旋钮(415)、自动/手动旋钮(416)、启动指示灯(403)、联动指示灯(404)、受控指示灯(405)、故障指示灯(406)、自动指示灯(407)、电池状态指示灯(408)、交流电源指示灯(409)、控制箱的钥匙锁(410)和扬声器(418)；扬声器(418)与报警单元(205)连接；
启动指示灯(403)，用于指示消防控制装置运行时启动灯亮；
联动指示灯(404)，用于主控单元收到消防信号时，指示联动声光报警；
受控指示灯(405)，用于指示开窗器运行时，受控灯亮；
故障指示灯(406)，用于指示故障灯亮且报警；
自动指示灯(407)，用于指示自动/手动旋钮调到自动位时灯亮；
电池状态指示灯(408)，用于指示备用蓄电池的状态；
交流电源指示灯(409)，用于指示控制箱的交流电源接入通电时灯亮；
控制箱的钥匙锁(410)，用于限制操作权限。
7.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，其特征在于，所述直流消防电源(63)内部设有电源转换模块，电源转换模块将市电转换成直流消防电源(63)，直流消防电源(63)分别给开窗器和控制箱供电；
直流消防电源(63)连接有直流输出单元(61)，直流输出单元(61)再通过充放电电路与所述备用电池模块(64)连接，备用电池模块(64)分别与开窗器和控制箱连接，用于市电断电后切换至备用电池模块给开窗器和控制箱供电。
8.根据权利要求4所述的一种基于嵌入式触摸屏与云控***的消防控制***，其特征在于，遥控单元(204)，还用于实现对***的远程控制；利用无线电信号对远方的控制箱进行操作，接收到无线信号后解调出数据指令然后控制电机驱动开窗器对窗户进行开启或关闭。
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