CN203178732U - 一种消防信息传输主机板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种消防信息传输主机板，包括嵌入式微控制器，与嵌入式微控制器连接的晶振电路、复位电路、BOOT功能电路、JTAG接口电路、整体功能选择电路、实时时钟电路、电源主备电检测电路、存储器电路、按键输入电路、指示灯接口电路、液晶显示接口电路、声音报警电路、扩展接口电路、光耦保护电路以及串行通信接口电路。本实用新型综合考虑电路板尺寸、具体元器件的布局、布线、光电隔离、电磁兼容，抗干扰等因素，具有可靠性强和稳定性高的特点，实现消防信息的实时可靠传输和报警。

Description

一种消防信息传输主机板

技术领域

本实用新型涉及消防信息传输的技术领域，特别涉及一种消防信息传输主机板。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，功能复杂的高层建筑、人员密集的公共场所、大型厂房仓库越来越多，火灾自动报警***也得到了越来越广泛的应用。但是在实际应用中，现在建筑物中的集散式火灾自动报警***没有发挥出它的最大效能，火警的漏报和误报的现象时有发生，给人们的生命财产安全带来极大的安全隐患。

消防传输设备用于接收来自火灾自动报警器的火灾报警信息并通过网络传输到后台。目前市面上的大多数消防传输设备的功能都比较单一，难以兼容各种产家的火灾自动报警器的接入，同时总线接入方式也较单一，***可扩展性较差。

传统的有线传输的缺点在于导线布局造成的硬件故障较高即信号质量受到导线质量的影响，***稳定性不强；随着当前监控范围和距离的不断加大，用户对产品要求的不断提高，新型元器件与新技术的不断成熟，具有传输质量高、抗干扰能力强等优点的火灾报警传输***越来越受到人们的青睐。

消防电子产品在使用中经常会遇到意外的电压瞬变和浪涌,从而导致主机板的损坏,损坏的原因是主机板中的半导体器件(包括二极管、晶体管、可控硅和集成电路等)被烧毁或击穿。据估计,消防设备的故障有75%是由于瞬变和浪涌造成的。电压的瞬变和浪涌无处不在,电网、雷击等都会产生上万伏的静电感应电压,因此,为了提高主机板的可靠性和稳定性,必须在电路板中加入对电压瞬变和浪涌采取防护措施。浪涌是一种上升速度高、持续时间短的尖峰脉冲。其产生原因是多方面的，诸如：电网过压、开关打火、静电、电源噪声等。

在消防监控传输***中，数据的准确性是非常重要的，火警信息的漏报和误报是决不允许的，否则带来的后果是不堪设想的，所以在火警信息采集端必须首先保证***准确无误地采集火警信息数据。

TVS(Transient Voltage Suppressor)是一种新型高效的吸收电源进线上尖峰脉冲的器件。TVS又称瞬变电压抑制器，事实上是一种特殊的稳压二极管。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度把两端问的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，吸收瞬间大电流，从而把它的两端电压钳制在一个预定的数值上，保护了后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。正因为如此，其防雷效果也很好。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种可靠性强和稳定性高的消防信息主机板。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

本实用新型消防信息传输主机板，包括嵌入式微控制器，与嵌入式微控制器连接的晶振电路、复位电路、BOOT功能电路、JTAG接口电路、整体功能选择电路、实时时钟电路、电源主备电检测电路、存储器电路、按键输入电路、指示灯接口电路、液晶显示接口电路、声音报警电路、扩展接口电路、光耦保护电路以及串行通信接口电路。

优选的，还包括电源供电电路，所述电源供电电路与嵌入式微控制器、晶振电路、复位电路、BOOT功能电路、JTAG接口电路、整体功能选择电路、实时时钟电路、电源主备电检测电路、存储器电路、按键输入电路、指示灯接口电路、液晶显示接口电路、声音报警电路、扩展接口电路、光耦保护电路、串行通信接口电路连接。

优选的，所述光耦保护电路还连接有RS485通信电路、RS232通信电路以及CAN总线通信电路。

优选的，所述RS485通信电路连接有RS485接口保护电路，所述RS232通信电路连接有RS232接口保护电路，所述CAN总线通信电路连接有CAN接口电路。

优选的，所述实时时钟电路还连接有实时时钟备电电路。

优选的，所述串行通信接口电路连接有网络传输接口电路、打印机接口电路以及远程升级电路。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、综合考虑电路板尺寸、具体元器件的布局、布线、光电隔离、电磁兼容，抗干扰等因素，具有可靠性强和稳定性高的特点，实现消防信息的实时可靠传输和报警。

2、本实用新型的主机板兼容多种火灾报警信息的总线接入方式，包括RS232总线、RS485总线和CAN总线，具有灵活性高和扩展性强的优点。

附图说明

图1是消防信息传输主机板电路原理结构连接框图；

图2是消防信息传输主机板上单元电路的布局设计框图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，所述消防信息传输主机板包括电源供电电路27、嵌入式微控制器1、晶振电路2、复位电路3、BOOT功能电路4、JTAG接口电路5、整体功能选择电路6、实时时钟电路7、电源主备电检测电路8、实时时钟备电电路9、存储器电路10、按键输入电路11、指示灯接口电路12、液晶显示接口电路13、声音报警电路14、扩展接口电路15、光耦保护电路16、RS485通信电路17、RS232通信电路18、CAN总线通信电路19、串行通信接口电路23、RS485接口保护电路20、RS232接口保护电路21、CAN接口保护电路22、网络传输接口电路24、打印机接口电路25、远程升级电路26。

所述主机板将以上所述的所有单元电路集成在同一块的主机板上，在设计电路时加入保护电路和隔离电路，同时印刷电路板采用合理的元器件布局，规范的布线，以达到静电屏蔽、抗电磁干扰，防浪涌等目的，同时使得主机板整体整洁美观，提供了其稳定性。

所述电源供电电路27分别与嵌入式微控制器1、晶振电路2、复位电路3、BOOT功能电路4、JTAG接口电路5、整体功能选择电路6、实时时钟电路7、电源主备电检测电路8、实时时钟备电电路9、存储器电路10、按键输入电路11、指示灯接口电路12、液晶显示接口电路13、声音报警电路14、扩展接口电路15、光耦保护电路16、RS485通信电路17、RS232通信电路18、CAN总线通信电路19、串行通信接口电路23、RS485接口保护电路20、RS232接口保护电路21、CAN接口保护电路22、网络传输接口电路24、打印机接口电路25、远程升级电路26相连接。

所述嵌入式微控制器1分别与晶振电路2、复位电路3、BOOT功能电路4、JTAG接口电路5、整体功能选择电路6、实时时钟电路7、电源主备电检测电路8、存储器电路10、按键输入电路11、指示灯接口电路12、液晶显示接口电路13、声音报警电路14、扩展接口电路15、光耦保护电路16、串行通信接口电路23相连接。

所述RS485通信电路17分别与光耦保护电路16和RS485接口保护电路20相连接，通过光耦保护电路实现RS485通信电路17与嵌入式微控制器1之间的光电隔离和电平转换，通过RS485接口保护电路消除电压瞬变和浪涌的干扰，有效地保护主机板免受损坏。

所述RS232通信电路18分别与光耦保护电路16和RS232接口保护电路21相连接，通过光耦保护电路实现RS232通信电路18与嵌入式微控制器1之间的光电隔离和电平转换，通过RS232接口保护电路消除电压瞬变和浪涌的干扰，有效地保护主机板免受损坏。

所述CAN通信电路19分别与光耦保护电路16和CAN接口保护电路22相连接，通过光耦保护电路16实现CAN通信电路19与嵌入式微控制器1之间的光电隔离和电平转换，通过CAN接口保护电路消除电压瞬变和浪涌、雷击的干扰，有效地保护主机板免受损坏。

所述网络传输接口电路24与串行通信接口电路23相连，通过外接GPRS/GSM模块、串口联网服务器模块或工业调试解调器，实现GPRS、以太网、电话线方式远程传输消防数据。

所述打印机接口电路25与串行通信接口电路23相连，外接微型热敏打印机。

所述实时时钟电路7分别与嵌入式微控制器1和实时时钟备电电路9相连。采用32.768kHz晶振提供时钟信号，主机板掉电时由时时钟备电电路采用纽扣电池供电，保证时钟的实时性。

所述存储器电路10与嵌入式微控制器1相连，采用I2C总线方式与微控制器通信，用于实现权限密码和事件信息的存储。

所述声音报警电路14与嵌入式微控制器1相连，电路主芯片采用音乐芯片，能实现四声报警。

所述按键输入电路11与嵌入式微控制器1相连，提供10根输入线接入，可实现6*4，5*5等矩阵键盘编码方式。

所述指示灯接口电路12与嵌入式微控制器1相连，提供20路指示灯输出。

所述液晶显示电路13与嵌入式微控制器1相连，提供SPI接口与液晶显示器相连。

所述整体功能选择电路6与嵌入式微控制器1相连，可通过跳线帽短接的方式实现主机板功能的切换。

所述复位电路3与嵌入式微控制器1相连，能够通过按键实现主机板***的硬复位。

所述电源主备电检测电路8与嵌入式微控制器1相连，同时外接***主电源和备电电源。

所述BOOT功能电路4与嵌入式微控制器1相连。

所述JTAG接口电路5与嵌入式微控制器1相连，用于***程序的调试和下载。

所述扩展接口电路15与嵌入式微控制器1相连，用于主机板功能的扩展。

为了达到静电屏蔽、抗电磁干扰、提高主机板的稳定性、增加主机板的整体美观等目的，所述主机板的印刷电路板采用合理的元器件布局，规范的布线。图2所示，为消防信息传输主机板上单元电路的布局设计框图。所有单元电路均合理地分布在所述主机板的印刷电路板29上。其中嵌入式微处理器1位于印刷电路板29左侧中央，嵌入式微处理器1的左边从上到下分别为：整体功能选择电路6、复位电路3、BOOT功能电路4、JTAG接口电路5；右边从上到下为晶振电路2、实时时钟电路7；上面为扩展接口电路15，下面为存储器电路10。扩展接口电路15的右边分别是液晶显示电路13、按键输入电路11、网络传输接口电路24、远程升级电路26、打印机接口电路25。按键输入电路11下面分别为光耦保护电路16、指示灯接口电路12。指示灯接口电路12左侧依次为声音报警电路14、实时时钟备电电路9。网络传输接口电路24的下面依次为串行通信接口电路23、RS484通信电路17、RS232通信电路18、CAN总线通信电路19。远程升级电路26下面依次是RS485接口保护电路20、RS232接口保护电路21、CAN接口保护电路22、电源主备电检测电路8、电源供电电路27。印刷电路板29的大小为15cm*10cm，其四个顶角处各有一个螺丝定位孔28。

所述网络传输接口电路24提供串行通信接口与网络传输模块相连，接口类型为RS232。

所述主机板提供RS232总线、RS485总线和CAN总线协议的火警自动报警控制器接入，其传输线通常暴露于户外，因此极易因为雷击等原因引入过电压，因此主机板必须考虑浪涌、防雷保护。

所述RS232通信电路18用于采集基于RS232总线协议的火灾自动报警信息，通过光耦保护电路16与微控制器连接实现光电隔离；通过在RS232接口保护电路21中加入TVS瞬变电压抑制器保护电路消除浪涌的冲击。

光耦包括电路的作用是实现微处理器和输入信号之间的光电隔离和电平转换，光耦器件通过上拉电阻与微处理器连接，上拉电阻的选择很重要,选择的数值不合理有可能影响整个***的工作，从而造成数据丢失和数据错误的现象。因此需要综合考虑光耦器件的电流传输比，饱和导通电压，传输信号的速率等因素；光耦隔离电路的加入能够有效地抑制输入信号噪声，消除接地回路的干扰，保证火警信息的有效稳定采集，确保数据的准确性。

所述RS485通信电路17用于采集基于RS485总线协议的火灾自动报警信息，通过光耦保护电路16与微控制器连接实现光电隔离；通过在RS485接口保护电路20中加入TVS瞬变电压抑制器保护电路消除浪涌的冲击；光耦保护电路的加入能够有效地抑制输入信号噪声，消除接地回路的干扰，保证火警信息的有效稳定采集，确保数据的准确性。

所述CAN总线通信电路19用于采集基于CAN总线协议的火灾自动报警信息，通过光耦保护电路16与微控制器连接实现光电隔离；通过在CAN接口保护电路22中加入TVS瞬变电压抑制器、放电管多级保护电路消除浪涌的冲击。为了消除由于CAN总线传输过程中由于阻抗不连续和不匹配造成的信号反射而引起信号的失真，CAN终端电阻使用了***终端，即总线端节点的两个终端电阻都被分成两个等值的电阻，用两个电阻代替一个电阻,这样可以有效的减少信号辐射。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种消防信息传输主机板，其特征在于，包括嵌入式微控制器，与嵌入式微控制器连接的晶振电路、复位电路、BOOT功能电路、JTAG接口电路、整体功能选择电路、实时时钟电路、电源主备电检测电路、存储器电路、按键输入电路、指示灯接口电路、液晶显示接口电路、声音报警电路、扩展接口电路、光耦保护电路以及串行通信接口电路。 

2.根据权利要求1所述的消防信息传输主机板，其特征在于，还包括电源供电电路，所述电源供电电路与嵌入式微控制器、晶振电路、复位电路、BOOT功能电路、JTAG接口电路、整体功能选择电路、实时时钟电路、电源主备电检测电路、存储器电路、按键输入电路、指示灯接口电路、液晶显示接口电路、声音报警电路、扩展接口电路、光耦保护电路和串行通信接口电路连接。 

3.根据权利要求1所述的消防信息传输主机板，其特征在于，所述光耦保护电路还连接有RS485通信电路、RS232通信电路以及CAN总线通信电路。 

4.根据权利要求3所述的消防信息传输主机板，其特征在于，所述RS485通信电路连接有RS485接口保护电路，所述RS232通信电路连接有RS232接口保护电路，所述CAN总线通信电路连接有CAN接口电路。 

5.根据权利要求1所述的消防信息传输主机板，其特征在于，所述实时时钟电路还连接有实时时钟备电电路。 

6.根据权利要求1所述的消防信息传输主机板，其特征在于，所述串行通信接口电路连接有网络传输接口电路、打印机接口电路以及远程升级电路。 

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