消防指示灯智能监控系统三端口网关设计

　　引言

　　随着社会的发展， 大量高密度的特大型建筑不断涌现， 导致火灾逃生通道更为复杂， 加大了火灾发生时的逃生难度。对于消防疏散而言， 怎样在火灾发生时使逃生更安全、更准确、更迅速， 正是时代对建筑防灾提出的新课题。目前消防应急标志灯大多作为单体存在， 无法依据火灾现场的变化， 动态地调整逃生方向指示。此外，应急标志灯的日常维护和检修也存在严重的滞后现象。

　　应急标志灯最主要的作用是能在发生火灾时应急启动，而应急启动的关键在于其电池充放电工作是否正常。依靠人力的维护和检修， 难以及时发现产品问题， 在发生火灾时往往会给逃生疏散指示带来许多盲区。越来越高的公共安全要求使得消防应急标志灯从各自独立工作发展为智能化消防应急灯监控系统。在火灾来临之时，该系统能迅速、准确地收集火警现场的信息， 智能地选择最佳的逃生路线， 通过集中控制消防应急灯具， 以光流、语音、频闪形式， 从听觉、视觉等感观上引导人们正确逃生。系统还可以不间断地巡检智能应急灯具运行状态， 及时发现灯具故障， 提高整个系统的可靠性和应急安全性。

　　图1 展示了采用双环形总线拓扑结构的消防应急灯具智能监控系统， 包括上位监控计算机、中继网关和智能消防应急灯具三级， 通过两级RS-485 环形总线进行相互通信。所有的控制命令都由监控计算机发出， 通过第一级总线环路传送到中继网关， 再由中继网关通过第二级总线环路网络传递至每个灯具， 灯具执行命令后， 依次通过第二级、第一级环路返回执行结果。在该系统中， 监控计算机从火灾报警系统(FANS) 获得火源信息， 智能决策选择最优逃生路线， 通过总线网络将指令信息传递至中继网关， 然后再由中继网关发送至各灯具， 指示安全可靠的逃生通道。

图1 具有双环形总线的消防应急灯系统。

　　总线型拓扑结构简单， 控制方便， 易于扩展， 所以目前大多数消防和门禁系统都是采用这种拓扑结构。环形网络还具有较好的可靠性， 如果环形总线在某处断开， 则可分成两个总线网络， 分别连接到主站的两个接口上， 仍然能够保证主站与从站之间的信息交换， 大大提高了网络传输的可靠性。两级环形总线结构的另一个优点是， 多个环路可并行工作， 均衡并减轻单一总线上的通信负载。

　　在应急状态下， 应急灯及其监控系统有集中供电和独立供电两种方式。在应急状态下， 集中供电系统的每个灯具以及所有中继网关都从同一个专用的应急电源获得工作电源， 而独立供电系统的工作电源由每个灯具或网关自带的电池提供。因此， 监控电池的储能性能及保证电池的可用性都至关重要。通过控制命令可以随时检测电池电压， 也可每月每年定期检查。