总线系统及用于操作此类总线系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种总线系统(1)，其包括控制单元(2)和至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)。所述控制单元(2)被分配有分别被设计来发送和接收数据的至少两个数据通信接口(2.1，2.2)。所述至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)包括具有分别被设计来发送和接收数据的至少两个数据通信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)的总线耦合器。所述控制单元(2)和所述至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)分别通过它们的数据通信接口以及对应的两点连接(8)连接在一起以形成环形拓扑。其中，所述至少一个总线节点的所述总线耦合器被设计成直接地且无延迟地发送并因而转发在其至少两个数据通信接口的一个数据通信接口接收的数据，所述总线耦合器通过其其他数据通信接口发送并因而转发数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及总线系统，该总线系统特别是用于监视和/或控制火灾报警、灭火和/或减氧系统的组件的总线系统。本专利技术进一步涉及用于操作此类总线系统的方法。火灾报警系统的任务是尽可能早地检测火灾，并触发信号和通知，使得能够发起合适的措施。从而，为了在火灾的情况下，确保适当的信号发送能够及时发生，功能可靠对于火灾报警系统是很必要的。通常出现的情况是，火灾报警系统不仅被设计成发送火灾危险信号，还被设计来检测火灾危险，且甚至被设计来在合适的时候采取合适的措施。因此火灾报警系统通常由许多相互连接的组件组成，如自动火灾报警器、手动火灾报警器、声学或光信号发送设备或者灭火系统组件。这些组件通过一个或多个传输路径连接至中央火灾报警控制面板。为了此目的，使用环形总线系统连接火灾报警系统的组件至中央火灾报警控制面板和/或在防火领域中已知的控制单元。能够看出环形总线的优势在于即使在短路或开路的情况下，所有连接的总线节点也能继续保持对控制单元响应。在本文中，引用印刷公开的EP1363261A1，其公开了危险报警系统的环形总线系统。但是，在防火领域中，从现有技术已知的环形总线系统表现出由于总线系统的带宽受限而导致的在实际使用中的缺点。受限的带宽引起所有连接至环形总线系统的组件的(比如用于状态轮询(报警/故障状态)的)典型查询时间总计为几秒。在线路失效后，用于环形总线系统的典型重启时间是在1至5分钟的范围内。尽管根据EN54-13标准(2005年8月)，这些响应时间对于火灾报警系统的运行是完全足够的，但该响应时间不适用于以足够的分辨率或采样来检测连接至总线系统的传感器(例如减氧系统的气体传感器)的模拟值。按照如EN12094-1或VdS2496，现有技术中已知的环形总线系统的响应时间也不满足用于灭火系统的电气控制和延迟设备(ECD)的基于时间的要求。以这些问题为基础，本专利技术基于上述总线系统和从现有技术中已知的总线系统的进一步发展的任务，达到在确保所有总线节点即使在开路的情况下也为连续可访问性的同时，能提改进总线系统响应时间的目的。此外，详细说明了对应的用于操作这样的总线系统的方法。对于总线系统，这个任务被独立权利要求1的主题所解决，并且对于所述方法，这个任务被独立权利要求8的主题所解决。本专利技术方案的优选的实施方式在从属权利要求中表明。相应地，特别地提出了总线系统，该总线系统包括控制单元(也称为回路控制器)，以及至少一个且优选地多个作为总线节点连接至总线系统中的外围设备。这些外围设备(总线节点)在火灾报警系统的特定组件中，且特别包含火灾报警器、报警设备(如根据EN54-系列标准)、用于激活灭火系统的阀门以及(如根据EN12094-系列标准的)灭火系统组件的传感器反馈组件，而且还包含例如传感器，特别是减氧系统的气体传感器，比如氧气传感器。根据本专利技术，总线系统的控制单元优选为连接至中央火灾报警控制面板，其包括至少两个独立实现的数据通信接口(下文中也称为“端口”)，从而该至少两个数据通信接口中的每个数据通信接口分别被设计成发送和接收数据。每个外围设备(总线节点)包括所谓的总线耦合器，借助于总线耦合器外围设备(总线节点)连接至总线系统。为了这个目的，每个总线耦合器具有至少两个独立实现的数据通信接口(端口)，每个数据通信接口例如与控制单元的数据通信接口一样被设计成发送和接收数据。在本专利技术的总线系统中，控制单元和连接至总线系统的单个外围设备的总线耦合器通过它们各自的数据通信接口和对应的两点连接来连接在一起以形成环形拓扑。单个两点连接组成独立总线线段，独立总线线段的至少部分能够被设计为有线的和/或光的数据传输信道。于此使用的术语“环形拓扑”涉及网络或连接结构，其中，在一个两点连接中，两个节点在各种情况下彼此连接以形成闭合环路。发送的数据(信息)，例如从控制单元发送的数据，在环形拓扑中从节点中继到节点直到到达其目的地点。从而每个总线节点能够同时作为所谓的“中继器”工作，因此能够实现大距离的桥接。本专利技术的方案特别地提供了每个单个总线节点(外围设备)的每个总线耦合器被配置成通过该总线耦合器的至少两个数据通信接口的其他数据通信接口直接地和无延迟地发送并因而转发由控制单元所发送且在总线耦合器的至少两个数据通信接口中的一个数据通信接口接收的数据。换句话说，每个总线节点无任何延迟地转发所接收的数据至其他总线节点。本专利技术的方案特别地提供了每个总线节点(外围设备)的总线耦合器被配置成一般地(特别是响应于之前从控制单元接收的总线节点编址数据或命令)通过总线耦合器的至少两个数据通信接口在反向环形拓扑的方向上发送数据至控制单元。换句话说，当总线系统的控制单元发送数据(特别是具有确认/响应请求的数据)至特定总线节点时，在环形拓扑的两个方向发送该总线节点的返回或响应信号至控制单元。本专利技术的方案的可获得的有益效果特别是能够在操作期间以及重启系统时，从总线系统的可实现的响应时间(相比于现有技术已知方案)的提高中看出。同时，保证了即使在开路的情况下，控制单元将仍能与所有总线节点通信。为了这个目的，本专利技术的一个方面提供了单个总线节点的总线耦合器，该总线耦合器包括发送/接收切换单元，该发送/接收切换单元被设计为优选地自动检测至少在总线耦合器的至少两个数据通信接口中的一个数据通信端口接收的数据的开始，并且优选为在检测到在总线耦合器的至少两个数据通信接口中的一个数据通信接口的数据接收的开始时，自动连接各个数据通信接口的接收线路至其他数据通信接口的发送线路。这样做保证了在控制单元和外围设备之间的快速响应通信和无延迟数据转发。本专利技术总线系统的后面引用的发展的一个优选的实现提供了发送/接收切换单元优选地包括逻辑模块和/或微控制器。根据本专利技术的另一方面，前面引用的总线耦合器的发送/接收切换单元或控制单元分别被设计成优选为自动检测至少在至少两个数据通信接口中的一个数据通信接口的数据接收的结束，并在检测到数据接收的结束时，断开各个数据通信接口的接收线路至各个其他数据通信接口的发送线路的连接。为了不仅能保证无延迟数据转发，还能直接与总线系统的总线节点通信，本专利技术的另一方面提供了至少一个总线节点，其包括总线耦合器外部的处理单元，该处理单元由逻辑模块和/或微控制器形成。总线耦合器的发送/接收单元进一步被设计成优选为当在总线耦合器的至少两个数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于监测和/或控制火灾报警和/或灭火系统的组件的总线系统(1)，其中所述总线系统(1)包括以下：控制单元(2)，其具有分别被设计成发送和接收数据的至少两个数据通信接口(2.1，2.2)；以及至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)，其为火灾报警、灭火和/或减氧系统的组件的形式，其中所述总线节点(3.1，3.2，3.3)包括总线耦合器(11)，所述总线耦合器(11)具有分别被设计成发送和接收数据的至少两个数据通信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)；其中，所述控制单元(2)和所述至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)通过它们的数据通信接口(2.1，2.2；3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)以及对应的两点连接(8)分别连接在一起以形成环形拓扑，以及其中，所述至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)的所述总线耦合器(11)被设计成通过其至少两个数据通信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)的另一个数据通信接口直接地发送并因而转发在其至少两个数据通信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)的一个数据通信接口接收的数据，其中所述控制单元(2)被设计成在检测到故障前，经所述至少两个数据通信接口(2.1，2.2)的仅一个数据通信接口发送数据至所述至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)，以及其中，所述至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)被设计以便通过其至少两个数据通信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)在反向环形拓扑的方向发送数据至所述控制单元(2)来响应之前从所述控制单元(2)接收的总线节点编址数据。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.25 EP 13190211.61.用于监测和/或控制火灾报警和/或灭火系统的组件的总线系统(1)，
其中所述总线系统(1)包括以下：
控制单元(2)，其具有分别被设计成发送和接收数据的至少两个数据通
信接口(2.1，2.2)；以及
至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)，其为火灾报警、灭火和/或减氧系
统的组件的形式，其中所述总线节点(3.1，3.2，3.3)包括总线耦合器(11)，
所述总线耦合器(11)具有分别被设计成发送和接收数据的至少两个数据通
信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)；
其中，所述控制单元(2)和所述至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)通
过它们的数据通信接口(2.1，2.2；3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)以
及对应的两点连接(8)分别连接在一起以形成环形拓扑，以及
其中，所述至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)的所述总线耦合器(11)
被设计成通过其至少两个数据通信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)
的另一个数据通信接口直接地发送并因而转发在其至少两个数据通信接口
(3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)的一个数据通信接口接收的数据，
其中所述控制单元(2)被设计成在检测到故障前，经所述至少两个数据通
信接口(2.1，2.2)的仅一个数据通信接口发送数据至所述至少一个总线节
点(3.1，3.2，3.3)，以及
其中，所述至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)被设计以便通过其至少
两个数据通信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)在反向环形拓扑
的方向发送数据至所述控制单元(2)来响应之前从所述控制单元(2)接收
的总线节点编址数据。
2.根据权利要求1的总线系统(1)，其中所述至少一个总线节点(3.1，
3.2，3.3)的所述总线耦合器(11)包括发送/接收切换单元(9)，所述发送/

\t接收切换单元(9)被设计成检测至少在所述总线耦合器(11)的至少两个
数据通信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)的一个数据通信接口
处被接收的数据的开始，以及在在所述总线耦合器(11)的所述至少两个数
据通信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)的一个数据通信接口处
检测到数据接收的开始时，连接各个数据通信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；
3.31，3.32)的接收线路(R1，R2)至其他数据通信接口(3.11，3.12；3.21，
3.22；3.31，3.32)的发送线路(T1，T2)。
3.根据权利要求2所述的总线系统(1)，其中所述总线耦合器(11)
的所述发送/接收切换单元(9)被设计成检测至少在所述至少两个数据通信
接口(2.2，2.2；3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)的所述一个数据通信
接口处的数据接收的结束，以及当检测到数据接收的结束时，断开所述各个
数据通信接口(2.1，2.2；3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)的至各个其
他数据通信接口(2.1，2.2；3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)的发送线
路(T1，T2)的接收线路(R1，R2)连接。
4.根据权利要求2或3的总线系统，其中所述总线耦合器(11)的所
述发送/接收切换单元(9)包括逻辑模块和/或微控制器；和/或
其中所述至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)包括所述总线耦合器(11)
的外部的处理单元(10)，该处理单元(10)通过逻辑模块和/或微控制器形
成，
以及其中所述总线耦合器(11)的所述发送/接收切换单元(9)进一步
被设计成当在所述总线耦合器(11)的所述至少两个数据通信接口(3.11，
3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)的所述一个数据通信接口处检测到数据接收
的开始时，自动连接数据通信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)

\t的接收线路(R1，R2)至所述处理单元(10)的接收线路(R)。
5.根据权利要求4所述的总线系统(1)，其中所述至少一个总线节点
(3.1，3.2，3.3)的所述处理单元(10)被设计成控制所述总线耦合器(11)
的所述发送/接收切换单元(9)，使得所述处理单元(10)的所述发送线路(T)
连接至所述总线耦合器(11)的第一和/或第二数据通信接口(3.11，3.12；
3.21，3.22；3.31，3.32)的发送线路(T1，T2)；和/或
其中所述至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)的所述处理单元(10)被
设计成控制所述总线耦合器(11)的所述发送/接收切换单元(9)以便禁止
所述总线耦合器(11)的所述至少两个数据通信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；
3.31，3.32)的一个数据通信接口的接收线路(R1，R2)至所述总线耦合器
(11)的所述至少两个数据通信接口(3.11，3.12；3.21，3.22；3.31，3.32)
的另一个数据通信接口的发送线路(T1，T2)的自动连接。
6.根据权利要求1至5中任意一项权利要求所述的总线系统(1)，其
中所述至少一个总线节点(3.1，3.2，3.3)被...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·莱翁尼西，
申请(专利权)人：艾摩罗那股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH