【2017年整理】基于CAN总线的复合型火灾报警探测器设计.docxVIP

第13卷第3期Vol.13 No.32011年3月Electronic Component Device ApplicationsMar. 2011doi:10.3969/j.issn.1563-4795.2011.03.008基于CAN总线的复合型火灾报警探测器设计秦明芝， 郭栋(同济大学中德学院， 上海200092)摘要： 介绍了一种基于CAN总线的火灾自动报警控制系统的设计方案， 给出了系统总体设计和基于感温感烟复合式火灾探测器的火灾报警控制器的软硬件设计原理。 该火灾报警控制系统具有容量大、 通信距离远、 数据传输速度快、 组网方便等优点。关键词： 火灾自动报警； 复合型火灾报警探测器； CAN总线0引言强系统的驱动能力， 增大通信距离， 提高系统的瞬 时 抗 干扰 能 力 ， 保 护 总 线 ， 降 低 射 频 干扰随着城市现代化建设进程的加快发展， 城市抗御火灾的综合实力也在不断增强。 火灾自动探测与报警技术就是将传感技术、 通讯技术和智能化信息处理技术应用于火灾预防的一项综合性技术， 该技术具有速度快、 实时性好、 可直接与城市119消防中心的计算机联网等突出优点。 其中CAN总 线 具 有 高 可 靠 性 和 适 合 远 距 离 传 输 的 优点。 CAN总线与火灾自动报警系统相结合， 突破了 传统 温 度 监 测 的 瓶颈 ， 它 可在 探 测器 内 加 进MCU， 从 而 对 火 灾 特 征 信 号 直 接 进 行 分 析 和 判断， 并将结果传送给控制器。 这种高效、 数字、开放的分布式火灾报警系统是一种很好的复合型火灾报警的尝试。(RFI) 等。 当火灾发生时， 可通过上位PC 机的报警来获得火灾发生的时间及地点， 同时通过119火灾智能报警器自动与消防指挥中心联络， 从而实现无人值守； 另一方面， 可利用消防联动控制系统根据联动控制盘的指令自动启动消防设施，以达到灭火的目的。 此外， 上位PC机还具有系统参数 (如波特率、 报文标识与屏蔽等) 设置、 监视状态设置、 数据发送、 数据请求、 节点状态查询 等 功 能 。 而 各 个 下 位 节 点控 制器主 要是通过CAN 总线接收上位机的各种操作控制命令和参数设定， 实时采集现场监测到的火灾报警信号等。事实上， 各个下位智能节点间也可通过CAN 总线网络相互发起通信， 以进行信息交换。1系统结构图 1 所示 为 管 理 计 算 机 和 智 能 节 点 组成 的CAN总 线 火 灾 自 动 报 警 系 统 的 两 层 网 络 结 构 框图。 由图可见， 该系统由上位监控机、 CAN通信适配卡和多个智能节点组成。 采用CAN总线作为通信网络来将各节点连接成一个分布式智能监控系统。 其中单片机主要完成现场传感器的信号采集及对系统计算及信息的处理等； CAN总线控制器主要用于系统的通信； CAN收发器主要用于增收稿日期：2010-093 图1基于CAN总线的火灾自动报警系统结构框图第13卷 第3期2011年3月设计参考Vol.13 No.3Mar. 201122.1硬件设计智能节点设计线。 红外线接收管接收红外线后， 接着对接收到的一定频率的信号进行比较、 整形， 滤波处理，再输出一定频率范围的电压信号。 利用锁相环电图2所示是本系统的硬件结构图。 本系统的上位监控机采用抗干扰能力很强的工业PC机， 并以TJA1050芯 片 作 为CAN 收 发 器 ， 以SJA1000芯片作为CAN 总线控制器， AT89S52单片机作为节点控制器， 同时将其与火灾传感器相连。 温度传感器采集的信号经过处理后传给AD0809芯片进路对所接收到的放大信号进行锁频， 然后， 再调节RC的中心频率来 “识别” 信号。 无信号输入或者输入信号与中心频率不匹配时， 系统便输出高电平； 而当输入信号达到设定的中心频率时，系统 便 输 出 低 电 平信 号 。 该 信 号直接接入AT89S52。行A/D转换， 然后 再 传 给AT89S52。 烟 雾 传 感 器的逻辑信号可直接传给AT89S52。 单片机可结合3软件设计两 路 信 号 进 行 火 灾 分 级 报 警 处 理 。 SJA1000 的TXD 和 RXD 相 应 的 连 到 TJA1050 的 TXD 和 RXD。火灾探测器采集的信号经单片机处理后的报警信号传给SJA1000， 再经过验收滤波后上传到CAN总线， 由CAN通信适配卡传给PC机显示， 这样，PC机就可以得到产生报警的报警器序号。 同时，PC机上的数据也可通过SJA1000返传回单片机进行 控 制 ， 这 个 传 输 无 需 SJA1000 的 验 收 滤 波 。CAN一般可通过中断来接发数据。本火灾自动报警系统的软件设计流程如图3所示。