基于CAN總線(xiàn)的復合型火災報警探測器設計方案

摘要： 介紹了一種基于CAN總線(xiàn)的火災自動(dòng)報警控制系統的設計方案， 給出了系統總體設計和基于感溫感煙復合式火災探測器的火災報警控制器的軟硬件設計原理。該火災報警控制系統具有容量大、通信距離遠、數據傳輸速度快、組網(wǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。

　　0 引言

　　隨著(zhù)城市現代化建設進(jìn)程的加快發(fā)展， 城市抗御火災的綜合實(shí)力也在不斷增強?；馂淖詣?dòng)探測與報警技術(shù)就是將傳感技術(shù)、通訊技術(shù)和智能化信息處理技術(shù)應用于火災預防的一項綜合性技術(shù)， 該技術(shù)具有速度快、實(shí)時(shí)性好、可直接與城市119消防中心的計算機聯(lián)網(wǎng)等突出優(yōu)點(diǎn)。其中CAN總線(xiàn)具有高可靠性和適合遠距離傳輸的優(yōu)點(diǎn)。CAN總線(xiàn)與火災自動(dòng)報警系統相結合， 突破了傳統溫度監測的瓶頸， 它可在探測器內加進(jìn)MCU， 從而對火災特征信號直接進(jìn)行分析和判斷， 并將結果傳送給控制器。這種高效、數字、開(kāi)放的分布式火災報警系統是一種很好的復合型火災報警的嘗試。

　　1 系統結構

　　圖1所示為管理計算機和智能節點(diǎn)組成的CAN總線(xiàn)火災自動(dòng)報警系統的兩層網(wǎng)絡(luò )結構框圖。由圖可見(jiàn)， 該系統由上位監控機、CAN通信適配卡和多個(gè)智能節點(diǎn)組成。采用CAN總線(xiàn)作為通信網(wǎng)絡(luò )來(lái)將各節點(diǎn)連接成一個(gè)分布式智能監控系統。其中單片機主要完成現場(chǎng)傳感器的信號采集及對系統計算及信息的處理等； CAN總線(xiàn)控制器主要用于系統的通信； CAN收發(fā)器主要用于增強系統的驅動(dòng)能力， 增大通信距離， 提高系統的瞬時(shí)抗干擾能力， 保護總線(xiàn)， 降低射頻干擾（RFI） 等。當火災發(fā)生時(shí)， 可通過(guò)上位PC 機的報警來(lái)獲得火災發(fā)生的時(shí)間及地點(diǎn)， 同時(shí)通過(guò)119火災智能報警器自動(dòng)與消防指揮中心聯(lián)絡(luò )， 從而實(shí)現無(wú)人值守； 另一方面， 可利用消防聯(lián)動(dòng)控制系統根據聯(lián)動(dòng)控制盤(pán)的指令自動(dòng)啟動(dòng)消防設施，以達到滅火的目的。此外， 上位PC機還具有系統參數（如波特率、報文標識與屏蔽等） 設置、監視狀態(tài)設置、數據發(fā)送、數據請求、節點(diǎn)狀態(tài)查詢(xún)等功能。而各個(gè)下位節點(diǎn)控制器主要是通過(guò)CAN 總線(xiàn)接收上位機的各種操作控制命令和參數設定， 實(shí)時(shí)采集現場(chǎng)監測到的火災報警信號等。

　　事實(shí)上， 各個(gè)下位智能節點(diǎn)間也可通過(guò)CAN 總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )相互發(fā)起通信， 以進(jìn)行信息交換。

圖1 基于CAN總線(xiàn)的火災自動(dòng)報警系統結構框圖

　　2 硬件設計

　　2.1 智能節點(diǎn)設計

　　圖2所示是本系統的硬件結構圖。本系統的上位監控機采用抗干擾能力很強的工業(yè)PC機， 并以TJA1050芯片作為CAN 收發(fā)器， 以SJA1000芯片作為CAN 總線(xiàn)控制器， AT89S52單片機作為節點(diǎn)控制器， 同時(shí)將其與火災傳感器相連。溫度傳感器采集的信號經(jīng)過(guò)處理后傳給AD0809芯片進(jìn)行A/D轉換， 然后再傳給AT89S52。煙霧傳感器的邏輯信號可直接傳給AT89S52。單片機可結合兩路信號進(jìn)行火災分級報警處理。SJA1000的TXD和RXD相應的連到TJA1050的TXD和RXD。