基于CAN總線(xiàn)的火災遠程監控系統

DS80C400 是快速的且與 8051兼容的高度集成的網(wǎng)絡(luò )微控制器。它執行指令的速度比普通的8051快3倍。它的外圍設備包括10/ 100bps的以太網(wǎng),3個(gè)串行端口,1個(gè)CAN2. 0B 控制器,
一個(gè) 1Wire 控制器和 64個(gè) I/ O 引腳,一個(gè) TCPIPv4/ 6 協(xié)議棧。DS80C400內部集成了 10/100Mbps以太網(wǎng)控制器,是支持連接使用 IEEE802.3協(xié)議的物理設備。
LXT972ALC 是一個(gè)遵守快速以太網(wǎng)協(xié)議的接收發(fā)送芯片。LXT972ALC支持 10/ 100MMAC 的標準的 MII。LXT972ALC執行 IEEE802.3 定義的標準 10BASE-X 的所有物理編碼子層和物理附加子層的功能 [4] 。它還能執行10BASE-TX 連接的所有的媒體獨立子層的所有功能。
4基于以太網(wǎng)和 Internet的頂層數據傳輸需求[5]
火災遠程監控系統的頂層是通用的以太網(wǎng)和Internet網(wǎng)絡(luò )，其軟、硬件結構是現成的，但在用于火災遠程監控系統時(shí)要考慮系統傳輸數據的實(shí)時(shí)性、可靠性和安全性 [4]。
4.1數據傳輸的實(shí)時(shí)性需求
火災的早期報警是及時(shí)撲滅火災、減少損失的最有效的措施，發(fā)現越早、撲救越及時(shí)，形成災害的可能性就越小。否則就可能使微小的火情釀成較大的災難，造成難以估量的損失。因此對系統的實(shí)時(shí)性要求是重要的。
但是，由于在Internet傳輸數據是通過(guò)建立虛連接，以數據包的形式存儲轉發(fā)的，有時(shí)間延遲。路由器是 Internet網(wǎng)絡(luò )構成的核心，根據路由器的工作原理，一般路由器是根據公平和先到先服務(wù)的原則來(lái)轉發(fā) IP分組。造成 IP分組延遲主要有兩個(gè)方面，一是路由查詢(xún)時(shí)間，二是 IP分組排隊時(shí)間，特別是網(wǎng)絡(luò )阻塞時(shí)造成IP較大的延遲甚至在隊列已滿(mǎn)時(shí)會(huì )丟棄IP分組，從而造成網(wǎng)絡(luò )傳輸中丟失數據。
解決火災遠程監控系統的實(shí)時(shí)性問(wèn)題，實(shí)際重點(diǎn)就是解決火災信息在 Internet上的傳輸延遲問(wèn)題，Internet網(wǎng)絡(luò )延遲一般主要包括路由查表延遲、打包延遲，傳送延遲、排隊延遲和處理延遲，其中路由查表延遲、傳播延遲和排隊延遲是影響網(wǎng)絡(luò )延遲的主要因素。
4.1數據傳輸的可靠性需求
在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中，服務(wù)的可靠性已經(jīng)成為日益重要的問(wèn)題。由于火災遠程監控系統的重要性，火災監控信息數據包的丟失會(huì )造成無(wú)可估量的損失。一般系統要求較高的容錯性，傳統的可靠性衡量指標有：失效率、平均失效時(shí)間、失效間隔時(shí)間、平均修復時(shí)間以及故障覆蓋率等統計性指標，在火災遠程監控系統中通?？刹捎每煽啃源胧┳鳛榭煽啃?QoS指標，如備份個(gè)數、主動(dòng)/被動(dòng)復制等。
4.1數據傳輸的安全性需求
隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )安全問(wèn)題已成為網(wǎng)絡(luò )管理員和用戶(hù)關(guān)心的頭等大事，也是決定Internet命運的重要因素。實(shí)際上已經(jīng)出現不少個(gè)體網(wǎng)絡(luò )由于自身安全受到威脅，而不得不被迫暫時(shí)退出 Internet的事件。同樣火災遠程監控系統信息傳輸的安全性，是該系統能否在Internet上正常運行的重要因素。
5結論
本文的提出了一種基于CAN 總線(xiàn)和嵌入式網(wǎng)關(guān)結構的火災遠程監控系統的設計。CAN總線(xiàn)已被公認為是最有前途的幾種現場(chǎng)總線(xiàn)之一,因其性?xún)r(jià)比高、實(shí)現簡(jiǎn)單等突出優(yōu)點(diǎn)深得越來(lái)越多的研發(fā)人員的青睞。基于 DS80C400 的嵌入式網(wǎng)關(guān)具有集成度高、性?xún)r(jià)比高、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn),愈來(lái)愈廣泛的應用在實(shí)現 CAN到以太網(wǎng)和 Internet的接入[6]。對于火災信息在 Internet上的傳輸需求進(jìn)行了分析，對于如何解決這些需求文獻 5給出了一些解決方案，但有待進(jìn)一步的深入研究。
本文作者創(chuàng )新點(diǎn):
結合遠程火災信息數據采集和傳輸的特點(diǎn),將 CAN總線(xiàn)和嵌入式網(wǎng)關(guān)技術(shù)應用于火災遠程監控系統是本文的主要創(chuàng )新點(diǎn)。