基于SPCE061A的智能建筑消防監控系統設計

1 SPCE061A微處理器簡(jiǎn)介
SPCE061A微處理器是凌陽(yáng)科技公司所生產(chǎn)的16位μ'nSPTM微處理器，內部采用總線(xiàn)結構。主要參數有：工作電壓(CPU)VDD為2．4～3．6 V，(I／O)VDDH為2．4～5．5 V；時(shí)鐘：0．32～49．152 MHz；內置2 KBSRAM和32 KB FLASH；2個(gè)16位可編程定時(shí)器／計數器(可自動(dòng)預置初始計數值)；2個(gè)10位DAC(數／模轉換)輸出通道；32位I／O位通用可編程輸入／輸出端口；14個(gè)中斷源可來(lái)自定時(shí)器A／B時(shí)基，2個(gè)外部時(shí)鐘源輸入，鍵喚醒；中斷系統支持10個(gè)中斷向量及10余個(gè)中斷源，具有低電壓復位(LVR)功能和低電壓監測(LVD)功能，內置在線(xiàn)仿真電路ICE(In-Circuit Emu-lator)接口，具有保密能力，具有Watch Dog功能，μ'nSPTM的指令系統提供具有較高運算速度的16位×16位乘法運算指令和內積運算指令，為其應用增添了DSP功能。
SPCE061A具有很高的計算速度，這對于實(shí)時(shí)操作系統是極為重要的。對于SPCE061A，傳統的微處理器硬件和軟件的開(kāi)發(fā)已被簡(jiǎn)化，不再需要在線(xiàn)仿真。其SPCE061A大容量FLASH及SRAM，內建以太網(wǎng)接口，可直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現監控；具備UART接口，可使各種串行設備快速進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )連接。SPCE061A微處理器的軟件開(kāi)發(fā)平臺ICE集編程、編譯、鏈接、調試、下載于一體，并有完善的TCP／IP協(xié)議棧，支持全功能UART通信，配備各種I／O驅動(dòng)函數庫。

2 系統整體結構設計
SPCE06lA微處理器模塊作為消防火警控制器，以及火警探測器、鍵盤(pán)控制板、液晶顯示模塊、DI／DO和PC機。其功能模塊如圖1所示。

消防火警控制器模塊用于監視和控制各功能部件，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )通信、數據處理和數據保存，是整個(gè)系統的核心。系統主要由SPCE061A微處理器、RTL8019AS以太網(wǎng)控制芯片和復位電路組成。系統以22．1 MHz的晶振頻率運行，工作電壓為5 V，工作電流為140 mA，通信及控制模塊組成框圖如圖2所示。

控制器模塊的主要任務(wù)是與火警探測器通信，以獲取火警信息，從而控制從報警系統?？刂破髂K具有一定的故障檢測和處理能力，火警探測器掛接在UART總線(xiàn)上。該總線(xiàn)連入SPCE061A的串行口UART，最多可掛接256個(gè)火警探測器?？刂破鲗鹁畔⑦M(jìn)行集中處理后，通過(guò)UART總線(xiàn)由SPCE061A將這些信息傳至PC，或由PC來(lái)查詢(xún)。PC機在獲取控制器上的報警信息后，按一定的協(xié)議格式對報警信息進(jìn)行包裝，并將之傳送到消防網(wǎng)絡(luò )上。在連接PC機的UART總線(xiàn)上可接入256個(gè)消防火警控制器。這樣形成一個(gè)樹(shù)形的網(wǎng)絡(luò )結構，以此構成監控火警信息的局域網(wǎng)，而PC機在這里的作用相當于一個(gè)網(wǎng)關(guān)，把報警信息傳送到外部網(wǎng)絡(luò )上。在這里，控制器的以太網(wǎng)接口也可用來(lái)和PC進(jìn)行通信，以擴展系統功能。鍵盤(pán)控制板用來(lái)設置系統參數，包括本模塊的ID號、時(shí)間參數、系統運行模式等各種信息。液晶顯示模塊顯示系統時(shí)間及火警地址編號。DI／DO控制蜂鳴器及其他設備。

3 系統工作原理
系統程序流程圖如圖3所示。

系統有兩種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)：一種是與PC進(jìn)行通信的火警控制器節點(diǎn)；另一種是火警控制器與探測器進(jìn)行通信的探測器節點(diǎn)。傳輸協(xié)議采用規范化數據結構，設有BBC校驗位，且采用軟件容錯技術(shù)。管理軟件設有容錯陷阱，有效地消除隨機干擾引起的“死機”或“誤報”現象。主機為PC機，其網(wǎng)絡(luò )ID號為0，每個(gè)上消防火警控制器都有1個(gè)惟一的大于0的ID號。當主機與控制器通信采用標準的協(xié)議格式，它所發(fā)的信息幀中攜有目的控制器的ID號。如果目的控制器的ID號為0，則為廣播信息。每個(gè)控制器都要接收，否則只有和目的控制器的ID號相同的控制器才接收該幀并對幀格式和CRC檢驗和進(jìn)行判斷。消防火警通過(guò)串口C偵聽(tīng)火警探測器所發(fā)出的報警信息。如果該信息與上一次所發(fā)的信息相同，則將該條信息過(guò)濾，否則將報警信息存入控制器中數據庫的尾部。在火災報警時(shí)，火警探測器的報警信息中攜有火警地址編號和時(shí)間信息，而在自動(dòng)故障報警時(shí)，報警信息由故障地址編號和故障等級信息組成?？刂破饔袃煞N運行模式：模式1是雙向運行，收到報警信息時(shí)立即將該信息轉發(fā)給PC機；模式2是單向運行，收到報警信息后首先在控制器的數據庫中保存該條信息。當PC機來(lái)查詢(xún)火警信息時(shí)才發(fā)送給PC機。PC機由后臺的基于WinSock的網(wǎng)絡(luò )程序將火警信息往外部消防網(wǎng)絡(luò )。

4結 語(yǔ)
采用了高性能的微處理器SPCE061A為核心實(shí)現了一種智能建筑的網(wǎng)絡(luò )化消防報警監控系統，經(jīng)過(guò)實(shí)際測試，該系統具有較強的網(wǎng)絡(luò )通信能力、高實(shí)時(shí)性、通信快速可靠的特點(diǎn)，具有很高的實(shí)用價(jià)值。