基于Rabbit2000微處理器的網(wǎng)絡(luò )消防報警控制系統

　　當前，為了適應智能型高層建筑消防系統的需要，自動(dòng)消防報警系統正走向監控網(wǎng)絡(luò )化。

　　監控網(wǎng)絡(luò )通過(guò)公用業(yè)務(wù)電話(huà)網(wǎng)，對城市火災自動(dòng)報警系統進(jìn)行遠程數據采集和處理，具有高可靠性、分散控制、集中監視和管理的功能，而這一系統運行的核心基礎是網(wǎng)絡(luò )消防報警控制系統。此系統可對某一區域的消防報警信息進(jìn)行采集并及時(shí)將報警信息通過(guò)PC機發(fā)送到消防網(wǎng)絡(luò )，因而是消防報警系統走向監控網(wǎng)絡(luò )化的橋梁。本系統以Rabbit2000微處理器為核心設計，采用模塊化和智能式分布系統技術(shù)設計網(wǎng)絡(luò )消防報警控制系統，滿(mǎn)足了監控網(wǎng)絡(luò )所要求的高可靠性通訊傳輸和高實(shí)時(shí)性。

　　1　Rabbit微處理器簡(jiǎn)介

　　Rabbit2000微處理器是Rabbit半導體公司生產(chǎn)的8位微處理器，它和Z80系列微處理器有相似的結構，具高度的兼容性，但它的性能有更大的提高，具有多達40個(gè)通用I/O引腳，內建日歷、時(shí)鐘、看門(mén)狗、定時(shí)器、多級中斷、雙DMA通道，可外擴4M至8MFlash，用于數據存儲。Rabbit具有突出的計算速度，這對于實(shí)時(shí)操作系統是極為重要的。對于Rabbit2000，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，用單根接口電纜把PC串行口和基于Rabbit2000的目標系統連接起來(lái)就可實(shí)現軟件的開(kāi)發(fā)。Rabbit2000具有4個(gè)串行端口，具有很強的組網(wǎng)通訊能力。

　　它能精確地產(chǎn)生脈沖和邊沿，可實(shí)現多優(yōu)先級中斷。處理器速度和功耗在程序控制之下，在處理器持續執行指令的時(shí)候，能使用超低功耗模式實(shí)現計算和執行邏輯檢測，這為實(shí)現低功耗設計提供了方便。Rabbit2000可以實(shí)現冷啟動(dòng)，因此未經(jīng)編程的Flash存儲器可以接在適當的地方。其RabbitCoreRCM2000模塊內含Rabbit2000微處理器、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RS232/485接口，可使各種串行設備快速進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )連接。Rabbit2000微處理器的軟件開(kāi)發(fā)平臺Dynamic C7.0 Premier集編輯、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RS232/485通訊，配備各種I/O驅動(dòng)函數庫，完善的文件管理系統，可在Flash或SRAM上建立數據文件便于存儲系統或用戶(hù)數據。

　　2　系統功能模塊設計

　　系統采用模塊化設計，主要模塊單元為內含Rabbit2000微處理器的RabbitCore RCM2000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。其功能模塊圖如圖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Rabbit2000微處理器、256K×8的Flash存儲器、512K×8的SRAM、I/O接口電路、看門(mén)狗電路、后備電池、電源監控電路、RTL8019AS以太網(wǎng)控制芯片和復位電路組成。系統以22.1MHz的晶振頻率運行，工作電壓為5V，工作電流為140MA。其組成框圖如圖2所示。

　　控制器模塊的主要任務(wù)是與火警探測器通信，以獲取各區域現場(chǎng)的火警信息，從而控制報警系統，并具有一定的故障檢測和處理能力?；鹁綔y器掛接在適合遠距離傳輸的、具有抑制共模干擾能力的RS485總線(xiàn)上，該總線(xiàn)連入Rabbit2000的串行口C，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)另一RS485總線(xiàn)由Rabbit2000的串行口D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RS485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。其中，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。液晶顯示模塊主要顯示系統時(shí)間，當有火警信息到達時(shí)立即顯示火警地址編號。DI/DO主要控制蜂鳴器及其它設備。

　　3　工作原理

　　整個(gè)系統采用總線(xiàn)式通訊，可接入多個(gè)消防火警控制器與PC進(jìn)行通訊。系統有兩種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)，一種是與PC進(jìn)行通訊的火警控制器節點(diǎn)，另一種是火警控制器與探測器進(jìn)行通訊的探測器節點(diǎn)，這樣形成一個(gè)樹(shù)形結構的網(wǎng)絡(luò )。傳輸協(xié)議采用規范化的數據結構，設有BBC校驗位，且采用軟件容錯技術(shù)，確保通信正確性。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)消防火警控制器都有一個(gè)唯一的大于0的ID號，以此組成局部控制網(wǎng)絡(luò )。當主機與控制器通訊采用標準的協(xié)議格式時(shí)，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)控制器都要接收幀并進(jìn)行相應的處理，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。消防火警控制器通過(guò)串口C偵聽(tīng)火警探測器所發(fā)出的報警信息，如果該信息與前一次所發(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，模式一是雙向運行，當它收到報警信息時(shí)立即將該信息轉發(fā)給PC機，模式二是單向運行，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 )程序將火警信息發(fā)往外部消防網(wǎng)絡(luò )。

　　4　結束語(yǔ)

　　本文介紹以Rabbit微處理器為核心的新型網(wǎng)絡(luò )消防報警控制系統的基本工作原理以及系統的軟硬件設計，該系統具有較強的網(wǎng)絡(luò )通信能力。由于采用了高性能的微處理器，系統具有高實(shí)時(shí)性及通信快速可靠的特點(diǎn)，應用價(jià)值較高。