分布式智能火灾报警控制系统设计

作者：西安西北工业大学电子工程系（710072） 廉保旺 李 勇 张 怡 昝积成 赵乃煌 来源：《电子技术应用》 分布式智能火灾报警控制系统设计 摘 要： 给出了一种分布式智能火灾报警控制系统的设计方法、系统软硬件的组成和实现。系统设计中采用多cpu的并行处理方式和智能数据处理方法，实现了系统的实时、准确报警和可靠的联动控制，利用现场总线can实现控制器的联网。实践表明，系统可靠性高、灵活性强、人机界面友好。 关键词：智能 火灾报警 微控制器网络can总线 智能型火灾报警控制系统是一个集信号检测、传输、处理和控制于一体的控制系统，代表了当今火灾报警系统的发展方向。随着科学技术的迅猛发展以及国内外经济的迅速增长，市场上迫切需要一种容量大、性能优越、可靠性高、便于安装、使用和维修的智能型火灾报警控制系统。 本文给出了作者所设计的具有90年代国际先进水平的智能型火灾报警控制系统的设计、组成、实现方法和特点。系统采用先进的计算机技术和通信技术，具有可编程、火警灵敏度自动调整和漂移自动补偿等智能特性，工作更加稳定可靠，应用领域广阔。 １ 系统网络结构 为了实现大范围和大规模的火灾监控，必须实现控制器之间以及控制器与复示器之间的快速和可靠的通信。can(controller area network)总线是德国bosch公司在80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线，由于can总线强调了实时性，又具有极高的可靠性和独特的设计，特别适合工业过程监控设备的互连，因此越来越受到工业界的重视，得到了广泛的应用，发展前景十分广阔。其最高通信速率可达1mbps，通信距离可达10km。由于控制器之间通信距离远，传输信息多且实时性、可靠性要求高，所以选择can总线实现控制器之间的通信是十分合适的。控制器与复示器之间由于通信距离短，传输信息少，使用rs-485总线进行联网。系统网络结构如图１所示。 ２ 控制器硬件设计 系统硬件设计首先应满足国家标准中火灾报警基本功能及各种可靠性和抗干扰性要求。其次提供一个灵活的配置使其能适用于各种应用场合。同时系统应具有可扩展性，使得系统在发展过程中容易扩展和升级。 2.1 采用多cpu工作模式和模块化结构 多cpu工作模式的采用主要是为了解决实时性及多任务调配等问题。控制器不但要实时地采集各种探测器及模块的参数和状态，还要进行数据处理、lcd显示、打印、通信和控制等多项工作。单个微控制器无法实时完成以上工作。有必要采用多cpu工作模式和模块化结构。各cpu之间通过c总线进行通信。控制器的组成框图如图２所示。 2.2 主cpu模块设计 主cpu模块用于监视和控制各功能部件，进行各种数据处理，网络通信和资料保存等，是整个控制器的核心。它以微控制器80c652为核心进行设计，由程序存储器、数据存储器、监控及自检电路、i/o接口和通信接口等组成，如图３所示。其中通信接口为can总线，rs-485和rs-232c,can用于控制器之间的连网，rs-485用于控制器与复示器之间的连网，rs-232可直接同pc机、打印机或modem相连。 2.3 回路扫描cpu模块设计 回路扫描cpu模块实现对各种探测器和控制单元的寻址，并采集各地址单元返回的信息，包括烟雾浓度模拟量、环境温度模拟量和反映外围部件的各种状态信息，并对这些信息进行分析和处理，将结果通过回路总线传送到主cpu。按照实现的功能，它主要由七部分组成：外围部件驱动电路、电压检测电路、干扰抑制电路、过流保护电路、回路cpu与主cpu接口电路，它们之间的关