基于CAN總線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總線的火災自動報警控制系統(tǒng)的設計方案， 給出了系統(tǒng)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(tǒng)具有容量大、通信距離遠、數(shù)據(jù)傳輸速度快、組網(wǎng)方便等優(yōu)點。

　　0 引言

　　隨著城市現(xiàn)代化建設進程的加快發(fā)展， 城市抗御火災的綜合實力也在不斷增強?；馂淖詣犹綔y與報警技術就是將傳感技術、通訊技術和智能化信息處理技術應用于火災預防的一項綜合性技術， 該技術具有速度快、實時性好、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。其中CAN總線具有高可靠性和適合遠距離傳輸?shù)膬?yōu)點。CAN總線與火災自動報警系統(tǒng)相結合， 突破了傳統(tǒng)溫度監(jiān)測的瓶頸， 它可在探測器內加進MCU， 從而對火災特征信號直接進行分析和判斷， 并將結果傳送給控制器。這種高效、數(shù)字、開放的分布式火災報警系統(tǒng)是一種很好的復合型火災報警的嘗試。

　　1 系統(tǒng)結構

　　圖1所示為管理計算機和智能節(jié)點組成的CAN總線火災自動報警系統(tǒng)的兩層網(wǎng)絡結構框圖。由圖可見， 該系統(tǒng)由上位監(jiān)控機、CAN通信適配卡和多個智能節(jié)點組成。采用CAN總線作為通信網(wǎng)絡來將各節(jié)點連接成一個分布式智能監(jiān)控系統(tǒng)。其中單片機主要完成現(xiàn)場傳感器的信號采集及對系統(tǒng)計算及信息的處理等； CAN總線控制器主要用于系統(tǒng)的通信； CAN收發(fā)器主要用于增強系統(tǒng)的驅動能力， 增大通信距離， 提高系統(tǒng)的瞬時抗干擾能力， 保護總線， 降低射頻干擾（RFI） 等。當火災發(fā)生時， 可通過上位PC 機的報警來獲得火災發(fā)生的時間及地點， 同時通過119火災智能報警器自動與消防指揮中心聯(lián)絡， 從而實現(xiàn)無人值守； 另一方面， 可利用消防聯(lián)動控制系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)動控制盤的指令自動啟動消防設施，以達到滅火的目的。此外， 上位PC機還具有系統(tǒng)參數(shù)（如波特率、報文標識與屏蔽等） 設置、監(jiān)視狀態(tài)設置、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)請求、節(jié)點狀態(tài)查詢等功能。而各個下位節(jié)點控制器主要是通過CAN 總線接收上位機的各種操作控制命令和參數(shù)設定， 實時采集現(xiàn)場監(jiān)測到的火災報警信號等。

　　事實上， 各個下位智能節(jié)點間也可通過CAN 總線網(wǎng)絡相互發(fā)起通信， 以進行信息交換。

圖1 基于CAN總線的火災自動報警系統(tǒng)結構框圖

　　2 硬件設計

　　2.1 智能節(jié)點設計

　　圖2所示是本系統(tǒng)的硬件結構圖。本系統(tǒng)的上位監(jiān)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 總線控制器， AT89S52單片機作為節(jié)點控制器， 同時將其與火災傳感器相連。溫度傳感器采集的信號經(jīng)過處理后傳給AD0809芯片進行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行火災分級報警處理。SJA1000的TXD和RXD相應的連到TJA1050的TXD和RXD。