基于CAN總線的三級智能火災報警系統(tǒng)設計

本文設計的智能火災報警系統(tǒng)，采用CAN總線三級通信網絡，以火災為監(jiān)控對象，利用計算機技術、檢測技術和現(xiàn)場總線技術，根據(jù)防火的要求和特點而設計、構成和工作的。該系統(tǒng)既能對火災的發(fā)生進行早期探測和自動報警，又能根據(jù)火情位置，及時輸出聯(lián)動滅火信號，啟動相應的消防設施，進行滅火。實踐證明，該系統(tǒng)具有智能性，反應快捷，高度可靠性等優(yōu)點，能較好地滿足智能大廈對火災防范的要求。

1、引言

　　火災的早期預報已成為撲救火災、減少火災損失、保護生命財產安全的重要保障，是現(xiàn)代消防不可缺少的安全技術措施。消防自動報警和控制系統(tǒng)已廣泛應用于各類建筑和工程中。如何使多個各自獨立的系統(tǒng)構成統(tǒng)一的消防監(jiān)控網絡，是我們必須著眼解決的迫切問題。

2、系統(tǒng)構成

　　2.1 CAN總線

　　現(xiàn)場總線CAN 是應用在生產最底層的一種總線型拓撲的網絡，目前唯一有國際標準的現(xiàn)場總線，可實現(xiàn)全分布式多機系統(tǒng)，節(jié)點數(shù)最多可達110個，傳輸介質為雙絞線或光纖。 CAN總線以其抗干擾能力強、通信速率高、傳輸距離遠、構成系統(tǒng)簡單及性價比高等諸多優(yōu)點，在整個市場占據(jù)了一席之地，并在智能化區(qū)域中得到了廣泛的應用，已被公認為最有前途的現(xiàn)場總線之一。相對于傳統(tǒng)的通信總線RS-485總線，CAN總線還具有諸多的優(yōu)點：工作于多主方式，提高了系統(tǒng)的可靠性和靈性；具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來實現(xiàn)，從而大大降低了系統(tǒng)的開發(fā)難度，縮短了開發(fā)周期。同時CAN總線在有較大數(shù)據(jù)容量的系統(tǒng)網絡方面有較強的處理能力和優(yōu)勢，所以CAN總線很適合作為智能區(qū)域底層網絡的主干通道。正是由于CAN總線的優(yōu)點，所以本文采用CAN總線形成的三級通信控制系統(tǒng)。

　　2.2 三級通信控制系統(tǒng)

　　基于CAN總線的三級智能火災報警系統(tǒng)的結構圖如圖1所示。該系統(tǒng)由三級通信控制系統(tǒng)組成。這三級通信控制系統(tǒng)分別是：第一級：主控計算機通過RS- 232總線接收中央控制器的報警信息；第二級：中央控制器通過CAN總線接收區(qū)域控制器的報警信息；第三級：用戶端自動報警器的報警信息通過CAN總線傳輸至區(qū)域控制器。此三級網絡可以組成不同的網絡形式，針對這種情況，對于小型區(qū)域，該系統(tǒng)可以省略區(qū)域控制器?？梢姡撓到y(tǒng)針對不同的對象可實現(xiàn)最優(yōu)的性能價格比和最廣的應用覆蓋面，提高產品的競爭能力，擴展特別的方便。

從如圖1中可以看到，系統(tǒng)由用戶端自動報警器、區(qū)域控制器、中央控制器和主控計算機四部分組成。它的工作過程是：系統(tǒng)運行時，用戶端自動報警器主要完成現(xiàn)場火情信號的采集。當用戶端自動報警器檢測到警情時，通過CAN總線傳輸至區(qū)域控制器，再經過區(qū)域控制器傳送至小區(qū)管理監(jiān)控中心的中央控制器，并向相關部門(管理中心或戶主)發(fā)出報警信號。本系統(tǒng)中的主控計算機還具有將中央控制器接收到的報警信息通過LED準確顯示的功能，如警情發(fā)生的樓號，區(qū)域，房門號和所遭受的火災方式等，提示保安人員迅速確認警情，及時趕赴現(xiàn)場，以確保實驗室財產和人生安全。由于CAN總線受傳輸線距離以及節(jié)點數(shù)的制約，其節(jié)點容限最多為110 個，因此，針對大、中型智能小區(qū)的區(qū)域，提出了采用三級控制系統(tǒng)的方案，即在中央控制器和用戶端自動報警器之間加入?yún)^(qū)域控制器。下面對該系統(tǒng)的各部分逐一介紹。

3.硬件設計