作者：西安西北工業(yè)大學(xué)電子工程系（710072） 廉保旺 李 勇 張 怡 昝積成 趙乃煌 來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》 分布式智能火災(zāi)報警控制系統(tǒng)設(shè)計 摘 要： 給出了一種分布式智能火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的設(shè)計方法、系統(tǒng)軟硬件的組成和實現(xiàn)。系統(tǒng)設(shè)計中采用多cpu的并行處理方式和智能數(shù)據(jù)處理方法，實現(xiàn)了系統(tǒng)的實時、準確報警和可靠的聯(lián)動控制，利用現(xiàn)場總線can實現(xiàn)控制器的聯(lián)網(wǎng)。實踐表明，系統(tǒng)可靠性高、靈活性強、人機界面友好。 關(guān)鍵詞：智能 火災(zāi)報警 微控制器網(wǎng)絡(luò)can總線 智能型火災(zāi)報警控制系統(tǒng)是一個集信號檢測、傳輸、處理和控制于一體的控制系統(tǒng)，代表了當今火災(zāi)報警系統(tǒng)的發(fā)展方向。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及國內(nèi)外經(jīng)濟的迅速增長，市場上迫切需要一種容量大、性能優(yōu)越、可靠性高、便于安裝、使用和維修的智能型火災(zāi)報警控制系統(tǒng)。 本文給出了作者所設(shè)計的具有90年代國際先進水平的智能型火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的設(shè)計、組成、實現(xiàn)方法和特點。系統(tǒng)采用先進的計算機技術(shù)和通信技術(shù)，具有可編程、火警靈敏度自動調(diào)整和漂移自動補償?shù)戎悄芴匦?，工作更加穩(wěn)定可靠，應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。 １ 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 為了實現(xiàn)大范圍和大規(guī)模的火災(zāi)監(jiān)控，必須實現(xiàn)控制器之間以及控制器與復(fù)示器之間的快速和可靠的通信。can(controller area network)總線是德國bosch公司在80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信總線，由于can總線強調(diào)了實時性，又具有極高的可靠性和獨特的設(shè)計，特別適合工業(yè)過程監(jiān)控設(shè)備的互連，因此越來越受到工業(yè)界的重視，得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)展前景十分廣闊。其最高通信速率可達1mbps，通信距離可達10km。由于控制器之間通信距離遠，傳輸信息多且實時性、可靠性要求高，所以選擇can總線實現(xiàn)控制器之間的通信是十分合適的。控制器與復(fù)示器之間由于通信距離短，傳輸信息少，使用rs-485總線進行聯(lián)網(wǎng)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖１所示。 ２ 控制器硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件設(shè)計首先應(yīng)滿足國家標準中火災(zāi)報警基本功能及各種可靠性和抗干擾性要求。其次提供一個靈活的配置使其能適用于各種應(yīng)用場合。同時系統(tǒng)應(yīng)具有可擴展性，使得系統(tǒng)在發(fā)展過程中容易擴展和升級。 2.1 采用多cpu工作模式和模塊化結(jié)構(gòu) 多cpu工作模式的采用主要是為了解決實時性及多任務(wù)調(diào)配等問題?？刂破鞑坏獙崟r地采集各種探測器及模塊的參數(shù)和狀態(tài)，還要進行數(shù)據(jù)處理、lcd顯示、打印、通信和控制等多項工作。單個微控制器無法實時完成以上工作。有必要采用多cpu工作模式和模塊化結(jié)構(gòu)。各cpu之間通過c總線進行通信?？刂破鞯慕M成框圖如圖２所示。 2.2 主cpu模塊設(shè)計 主cpu模塊用于監(jiān)視和控制各功能部件，進行各種數(shù)據(jù)處理，網(wǎng)絡(luò)通信和資料保存等，是整個控制器的核心。它以微控制器80c652為核心進行設(shè)計，由程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、監(jiān)控及自檢電路、i/o接口和通信接口等組成，如圖３所示。其中通信接口為can總線，rs-485和rs-232c,can用于控制器之間的連網(wǎng)，rs-485用于控制器與復(fù)示器之間的連網(wǎng)，rs-232可直接同pc機、打印機或modem相連。 2.3 回路掃描cpu模塊設(shè)計 回路掃描cpu模塊實現(xiàn)對各種探測器和控制單元的尋址，并采集各地址單元返回的信息，包括煙霧濃度模擬量、環(huán)境溫度模擬量和反映外圍部件的各種狀態(tài)信息，并對這些信息進行分析和處理，將結(jié)果通過回路總線傳送到主cpu。按照實現(xiàn)的功能，它主要由七部分組成：外圍部件驅(qū)動電路、電壓檢測電路、干擾抑制電路、過流保護電路、回路cpu與主cpu接口電路，它們之間的關(guān)