基于CAN总线的火灾报警(联动)网络系统设计

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1、基于CAN总线的火灾报警(联动)网络系统设计李红莉胡生清合肥工业大学仪器仪表学院杨伟合肥发电厂康宁消防工程公司摘要：本文提出了一种新的基于CAN总线的火灾报警(联动)网络系统，并给出了系统网络协议、硬件及软件设计方案，拘建出奎新智能欠灾报警(联动)系统，提高了系统的可靠性和准确性，也为工程设计施工提供了方便。关键词：火灾报警(联动)系统CAN总线智能控制1前言火灾自动报警系统是楼宇自动化的一个主要构成系统。其设置目的是为了防止和减少火灾危害．保护人身和财产安全。目前国内外先进的通用火灾报警(联动)控制器均是集报警和消防联动控制

2、于一体的智能火灾自动报警系统，可以将掇洲器件收集的烟、温、光等信号以模拟量形式，连同外界相关的环境参数一起传送给报警器，报警器再根据获取的数据受内部存储的大量数据．利用火灾模型判断火灾足否存在，以及启动相关消防联动设备，这种智能化的系统在提高火灾判断、监控能力的同时，对总线传输也提出了更高的要求2系统的组成及特点CAN(ControllerAreaNetwork),即控制局域网络，属于现场总线的一种，主要用于各种过程检测及控制，现已成为ISO—11898国际标准。它是信号传输全数字、控制功能全分散、标准统一全开放的概括可与In

3、ternet互连构成多层次的复杂网络，使得CAN可以成为应用于大型火灾报警网络系统的现场总线。CAN总线有以下特点：(1)CAN可以是多主方式工作，网络上任意节点可以在任意时刻主动向网络上其他节点发送信息。(2)CAN网络上的节点可以分为不同优先级，满足不同实时需要。(3)CAN可以点对点、点对多点、点对网络传送信息，通讯距离最远lOkm(速率5kb／so(4)CAN采用带CRS校验的短信息结构，传速快，抗干扰性强。(5)通讯介质采用双绞线，无特殊要求，用户接口简单。(6)CAN节点在严重错误情况下，具有自动关闭功能，不会影响

4、总线上其他节点操作。基于CAN总线的火灾报警(联动)网络系统是由智能火灾自动报警控制器与智能型探测器和模块配套，采用全总线机制，软件编程，分布式控制方案，使该系统成为集监视、报警、控制于一体的智能火灾报警(联动)网络，为解决火灾自动报警系统存在的漏报和错误两大难题提供了新的方法和手段，既提高了系统的准确性、可靠性，又为工程设计、施工布线提供了极大的方便。系统网络组成原理如图1所示。图1系统网络组成原理图CAN总线因为具备众多优点，也导致了在设计CAN火灾报警(联动)网络协议时需要注意的事项颇多。作为火灾报警(联动)系统，它所需

5、要传输的信息包括：火警、故障、联动、恢复、显示、复位、自检、动作等多种命令。如何分配这些命令的优先级，并使所有的感应时间满足相关国家标准，成为构建整个网络的技术难点和关键。本系统采用了一套上主机巡检加下位机抢断的网络协议。(1)以最新的CAN2．0A／B协议为基础，采用巡检网络，下位网络上的每个节点必须以上位机发送“节点查询”，即以远程帧为准，巡检到某节点，如果该节点一切正常，就回答“节点正常”。(2)如果该节点的终端设备有故障、联动、返回、恢复等情况上报时，节点只能在远程帧巡检到自己时与上位机建立联系，实现通信，其他时间不能

6、抢占总线。(3)为了体现火警优先的原则，总线上的任意节点如果有火警要上报，只要检测到CAN总线上有远程帧就可以抢占总线，无论当前巡检到哪个节点。若两个火警同时抢占总线，以CAN总线规则——地址较小的火警具有较高的优先级。3系统硬件设计系统中每个节点通过火灾报警控制器、CAN总线控制器、CAN收发器连接通讯。火灾报警控制器接收信息并完成火灾判断、联动等功能；CAN控制器用于各节点之间的数据传递；CAN收发器增强了控制器的驱动能力，保证了火灾报警控制器之间的通讯距离。发送数据时，火灾报警控制器把需要传送的数据写入CAN控制器的发送

7、缓冲区，启动发送，数据即通过CAN收发器发送到总线上；接收数据时，CAN控制器通过CAN收发器从总线上接收数据，处理后存人接收缓冲区，并给出接收中断信号。这时，火灾报警器就可以从CAN控制器的接收缓冲区取走数据。4系统软件设计系统软件由监控软件和功能软件构成，其中最关键的是通讯软件。监控软件主要进行初始化工作，循环扫描输人模块，并利用火灾判据对输人信号进行判断。即系统上电复位后，依次进行单片机初始化、显示初始化和CAN初始化，随后读取输人的模拟量数据，将此数据信息与已设定的火灾判据进行分析比对，判断是否有险情。通信软件分为CA

8、N初始化、数据发送和数据接收。(1)初始化在开机和复位后，需要对CAN总线控制器进行初始化，通过对总线控制器的寄存器写人控制字从而确定其工作方式。初始化时，首先给CAN控制器发出复位指令，然后给其相关的寄存器写人相应的控制字。流程图如图2所示。图2CAN初始化图3CAN中断服