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的設計方案， 給出了系統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具有容量大、通信距離遠、數據傳輸速度快、組網方便等優點。

　　0 引言

　　隨著城市現代化建設進程的加快發展， 城市抗御火災的綜合實力也在不斷增強。火災自動探測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網等突出優點。其中CAN總線具有高可靠性和適合遠距離傳輸的優點。CAN總線與火災自動報警系統相結合， 突破了傳統溫度監測的瓶頸， 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、數字、開放的分布式火災報警系統是一種很好的復合型火災報警的嘗試。

　　1 系統結構

　　圖1所示為管理計算機和智能節點組成的CAN總線火災自動報警系統的兩層網絡結構框圖。由圖可見， 該系統由上位監控機、CAN通信適配卡和多個智能節點組成。采用CAN總線作為通信網絡來將各節點連接成一個分布式智能監控系統。其中單片機主要完成現場傳感器的信號采集及對系統計算及信息的處理等； CAN總線控制器主要用于系統的通信； CAN收發器主要用于增強系統的驅動能力， 增大通信距離， 提高系統的瞬時抗干擾能力， 保護總線， 降低射頻干擾（RFI） 等。當火災發生時， 可通過上位PC 機的報警來獲得火災發生的時間及地點， 同時通過119火災智能報警器自動與消防指揮中心聯絡， 從而實現無人值守； 另一方面， 可利用消防聯動控制系統根據聯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機還具有系統參數（如波特率、報文標識與屏蔽等） 設置、監視狀態設置、數據發送、數據請求、節點狀態查詢等功能。而各個下位節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設定， 實時采集現場監測到的火災報警信號等。

　　事實上， 各個下位智能節點間也可通過CAN 總線網絡相互發起通信， 以進行信息交換。

圖1 基于CAN總線的火災自動報警系統結構框圖

　　2 硬件設計

　　2.1 智能節點設計

　　圖2所示是本系統的硬件結構圖。本系統的上位監控機采用抗干擾能力很強的工業PC機， 并以TJA1050芯片作為CAN 收發器， 以SJA1000芯片作為CAN 總線控制器， AT89S52單片機作為節點控制器， 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。