基于CAN總線的復合型火災報警探測器設計方案

　　火災探測器采集的信號經單片機處理后的報警信號傳給SJA1000， 再經過驗收濾波后上傳到CAN總線， 由CAN通信適配卡傳給PC機顯示， 這樣，PC機就可以得到產生報警的報警器序號。同時，PC機上的數據也可通過SJA1000返傳回單片機進行控制， 這個傳輸無需SJA1000的驗收濾波。

　　CAN一般可通過中斷來接發數據。

圖2 系統硬件結構圖

　　2.2 復合式火災探測器

　　復合式火災探測器結合使用感溫和感煙兩種電路可將兩種火災參數復合在一個探測器內。溫度檢測電路可使用熱敏電阻， 即在一定的溫度范圍內， 根據測量熱敏電阻阻值的變化來測量介質的溫度變化。當監測點發生火災時， 外界環境溫度升高， 熱敏電阻的阻值下降， 從而使得輸出的電壓值產生變化， 這樣， 系統就可以采集電壓值數據并進行A/D轉換。

　　檢測煙霧濃度的電路使用紅外線， 當監測點發生火災時， 外界環境中的煙霧濃度升高從而阻礙紅外線的接收， 以便結合溫度的變化進行火災報警。為了增加紅外線的控制距離， 紅外發光二極管應工作于脈沖狀態， 因為脈動光的有效傳送距離與脈沖的峰值電流成正比， 因此， 只需盡量提高峰值Ip， 就能增加紅外光的發射距離。提高Ip的方法是減小脈沖占空比。設計時可采用555定時器來產生方波以驅動紅外線發射管發射紅外線。紅外線接收管接收紅外線后， 接著對接收到的一定頻率的信號進行比較、整形， 濾波處理，再輸出一定頻率范圍的電壓信號。利用鎖相環電路對所接收到的放大信號進行鎖頻， 然后， 再調節RC的中心頻率來“識別” 信號。無信號輸入或者輸入信號與中心頻率不匹配時， 系統便輸出高電平； 而當輸入信號達到設定的中心頻率時，系統便輸出低電平信號。該信號直接接入AT89S52。

　　3 軟件設計

　　本火災自動報警系統的軟件設計流程如圖3所示。圖中， 當系統啟動并初始化后， 復合式火災探測器便開始采集數據， 其中采集到的溫度數值將進行A/D轉換， 轉換完后的溫度值和煙霧邏輯值將傳給單片機， 然后由單片機根據兩種數據結合進行火災判斷， 再把得到的報警信號上傳給CAN總線， 并由CAN通信適配卡傳給PC機顯示，由此實現火災自動報警的功能。

圖3 系統軟件流程圖

　　4 結束語

　　本文設計的火災自動報警系統采用CAN總線控制形式， 并利用總線通信來實現總控制器和下掛在總線上的多個火災報警控制器之間的通信。

　　本系統的硬件電路是以AT89S52單片機為主控芯片， 結合使用AD0809進行數據轉換， 再使用SJA1000和TJA1050在總線上進行通信。由于本系統使用感溫感煙式火災探測器， 而這種復合式火災探測器在原本單一火災因素報警的基礎上， 又增加了判斷條件， 因而減少了火災誤判、誤報的幾率。