基于SPCE061A的智能建筑消防監控系統設計

1 SPCE061A微處理器簡介
SPCE061A微處理器是凌陽科技公司所生產的16位μ'nSPTM微處理器，內部采用總線結構。主要參數有：工作電壓(CPU)VDD為2．4～3．6 V，(I／O)VDDH為2．4～5．5 V；時鐘：0．32～49．152 MHz；內置2 KBSRAM和32 KB FLASH；2個16位可編程定時器／計數器(可自動預置初始計數值)；2個10位DAC(數／模轉換)輸出通道；32位I／O位通用可編程輸入／輸出端口；14個中斷源可來自定時器A／B時基，2個外部時鐘源輸入，鍵喚醒；中斷系統支持10個中斷向量及10余個中斷源，具有低電壓復位(LVR)功能和低電壓監測(LVD)功能，內置在線仿真電路ICE(In-Circuit Emu-lator)接口，具有保密能力，具有Watch Dog功能，μ'nSPTM的指令系統提供具有較高運算速度的16位×16位乘法運算指令和內積運算指令，為其應用增添了DSP功能。
SPCE061A具有很高的計算速度，這對于實時操作系統是極為重要的。對于SPCE061A，傳統的微處理器硬件和軟件的開發已被簡化，不再需要在線仿真。其SPCE061A大容量FLASH及SRAM，內建以太網接口，可直接通過網絡實現監控；具備UART接口，可使各種串行設備快速進行網絡連接。SPCE061A微處理器的軟件開發平臺ICE集編程、編譯、鏈接、調試、下載于一體，并有完善的TCP／IP協議棧，支持全功能UART通信，配備各種I／O驅動函數庫。

2 系統整體結構設計
SPCE06lA微處理器模塊作為消防火警控制器，以及火警探測器、鍵盤控制板、液晶顯示模塊、DI／DO和PC機。其功能模塊如圖1所示。

消防火警控制器模塊用于監視和控制各功能部件，進行網絡通信、數據處理和數據保存，是整個系統的核心。系統主要由SPCE061A微處理器、RTL8019AS以太網控制芯片和復位電路組成。系統以22．1 MHz的晶振頻率運行，工作電壓為5 V，工作電流為140 mA，通信及控制模塊組成框圖如圖2所示。

控制器模塊的主要任務是與火警探測器通信，以獲取火警信息，從而控制從報警系統。控制器模塊具有一定的故障檢測和處理能力，火警探測器掛接在UART總線上。該總線連入SPCE061A的串行口UART，最多可掛接256個火警探測器。控制器對火警信息進行集中處理后，通過UART總線由SPCE061A將這些信息傳至PC，或由PC來查詢。PC機在獲取控制器上的報警信息后，按一定的協議格式對報警信息進行包裝，并將之傳送到消防網絡上。在連接PC機的UART總線上可接入256個消防火警控制器。這樣形成一個樹形的網絡結構，以此構成監控火警信息的局域網，而PC機在這里的作用相當于一個網關，把報警信息傳送到外部網絡上。在這里，控制器的以太網接口也可用來和PC進行通信，以擴展系統功能。鍵盤控制板用來設置系統參數，包括本模塊的ID號、時間參數、系統運行模式等各種信息。液晶顯示模塊顯示系統時間及火警地址編號。DI／DO控制蜂鳴器及其他設備。

3 系統工作原理
系統程序流程圖如圖3所示。

系統有兩種類型的網絡節點：一種是與PC進行通信的火警控制器節點；另一種是火警控制器與探測器進行通信的探測器節點。傳輸協議采用規范化數據結構，設有BBC校驗位，且采用軟件容錯技術。管理軟件設有容錯陷阱，有效地消除隨機干擾引起的“死機”或“誤報”現象。主機為PC機，其網絡ID號為0，每個上消防火警控制器都有1個惟一的大于0的ID號。當主機與控制器通信采用標準的協議格式，它所發的信息幀中攜有目的控制器的ID號。如果目的控制器的ID號為0，則為廣播信息。每個控制器都要接收，否則只有和目的控制器的ID號相同的控制器才接收該幀并對幀格式和CRC檢驗和進行判斷。消防火警通過串口C偵聽火警探測器所發出的報警信息。如果該信息與上一次所發的信息相同，則將該條信息過濾，否則將報警信息存入控制器中數據庫的尾部。在火災報警時，火警探測器的報警信息中攜有火警地址編號和時間信息，而在自動故障報警時，報警信息由故障地址編號和故障等級信息組成。控制器有兩種運行模式：模式1是雙向運行，收到報警信息時立即將該信息轉發給PC機；模式2是單向運行，收到報警信息后首先在控制器的數據庫中保存該條信息。當PC機來查詢火警信息時才發送給PC機。PC機由后臺的基于WinSock的網絡程序將火警信息往外部消防網絡。

4結 語
采用了高性能的微處理器SPCE061A為核心實現了一種智能建筑的網絡化消防報警監控系統，經過實際測試，該系統具有較強的網絡通信能力、高實時性、通信快速可靠的特點，具有很高的實用價值。