對CAN總線的智能消防報警系統設計探討

侯紅雨

【摘要】CAN總線技術具有結構簡單、可靠性高及抗干擾能力強等特點，能作為火災探測的聯動智能節點，在現代智能消防報警系統中得到很好的應用。本文首先分析CAN 總線的特點，并對系統設計要求、主要功能以及基于CAN總線的智能消防報警系統設計進行分析。

【關鍵詞】CAN總線；智能消防；報警系統

隨著現代建筑對智能消防報警系統的可靠性、安全性提出更高的要求，要將火災探測器所收集到的信息及時傳輸到消防控制室，并將控制室的控制命令作為任務。因樓宇中會受到網絡信號的干擾，加之火災現場的環境較為復雜。因此，要確保消防報警和聯動的有效控制，必須要確保通信線路和各個模塊的可靠性。

1 CAN總線的特點

CAN總線也是控制器局域網，相對于普通的通信總線，CAN總線的實用性、可靠性及獨特性都比較高，是一種可實現實時控制的串行通信網絡。CAN總線具有以下幾點特點：

（1）對通信數據的成幀處理。集成了CAN協議的物理層、數據鏈層等功能，其工作范圍包括填充數據塊編碼、循環冗余檢驗等，從而能很好地實現通信數據成幀處理；

（2）能實現各節點的自由通訊。CAN總線的數據通訊主要是采用多主方式工作，任何節點隨時都能和另一個或多個節點進行通訊。當多個節點在同一時間發出通信時，而優先級較高的可較優先級低的先進行傳輸，能有效避免通信線路堵塞；

（3）可使網絡上的節點個數不受限制。CAN總線的協議主要是通信數據的編碼，所采用的CAN總線能不斷增加網絡中的節點個數，還可以實現在同一時間內使不同的節點實現對相同數據的接收，尤其是在分布式控制系統中的應用更適合。

2 系統設計要求及功能

2.1系統設計要求

2.1.1設計目標

系統設計的目的是通過采用現場總線技術和相關的多傳感器融合技術，以進一步提高建筑的消防報警的可靠性，從而確保報警聯動系統可以實現24h全天候的實時監控。以保證在發生火災后立即將聲光信號發出，并能及時、準確定位出火災的地點，最后通過控制聯動設備及時采取有效的消防措施。

2.1.2技術要求

智能消防報警系統的主要技術特點包括：

（1）可靠性。采用分層分布式的控制結構，在每一個樓層都安裝有智能節點，并通過各個樓層的智能節點實現監控與管理；

（2）實時性。也就是系統能在第一時間對火災聲光報警信號做出反應；

（3）安全性。系統要確保控制信息中的某一點錯誤也還可以保證系統的正常運行；

（4）先進性。系統應選用先進的技術，同時保證設備選型與配置都必須滿足現代消防報警系統的要求；同時要保證設備要有靈活、簡便等優點；

（5）開放性。系統必須要具備良好的開放性，且要確保系統在不同計算機應用時都能和控制設備進行互聯。

2.2主要功能

2.2.1數據采集

系統具有對各個樓層、各個報警區域的感溫、紅外探測器、聲光報警設備以及消防聯動控制設備等設備的數據采集能力，能及時掌握火災、消防等信息，并將信息傳輸到消防控制中心。

2.2.2安全報警

系統必須要具備相關探測器傳輸的信號進行實時監控與處理的能力，且要具備確保系統實現各項聯動控制的功能。其主要包括以下：

（1）可監測與區分火災探測器的工作狀況進行處理；

（2）可對系統、通訊設備的運行狀況進行監控；

（3）可形成圖像圖片及聲光報警。

2.2.3聯動系統控制

系統要對其所監控的設備根據聯動工藝實現準確、有效的控制，且要向相關設備發出啟閉信號，還要接收到各設備在運行過程中的反饋信號。系統能有效對各個探測器的報警狀態、安全參數進行顯示及監測。

2.2.4系統診斷

系統還應具備有效的硬件、軟件自診斷功能，如請求在線、離線以及遠程診斷等，且要具備自動斷電保護與恢復功能。另外，系統還可以通過網絡通信診斷，以實現對網絡系統的運行情況實時檢查。

2.2.5信息顯示功能

系統通過中央監控計算機以及各個樓層的顯示器顯示出現火災信息，如各種故障信息及各個聯動模塊及智能節點的狀態信息；火災發生后的地點及聯動設備的動作信息。

3對CAN總線的智能消防報警系統設計

3.1智能消防報警系統的組成

智能消防報警系統的主要組成包括火災探測器、中央控制室、消防報警智能節點以及消防聯動設備等。其中，火災探測器可將火災現場中的情況自動化轉化成電信號，并通過前段處理轉變成智能節點需要的電信號，并發送到智能節點。而中央控制室的作用在于對建筑的火災整體火災情況及所有消防聯動設備的運行情況的實時監控。消防報警智能節點通過應數據融合技術能實現對建筑物是否出現火災情況、火災發生的地點等進行實時監測，還能將建筑中的火災信息傳輸出來，且能將整棟建筑的火災情況顯示出來，并能對消防聯動設備進行控制。而消防聯動設備是根據火災現場的早期信息進行處理。

3.2基于CAN總線技術的設計

在智能消防系統設計中應用CAN總線技術，應用CAN總線進行各部分的連接及信號傳輸。其中，CAN總線智能節點的組成部分主要包括CAN控制、單片機以及隔離器等。CAN驅動器所配置的是82C520芯片，該芯片能有效接收全部總線中的信息幀，并利用電氣隔離傳輸到單片機芯片的CAN模塊中。單片機所配置的是AT89C51CC01芯片，該芯片是一種8位微控制器，能實現對15個CAN通道的有效控制，還能為智能節點進行硬件支持的提供，具有比較強大的功能。

CAN智能節點系統能有效實現對智能節點的種類、數目的增減，在數據采集模塊現場能起到即插即用的作用，且能借助網絡技術對建筑火災現場數據的遠程收集及控制，具有顯著的安全性、可靠性及經濟實用性。智能消防報警系統能在建筑中探測出的早期火災現場情況，并及時發出消防報警信號，以準確、及時顯示出火災現場的情況及地點，然后在最短的時間內啟動消防聯動設備，從而采取及時、準確、有效的消防處理方法。火災探測器中的感煙探測器或者感溫探測器在接收到火災信號后，并將火災特征狀態轉變成電信號，然后通過前段處理轉變成各個智能節點上所需要的電信號模式，并發放到智能節點中，最后再根據火災的類型將其所對應的消防聯動設備開啟。另外，在進行早期防火處理過程中，借助CAN總線可以直接向中央控制室及其相關的智能控制節點開啟各個火災現場的廣播及消防聯動設備，同時開啟整棟建筑的火警警報。另外，建筑中的其他的智能消防節點則根據接收到的火災信號進行判斷，以分析有無需要聯動其他消防聯動設備，還能在該區域的顯示界面上將火災地點及實際情況顯示出來。值得注意的是，中央控制室還能根據火災發生的位置、火災情況以及各消防聯動設備的開啟等情況實現對其他消防聯動設備動作的有效控制，還能在顯示器中將具體的火災信息及消防聯動設備開啟情況顯示出來。

4 結束語

綜上所述，在智能消防報警系統中應用CAN總線技術，而CAN總線技術的結構比較簡單，且具有較高的抗干擾能力及可靠性，能作為火災探測的聯動智能節點，有利于提高智能消防報警系統的實用性及可靠性。

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