有关于分布式基于CAN总线分布式火灾报警体系设计

论文导读：案。该系统可实现独立节点每5秒采集并发送一次数据，测量数据越限报警联动，故障诊断，掉电保护等功能，该系统的应用和推广可实现楼宇火灾报警和联动功能，大大增加楼宇的智能化和安全性。参考文献饶运涛等.《现场总线CAN原理与应用技术》.北京航空航天大学出版社.杨春杰，王曙光，亢红波.《CAN总线技术》.北京航空航天
摘要：本文讨论一种基于CAN总线的分布式火灾报警系统的设计，该系统可通过CAN总线挂接多个独立监测节点。当有火灾发送时，监测数据将越限并引发火灾报警联动。
关键词：CAN总线 火灾报警
1007-9416（2013）07-0152-01
1 概述
智能化楼宇火灾报警系统不仅要完成传统的火灾感应和报警功能，还要完成节点联网和联动消防响应等功能，具有开放性，方便上层管理系统查询信息和设置各种状态。
CAN是控制器局域网络（Controller Area Network，CAN）的简称，是一种应用广泛的串行通信协议，有效支持高安全等级的分布实时控制，具有报文优先、设置灵活、时间同步多点接收、多主机对等通信等特点。本文即讨论一种基于CAN总线的分布式火灾报警系统的设计。
2 系统框架
图1为分布式火灾报警系统的总体结构图，本系统由监控上位机、CAN总线适配器、分布式感知节点、G模块等部分组成，各模块单独设计，开放接口，具有较强的独立性。
分布式报警节点集成火灾传感器和CAN总线控制器模块，负责监测感知区域的火灾发生情况并通过CAN总线与上位机进行信息交换。CAN总线中继器用来连接相同网络模块，延长通信距离。CAN总线适配器用于异类网络之间的信息转换，这里用于转接CAN总线和以太网。上位机用于系统监控，定期收集各分布式节点的状态信息，并存储在数据库中，为事故分析做准备。当检测到异常时，产生报警信息可通过G模块发送至用户手机告知用户。
3 系统通信协议
从系统结构图可见，CAN是整个分布式报警网络的基础，一方面驱动链路层数据帧正确收发，另一方面则是应用层对数据包的定义和解析。
应用层协议应支持广播和点对点传输数据，兼顾网络的互操作性。根据规格要求，考虑到CAN控制器的特点和CAN网络传输数据的特点，设计了合理的数据帧格式和中断处理方式。本系统通信协议采用两种帧格式：数据帧格式、命令帧格式。数据帧用于监控节点传输状态信息，各节点模块实时采集监测区域内温度、湿度、烟雾、气体浓度等信息后组合一帧数据，然后发送数据帧至总线上。命令帧用于在上位机管理系统和各监控节点之间交互配置信息、诊断信息及处理联动装置命令信息。经过测试，在500kbps的情况，系统能够正确收发数据，远高于设计规格要求的20kbps的需求。
CAN总线采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，传输时间短，受干扰的概率低。但由于外界干扰不可避免，误码总是存在的。为提高抗干扰能力和数据的可靠性，CAN采用了多种错误检测手段，比如位填充错误检测、CRC校验、格式错误检测以及应答错误检测等。
4 节点设计方案
各节点的主控制器可采用飞利浦的P8xC591控制器，这是一款单片8位高性能微控制器，采用先进的 “RX+内核”，片内集成CAN控制器，完全履行CAN2.0B规范，并集成了PeliCAN功能。P8xC591作为CAN总线上的一个智能节点，功能齐全，可最大限度地减少器件数量，是扩展CAN总线智能节点的理想器件。
监测模块采用二氧化碳传感器MG811、湿度传感器HF3223、温度传感器DS18B20。其中DS18B20为单总线接口，仅需要一个端口引脚进行通信；湿度报警触发器TH和TL各由一个EEPROM字节构成，数据以16位带符号二进制补码读出；气体浓度传感器MG811有良好的灵敏度、选择性和稳定性。分布式节点的构成框图如图2所示。
5 结语摘自：毕业论文提纲格式www.7ctime.com
本文设计并实现了基于CAN总线的智能楼宇火灾报警系统，重点讨论了基于CAN总线设计的简单应用层通信协议和节点设计方案。该系统可实现独立节点每5秒采集并发送一次数据，测量数据越限报警联动，故障诊断，掉电保护等功能，该系统的应用和推广可实现楼宇火灾报警和联动功能，大大增加楼宇的智能化和安全性。
参考文献
饶运涛等.《现场总线CAN原理与应用技术》.北京航空航天大学出版社.
杨春杰，王曙光，亢红波.《CAN总线技术》.北京航空航天大学出版社.
[3]李继锋，付强.《基于CAN总线的分布式温度检测网络设计》.微机算计信息.1999年第15卷第6期.
[4]周凤余，肖海荣.《CAN总线系统智能节点设计论文导读：与实现》.微机算计信息.1999年第15卷第6期.上一页12
与实现》.微机算计信息.1999年第15卷第6期.