基于CAN总线的三级智能火灾报警系统设计

本文设计的智能火灾报警系统，采用CAN总线三级通信网络，以火灾为监控对象，利用计算机技术、检测技术和现场总线技术，根据防火的要求和特点而设计、构成和工作的。该系统既能对火灾的发生进行早期探测和自动报警，又能根据火情位置，及时输出联动灭火信号，启动相应的消防设施，进行灭火。实践证明，该系统具有智能性，反应快捷，高度可靠性等优点，能较好地满足智能大厦对火灾防范的要求。

1、引言

　　火灾的早期预报已成为扑救火灾、减少火灾损失、保护生命财产安全的重要保障，是现代消防不可缺少的安全技术措施。消防自动报警和控制系统已广泛应用于各类建筑和工程中。如何使多个各自独立的系统构成统一的消防监控网络，是我们必须着眼解决的迫切问题。

2、系统构成

　　2.1 CAN总线

　　现场总线CAN 是应用在生产最底层的一种总线型拓扑的网络，目前唯一有国际标准的现场总线，可实现全分布式多机系统，节点数最多可达110个，传输介质为双绞线或光纤。 CAN总线以其抗干扰能力强、通信速率高、传输距离远、构成系统简单及性价比高等诸多优点，在整个市场占据了一席之地，并在智能化区域中得到了广泛的应用，已被公认为最有前途的现场总线之一。相对于传统的通信总线RS-485总线，CAN总线还具有诸多的优点：工作于多主方式，提高了系统的可靠性和灵性；具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，从而大大降低了系统的开发难度，缩短了开发周期。同时CAN总线在有较大数据容量的系统网络方面有较强的处理能力和优势，所以CAN总线很适合作为智能区域底层网络的主干通道。正是由于CAN总线的优点，所以本文采用CAN总线形成的三级通信控制系统。

　　2.2 三级通信控制系统

　　基于CAN总线的三级智能火灾报警系统的结构图如图1所示。该系统由三级通信控制系统组成。这三级通信控制系统分别是：第一级：主控计算机通过RS- 232总线接收中央控制器的报警信息；第二级：中央控制器通过CAN总线接收区域控制器的报警信息；第三级：用户端自动报警器的报警信息通过CAN总线传输至区域控制器。此三级网络可以组成不同的网络形式，针对这种情况，对于小型区域，该系统可以省略区域控制器。可见，该系统针对不同的对象可实现最优的性能价格比和最广的应用覆盖面，提高产品的竞争能力，扩展特别的方便。

从如图1中可以看到，系统由用户端自动报警器、区域控制器、中央控制器和主控计算机四部分组成。它的工作过程是：系统运行时，用户端自动报警器主要完成现场火情信号的采集。当用户端自动报警器检测到警情时，通过CAN总线传输至区域控制器，再经过区域控制器传送至小区管理监控中心的中央控制器，并向相关部门(管理中心或户主)发出报警信号。本系统中的主控计算机还具有将中央控制器接收到的报警信息通过LED准确显示的功能，如警情发生的楼号，区域，房门号和所遭受的火灾方式等，提示保安人员迅速确认警情，及时赶赴现场，以确保实验室财产和人生安全。由于CAN总线受传输线距离以及节点数的制约，其节点容限最多为110 个，因此，针对大、中型智能小区的区域，提出了采用三级控制系统的方案，即在中央控制器和用户端自动报警器之间加入区域控制器。下面对该系统的各部分逐一介绍。

3.硬件设计