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ARM9多传感器数据融合火灾报警系统设计(2)

ARM9多传感器数据融合火灾报警系统设计(2)

多传感器模块由多组传感器组成,每组传感器由温度传感器,可燃气体探测器和烟雾探测器组成,在该系统中温度传感器采用法国HuMIREL公司的HM500,它们具有成本低、体积小、寿命长、选择性和稳定性好等特性;可燃气体探测器选用了深圳市吉安达科技公司最新开发的红外气体传感器,探测器安装于被测气体容易泄露的室内、外危险场所,它们能够灵敏地感知空气中的低浓度污染气体,分别对空气中的异味、CO、H、O有较高的敏感度,本设计中采用的A/D转换模块是TI公司的12位高速并行转换器ADS805,具有采样速度高,稳定性好的特点。  S3C2440控制器的核采用一款16/32-bit RISC微处理器,采用6层板工艺,具有低功耗,高速的处理计算能力的特点,简单稳定的设计非常适合对电源要求较高的产品上。采用了新的总线构架(AMBA),其内核为32bit的先进处理器。其主频最高可达到533MHz,在处理大量传感器数据情况下,完全可以保证实时性的要求。其电源管理模块能够提供系统多种电压供电,包括芯片内核电压采用1.8V供电,芯片的I/O部分采用3.3V供电。而片外的一些常规集成电路又采用5V供电。智能电源管理模块很好地解决了对系统各个部分供电要求的不同,降低了功耗,减少了不同电源之间的干扰噪声,提高了系统的集成度。它的存储器模块包括两片SDRAM共64MB和一片64MNandflash(K9F1208)并且可根据存储容量要求选配其他容量Nandflash存储器,存储器模块用来存储系统运行程序和传感器采集的火灾监控过程的数据。
  报警模块主要当判断有火险发生时,启动声光报警信号来通知值班人员,从而采取相应的措施;执行模块完成火险发生时启动附近的灭火装置,使火灾的危害降低到最小的程度。
  2  系统软件设计
  多传感器信息融合的消防报警系统与单传感器数据相比有很多优点。除了将同源数据进行组合而得到统计上的优势之外,使用多种传感器可以提高精度。多传感器数据融合还有许多优点,包括:可以提高报警信息的可信度。
  该系统的软件部分主要包括系统的上电初始化、系统自检、初始化时钟、中断设置、外设初始化,然后运行主程序main()函数,建立任务后,扩展口对ADC进行控制切换通道采集数据。对数据进行平滑滤波、标定补偿等预处理后,来通过数据融合算法分析火灾发生情况,判断是否报警并循环检测。系统软件流程如图2所示。

  与一般的数据采集处理系统不同。本系统的数据采集软件和数据处理软件均在处理器上运行,系统软件除了要不断采集最新的火灾现场数据外,还要进行实时地数据处理。以8/16位单片机为核心的测控系统。程序一般采用前后台方式编写。后台运行一个大的无限循环。前台为多个中断。这种方式在程序规模增大、系统功能较复杂,尤其是系统中的并发模块较多的情况下,主显得力不从心,很难保证测量、控制的实时性。而且编程困难、不便于增加功能。综合考虑软件复杂度、运算量、实时性要求,系统采用μCOS-II操作系统。
  本系统中大部分任务通过调用OSTimeDly()实现定时运行,每个任务都可通过系统函数赋予不同的定时时间间隔。ADC数据采集程序,数据处理程序和数据融合算法程序主要由嵌入式C语言来编写。
继承事业,薪火相传
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