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基于CAN总线的电气火灾报警系统的设计方案(2)

基于CAN总线的电气火灾报警系统的设计方案(2)


3.2电气火灾监控设备

电气火灾监控设备由主板、键盘和显示器组成。主板采用Atmel公司的AT90CANl28为控制核心。监控设备先连接探测器,然后通过键盘配置每个探测器的ID,打开通信端口,就可以接收CAN总线上面的数据(温度和漏电流)。一旦检测到报警信号,监控设备就会持续发出声光报警,直到管理人员消除报警信号并按复位键才能恢复正常状态。报警时,液晶显示屏上会显示出报警节点的具体信息,如节点地址、报警值和设定值,方便用户快速定位报警节点,及时消除火灾隐患。若同时有多处报警,显示界面按国标要求显示的是最近的那个报警节点信息。监控设备还可远程设置各探测器的漏电流和温度报警值,指定探测器的断路器脱扣以切断用户线路和对探测器远程复位、消音等操作。监控设备设计框图如图7所示。


图7监控设备硬件结构图

AT90CANl28是Atmel公司推出的高性能8位AVR单片机,基于AVR RISC结构。芯片采用哈佛结构,所有的寄存器直接与算术逻辑单元相连,大大提高了代码效率。硬件资源丰富,有53个通用I/O口。程序存储器大小为128KB,同时带4k容量的内部EEPROM.支持ITAG在线仿真技术,给软件开发带来了极大的方便,同时带CAN控制器。

键盘电路采用5×5矩阵键盘,一共25个键。实际只用到24个,功能为:0~9数字输入、上下左右4个方向键、确定、取消、自检、消音、复位和5个功能键。键盘的列KEY L1到KEY L5分别连接单片机的5个外部中断口,键盘的行KEY H1到KEY H5与单片机的5个普通IO口相连。

本设计为了达到良好的人机交互界面效果,采用了320×240点阵的液晶模块。该模块为蓝底白字,带中文字库,支持图形和文字模式,使用十分方便。接口电路如图8所示。液晶模块留出了22个接口供用户编程使用。图中LCD-RS为写入命令/数据选择,LCD-RW和LCD-RD为数据读写接口,LCD-CS为模块片选,LCD-RES为复位口,LCD-DB0~LCD-DB7为数据输入口,采用并行通信,一次可写入一个字节。


图8液晶显示接口电路

4系统软件设计及实现

电气火灾探测器总体软件设计如图9所示。程序从初始化开始,初始化包括了单片机I/O口初始化、A/D初始化、CAN控制器初始化等准备工作。接着单片机开始采集漏电流和温度数据。为了保证采样的实时性,漏电流的采集采用了定时采样。


图9电气火灾探测器软件流程

根据国标对监控设备的要求,用户对监控设备的操作权限分三级级别:操作员、管理员和超级管理员。要切换到另一个级别之前必须先注销,然后登录。操作员只能查看一些记录信息,操作权限低;管理员可以查看建筑的实时信息,远程控制探测器,操作权限高;超级管理员可以配置探测器节点,操作权限最高。级别高的可以操作低级别任务,反之不行。软件总体构架如图10,清晰展示了电气火灾监控设备的程序运行情况。


图10电气火灾监控设备软件流程

5结论

本文提出的电气火灾监控系统设计方案包括一个最多可带的200个节点的电气火灾监控设备和电气火灾监控探测器。电气火灾监控探测器用于检测各线路的剩余电流(漏电流)和温度。监控设备与探测器之间通过CAN总线通信。监控设备能实时显示各监控节点的运行状态,一旦检测到有漏电报警或温度报警,监控设备和探测器都能发出声光报警信号,同时在监控设备上面显示报警地点和何种报警,并存储报警记录。该方案中设计的报警系统通信距离远、速度快,数据传输可靠性高,即插即用,使用灵活。

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