智能消防报警系统研究 孙雪景 智能消防报警系统研究 孙雪景 （吉林建筑大学，吉林长春１３０１１８） 摘要：本文将ＣＡＮ总线应用于智能消防报警系统中，介绍了智能消防系统的组成和功能，体现了智能消防报警系统的安全可靠性 和经济实用性。 关键词：ＣＡＮ总线；智能节点；智能消防报警系统；消防联动 中图分类号：Ｕ６６４．８８ 智能消防报警系统对安全性、可靠性具有较高的要求， 要把火灾探测器采集的大量信息快速准确并且及时上传到消防 控制室，同时将消防控制室下达的控制命令准确无误地发送到 灭火装置，及时完成操作任务，这些功能的实现对智能消防报 警系统的通信提出了较高的要求【１】。总线是传输智能消防系统 信息和信号的唯一通道，其功能直接影响着整个智能消防系统 的好坏。由于在楼宇内各种网络信号的干扰，并且在发生火灾 时，现场环境的复杂，甚至还会出现其他预想不到的状况。在 这些情况下，要保证可靠而有效的消防报警与联动控制，必须 使每个模块与通信线路都具备较高的可靠性，ＣＡＮ总线技术 结构简单，具有较高的可靠性和较强的抗干扰能力，可作为火 灾探测的联动智能节点，具有其他总线所没有的优点，更适 合应用在智能消防报警系统中，使得整个智能消防系统更加简 单、实用性好、可靠性高、而且经济成本低。因此本文选择使 用ＣＡＮ总线技术。 １ ＣＡＮ总线的简介及特点 ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）总线即控制器局域网，是 一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。它是 德国ＢＯＳＣＨ公司从２０世纪８０年代初为解决现代汽车中众多 的控制与测试仪器之间的数据交换而开发和设计的Ｐ－２］ａ １９９３ 年ＣＡＮ总线成为国际标准ＩＳＯ１１８９８（高速应用）和ＩＳＯ１１５１９ （低速应用）。ＣＡＮ总线的规范从ＣＡＮ１．２规范（标准式） 发展为兼容ＣＡＮ１．２规范的ＣＡＮ２．０规范（ＣＡＮ２．０Ａ为标准格 式。ＣＡＮ２．０Ｂ为扩展格式），目前应用的ＣＡＮ器件大多符合 ＣＡＮ２．０规范［３１。与一般的通信总线相比，ＣＡＮ总线的数据通 信具有突出的实用性、可靠性、灵活性及独特的设计。ＣＡＮ 总线不仅应用在汽车领域上，同时在世界范围内广泛还应用于 其他领域当中，比如工业自动化、航空航天、纺织机械、医疗 设备、楼宇建筑、电力通讯和安防消防等诸多领域。ＣＡＮ总 线已经越来越受到人们的重视，已经成为当今世界极具发展前 景的现场总线之一【４】。ＣＡＮ总线的主要特点嘲如下： １．１对通信数据的成帧处理 ＣＡＮ总线的通信接口中集成了ＣＡＮ协议的数据链层和物 理层功能，包括填充数据块编码、优先级判别、循环冗余检验 等项工作。可完成对通信数据的成帧处理。数据段的长度最 多为８个字节，可满足ＣＡＮ总线在工业领域中工作状态、控 制命令及测试数据的一般要求。同时，８个字节不会占用ＣＡＮ 总线时间过长，从而确保了通信的实时陛。 １．２可在各个节点之间实现自由通信 ＣＡＮ总线的数据通信没有主从之分，采用多主方式进行 工作，任何一个节点可以在任何时刻向任意一个或者多个节点 发出数据通信，通信方式灵活。根据各个节点信息的优先级先 后顺序来决定通信的次序。当多个节点同时发出通信时，优先 级高的抢先于优先级低的进行传输，这样就不会对通信的线路 文献标识码：Ａ 造成堵塞。 １．３可使网络上的节点个数在理论上不受 ＣＡＮ总线的节点数实际可达到１１０个，ＣＡＮ总线的协议 是对通信的数据块进行编码。采用这种方法的优点是使网络内 的节点个数在理论上不受，还可使不同的节点同时接受到 相同的数据，这一点在分布式控制系统中非常有用。ＣＡＮ总 线协议采用ＣＲＣ检验并可提供相应的错误处理功能，保证了 数据通信的可靠性。 １．４传输距离和速率 ＣＡＮ总线的传输介质可以是同轴电缆、双绞线或者光导 纤维。ＣＡＮ总线适用于长距离小数据量或者大数据量短距离 通信，传输最远距离可达１０ＫＭ（速率低于５Ｋｂｐｓ），通信速 率最高可达１Ｍｂｐｓ（传输距离小于４０ｍ）。 ２基于ＣＡＮ总线的智能消防报警系统的设计 智能消防报警系统主要由火灾探测器、控制室、消防 联动设备和消防报警智能节点组成。火灾探测器主要是自动将 火灾现场所产生的各种特征状态转化为电信号并通过前段处理 转变为智能节点所需求的电信号模式发送给智能节点；控 制室主要负责对整座大楼的火灾情况和消防联动设备的运行情 况进行及时监控；消防联动设备主要是依据现场的控制信息进 行或者在早期的处置；根据各个楼宇中的联动设施种类的不同 而不同；消防报警智能节点主要是采用神经网络一模糊推理的 数据融合技术来判断是否发生火灾和火灾发生的地点等信息， 并且负责传送火灾信息和在各个楼层显示器上显示火灾信息以 及对消防联动设备进行控制。智能消防系统采用ＣＡＮ总线技 术，利用ＣＡＮ总线负责将各组成部分进行连接并传输信号。． ＣＡＮ总线的智能节点由单片机、隔离器、ＣＡＮ控制器组成。 单片机选用的是ＡＴ８９Ｃ５１ＣＣ０１芯片，它是一种功能强大的自 带ＣＡＮ控制器的８位微控制器。可以控制ｌ５个ＣＡＮ的通道， 用于接收和发送缓冲器，可为智能节点提供硬件支持。隔离器 选用的是ＡＤｕＭ１２０１。它可以实现ＣＡＮ控制器和ＣＡＮ驱动器 之间的电气隔离，从而达到更高的抗干扰性能。ＣＡＮ驱动器 选用的是８２Ｃ５２０芯片。它可接收所有总线上的信息帧，通过 电气隔离，传送到ＡＴ８９Ｃ５１ＣＣＯ１的ＣＡＮ模块中。ＣＡＮ智能节 点系统可以方便地增减智能节点的种类和数目，可以实现数据 采集模块的现场的即插即用，并可以通过网络进行远程的数据 采集和控制的功能。从而体现智能消防报警系统的安全可靠和 经济实用性。组成ＣＡＮ智能节点的器件名称及型号如表１所录 智能消防报警系统总体结构图如图１所示： 表１组成ＣＡＮ智能节点的器件名称及型号 器件名称 型号 单片机 ＡＴ８９Ｃ５１ＣＣ０１ 隔离器 ＡＤｕＭ１２Ｏｌ ＣＡＮ驱动器 ８２Ｃ５２０ （下转第２５６页） ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬ０Ｇｙ ２４９
