基于CNA的智能楼宇的火灾探测报警及信息传输系统设计

摘 要

火灾是危害人类生命财产灾害中最常见的一种。因此早期预报火情、及时报警、防火于未燃是火灾探测系统完成的任务。目前火灾探测器中采用的大多是阈值比较法,它也是传统的火灾检测数据处理方式,特点是简单明了而且易于实现,但环境适应性和抗干扰能力较差;一些大型的火灾报警系统复杂、成本高,不适合中小场合的使用。因此，提出了一种基于CAN总线的火灾报警系统设计方案。本文介绍了使用CAN总线的实际意义、CAN的发展历程和基本知识,以及火灾报警控制系统。系统以80C52单片机为节点控制器,PCA82C200为总线控制器,TJA1040为总线收发器。

关键词：CAN总线 通信 火灾报警控制系统

目 录

第1章 绪论 ...................................................................................... 3

1.1 智能防火系统 ....................................................................... 3 1.2 CNA总线 .............................................................................. 3 第2章 系统总体设计 ....................................................................... 6

2.1 火灾报警控制系统 ............................................................... 7 2.2 消防网络通信技术 ............................................................... 8 2.3 消防联动控制技术 ............................................................... 9 2.4 嵌入式Internet技术的发展及其在火灾报警控制系统中

I

的应用 ......................................................................................... 9 2.5 CAN通信 ............................................................................ 11 2.6 CAN总线的智能节点 ......................................................... 11 第3章 系统具体设计 ..................................................................... 13

3.1 CAN总线收发器 ................................................................. 13

3.1.1 TJA1040的特点 ........................................................ 13 3.1.2 TJA1040的工作模式 ................................................. 15 3.1.3 TJA1040的功能描述 ................................................. 17 3.2 CAN总线控制器 ................................................................. 18 3.3 节点控制器 ......................................................................... 19 3.4 原理图设计 ......................................................................... 21 第4章 总结 .................................................................................... 22 参考文献 .......................................................................................... 24 附录 .................................................................................................. 25

II

第1章 绪论

1.1 智能防火系统

智能防火系统，是以火灾为监控对象，利用计算机技术、检测技术和现场总线技术，根据防火要求和特点而设计、构成和工作的。它作为楼宇自控系统（BAS）的部分在智能建筑中与保安系统、其它建筑的智能防火系统联网通信，并向上级管理系统报警和传递信息，同时向远端城市消防中心、防灾管理中心实施报警和传递信息；也可以与BAS的其它子系统及智能建筑管理中心网络通信。该系统既能对火灾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。火灾智能报警具备对火灾信号的容错识别、分析判断功能。

1.2 CNA总线

CAN(Control Area Network)属于工业现场总线，最初是由德国Bosch公司在80年代初期，为了解决汽车中众多的控制与测量设备之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线，属于现场总线的范畴，1993年成为国际标准(ISOl1898：道路车辆的高速控制器局域岗数字交换系统标准)。基于CAN总线构建的通信网络，也是依照开放系统互连规范按层次结构设计的。考虑到作为工业测控底层网络，其信息传输量相对较少，信息传输的实时性要求较高，网络连接方式相对较简单，因此，CAN总线网络在低层只采用了OSI7层通信模型的最低两层，即物理层和数据链路层，而在

3

高层只有应用层。CAN的数据链路层又分为逻辑链路控制（LLC）子层和媒体访问控制（MAC）子层。物理层定义信号怎样传输，完成电气连接，实现驱动器／接收器特性；MAC子层是实现CAN协议的核心，它的功能主要是传送规则，即控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出错标定和故障界定；LLC子层的功能主要是报文滤波、超载通知和恢复管理。物理层和数据链路层的功能可由CAN接口器件来完成。应用层的功能是由微处理器完成的。CAN总线可有效支持分布式控制或实时控制。该总线的通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤，其主要特点如下：

(1)CAN总线为多主站总线，各节点可在任意时刻向网络上的其他节点发送信息，且不分主从；

(2)CAN总线采用独特的非破坏性总线仲裁技术，高优先级节点优先传送数据，故实时性好；

(3)CAN总线具有点对点、一点对多点及全局广播传送数据的功能； (4)CAN总线采用短帧结构，每帧有效字节数最多为8个，数据传输时间短，并有CRC及其它校验措施，数据出错率极低；

(5)CAN总线上某一节点出现严重错误时，可自动脱离总线，而总线上的其他操作不受影响；

(6)CAN总线系统扩充时，可直接将新节点挂在总线上，因而走线少，系统扩充容易，改型灵活；

(7)CAN总线的最大传输速率可达1Mb/s，直接通信距离最远可达到10km

4

（速率在5kbps以下）；

(8)CAN总线上的节点数取决于总线驱动电路。在标准帧（11位报文标识符）时可达到110个，而在扩展帧（29位报文标识符）时，个数不受限。 由于其独特的设计思想、良好的功能特性、极高的可靠性和现场抗干扰能力，已经被广泛应用于各个领域，被认为是最有前途的现场总线之CAN总线作为应用最广泛的现场总线技术之一。它的数据通信在可靠性、实时性和灵活性等方面有着突出的优点，能够较好地满足智能大厦对火灾防范的要求。本文介绍了一种主要由CAN总线收发器TJA1040、CAN总线控制器PCA82C200和节点控制器80C52组成的基于CAN总线的报警信息传输系统。

5

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库基于CNA的智能楼宇的火灾探测报警及信息传输系统设计在线全文阅读。