【正文】 基于多傳感器信息判斷的火警監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)摘要為了最大限度的減少由于火災(zāi)事故所造成的損失，人們采用了各種措施防止此類事故的發(fā)生，其中火警監(jiān)控系統(tǒng)就是為了減少火災(zāi)產(chǎn)生的巨大損失而集成了家用自動(dòng)報(bào)警器和計(jì)算機(jī)多機(jī)串行通信技術(shù)于一體的一種集散測(cè)控系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，多機(jī)通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)對(duì)于系統(tǒng)正常完成實(shí)時(shí)監(jiān)控任務(wù)具有重要意義。基于上述原因，本文主要研究了以室內(nèi)火警監(jiān)控系統(tǒng)為例的PC機(jī)與多臺(tái)單片機(jī)之間的多機(jī)串行通信系統(tǒng)的工作原理，通過選擇串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)、制定數(shù)據(jù)格式和通信校驗(yàn)方式為此監(jiān)控系統(tǒng)制定了多機(jī)串行通信協(xié)議，編寫了串行通信軟件，接收來自火警監(jiān)控下位機(jī)模擬軟件發(fā)送的監(jiān)控信息，并反饋相應(yīng)應(yīng)答信息給下位機(jī)模擬軟件，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控信息的實(shí)時(shí)顯示與存儲(chǔ)。本文所設(shè)計(jì)的程序能對(duì)一氧化碳和溫度檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)送的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行顯示與處理，經(jīng)過模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，程序運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警信息的實(shí)時(shí)傳送和顯示與存儲(chǔ)。該軟件經(jīng)過相應(yīng)修改既能應(yīng)用于相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)合，具有一定的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵字：；MSComm控件；多機(jī)串行通信火警監(jiān)控系統(tǒng)。 多傳感器AbstractIn order to minimize due to loss caused by fire accident, people use all sorts of measures to prevent such incidents, including fire monitoring system is to reduce fire produced a loss and integration of the home to be automatic alarm and puter more machine serial munication technology in the integration of a distributed measurement and control system. In this system, puter munication technology for the realization of the plete system normal realtime monitoring task is of important significance.Based on the above reasons, this paper researches on the fire monitoring system for example interior of the PC and many sets of single chip puter serial munication between the working principle of the system, by choosing serial munication standard buses, make data format and munication parity for this monitoring system established puter serial munication protocol, and the visual interface designed through , write serial munication software, receive from under fire monitoring a machine simulation software to send monitoring information, and feedback information to a corresponding response under machine simulation software, and realize the monitoring information of realtime display and storage.In this paper the design program to carbon monoxide and temperature testing system of alarm signal sent to display and processing, through simulation experiment, to run the program stability, realizes the alarm information of realtime transmission and display and storage. The software after corresponding modification can not only applied to relevant applications, has certain practical value.Key word: 。 MSComm control。 Many machine serial munication of fire control system。 multisensor目錄1. 緒論 1 課題背景 1 集散控制系統(tǒng) 1 火警監(jiān)控系統(tǒng)概述 3 課題主要任務(wù) 32. 傳感器選擇方案 4 傳感器選型方案簡(jiǎn)介 4 4 煙霧傳感器 5 一氧化碳傳感器 5 傳感器選型 5 溫度傳感器YHWEP01/Pt100 5 煙霧傳感器HIS07 6 一氧化碳傳感器ME4CO 63. 串行通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 6 串行通信簡(jiǎn)介 7 串行通信的基本概念 7 串行通信的方式 8 串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)選擇 10 RS232標(biāo)準(zhǔn)接口簡(jiǎn)介 10 總線標(biāo)準(zhǔn)的選擇與通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 串行通信協(xié)議的制定 15 通信協(xié)議的概念 15 15 通信協(xié)議的制定 16 16 MSComm控件 17 MSComm控件處理通信的方式 17 MSComm控件的引用 18 MSComm控件常用屬性 19 MSComm控件通信步驟 21 Timer控件 214. 監(jiān)控信息存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì) 23 數(shù)據(jù)庫的建立 23 23 MSFlexGrid控件 25 DataGrid控件 26 Data控件 27 ADO 控件 30 MSFlexGrid控件和Data控件的綁定 33 DataGrid控件和ADO控件的綁定 345. 可視化界面設(shè)計(jì) 36 軟件操作流程圖 36 歡迎界面設(shè)計(jì) 36 37 實(shí)時(shí)監(jiān)控界面設(shè)計(jì) 386. 監(jiān)控系統(tǒng)的通信模擬實(shí)驗(yàn) 43結(jié)論 45參考文獻(xiàn) 46附錄1 47附錄2 571. 緒論 課題背景隨著單片機(jī)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在測(cè)控領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，由PC機(jī)和多臺(tái)單片機(jī)構(gòu)成的多機(jī)網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)已成為單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。它不僅體現(xiàn)了單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集時(shí)的快速性和靈活性，而且充分利用了PC機(jī)豐富的軟硬件資源來實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)界面。同時(shí)，windows環(huán)境下后臺(tái)計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)庫管理上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。二者結(jié)合，使得單片機(jī)的應(yīng)用已不僅僅局限于傳統(tǒng)意義上的自動(dòng)監(jiān)測(cè)或控制，而形成了向以網(wǎng)絡(luò)為核心的分布式多點(diǎn)系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)?；谝陨媳尘?，本課題主要以火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器系統(tǒng)為例研究了PC機(jī)與多臺(tái)單片機(jī)所構(gòu)成的小型集散控制系統(tǒng)是如何進(jìn)行通信的。 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)又稱多級(jí)計(jì)算機(jī)分布控制系統(tǒng)和分布式控制系統(tǒng)，它是以微處理器為基礎(chǔ)的集中分散型控制系統(tǒng)，根據(jù)分級(jí)設(shè)計(jì)的基本思想，實(shí)現(xiàn)功能上分離，位置上分散，以達(dá)到“分散控制為主，集中管理為輔”的控制目的。目前，集散控制系統(tǒng)已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，越來越多的儀表和控制工程師已經(jīng)認(rèn)識(shí)到集散控制系統(tǒng)必將成為過程工業(yè)自動(dòng)控制的主流。在計(jì)算機(jī)集成制造系CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）或計(jì)算機(jī)集成作業(yè)系統(tǒng)CIPS（Computer Integrated Production System）中，集散控制系統(tǒng)將成為主角，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)的開放性不僅能使不同制造廠商的集散控制系統(tǒng)產(chǎn)品互聯(lián)，方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而且也使得第三方的軟件可以方便地在現(xiàn)有的集散控制系統(tǒng)上應(yīng)用。目前，我國已引進(jìn)不同型號(hào)集散控制系統(tǒng)的數(shù)量多達(dá)幾百套，同時(shí)也有自行研發(fā)的DCS系統(tǒng)，應(yīng)用領(lǐng)域遍及石化、輕化、冶金、建材、紡織、制藥等各行各業(yè)。集散控制系統(tǒng)由過程控制站、操作站和通信系統(tǒng)三部分組成。（1）過程控制站：過程控制站由分散過程控制裝置組成，是集散控制系統(tǒng)與生產(chǎn)過程之間的界面，它的主要功能是分散的過程控制，生產(chǎn)過程的各種過程變量通過分散過程控制裝置轉(zhuǎn)化為操作監(jiān)視的數(shù)據(jù)，而操作的各種信息也通過分散過程控制裝置送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（2）操作站：操作站由操作管理裝置，如由操作臺(tái)、管理機(jī)和外部設(shè)備（如打印機(jī)、拷貝機(jī)）等組成，是操作人員與集散控制系統(tǒng)之間的界面，相當(dāng)于車間操作管理級(jí)和全廠優(yōu)化及調(diào)度管理級(jí)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)接口。它的主要功能是集中各分散過程控制裝置送來的信息，通過監(jiān)視和操作，把操作和命令下送給各分散控制裝置。操作人員、管理人員集中操作和管理裝置通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分散過程控制裝置工業(yè)生產(chǎn)過程圖1 集散測(cè)控系統(tǒng)組成（3）通信系統(tǒng)：集散控制系統(tǒng)要達(dá)到分散控制和集中操作管理的目的，就需要使下一層信息向上一層集中，上一層指令向下一層傳送，級(jí)與級(jí)或?qū)优c層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這都靠計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)（即通信系統(tǒng)）來完成。通信系統(tǒng)是過程控制站與操作站之間完成數(shù)據(jù)傳遞和交換的橋梁，是集散控制系統(tǒng)的中樞。通信系統(tǒng)常采用總線型、環(huán)型等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不同的裝置有不同的要求。以上三部分之間的關(guān)系如圖1所示。集散控制系統(tǒng)大體可分為三個(gè)發(fā)展階段：（1）第一階段（1975年1980年）：微處理器的發(fā)展導(dǎo)致第一代集散控制系統(tǒng)的產(chǎn)生，系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)分散控制為主。（2）第二階段（1980年1985年）：局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致以全系統(tǒng)信息管理為主的第二代集散控制系統(tǒng)的產(chǎn)生。同第一代相比，一個(gè)顯著變化是：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由主從式的星型網(wǎng)絡(luò)通信轉(zhuǎn)變?yōu)樾矢叩膶?duì)等式總線網(wǎng)絡(luò)通信或環(huán)型網(wǎng)絡(luò)通信。（3）第三階段（1985年以后）：開放系統(tǒng)的發(fā)展使集散控制系統(tǒng)進(jìn)入了第三代。采用局部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的開放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）參考模型，克服了第二代集散控制系統(tǒng)在應(yīng)用過程中因難于互聯(lián)多種不同標(biāo)準(zhǔn)而形成的“自動(dòng)化孤島”。通信管理和控制軟件變得更加豐富和完善。集散控制系統(tǒng)因其一些優(yōu)良特性而被廣泛應(yīng)用，成為過程控制的主流。與常規(guī)模擬儀表相比，它具有連接方便，采用軟連接方法進(jìn)行連接，容易改變；顯示方式靈活，顯示內(nèi)容多樣；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大等優(yōu)點(diǎn)。與計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)比較，它具有操作監(jiān)督方便、危險(xiǎn)分散、功能分散等優(yōu)點(diǎn)。它始終圍繞著功能結(jié)構(gòu)靈活的分散性和安全運(yùn)行維護(hù)的可靠性，緊跟時(shí)代的發(fā)展成為前沿技術(shù)。 火警監(jiān)控系統(tǒng)概述火警監(jiān)控系統(tǒng)是由觸發(fā)裝置、火災(zāi)報(bào)警裝置以及具有其他輔助功能裝置組成的，它具有能在火災(zāi)初期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧，熱量，火焰等物理量，通過火災(zāi)探測(cè)器變成電信號(hào)，傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警控制器，并同時(shí)顯示出火災(zāi)發(fā)生的部位，時(shí)間等，使人們能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并及時(shí)采取有效措施，撲滅初期火災(zāi)，最大限度的減少因火災(zāi)造成的生命和財(cái)產(chǎn)的損失，是人們同火災(zāi)做斗爭(zhēng)的有利工具。 課題主要任務(wù)目前基于分布式控制結(jié)構(gòu)的小型集散測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，這種系統(tǒng)一般由兩級(jí)微機(jī)組成：上位機(jī)和下位機(jī)。上位機(jī)多采用PC機(jī)，用于過程控制、計(jì)算或數(shù)據(jù)處理；下位機(jī)多采用單片機(jī)，用來完成實(shí)時(shí)控制及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集等。因此，PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信成為關(guān)鍵。本課題中，通信軟件程序編寫，實(shí)現(xiàn)與多個(gè)以單片機(jī)為核心處理器的一氧化碳報(bào)警器的串行通信，以便達(dá)到室內(nèi)火災(zāi)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。具體而言，完成的任務(wù)如下：（1）利用VB設(shè)計(jì)基于分布式控制結(jié)構(gòu)的火警監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)軟件。實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與多單片機(jī)之間的串行通信及信息存儲(chǔ)。重點(diǎn)研究串行通信協(xié)議的制定和通信程序的設(shè)計(jì)。（2）了解基于多傳感器信息判斷的火警監(jiān)控原理，研究并制定通行協(xié)議，設(shè)計(jì)通信軟件。（3）軟件功能的要求：應(yīng)能實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與多單片機(jī)之間的通信，能實(shí)時(shí)顯示通信數(shù)據(jù)，并能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。（4）完成5000字符與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的英文資料翻譯。（5）整理論文，撰寫并排版。2. 傳感器選擇方案主要針對(duì)該火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所需的元器件、系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能與設(shè)計(jì)要求以及系統(tǒng)工作流程等問題。本系統(tǒng)屬于分布式多傳感器火警監(jiān)控系統(tǒng)，與傳統(tǒng)火警監(jiān)控系統(tǒng)相比有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，多判數(shù)據(jù)處理。由于系統(tǒng)使用多傳感器監(jiān)測(cè)，因此系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)的檢測(cè)也是基于多判數(shù)據(jù)處理的，將系統(tǒng)中的多個(gè)傳感器采集到的數(shù)據(jù)送入MCU統(tǒng)一處理，將多組參數(shù)進(jìn)行組合判斷，使各個(gè)傳感器互為補(bǔ)充，能讓系統(tǒng)根據(jù)同一時(shí)刻各傳感器返回的信息準(zhǔn)確區(qū)分火災(zāi)險(xiǎn)情與干擾源，拓寬了檢測(cè)范圍，提高了靈敏度，同時(shí)還能獲得較低的誤警率。第二，實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與模糊判斷。傳感器的輸出并非是其對(duì)環(huán)境信息的連續(xù)檢測(cè)結(jié)果，而是根據(jù)其檢測(cè)周期有間隔地輸出，因此傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)就存在檢測(cè)的實(shí)時(shí)性問題，而基于單片機(jī)和多傳感器的本系統(tǒng)使用MCU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可達(dá)到對(duì)傳感器輸出的信號(hào)及環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的效果；與此同時(shí)，本系統(tǒng)并不完全依賴數(shù)據(jù)閾值的判斷，而是加入了帶有持續(xù)時(shí)間檢測(cè)的模糊判斷，能夠有效區(qū)分火災(zāi)與干擾源。 傳感器選型方案簡(jiǎn)介對(duì)火警監(jiān)控系統(tǒng)來說，傳感器的性能在整個(gè)系統(tǒng)的工作效能上有著舉足輕重的作用，因此傳感器的選型尤為重要，根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，使用溫度傳感器、一氧化碳傳感器和煙霧傳感器。設(shè)計(jì)中這三種傳感器均為模擬信號(hào)傳感器，通過放大整形電路與A/D轉(zhuǎn)換后作為送入MCU處理的數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)中對(duì)傳感器的性能有著如下要求：煙霧檢測(cè)：0～5%/英尺，誤差≤10％；溫度檢測(cè)：0～200℃，誤差≤4％；一氧化碳：0～500ppm，誤差≤5ppm。