【正文】 本設(shè)計的完成是在張老師的耐心指導(dǎo)下完成的。 本文首先介紹了國內(nèi)外火災(zāi)報警系統(tǒng)的特征、技術(shù)、發(fā)展水平、研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，說明火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計的背景和研究意義；然后給出了火災(zāi)報警系統(tǒng)內(nèi)部 CAN 通信系統(tǒng)的組成結(jié) 構(gòu)。與此同時，從節(jié)點(diǎn)上的步進(jìn)電機(jī)開始工作。//擴(kuò)展幀，向發(fā)送緩沖區(qū)寫入 8 個數(shù)據(jù) UartSendByte(1)。//使能發(fā)送請求，發(fā)送數(shù)據(jù) 對發(fā) while((canstatusamp。 //輸出對應(yīng)的相 可以自行換成反轉(zhuǎn)表格 Delay(500)。 delay(5)。 write_ds18b20(0xcc)。由此 表明 時鐘電路模塊功能 正常，本模塊到此測試成功。 LCD1602 顯示屏功能的測試 將測試程序燒進(jìn)其所在的單片機(jī)進(jìn)行測試，實(shí)現(xiàn) LCD1602 的動態(tài)演示，由此來測試 LCD1602 顯示屏功能是否正常，主要程序如下： 此時觀察顯示屏出現(xiàn)動態(tài)的英文： Wele to huaqinmcu，表明 LCD1602 顯示屏功能正常，本模塊到此測試成功。 開始 端口初始化 啟動溫度轉(zhuǎn)換 讀取溫度數(shù)據(jù) 溫度數(shù)據(jù)傳送程序 結(jié)束 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 49 A/D 轉(zhuǎn)換工作流程圖 滅 火裝置的軟件設(shè) 計 本系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)作為滅火的執(zhí)行裝置。 每一次不 管是命令還是數(shù)據(jù)的傳輸，全部都是從主機(jī)啟動寫時序才開始的，如 果要求從機(jī)問送數(shù)據(jù)，在寫命令后。隨后，通過置位命令寄存器的相應(yīng)標(biāo)志位 RRB, 發(fā)送一個釋放接收緩沖器的命令。 SJA1000 共有 2 種工作模式 : 工作模式和復(fù)位模式。 開始 LCD 初始化 延時 設(shè)第一行顯示位置 設(shè)第二行顯示位置 顯示煙霧氣體濃度 顯示溫度 結(jié)束 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 時鐘電路軟件設(shè)計 以下是 DS1302 時鐘電路流程圖，從圖上看出，首先對 DS1302 進(jìn)行初始化，其次讀取DS1302 時間，然后是顯示時間，顯示時間之后，再次返回到讀取時間的那一步，進(jìn)行循環(huán)往復(fù)，記錄火災(zāi)發(fā)生的時間，以備事后查詢。整體實(shí)現(xiàn)從節(jié)點(diǎn)對現(xiàn)場相關(guān)數(shù)據(jù)的采集與傳送，主節(jié)點(diǎn)的顯示與報警，并控制執(zhí)行裝置工作等功能。因為 80c51 單片機(jī)的 P0、 P P P3 的口線，只有 10 毫安的輸出驅(qū)動能力，但是 28BYJ48 步進(jìn)電機(jī)在工作的時候所需要的電流需要幾百毫安。步進(jìn)電機(jī)如下圖所示， 圖 39 28BYJ48 步進(jìn)電機(jī)示意圖 這個步進(jìn)電機(jī)一共有五根引線，他們分別是：紅色、橙色和黃色以及粉色和藍(lán)色等五種顏色。 DSl8B20 測量溫度時使用特有的溫度測量技術(shù)，將被測溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)值信號，測量結(jié)果存入溫度寄存器中。 0． 5℃。 DS1302 時鐘電路，主節(jié)點(diǎn)時鐘芯片工作原理圖如圖 圖 35 主節(jié)點(diǎn)時鐘芯片電路圖 CAN 模塊通信電路設(shè)計 CAN 通信協(xié)議主要是通過 CAN 控制器完成的。 1602A 與單片機(jī)的以總線方式連接，其硬件連接圖如圖所示： 圖 34 LCD 硬件連接圖 時鐘電路設(shè)計 為了方便人們可隨時查詢火災(zāi)事故發(fā)生的時間，本系統(tǒng)設(shè)計了時鐘電路主要用以記錄相關(guān)時間信息。 主節(jié)點(diǎn)的功能模塊由微控制器 MCU（單片機(jī)）、 CAN 通信電路以及時鐘電路、報警電路、液晶顯示屏等外圍電路組成。 如上圖所示，從節(jié)點(diǎn)是由單片機(jī)， CAN 通信電路，滅火裝置電路， 可燃?xì)怏w及煙霧 MCU LCD1602 顯示屏 時鐘電路 報警電路 CAN 通信電路 MCU 滅火裝置電路 CAN 通信電路 可燃?xì)怏w及煙霧傳感器電路 溫度傳感器電路 從節(jié)點(diǎn)功能框圖 圖 23 從節(jié)點(diǎn)功能框圖 圖 22 主 節(jié)點(diǎn)功能框圖 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 傳感器電路，溫度傳感器電路等五大部分組成的。 ③執(zhí)行裝置：當(dāng)環(huán)境可燃?xì)怏w濃度和煙霧濃度、溫度升高或超過閾值時，主節(jié)點(diǎn)發(fā)出報警的同時，執(zhí)行裝置受到從節(jié)點(diǎn)的控制而帶動電機(jī)，進(jìn)行滅火的模擬驅(qū)動。 系統(tǒng) 設(shè)計要求 本系統(tǒng)設(shè)計要求，選擇合適的溫度及煙霧傳感器進(jìn)行相關(guān)信息的采集，主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)之間通過 CAN 總線進(jìn)行通信；系統(tǒng)可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、顯示、存儲等功能，并且根據(jù)測量值可驅(qū)動滅火裝置。 本文的研究意義 本文研究是基于 CAN 總線的火災(zāi)報警系統(tǒng)，現(xiàn)在我們傳統(tǒng)的火災(zāi)報警系統(tǒng)大都采用 RS485 總線。 除此之外，這些國家在火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的管理方面已經(jīng)相當(dāng)?shù)囊?guī)范，而且還專門成立了監(jiān)控服務(wù)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的主要責(zé)任就是保證火災(zāi)報警數(shù)據(jù)進(jìn)行通暢的通信，對用戶全面負(fù)責(zé)，為用戶進(jìn)行服務(wù)。從八十年代開始至今，總線型火災(zāi)自動報警系統(tǒng)蓬勃興起，它同以前的產(chǎn)品相比有了很大的飛躍。全國農(nóng)村一共發(fā)生了火災(zāi) 38469 起，死亡 349 人，受傷 154 人，造成直接財產(chǎn)損失有 萬元。 the fifth chapter is the system debugging fire alarm, mainly introduces the debugging process of the system problems and solutions. Keywords： CAN bus。傳統(tǒng)意義上的火災(zāi)報警系統(tǒng)，很多情況下采用 RS485總線作為系統(tǒng)的通信方式，并且采取單一的溫度傳感器監(jiān)控現(xiàn)場環(huán)境，在執(zhí)行滅火的裝置中使用玻璃球灑水噴頭。 I 江蘇科技大學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 學(xué) 院 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 0945533115 指導(dǎo)教師 二零一三年六月 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 江蘇科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 基于 CAN 總線的火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 The fire alarm system design based on the CAN bus I 江蘇科技大學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 學(xué)院名稱： 電氣信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 0945533115 指導(dǎo)教師： 職 稱 : 講 師 2021 年 3 月 1 日 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） II 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 基于 CAN 總線的火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 一、 畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容及要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、達(dá)到的指標(biāo)和應(yīng)做的實(shí)驗等） ： 隨著人們防火意識的增強(qiáng)，火災(zāi)探測報警技術(shù)越來越受到人們的重視。 本文主要研究的是基于 CAN總線的 火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計的方案以及實(shí)現(xiàn)的方法，用CAN總線取代傳統(tǒng)的 RS485總線，以解決抗干擾能力較差、對火災(zāi)報警響應(yīng)較慢以及傳輸速率較低等一系列的缺點(diǎn)。 MCU。而城市已共引發(fā)火災(zāi)有 43171 起，死亡 331 人，受傷 196 人，造成的直接財產(chǎn)損失有55330 萬元；從以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，我國火災(zāi)情況不容樂觀，因此，傳統(tǒng)的火災(zāi)報警系統(tǒng)已經(jīng)越來越不適應(yīng)當(dāng)今火災(zāi)發(fā)生的復(fù)雜情況了，而傳統(tǒng)的火災(zāi)報警系統(tǒng)多采用 RS485 總線作為通信方式，通信可靠性比較差。 此外，國外還有許多比較發(fā)達(dá)的國家，已經(jīng)具有了火災(zāi)的預(yù)防和報警、撲救以及善后處理等等相當(dāng)完善的消防體系。與此同時消防部隊也可以收到可靠的火災(zāi)報警信號，從而此類服務(wù)機(jī)構(gòu)也受到了消防部門是他們資質(zhì)的審查和監(jiān)督管理。本系統(tǒng)是使用溫度傳感器和氣體煙霧傳感器對現(xiàn)場環(huán)境相關(guān)的信息進(jìn)行檢測。 課題總體方案設(shè)計 本課題是基于 CAN總線的火災(zāi)報警系統(tǒng)，系統(tǒng)的總體方案設(shè)計采用主 從式的結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計的要求，設(shè)計的主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)功能如下： (1)主節(jié)點(diǎn)：接收通過 CAN 通信傳輸過來的從節(jié)點(diǎn)采集到的相關(guān)信息，并通過液晶顯示屏顯示接收到的相應(yīng)信息。 （ 3）主從節(jié)點(diǎn)之間用 CAN 模塊進(jìn)行通信。在實(shí)際的應(yīng)用中，主節(jié)點(diǎn)設(shè)置在值班室內(nèi)，工作人員對其進(jìn)行控制；而各個從節(jié)點(diǎn)則設(shè)置于樓房的走道及各房間處，與主節(jié)點(diǎn)一起掛接在 CAN 總線上，以便隨時向主 節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。 80C51 單片機(jī) 是 MCS51的 系列 其中一種 單片機(jī) ，由 英特爾 公司開發(fā)，其結(jié)構(gòu)是 8048 的 一個 延伸， 更加優(yōu)化8048 的性能 ， 改善了它的缺點(diǎn)，除此之外，還 增加了 一系列的 指令 ，比 如比較（ CMP）、乘（ MUL）、減（ SUBB）、除（ DIV）、布爾代數(shù)運(yùn)算 、 16 位數(shù)據(jù)指針 等 等 指令。時鐘芯片的接口分為并行和串行，不同的芯片要根據(jù)不同的情況進(jìn)行設(shè)計。 CAN 模塊與單片機(jī)電路通信電路如下：江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 36 CAN 模塊與單片機(jī)電路連接圖 從節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計 從節(jié)點(diǎn)的功能模塊由微控制器 MCU（單片機(jī)）、 CAN 通信電路以及可燃?xì)怏w及煙霧傳感器電路、溫度傳感器電路等電路組成。 （ 5）低壓供電，電源范圍從 3V 到 5V，可以直接從數(shù)據(jù)線上進(jìn)行竊取電源 (寄生式供電 )，也可以本地供電。數(shù)據(jù)以串行通信的方式與 口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，將檢測到的信號送給單片機(jī)。除此之外，還可以實(shí)現(xiàn)快速啟停等等 [9]。 L298N 雙 H 橋直流電機(jī)驅(qū)動芯片的驅(qū)動部分端子供電范圍 Vs：＋ 5V～＋ 35V ； 如果需要板內(nèi)取電，則供電范圍 Vs： +7V～ +35V，驅(qū)動部分峰值電流 Io： 2A；邏輯部分端子供電范圍 Vss：＋ 5V～＋ 7V（可板內(nèi)取電＋ 5V）；邏輯部分工作電流范圍 :0～36mA；控制信號輸入電壓范圍：低電平：－ ≤ Vin≤ ，高電平： ≤ Vin≤ Vss；使能信號輸入電壓范圍：低電平：－ ≤ Vin≤ （控制信號無效），高電平： ≤ Vin≤ Vss（控制信號有效）；最大功耗： 20W（溫度 T＝ 75℃時）；存儲溫度：－ 25℃～＋ 130℃；驅(qū)動板尺寸 : 48mm*43mm*33mm(帶固定銅柱和散熱片高度 )；驅(qū) 動板重量： 33g；其他擴(kuò)展：控制方向指示燈、邏輯部分板內(nèi)取電接口 [10]。以此同時，把發(fā)生火災(zāi)的相關(guān)信息顯示在顯示屏上，同時控制其執(zhí)行裝置進(jìn)行工作。 CAN 應(yīng)用節(jié)點(diǎn)的程序設(shè)計主要分為 3 部分 : SJA1000 初始化程序、信號發(fā)送程序、信號接收程序。 在初始化完成以后 , CAN 總線就可以開始進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送工作 , 其初始化流程圖： CAN 初始化流程圖 圖 44 CAN 初始化流程圖 信號發(fā)送模塊程序設(shè)計 發(fā)送信號報文是通過信號發(fā)送模塊實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)在根據(jù)從節(jié)點(diǎn)具體實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行從節(jié)點(diǎn)整體軟件流程的設(shè)計，流程圖如下： 開始 關(guān)閉所有中斷 接收中斷 取出緩沖數(shù)據(jù) 置位 RRB 位 開所有中斷 返回中斷 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 圖 47 從節(jié)點(diǎn)整體軟件流程圖