基于區(qū)域控制網絡can的智能家居自動化火災警報系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-21 18:24 本頁面
【文章內容簡介】 252423222120191817161514131211109876543210幀類型ID“燒焦等級”ID塊ID設備類型ID獨立ID圖6 基于CAN的火災報警系統(tǒng)ID分配方法發(fā)送成功第二部分定義了報文的“燒焦等級”ID，確保等候時間較長的幀優(yōu)先發(fā)送。初始水平為“1111”。圖7 (b) 給出了一個“燒焦等級”ID變化的例子。假設有兩個探測器B和探測器C同時發(fā)出幀類型ID都為“01”的報警幀，而探測器B發(fā)出幀的獨立ID比探測器C的更小。此時，將比較幀標識的其他部分，因此探測器B的幀優(yōu)先級更高，首先發(fā)送。然而探測器C的幀將發(fā)送失敗而輸?shù)舾偁?，它的“燒焦等級”ID就會由“1111”變?yōu)椤?110”，即優(yōu)先級上升。此時如果在探測器C重新發(fā)送之時，另一個探測器A發(fā)出另一個幀類型“01”的報警幀。由于探測器A的“燒焦等級”為“1111”，探測器C的幀優(yōu)先級更高優(yōu)先發(fā)送，而探測器A的幀將最后發(fā)送。依據(jù)這個邏輯，當多個火災探測器發(fā)現(xiàn)火災信號，同時發(fā)送報警幀時，每一個幀都會按照正確的順序，用最短的延遲發(fā)送給接收器，接收器也可以準確判斷火災的位置。發(fā)送失敗1101 探測器B探測器A接收器發(fā)送成功發(fā)送失敗發(fā)送失敗1101 00 (a)依據(jù)幀類型的競爭實例發(fā)送成功發(fā)送失敗發(fā)送失敗發(fā)送成功01 1110 01 1111 01 1111 01 1111 探測器C探測器B探測器A(b)依據(jù)“燒焦程度”的競爭實例圖7 依據(jù)ID競爭的例子第三部分為塊ID，它將火災傳感器與驅動器分為若干個分組。如果一個區(qū)域發(fā)生火災，就會以這部分作為區(qū)分發(fā)送一個指定該區(qū)域所有驅動器進行滅火的幀。第四部分為設備類型幀，用來區(qū)分設備是探測器或是驅動器等，例如煙霧傳感器、熱度傳感器等。第五部分是獨立ID，為每一個傳感器或是驅動器標號。. 基于CAN的火災報警系統(tǒng)的最大延遲因為在CAN中，具有高優(yōu)先級的幀將在其他幀之前傳輸，最低優(yōu)先級的幀會在設計者確定的最大延遲范圍內被傳輸。因此，為了保證基于CAN的火災報警系統(tǒng)的網絡效率，必須恰當?shù)卮_定輪詢周期TP，報警周期TA，使得任何幀都在最大允許延遲之前傳輸成功。為了確定TP、TA，有29位ID的CAN最壞情況傳輸時間計算方法如下1315：(1)這里的τbit，即傳輸過程中的反向速度16。例如，如果傳輸速度是500 Kbps了，τbit為2181。s。Sm是CAN報文的長度。Sm的第一部分是最差情況比特值，第二部分是CAN報文的首部長度，最后一部分是CAN報文的比特長度。當所有的火災探測器發(fā)出報警幀，同時接收器向所有驅動器發(fā)出滅火幀，這便是此系統(tǒng)的最壞情況。所有的幀都要在最大允許延遲范圍內完成傳輸，以保證系統(tǒng)的性能。(2)這是CAi是第i個火災探測器所生成報警幀的傳輸時間，CEi是發(fā)送給第i個驅動器的滅火幀的傳輸時間，CPi和CSi是一個輪詢幀和設備的狀態(tài)幀的傳輸時間，Nd和Na分別是連接在系統(tǒng)上的火災探測器與驅動器的數(shù)量。例如，假設幀總長度是1字節(jié)，有8000個火災探測器和2000個驅動器連接在系統(tǒng)中。這是之所以假設為1字節(jié)是因為火災探測器發(fā)送的數(shù)據(jù)就是1字節(jié)。在這種情況下，根據(jù)式 (1) CAi為180μs，根據(jù)式 (2) ，則所有的幀都可以在一個循環(huán)內傳輸完畢，系統(tǒng)的效率得到了保證。美國消防協(xié)會(NFPA，The National Fire Protection Association)建議當收到火災報警信號的警告響應時間（即傳感器發(fā)現(xiàn)火災到驅動器開始滅火之間的時間間隔）要少于90s17。我們可以把這個當成本系統(tǒng)的最大允許延遲。，所以本系統(tǒng)是符合NFPA建議的。4. 基于CAN的火災報警系統(tǒng)的實驗評估圖8展示了用于評估的實驗模型。在這個實驗模型中，配置有作為接收器的PC、兩個煙霧探測器、一個氣體探測器和一個模仿驅動器的模塊，共四個通信模塊。網絡的傳輸速率設定為500Kbps，網絡中安裝了一個CAN中繼器，來擴大網絡范圍。使用CANalyzer的CAPL進行PC端接收器編程。煙霧探測器使用NEMOTO公司的NIS05As,氣體探測器使用NEMOTO的NAP55A。，使用Philips公司的PCA82C250作為CAN 信號收發(fā)器。NIS50A終端電阻PC端接收器NAP55A煙霧探測器驅動器氣體探測器煙霧探測器CAN模塊CAN模塊CAN模塊CAN模塊CAN中繼器終端電阻圖8 基于CAN的火災報警系統(tǒng)的實
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