【正文】 i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 23 J un 20 07 S he e t o f F i l e : C : \ P R O G R A M F I L E S \ D E S I G N E X P L O R E R 9 9 S E \ E X A M P L E S \ C L I E N T ~ 1. D D BD r a w n B y :D1I N 40 0+ C 1470μV1 V0GNDL M 29 40 C T 5. 0R1R410KR3R210KR85KT G 38 13L M 31 12314812 1 34 6 電路、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、可尋址外部數(shù)據(jù)存儲器和外部程序存儲空間的控制電路， 32 條可編程的線、兩個 16 位的定時 /計數(shù)器，一個可編程全雙工串行口、 5 個中斷源、兩個優(yōu)先級嵌套中斷結構。 AT89C51 系列單片機是一種低功耗高 性能 CMOS 型 8 位單片機，它除了具有與 MCS51 系列單片機完全兼容的若干特性外，最為突出的優(yōu)點就是其片內集成了 4KB的 F1ashPEROM(Programmable Erasable Read Only Memory)用來存放應用程序，這個 Flash 程序存儲器除允許用一般的編程器離線編程外，還允許在應用系統(tǒng)中實現(xiàn)在線編程，并且還提供了對程序進行三級加密保護的功能。 圖 38 氣體探測器電路圖 AT89C51 單片機的設計 ATMEL 公司的 AT89C51 系列單片機均以 MCS51 系列單片機作為內核，并將 ATMEL 特有的 Flash 技術與 80C31 內核結合在一起，生產(chǎn)出 AT89C51 系列單片機。這些元件在室溫時提供大約 伏的參考電壓。 TG3813/R1 分壓器的輸出電壓引到電壓比較器 LM311 的正輸入端（ 2 腳）。次觸發(fā)點（ 5000ppm）對避免可燃氣體泄漏而招致危險是足夠低的。 TG3813 與 R1 組合在一起組成檢測電路。 傳感器有一加熱線圈，其工作電壓為直流 5V，這一電壓利用市電經(jīng)整流穩(wěn)壓取得。 本節(jié)使用氣敏傳感器 TG3813。電路的設計符合 UL217 規(guī)范。信號閥值是由專用集成電路內部設置。 離子感煙火災報警電路如圖 37 所示。 DQ295 的管腳功能如下：離子 感煙式火災探測器 的輸出接 15 腳，內部振蕩器外接電容接 12 腳，定時器電阻接 7 腳， 1 15 腳為輸入保護用， 4 腳為檢測腳， 13 腳為電壓及靈敏度設置腳。 圖 34 ADC0809 引腳結構 圖 35 UD02 結構圖 由于離子 感煙式火災探測器 的大量產(chǎn)生，促使專用集成電路的發(fā)展， DQ295為離子感煙傳感器專用集成電路。它有三個電極： A 電極（接 +5V）、 B 電極（接地）、C 電極（接 ADC0809）。 ADC0809 引腳結構如圖 34 所示。多路開關可選通 8 個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉換器進行轉換。 MCU P1 ﹢ 5v DS18B20 本節(jié)設計采用 UD02 型離子 感煙式火災探測器 ，它的靈敏度高，可靠性好，其性能滿足 UL217 標準。外電離室有孔與外界相通，煙霧可進入電離室，而內電離室是密封的，煙霧不能進入。 VDD： 電源電壓。 GND： 地 。 圖 32 溫度探測器電路 2． DS18B20引腳及功能 DS18B20的封裝如圖 33所示 (PR35封裝 )。 DS18B20 的測溫原理是利用溫敏振蕩器的頻率隨溫度變化的關系，把溫度信號直接轉換為串行數(shù)字信號，通過內部計數(shù)器對受溫度影 響的振蕩器周期的計數(shù)可實現(xiàn)溫度測量。 內部結構框圖如圖 31 所示。由于總線上的所有器件都通過 一條信號線傳輸信息，總線上的每個器件在不同的時間段驅動總線，這相當于把數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線合在了一起。而一線總線技術則很好地解決了這個問題。 工作原理 目前大多數(shù)傳感器系統(tǒng)都采用放大 傳輸 數(shù)模轉換這種處理模式。為了提高火災報警的準確度，本 設計 還采用了溫度探測器 和 離子 感煙式火災探測器，并且不再是簡單的依靠火災探測器內部電路設置的閥值來確定是否發(fā)出火災報警，而是由探測器把監(jiān)視場所的兩個火災數(shù)據(jù)信息實時地傳輸給現(xiàn)場節(jié)點控制器，然后對兩種探測器進行數(shù)據(jù)融合，最后將判斷結果通過 CAN 總線傳送給主控制器 。主要包括 CAN控制器 SJA1000初始化子程序、 CAN總線接收，發(fā)送子程序、 CAN總線通信子程序、系統(tǒng)信號采集子程序等。主機操作系統(tǒng)選用基于 PC系列機的中文 Windows 2022 及以上版本，支撐軟件包括圖形支 撐軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)信息采集軟件、人機交互系統(tǒng)等。如圖 21所示。 5） 各類探測器 各 類火災探測器負責檢測所在區(qū)域的煙霧濃度、溫度等信號，并將其轉化為電信號，通過收發(fā)電路與節(jié)點控制器進行通信。它通過上層信道接收火災報警控制器傳來的報警信息并進行處理，以供消防部門進行決策。同時，火災報警控制器存儲本區(qū)域所有事件、故障和報警數(shù)據(jù)。 2） 系統(tǒng)主控制器 火災報警主控制器主要負責接受各類火災探測器和監(jiān)視控制模塊的數(shù)據(jù)，并進行處理儲存，同時和城市火災監(jiān)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。 CAN總線節(jié)點數(shù)可達 110 個，大大降低了系統(tǒng)成本，提高了通信的實時性。 — 媒體相關接 口 (MDIMedium Dependent Interface)。 物理層又分為： — 物理信令 (PLSPhysical Signalling)。 CAN 總線的分層結構 CAN 遵從 OSI 模型，按照 OSI 基準模型， CAN 結構劃分為兩層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，按照 IEEE 和 標準，數(shù)據(jù)鏈路層又分為： — 邏輯鏈路控制 (LLCLogic Link Control)。 ⒁ 開發(fā)系統(tǒng)廉價， OEM 用戶容易操作。 ⑿ CAN 節(jié)點在錯誤嚴重的情況下，具有自動關閉總線的功能，切斷它與總線聯(lián)系，以使總線上其他操作不受影響。 ⑽ 通訊介質采用廉價的雙絞線，無特殊要求。 ⑼ CAN 采用短幀結構，每一幀的有效字節(jié)數(shù)年為 8 個。 ⑺ CAN直接通訊距離最遠可達 l0KM/5Kbps，通訊速率最高可達 1Mbps/40m。 ⑸ CAN 采用非破壞性總線仲裁技術，當兩個節(jié)點同時向網(wǎng)絡上傳送信息時，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，有效避免了總線沖突。利用這一特點，也可方便地構成多機備份系統(tǒng)。 ⑵ CANBUS 國際標準 ISO11898 CANBUS 規(guī)范為 , PARTB。用 CANBUS 做工程最大的特點，就是啟動成本低。在自動化電子領域的汽車發(fā)動機控制部件、傳感器、抗滑系統(tǒng)等應用中， CAN 的速率可到 1M bit/s. CAN 的信號傳輸介質為雙絞線，具有現(xiàn)場總線的特點。由于 CAN 卓越的特性及極高的可靠性，故而非常適合工業(yè)過程監(jiān)控設備互連。 CAN 是由德國 Bosch 公司為汽車的監(jiān)督、控制系統(tǒng)而設計的，例如 :控制發(fā)動車點火，注油及復雜的加速、剎車、抗鎖定剎車系統(tǒng)等等。 論文首先 對此系統(tǒng)進行整體的系統(tǒng)設計予以分析描述，然后詳細敘述了硬件和軟件設計及實現(xiàn)， 基于現(xiàn)場總線的火災自動監(jiān)控報警系統(tǒng)有著廣泛的市場應用前景，是 火災探測報警技術的發(fā)展方向。 節(jié)點 控制器可以通 過單線驅動溫度傳感器和煙霧傳感器，形成復合式信號采集 控制 系統(tǒng)。 RS232適配卡由轉換芯片 MAX232 搭建， MAX232 是 AXIM 公司生產(chǎn)的 一種雙組驅動 /接收器芯片， 采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只需單一的 +5V 電源。 本 論文 設計是通過 CAN 總線組建的通信網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳送的火災自動監(jiān)控報 警系統(tǒng) [3]?，F(xiàn)場總線不單單是一種通信技術，也不僅僅是用數(shù)字儀表代替模擬儀表，關鍵是用新一代的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) FCS 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的集散控制系統(tǒng) DCS，實現(xiàn)現(xiàn)場 通信網(wǎng)絡與控制系統(tǒng)的集成 121 根據(jù)國際電工委員會 IEC標準和現(xiàn)場總線基金會 FF的定義 :現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡 181 按照 SP50 指南，現(xiàn)場總線是“在制造過程現(xiàn)場和安裝在生產(chǎn)控制室先進自動化裝置中所配置的主要自動化裝置之間的一種串行數(shù)字通信鏈路”。(Fieldbus)是用于過程自動化和制造自動化最底層的現(xiàn)場設備或現(xiàn)場儀表互連的通信網(wǎng)絡，是現(xiàn)場通信網(wǎng)絡與控制系統(tǒng)的集成現(xiàn)場總線的節(jié)點是現(xiàn)場設備或現(xiàn)場儀表，如傳感器、變送器、執(zhí)行器和編程器等。 在分散型控制系統(tǒng)（ distribution control system， DCS）的發(fā)展歷程中，較早地在站間通信中采用了局域網(wǎng)（ local area w ork， LAN）技術。 現(xiàn)場總線 誕生 于 現(xiàn)場總線技術的初期，它的主要功能是將當時的可編程邏輯控制器（ program mable logic controller， PLC）以一種較簡潔的方式連接起來。人們對于火災自動報警系統(tǒng)期望在于：首先要求系統(tǒng)早期發(fā)現(xiàn)火災，其次是消除誤報和降低系統(tǒng)的成本費。一是探測智能、二是監(jiān)控智能、三是探測智能和控制智能兼有。 增加系統(tǒng)可靠性是現(xiàn)代火災探測報警技術的發(fā)展方向。 火災自動報警系統(tǒng)是建立在電子技術基礎上的一種火災報警技術。 火災報警技術及現(xiàn)場總線技術的發(fā)展 火災報警技術是預防火災的一項基礎工作，應用范圍廣泛。 現(xiàn)場總線是應用在生產(chǎn)現(xiàn)場、在微機化測量控制設備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開放式、數(shù)字式、多點通信的底層控制網(wǎng)絡。 在信息技術與計算機技術飛速發(fā)展的今天，世界上很多國家的城市都對建筑獨立的火災自動報警系統(tǒng)采取網(wǎng)絡監(jiān)控管理，通過計算機網(wǎng)絡把傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡、計算機數(shù)據(jù)網(wǎng)絡相互滲透融合 ， 即利用計算機網(wǎng)絡實時監(jiān)控城市建筑火災自動報警系統(tǒng)運行狀態(tài)、火災監(jiān)控系統(tǒng)全程自動化，有效地減少人工監(jiān)控環(huán)節(jié)可能造成的火警漏報、遲報，這樣大大加強了火災的監(jiān)控能力，實現(xiàn)了火 災監(jiān)控管理的數(shù)字化?？梢?，火災危害性是相當慘重的。隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，社會財富日益增加，火災損失上升及火災危害范圍擴大的總趨勢是客觀規(guī)律。 it is the development direction of the fire automatic monitoring alarm technology. Key words： CANBUS； Smoke sensor； Temperatures； AT89C51 目錄 摘要 .................................................................................................................................... 2 Abstract .............................................................................................................................. 3 目錄 .................................................................................................................................... 4 第 1 章 緒論 .................................................................................................................... 6 概述 .................................................................................................................... 6 火災報警技術及現(xiàn)場總線技術的發(fā)展 ............................................................ 6 第 2 章 系統(tǒng)總體設 計 .................................................................................................... 9 CAN 總線的特點 .............................................................................................. 9 系統(tǒng)總體方案設計 ...........................................