基于CAN总线的复合型火灾报警探测器设计方案

　　引言

　　随着城市现代化建设进程的加快发展，城市抗御火灾的综合实力也在不断增强。火灾自动探测与报警技术就是将传感技术、通讯技术和智能化信息处理技术应用于火灾预防的一项综合性技术，该技术具有速度快、实时性好、可直接与城市119消防中心的计算机联网等突出优点。其中CAN总线具有高可靠性和适合远距离传输的优点。CAN总线与火灾自动报警系统相结合，突破了传统温度监测的瓶颈，它可在探测器内加进MCU，从而对火灾特征信号直接进行分析和判断，并将结果传送给控制器。这种高效、数字、开放的分布式火灾报警系统是一种很好的复合型火灾报警的尝试。

　　1 系统结构

　　图1所示为管理计算机和智能节点组成的CAN总线火灾自动报警系统的两层网络结构框图。由图可见，该系统由上位监控机、CAN通信适配卡和多个智能节点组成。采用CAN总线作为通信网络来将各节点连接成一个分布式智能监控系统。其中单片机主要完成现场传感器的信号采集及对系统计算及信息的处理等; CAN总线控制器主要用于系统的通信; CAN收发器主要用于增强系统的驱动能力，增大通信距离控制工程网版权所有，提高系统的瞬时抗干扰能力，保护总线，降低射频干扰(RFI) 等。当火灾发生时，可通过上位PC 机的报警来获得火灾发生的时间及地点，同时通过119火灾智能报警器自动与消防指挥中心联络，从而实现无人值守; 另一方面，可利用消防联动控制系统根据联动控制盘的指令自动启动消防设施，以达到灭火的目的。此外控制工程网版权所有，上位PC机还具有系统参数(如波特率、报文标识与屏蔽等) 设置、监视状态设置、数据发送、数据请求、节点状态查询等功能。而各个下位节点控制器主要是通过CAN 总线接收上位机的各种操作控制命令和参数设定，实时采集现场监测到的火灾报警信号等。

　　事实上，各个下位智能节点间也可通过CAN 总线网络相互发起通信，以进行信息交换。

　　图1 基于CAN总线的火灾自动报警系统结构框图

　　2 硬件设计

　　2.1 智能节点设计

　　图2所示是本系统的硬件结构图。本系统的上位监控机采用抗干扰能力很强的工业PC机，并以TJA1050芯片作为CAN 收发器，以SJA1000芯片作为CAN 总线控制器，AT89S52单片机作为节点控制器，同时将其与火灾传感器相连。温度传感器采集的信号经过处理后传给AD0809芯片进行A/D转换，然后再传给AT89S52。烟雾传感器的逻辑信号可直接传给AT89S52。单片机可结合两路信号进行火灾分级报警处理。SJA1000的TXD和RXD相应的连到TJA1050的TXD和RXD。