智能型火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)是一個(gè)集信號(hào)檢測(cè),、傳輸、處理和控制于一體的控制系統(tǒng),，代表了當(dāng)今火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展方向,。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)的迅速增長，市場(chǎng)上迫切需要一種容量大,、性能優(yōu)越,、可靠性高、便于安裝,、使用和維修的智能型火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng),。
　　本文給出了作者所設(shè)計(jì)的具有90年代國際先進(jìn)水平的智能型火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、組成,、實(shí)現(xiàn)方法和特點(diǎn),。系統(tǒng)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，具有可編程,、火警靈敏度自動(dòng)調(diào)整和漂移自動(dòng)補(bǔ)償?shù)戎悄芴匦?，工作更加穩(wěn)定可靠，應(yīng)用領(lǐng)域廣闊,。
1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　為了實(shí)現(xiàn)大范圍和大規(guī)模的火災(zāi)監(jiān)控,，必須實(shí)現(xiàn)控制器之間以及控制器與復(fù)示器之間的快速和可靠的通信。CAN(Controller Area Network)總線是德國Bosch公司在80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信總線,，由于CAN總線強(qiáng)調(diào)了實(shí)時(shí)性,，又具有極高的可靠性和獨(dú)特的設(shè)計(jì)，特別適合工業(yè)過程監(jiān)控設(shè)備的互連,，因此越來越受到工業(yè)界的重視,，得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)展前景十分廣闊,。其最高通信速率可達(dá)1Mbps,，通信距離可達(dá)10km。由于控制器之間通信距離遠(yuǎn),，傳輸信息多且實(shí)時(shí)性,、可靠性要求高，所以選擇CAN總線實(shí)現(xiàn)控制器之間的通信是十分合適的,?？刂破髋c復(fù)示器之間由于通信距離短，傳輸信息少，使用RS－485總線進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示,。

2 控制器硬件設(shè)計(jì)
　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)中火災(zāi)報(bào)警基本功能及各種可靠性和抗干擾性要求。其次提供一個(gè)靈活的配置使其能適用于各種應(yīng)用場(chǎng)合,。同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)具有可擴(kuò)展性,，使得系統(tǒng)在發(fā)展過程中容易擴(kuò)展和升級(jí),。
2.1 采用多CPU工作模式和模塊化結(jié)構(gòu)
　　多CPU工作模式的采用主要是為了解決實(shí)時(shí)性及多任務(wù)調(diào)配等問題,。控制器不但要實(shí)時(shí)地采集各種探測(cè)器及模塊的參數(shù)和狀態(tài),，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,、LCD顯示、打印,、通信和控制等多項(xiàng)工作,。單個(gè)微控制器無法實(shí)時(shí)完成以上工作。有必要采用多CPU工作模式和模塊化結(jié)構(gòu),。各CPU之間通過I²C總線進(jìn)行通信,。控制器的組成框圖如圖2所示,。

2.2 主CPU模塊設(shè)計(jì)
　　主CPU模塊用于監(jiān)視和控制各功能部件,，進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理，網(wǎng)絡(luò)通信和資料保存等,，是整個(gè)控制器的核心,。它以微控制器80C652為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，由程序存儲(chǔ)器,、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,、監(jiān)控及自檢電路、I/O接口和通信接口等組成,，如圖3所示,。其中通信接口為CAN總線，RS－485和RS－232C,，CAN用于控制器之間的連網(wǎng),，RS－485用于控制器與復(fù)示器之間的連網(wǎng)，RS－232可直接同PC機(jī),、打印機(jī)或Modem相連,。

2.3回路掃描CPU模塊設(shè)計(jì)
　　回路掃描CPU模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)各種探測(cè)器和控制單元的尋址，并采集各地址單元返回的信息,，包括煙霧濃度模擬量,、環(huán)境溫度模擬量和反映外圍部件的各種狀態(tài)信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行分析和處理，將結(jié)果通過回路總線傳送到主CPU,。按照實(shí)現(xiàn)的功能,，它主要由七部分組成：外圍部件驅(qū)動(dòng)電路、電壓檢測(cè)電路,、干擾抑制電路,、過流保護(hù)電路、回路CPU與主CPU接口電路,，它們之間的關(guān)系如圖4所示,。

3 CAN總線接口設(shè)計(jì)
　　本系統(tǒng)是由許多智能火災(zāi)報(bào)警控制器通過CAN總線相連而組成的一個(gè)控制器局部網(wǎng)，因此,，CAN總線的設(shè)計(jì)就顯得極為重要,。其中，CAN控制器的選取,、CAN驅(qū)動(dòng)器以及抗干擾措施將成為設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,。
3.1 CAN控制器的選取
　　為了系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展的需要，可選取支持CAN2.0B通信協(xié)議的SJW1000,。SJW1000是PHILIPS公司最新生產(chǎn)的既支持CAN2.0B又支持CAN2.0A的CAN控制器,，它與僅支持CAN2.0A的CAN控制器82C200在硬件上和軟件上完全兼容。
3.2 CAN接口芯片82C250
　　82C250是PHILIPS公司的CAN控制器和物理總線間的接口,，提供對(duì)總線的差動(dòng)發(fā)送和接收能力,。它與ISO/DIS 11898標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，有三種不同的工作方式即高速,、斜率控制和待機(jī),，可根據(jù)實(shí)際情況選擇。
3.3 光電隔離
　　為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力,，在SJW1000和驅(qū)動(dòng)器之間增加了光電隔離電路,，電源采用DC－DC變換器,如圖5所示。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)
　　· 系統(tǒng)采用先進(jìn)的模擬量傳感器,、微控制器和智能算法,，能對(duì)各種非火災(zāi)因素引起的漂移實(shí)施自動(dòng)補(bǔ)償，對(duì)探測(cè)器的性能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)等,?？捎行У胤乐垢鞣N因素引起的誤報(bào)和漏報(bào)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確報(bào)警,。
　　· 系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了控制矩陣,，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消防聯(lián)動(dòng)，代替了傳統(tǒng)的硬件組合邏輯,。不僅便于設(shè)計(jì)和施工,，且大大提高 了消防聯(lián)動(dòng)的靈活性和可擴(kuò)展性,。
　　· 系統(tǒng)具有豐富的自診斷功能，能及時(shí)檢測(cè)出系統(tǒng)的故障及其部位,，減少維修時(shí)間,，為設(shè)備正常工作創(chuàng)造了條件。
　　· 系統(tǒng)采用分布式模塊化結(jié)構(gòu)組成微機(jī)局域網(wǎng),，可根據(jù)需要進(jìn)行靈活配置,，適用范圍廣。
　　· 系統(tǒng)采用多媒體技術(shù),，具有漢字輸入,、顯示、語音和聲光報(bào)警功能,，人機(jī)界面十分友好,。
　　該系統(tǒng)采用分布式模塊化結(jié)構(gòu)組成通信網(wǎng)絡(luò)，配置靈活適應(yīng)性強(qiáng),；采用多CPU協(xié)同工作方式，很好解決了實(shí)時(shí)性和多任務(wù)的矛盾,；數(shù)據(jù)處理采用了線性和非線性濾波,、門限檢測(cè)以及過程分析等智能算法，為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確報(bào)警奠定了基礎(chǔ),；系統(tǒng)采用故障自診斷技術(shù)和多媒體技術(shù),。
參考文獻(xiàn)
1 Fraser Brace.Applying Advanced Fire－detection and Controls Technology to Enhance Elevator Safety During Fire Emergencies.Elevator World,1996;44(4): 86～90
2 Hefner Rodney. Fire and Gas Safety System Integration into Programmable Logic Controllers Using Intelligent Input/Output Devices. Proceedings of the Industrial Computing Conference ,Chicago,1993:473～480
3 Nakanishi Shinji.Intelligent Fire Warning System Applying Fuzzy Theory.In:Los Alamos.IECON Proceedings,1997:1561～1566