基于CAN总线火灾报警智能节点设计

基于CAN总线火灾报警智能节点设计为快捷有效的预测火灾的发生，减少人们生命和财产损失；解决“传统火灾报警器只对单一物理或化学信号进行探测而容易使报警系统出现误报或漏报”等问题从而设计了本系统。本系统采用主从式结构，具有反应迅速、工作稳定、安全等特点。主节点与从节点的单片机都采用STC89C52芯片来控制。为了实现主节点对从节点的实时监测，在主节点和从节点处都设计有CAN通信电路模块，由SG-3CS组成CAN通信接口。从节点的外围电路由烟雾传感器SS-168、光电传感器ST-178、温度传感器DS18B20和声光报警装置组成。单片机巡回检测温度、红外辐射、烟雾等传感器，当温度采集、红外检测、烟雾检测模块中任意两项检测到异常时系统发出声光报警，直到任意一项异常排除时系统才自动停止声光报警。火灾是目前最常见、最普遍的威胁公共场所安全和建设和谐社会的重要灾害之一。但是“火”被人类控制与利用也是人类迈进文明社会的一个重要标志，所以说“火”，它既能给人们带来了文明的进步，光明和温暖，但是当其一旦失去控制，就会为人类带来毁灭性地灾难。使用“火”的过程中，人们总是在不断地总结发生火灾的规律，尽可能地尽最大可能减少火灾对人身财产造成的伤害或损失。在100年前，那时的科技还不发达，我们伟大的先祖发挥他们的聪明与才智总结出“防为上，救次之，戒为下”的经验来防治火灾。随着科技不断的发张与进步，人们居住的场所越来越集中，而在现如今人们的财富日益增加，诱使发生火灾的机会也越来越多，比如违规的使用电器等。现代建筑发生火灾危险性越来越强，一旦发生某地起火，如果不能及时的扑灭就会照成一系列的连锁反应，火会越燃越大有的甚至燃烧了整条街。这样的报道时常会出现在电视、杂志上，让人们苦不堪言。因此，消防设施已经成为每一个场所的必需设施，突显其对现代人们社会活动的重要性。利用can总线协议制作的监督报警装置，可以很好的避免这些损失，而且can总线协议简单方便，花费小，安全可靠。CAN的一些基本概念：（1）报文：报文就是在总线上所传送的信息，该信息以不同的报文传送，但报文长度要受帧结构的限制。当总线空闲时，任何连接的单元均可开始发送一个新报文。（2）帧传送：在总线上传输的报文以帧结构进行传输。报文传送有４种不同类型的帧来表示跟控制，它们分别为数据帧、远程帧、出错帧和超载帧。（3）裁仲：用于处理总线访问冲突。依据其报文标识符与RTR位来确定。（4）标识符：一个报文的内容由其标识符ID命名，ID并不指出报文的目的，但描述了数据的含义，以便网络中的所有节点有可能借助报文滤波来决定该数据是否使它们激活。（5）技术规范：CAN技术规范（Version2.0）包括2.0A和2.0B。2.0A的报文标识符为11位，2.0B有标准和扩展两种报文格式，前者的标识符19位，后者29位。（6）远程数据请求：通过发送一个远程帧，需要数据的节点可以请求另一个节点发送一个相应的数据帧，该数据帧和对应的远程帧以相同的标识符命名。（7）显性隐性：CAN总线数值为两种互补的逻辑数值“显性”和“隐性”。其中显性表示逻辑“0”，而隐性表示逻辑“1”。当显性和隐性位同时发送时，总线数值将为显性。本系统用大三时所做的单片机核心板的处理器STC89C52作为处理器。用所提供的SG-3CS系统接受总线信号和处理并向STC89C52处理器发送消息。并扩展各种外设作为外部输入信号。其总体流程图为：将各种外设，SG-3CS系统以及单片机处理器STC89C52处理器连接并进行通电验证连接是否正确，然后根据系统的目的进行编写程序。并进行调试，达到实验目的后证明该系统制作成功。本论文的整体软件设计主要结合各硬件电路图完成，主节点对各从节点的进行实时监测，并对负责处理从各从节点对现场所采集到的数据进行传送，同时主节Can总线控制STC89C52CAN处理器sja1000光耦6N137Can信号收发器点也控制声光报警器是否工作等。为了确保本系统能够正常长久的运行，同时也为了断电后下次能正常的工作，所以在给本系统上电时，必须对本系统的主节点与从节点初始化。为了保证本系统在正常的情况下能够及时准确的能够往从节点接收传来的现场采集信号传送到主节点。要定时从主节点发送信号，根据从节点的ID号，验证它是否工作正常。如果主节点在一段时间没有接收到从节点的ID号，就说明该从节点出现了错误，提醒工作人员尽快排除故障。在每个节点的正常工作条件下，每个从节点将采集现场环境数据信息被发送到主节点，主节点确定从节点的数据信号是否超过了传感器阈值，如果不超过阈值的，则返回到继续监测从节点的信息，如果有一个从节点的数据信息超过阈值时，则发出火灾报警。综上所述，系统软件设计的主要工作是从主从节点的信号传输来进行开展。软件编写流程烟雾（SS-168）、红外传感器（ST178）电路单片机STC89C52温度传感器DS18B20CAN总线收发器光隔6N137CAN控制器SJA1040声光报警器声光报警器单片机