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《基于CAN總線的分布式船舶火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、基于CAN總線的分布式船舶火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)【摘 要】提出一種基于can總線的分布式船舶火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用感溫探測(cè)器，火焰探測(cè)器，感煙霧火警探測(cè)器來(lái)監(jiān)測(cè)船舶的各類火情，使用stm32cortex-m3處理器實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的探測(cè)、報(bào)警、聯(lián)動(dòng)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，can總線和cortex-m3處理器的使用大大提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性?！娟P(guān)鍵詞】船舶;火災(zāi)監(jiān)控;can總線;分布式隨著航運(yùn)業(yè)的快速發(fā)展以及各大航運(yùn)中心建設(shè)的大前提下，船舶業(yè)朝著大型化、專業(yè)化及自動(dòng)化方向發(fā)展，船舶自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)今世界主要海洋強(qiáng)國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。船舶自動(dòng)化程度越高，使得各控制系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)
2、，導(dǎo)航系統(tǒng)，各種設(shè)備間形成一個(gè)有機(jī)的整體，各系統(tǒng)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)船舶設(shè)備、船員的安全都至關(guān)重要，而火災(zāi)作為一種常見(jiàn)隱患，一旦發(fā)生，對(duì)保證船舶設(shè)備和船員的安全有著重大意義。can（controllerareanetwork,控制器局域網(wǎng)）總線是一種串行通訊協(xié)議，能有效地支持具有很高安全等級(jí)的分布實(shí)時(shí)控制。can的應(yīng)用范圍很廣，其高性能和可靠性已被廣泛認(rèn)同，并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備等方面。本文針對(duì)船舶常見(jiàn)的火災(zāi)事故隱患，提出一種基于can總線的分布式船舶火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程監(jiān)控火情，可以在火災(zāi)出現(xiàn)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出聲光報(bào)警及切斷相關(guān)設(shè)備的
3、電源、啟動(dòng)排煙裝置、打開(kāi)噴淋裝置等相關(guān)聯(lián)動(dòng)操作。
1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)船舶火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)由火災(zāi)探測(cè)傳感器、監(jiān)控系統(tǒng)控制器、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元、聯(lián)動(dòng)單元、遠(yuǎn)程監(jiān)控單元等組成。系統(tǒng)的使用基于can總線的通信網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)單元均包含一個(gè)can節(jié)點(diǎn)，發(fā)生火情時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)控制器得知火情，并在第一時(shí)間控制報(bào)警裝置發(fā)出聲光報(bào)警及現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)動(dòng)裝置。一方面，可以通知工作人員發(fā)生火情；另一方面，消防聯(lián)動(dòng)控制器控制消防電氣設(shè)備啟動(dòng)滅火設(shè)施。使用can總線的分布式智能化火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以避免較一般報(bào)警系統(tǒng)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)都存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電纜過(guò)多、延伸報(bào)警不方便等缺點(diǎn)[1]。2.火災(zāi)探測(cè)單元船
4、舶內(nèi)環(huán)境空間小，由于絕大部分火災(zāi)發(fā)生時(shí)都伴隨一定的發(fā)熱現(xiàn)象，都有一定的溫度升高，因此可以通過(guò)不同的傳感器采集煙霧、溫度數(shù)據(jù)等火災(zāi)數(shù)據(jù)?？筛鶕?jù)實(shí)際情況選擇感溫探測(cè)器，感煙探測(cè)器，火焰探測(cè)器或其組合，以達(dá)到最佳的探測(cè)效果。2.1感溫型探測(cè)器的使用感溫型探測(cè)器是利用熱敏元件來(lái)探測(cè)火情的。根據(jù)其感熱效果和結(jié)構(gòu)型式可分為定溫式,差溫式及差定溫式三種。定溫探測(cè)器用于檢測(cè)溫度是否超過(guò)了某個(gè)設(shè)定值，差溫式探測(cè)器用于檢測(cè)溫度上升速率是否超過(guò)某個(gè)規(guī)定值，而差定溫式探測(cè)器則結(jié)合了定溫和差溫兩種作用原理并將兩種探測(cè)器結(jié)構(gòu)組合在一起。
感溫探測(cè)器常用的感應(yīng)傳感器有雙金屬片、易熔金屬、熱
5、電偶熱敏半導(dǎo)體熱敏電阻等原件，其中最常用的是熱敏電阻。感溫探測(cè)器工作比較穩(wěn)定，不易受非火災(zāi)性煙塵霧氣等干擾，誤報(bào)率低，可靠性高。2.2火焰探測(cè)器火焰探測(cè)器有紅外火焰探測(cè)器和紫外火焰探測(cè)器兩種。它由于響應(yīng)速度快，探測(cè)范圍廣而獲得廣泛應(yīng)用。紫外光波長(zhǎng)較短，比較適宜活潑金屬及金屬氧化物火災(zāi)的探測(cè)。而紅外火焰探測(cè)器，由于其探測(cè)波長(zhǎng)較長(zhǎng)，較適合含碳類液體火災(zāi)的探測(cè)。2.3感煙式探測(cè)器煙霧傳感器就是通過(guò)監(jiān)測(cè)煙霧的濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范的，常見(jiàn)的煙霧探測(cè)器有光電式和離子式，探測(cè)光源發(fā)出的光在無(wú)煙霧和有煙霧的情況下分別被兩個(gè)光敏元件接收，光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后對(duì)比判斷即可
6、探測(cè)到有無(wú)煙霧。離子型探測(cè)器的工作原理是:當(dāng)有煙霧發(fā)生時(shí)，離子室的離子流隨煙霧的大小而發(fā)生相應(yīng)的變化，其基準(zhǔn)輸出點(diǎn)的電位也隨之發(fā)生變化，這樣，離子室就將煙霧的物理量的變化轉(zhuǎn)化成一個(gè)電量的變化[3]，從而檢測(cè)到火警的發(fā)生。3.現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元3.1現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元硬件
分布式火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的一個(gè)典型特征是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)單元中有微處理器，具有一定的智能，可以自動(dòng)報(bào)警，這是當(dāng)前火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)[4]?？刂破魇褂靡夥ò雽?dǎo)體公司的stm32105互聯(lián)型cortex-m3處理器，cpu時(shí)鐘達(dá)到72mhz，它擁有2個(gè)can接口，2個(gè)i2c，5個(gè)uart,3個(gè)spi接口，其豐富的通信接
7、口，使之非常適合用于互聯(lián)設(shè)備的控制器。can總線收發(fā)器采用sn65hvd230，它是德州儀器公司生產(chǎn)的3.3vcan收發(fā)器，該收發(fā)器具有差分收發(fā)能力，適用于較高通訊速率、良好抗干擾能力和高可靠性can總線的串行通信。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，微控制器接受到來(lái)自感溫探測(cè)器、火焰探測(cè)器、煙霧探測(cè)器或者現(xiàn)場(chǎng)人員的手動(dòng)報(bào)警信息，控制報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)通過(guò)控制現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)動(dòng)，執(zhí)行排煙、噴淋、化學(xué)滅火或斷電等動(dòng)作，及時(shí)對(duì)火災(zāi)做出第一響應(yīng)，將災(zāi)害降低到最小。3.2通信網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是基于can總線構(gòu)建的，通信網(wǎng)絡(luò)也是依照開(kāi)放系統(tǒng)互連規(guī)范按層次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的?？紤]到作為工業(yè)測(cè)控底層網(wǎng)絡(luò)，
8、其信息傳輸量相對(duì)較少，信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性
