基于CAN總線的樓宇智能監(jiān)控報警系統(tǒng)研究與設計.pdf

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1、第28卷第3期核電子學與探測技術Vol.28No.32008年5月NuclearElectronics&DetectionTechnologyMay.2008基于CAN總線的樓宇智能監(jiān)控報警系統(tǒng)研究與設計趙雨斌,苗滿香,陳宇(鄭州航空工業(yè)管理學院機電工程系,河南鄭州450015)摘要:介紹了一種基于CAN總線的智能多路監(jiān)控報警系統(tǒng)的設計方法。在信息傳輸?shù)陌踩浴蚀_性、實時性方面達到了較高要求。本系統(tǒng)利用AT89C51單片機對多路監(jiān)測信號進行采集和處理,并控制CAN總線控制器SJA1000/收發(fā)器PCA82C250構成的CAN總線通信系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸,通過串行接口MA

2、X232將主控機與各控制節(jié)點相聯(lián),實時監(jiān)控各設備狀態(tài),并可實現(xiàn)監(jiān)控方案下載更新。文章介紹了系統(tǒng)工作流程及主要功能模塊設計原理。通過實驗,監(jiān)測報警率可達100%,有效地實現(xiàn)了樓宇智能監(jiān)控報警。系統(tǒng)提供了較好的硬件平臺,方便移植智能算法,以滿足更多監(jiān)控需要,具有良好的應用前景。文章詳細介紹了系統(tǒng)總體設計方案,部分軟硬件設計方法。關鍵詞:智能建筑;AT89C51;CAN總線;監(jiān)控報警中圖分類號:TP387文獻標識碼:A文章編號:025820934(2008)0320657205隨著我國城市建設的發(fā)展,出現(xiàn)了大量的[1]1系統(tǒng)組成與工作原理高層樓宇建筑。而這些建筑一旦出現(xiàn)事故

3、沒有及時發(fā)現(xiàn),極易造成人員的傷害。因此,對其分布式樓宇智能監(jiān)控報警系統(tǒng)由上位PC進行有效的監(jiān)控報警是人們長久以來研究的重機、CAN總線接口通信適配卡和多個監(jiān)測控制點之一。本系統(tǒng)利用現(xiàn)場總線網絡傳遞相關的節(jié)點組成。監(jiān)控節(jié)點的數(shù)量根據(jù)樓宇監(jiān)測現(xiàn)場報警信息,構成基于現(xiàn)場總線的安全系統(tǒng),具有而定。系統(tǒng)組成如圖1所示。可靠性高、價格適中、易于安裝等特點。CAN(ControllerAreaNetwork)是一種應用廣泛的現(xiàn)場總線,它有效支持分布式控制和實時控制的串行通信網絡,它在可靠性、實時性和靈活性方面具有突出的優(yōu)點:支持多主節(jié)點,各節(jié)點通過總線仲裁獲得總線使用權;可靠性高,

4、總線協(xié)議具有完善的錯誤處理機制;通信速率高,最快[223]可達1Mbps。因此,基于CAN總線的樓宇智能監(jiān)控報警系統(tǒng)具有良好的性價比。圖1系統(tǒng)組成框圖系統(tǒng)監(jiān)控包括:溫度監(jiān)測,煙霧監(jiān)測,一氧收稿日期:2007209218化碳監(jiān)測,電子密碼鎖監(jiān)測,紅外入侵監(jiān)測等功作者簡介:趙雨斌(1968-),男,漢族,河南鄭州人,能。溫度、煙霧、一氧化碳監(jiān)測用于檢測室內環(huán)碩士,鄭州航空工業(yè)管理學院機電工程系,高級工程境狀態(tài),當其值超過設定值時啟動報警裝置;電師,主要研究方向:電子、通訊與自動控制技術。子密碼鎖正確輸入密碼后,門鎖自動打開同時657自動關閉紅外入侵探測報警功能,若密碼連續(xù)

5、2系統(tǒng)硬件設計輸錯三次,啟動現(xiàn)場報警裝置。若小偷入侵住宅在房間內走動,紅外探測器產生電信號啟動系統(tǒng)現(xiàn)場控制單元以單片機AT89C51為[4]現(xiàn)場報警裝置報警。同時,通過CAN總線向核心,主要負責現(xiàn)場信息參數(shù)的檢測和數(shù)據(jù)控制室發(fā)送信息,啟動控制室報警器并顯示報采集,對采集來的數(shù)據(jù)進行處理,并對CAN總警位置。PC機通過串口與節(jié)點上的單片機控線通信控制器進行操作與控制,系統(tǒng)硬件主要制器通信,實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息在CAN總線上的發(fā)由多路監(jiān)控報警電路以及CAN總線通訊電路送與接收。PC機負責網絡上所有監(jiān)控報警裝組成。置的集中管理功能;同時向各控制器裝置下傳211監(jiān)控報警電路工作模式控

6、制信息。多路報警控制節(jié)點及外圍環(huán)境監(jiān)測電路負責探測溫度等環(huán)境參數(shù),電路原理框圖如圖2所示。通過S0～S7實現(xiàn)8路輸入。分別包括:2路溫度監(jiān)測、2路煙霧監(jiān)測、2路一氧化碳監(jiān)測以及1路電子密碼鎖驗證監(jiān)測和1路紅外入侵監(jiān)測。8路報警信號均為開關量信號,采集到的信號首先經過光電隔離后進入三態(tài)總線收發(fā)器74LS245,對輸入的信號進行整形,單片機AT89C51的P2.6口用來控制報警信號從單片機P0口的輸入。電路如圖3所示。圖2監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖某一功能傳感器報警后,智能節(jié)點的控制器會對報警信號進行處理,判斷是哪類傳感器圖3監(jiān)控報警電路報警,然后置相應的報警輸出,系統(tǒng)輸出由報警2

7、12CAN總線通信電路繼電器驅動相應的執(zhí)行機構。CAN總線通信接口采用PHILIPS公司的系統(tǒng)中的每個節(jié)點由單片機和CAN總線[5]CAN控制器SJAl000,CAN總線收發(fā)器接口電路組成。單片機主要進行信息計算以及[627][8]PCA82C250和轉換器MAX232組成。處理等功能;CAN控制器主要用于系統(tǒng)的通SJA1000是適用于自動化和通用工業(yè)環(huán)境的信,CAN收發(fā)器主要用于增強系統(tǒng)的驅動能CAN控制器,具有CAN通信協(xié)議要求的全部力。系統(tǒng)的發(fā)送過程是:單片機將外圍設備或特性,經過簡單的總線連接就可完成CAN協(xié)其它節(jié)點傳送來的信息處理后,按CA