电气火灾报警监控系统的设计

论文摘要

准确检测出火灾信号与将信号及时、准确的传递与处理是检验电气火灾报警监控系统的两大重要指标。本文针以上两个指标和报警系统智能化、分布化的趋势设计了一种基于CAN总线技术的智能电气火灾报警监控系统。该系统由集合了温度、剩余电流传感器功能的电气火灾探测器,用于远程监多个控探测器的电气火灾控制器和上位机等装置构成。该系统可以实时的通过控制器和终端的上位机显示各条线路的剩余电流,以及环境温度等参数。通过本系统能随时掌握电气线路或设备的火灾危险参数的变化情况、故障和异常状态,并且能够及时发现火灾隐患,通过声光报警以及联动装置消除火灾隐患。本文在查阅了电气火灾报警监控系统的发展情况与相应的国家标准的基础上进行了系统方案设计,并详细介绍了系统的硬件、软件和CAN总线通讯协议的设计。论文描述的硬件设计包括系统总体结构以及温度探测器、剩余电流探测器、监控器、消防报警装置、上位机等装置的电路及功能设计以及每件装置的PCB设计。软件设计包括监控器、探测器的嵌入式软件设计和上位机软件设计。软件设计采用了由顶向下的设计方法,完成了电气火灾报警监控系统软件的功能设计并给出了程序流程图。在分析CAN2.0协议和分布智能控制系统体系结构的基础上,设计了一套针对的电气火灾报警控制系统总线通信协议。该协议从物理层、数据链路层和应用层多层区分传输数据优先级,既体现了现场总线网络的时效性,又兼顾了其逻辑性。最后依据设计方案制作了样机,对样机的可靠性和实时性进行了分析,其测试结果表明可以达到国家规定的要求。本系统具有智能化和高可靠性等特点,但是还有一些环节有待进一步完善,所以文章的最后对智能火灾报警系统的发展作了展望,并提出了系统改善的一些具体方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 电气火灾报警监控系统国内外发展现状
• 1.2.1 电气火灾报警监控系统国外发展现状
• 1.2.2 电气火灾报警监控系统国内发展现状
• 1.3 课题研究意义和主要研究内容
• 第二章 电气火灾报警监控系统总体设计方案
• 2.1 电气火灾报警监控系统的工作原理
• 2.1.1 剩余电流火灾产生的原因
• 2.1.2 剩余电流传感器的工作原理
• 2.1.3 温度传感器工作原理
• 2.2 电气火灾报警监控系统的总体设计方案
• 2.3 探测器功能设计
• 2.4 监控器功能设计
• 2.5 上位机监控软件设计
• 第三章 电气火灾报警监控系统的硬件设计
• 3.1 探测器的硬件设计
• 3.1.1 温度传感器电路的设计
• 3.1.2 剩余电流传感器电路设计
• 3.1.3 键盘与显示电路设计
• 3.1.4 RS232 通讯接口电路
• 3.2 监控器的硬件设计
• 3.3 硬件抗干扰设计
• 第四章 电气火灾报警监控系统的CAN 总线通讯
• 4.1 CAN 总线的性能与特点
• 4.1.1 CAN 总线的通讯协议
• 4.1.2 CAN 总线的报文传送及其结构
• 4.2 CAN 总线网络硬件设计
• 4.2.1 CAN 总线接口电路设计
• 4.2.2 CAN 总线网络的设计
• 4.3 CAN 总线报文的发送与接收
• 4.3.1 CAN 控制器件MCP2515 的结构
• 4.3.2 CAN 控制器件MCP2515 的工作原理
• 4.3.3 MCP2515 控制寄存器配置
• 4.3.4 MCP2515 的报文发送与接收
• 4.3.5 MCP2515 的操作时序
• 4.4 CAN 总线通讯的软件设计
• 4.5 报文的格式
• 第五章 电气火灾报警监控系统的软件设计与调试
• 5.1 探测器软件设计
• 5.1.1 探测器的程序流程
• 5.1.2 信号处理程序的设计
• 5.1.3 按键和显示程序的设计
• 5.2 监控器软件设计
• 5.3 上位机监控软件设计
• 5.4 系统的调试
• 5.4.1 探测器性能试验
• 5.4.2 CAN 总线通讯调试
• 5.4.3 系统整体调试
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢