基于CAN总线的楼宇火灾报警系统设计_毕业设计论文Word文档格式.docx
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第一部分 毕业论文
(2013届)
本科毕业设计(论文)
学 院(部):
专
学生姓名:
电气与信息工程学院
电气工程及其自动化
黄
锋
班
级:
电自094学号09401300422
指导教师姓名:
廖镇勋 职称 讲师
最终评定成绩
2013年6月
湖南工业大学本科毕业设计(论文)
摘 要
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AT89C52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,由控制器SJAl040和收发器82C200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。
本系统在每个从节点跟主节点处都设有声光报警装置,它方便工作人员能快速的找到哪一个从节点所在位置有火灾发生,同时也提醒了在场的人员此处有火灾发生,从而能让工作人员快速的到达火灾现场跟现场人员快速灭火,提高了本系执行度。
关键词:
传感器,火灾报警系统,CAN总线
II
ABSTRACT
Fortheefficientandeffectivepredictionfires,reducingpeople'
slivesandpropertylosses;
solvethe"
conventionalfirealarmonlyforasinglephysicalorchemicalsignaldetectionandalarmsystemiseasytomakefalsepositivesorfalsenegatives"
andotherissuesinordertodesignthissystem.
Thesystemusesamaster-slavestructure,witharesponsive,stable,andsecurityfeatures.ThemasternodeandslavenodesareusingAT89C52microcontrollerchiptocontrol.Inordertoachievetheprimarynodeforreal-timemonitoringfromthenode,themasternodeandslavenodesaredesignedwithCANcommunicationcircuitmodule,thecontrollerandtransceiver82C200compositionSJAl040CANcommunicationinterface.PeripheralcircuitsfromthenodebytheSS-168smokesensors,ST-178photoelectricsensorsandtemperaturesensorsDS18B20soundandlightalarmdevicecomponent.Microcontrollercircuitdetectiontemperature,infraredradiation,smokeandothersensors,whenthetemperatureacquisition,infrareddetector,smokedetectionmoduledetectsanytwoabnormalaudiblealarmwhenthesystemuntilthesystematanyonetimeonlyexceptionruleoutsoundandlightalarmautomaticallystops.
Thesystemateachnodefromthenodewiththemainfeaturesoundandlightalarmdevices,whichfacilitatestaffcanquicklyfindthelocationfromthenodewhichthereisfire,butalsotoremindthepresenceofthestaffherethereisfire,whichallowsemployeestoworkquicklyarriveatthefirescenewithlivefirequickly,improvethedegreeofimplementationofthedepartment.
Keywords:
Sensor,FireAlarmSystem,CANBus
目 录
第一章 概述及总体设计要求 1
1.1课题的研究背景及意义 1
1.2火灾报警系统的种类 2
1.3本系统的需求分析及总体方案设计 2
1.4本论文的主要工作 5
第2章 楼宇火灾报警系统主节点硬件设计 6
2.1现场CAN总线简介 6
2.2AT89C52微控制器电路 7
2.3CAN总控制器 9
2.3.1TJA1040的特点 10
2.3.2TJA1040的参考数据 10
2.3.3TJA1040的功能描述 11
2.4CAN通讯收发器 11
2.5本章小结 12
第3章 楼宇火灾报警系统从节点硬件设计 15
3.1微控制器与CAN通信电路设计 15
3.2温度传感器模块 15
3.3烟雾,红外检测模块 16
3.3.1简介LM339的用法 17
3.3.2光电传感器 17
3.3.3烟雾传感器 17
3.4声光报警模块 18
3.5本章小结 19
第4章 楼宇火灾系统的软件设计 21
4.1系统整体软件设计 21
4.2主节点软件设计 22
4.2.1CAN控制器的初始化 22
4.2.2信号发送模块 23
4.2.3信号接收模块 24
IV
4.2.4主节点巡检从节点 24
4.3从节点软件设计 25
4.4本章小结 26
参考文献 27
致 谢 28
附 录 29
第一章 概述及总体设计要求
1.1课题的研究背景及意义
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。
“预防火灾和减少火灾危害”是一个总结性防治火灾的方法,总的来说它包括两个部分:
一是做防火工作,防止火灾的发生;
二是一旦发生火灾,应及时和有效地进行扑救,减少火灾损失。
火灾不仅毁坏物质财产,造成社会秩序的混乱,直接或间接的危害生命,给人们的心灵造成极大的伤害。
常言道:
“水火无情”,“贼偷半全光火”是火灾的描述最真实的写照。
因此,在工业建筑与民用建筑,公司大楼,图书馆,宾馆,科研和业务部门和其他地方,火灾自动报警系统已成为一个必需的设备。
在现代智能建筑中,基于CAN总线的楼宇火灾自动报警系统是智能建筑系统中的一个子系统。
在这个系统中,传统的AT89C52单片机在自动火灾报警中起着关键控制的作用。
对于实时快速处理大量的数据的检测器和控制器之间的应该是更迅速地改进,低错误率的通信协议和网络中的受控设备在一个特殊的环境中,很多的信号的干扰应予以考虑,同时它自身也可以独立运行和操作完成本身与火灾自动报警消防功能。
基于CAN总线技术的楼宇火灾报警传感器技术,通讯技术等综合消防报警于一体的综合技术,它具有精度高,速度快,实时等优势,因此,在火灾报警控制使用现场CAN总线技术发展的必然趋势[1]。
基于CAN总线的楼宇火灾报警技术的迅速发展,这些年来,技术更新的变化也非常明显。
总体而言,主要发展是:
数字技术和新工艺,新材料的使用,以提高系统容量,降低维护要求,向高可靠性,低误报和网络化,智能化方向发展。
随着城市现代化建设
[1]章欢.基于CAN总线的火灾报警系统的设计与实现[D].武汉:
武汉大学,2008.
33
的发展,火灾危害性的宣传增强了人们的消防意识,所以自动火灾报警的研究将是未来发张的重点和方向。
1.2火灾报警系统的种类
基于CAN总线的楼宇火灾自动报警系统,根据人们的需求大致可以分为四类:
他们分别是控制中心报警系统,集中报警系统和区域报警系统,还有一些很少碰到控制系统。
(1)区域报警系统
火灾报警探测器,它是一种手动报警器,它适用于区域报警控制器或控制器报警,这样一个系统,他只负责火灾探测和报警,只完成消防任务的小型工程。
一般来说,使用这种系统的火灾探测和报警区域不得超过三个区域火灾报警控制器或作为一个小的公共区域报警火灾报警控制,如果超过三个单位。
应考虑使用集中报警系统的形式。
(2)集中报警系统
集中报警系统由火灾探测器、火灾报警控制器或一个地区的公共领域一般火警报警控制和集中火灾报警控制器和其他组件。
集中报警系统应建立一个集中报警控制器和两个或两个以上的区域报警控制器。
集中报警控制器应设置专任或消防值班室或者配有专业的工作人员。
这些系统适合应用在高层酒店,办公写字楼等消防系统。
(3)控制中心报警系统
控制
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