集散型火灾报警及消防控制系统概要Word文档下载推荐.docx
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复位发令报警查询输入通道
(数据通信,采集信号
中央控制台(上位微机
输出通道(驱动电路
警灯紧急广播缆报系统8AD可寻址报警系统电脑点报硬复位显示屏散型测控系统。
该系统可以完成对多区域远距离巡回检测,火灾声光报警,报警区域图形显示,具有丰富的人机界面,图形显示和报警准确
及时等特点。
1 系统结构原理及工作过程
系统整体结构如图1所示。
主
机安装在消防控制室中;
从机由74台8031单片机扩展系统构成,安装在控制现场各个区域。
每台单片机带有1~4块报警数据采集板,每块采集板可接1~16个开关型火灾探
测传感器。
在主从机之间由一块数
据通道板构成通讯接口电路。
根据现场实际分区情况以及长线驱动器MC3487及接收器MC3486的负载能力,把通讯数据分为9个区,每个区接8或9台
8031单片机。
主机的主要任务是巡回与下位机通讯以获取有关数据、报警状态和故障信息的判断、显示、
存盘及打印等等。
主机不断监视从(下位机的状态,当某一探测传感
器有报警时,主机屏幕立即显示该探测传感器的类型、
报警地点及时间,同时把报警信息存盘和后台打印,发出声光报警。
数据通道板担任RS232电平的转换、通讯数据的选区控制、以及串行接口RS232→RS422转换。
从(下位机主板的主要任务是将数据采集板从火警探测传感器采集到的开关信息转换为该传感器的编号并存储于选定的内存单元中,再把有关数据发送给主机。
数据采集板用于采集火警探测传感的开关信号。
火警探测传感器的类型有烟感、温感、破玻、水流指示器等多种。
我们在该系统使用的,有正常和报警两种状态,为开关型传感器。
2 系统的硬件结构该系统的硬件主要由一台主机(486微机和下位单片机(包括8031主板、数据传送板、数据采集板等以及火警探测传感器、灭火装置等构成。
7
2《电子技术应用》1998年第6期 四通工控 A2B软起动器经销商 62626144 62626145
211 从(下位机主板组成
从(下位机主板主要由8031CPU、扩展系统(74LS373、74LS374锁存器、764EPROM、稳压电源电路及本机地址电路等组成,其逻辑框图如图2所示。
图2下位机电路框图
I-
I+O-O+83486
3487数据采集模块
27645
C0~C7
A0~A7A8~A128
本机地址电路
74LS37374LS374
RXD
TXDP1.0~P1.7
8031P0.0~P0.7
P2.0~P2.4Y
N
图4主机程序流程图
Y
Y结束
下位机地址+1
存盘,打印报警信息
显示报警探头类型,房号(地址编号,报警时间驱动语音,报警,
消防设备Y
是否新报警?
发复位命令
已复位三次?
显示故障状态
下位机地址+1数据完了?
接收数据
发取报警数据命令个数为零?
取报警个数
等于所发地址
接收回答信号发下位机地址N
与8AD系统通信?
与缆报系统通信?
退出系统?
通信初始化
显示界面开始 单片机根据本机地址电路读取本机的
地址码。
74LS374作为数据锁存器,主要用来选通数据采集板上8×
8阵列火警探测传感器的各行,每选通一行,8031从P1口中读取8个传感器的状态,循环8次便可读取64个传感器的状态。
为了增强数据传输性能和抗干扰能力,采用长线驱动器MC3487及长线接收器MC3486,传送距离可达几公里。
212 数据通道板
数据通道板是主从(上下位机通讯接口电路,原理电路如图3所示。
主机发送数据时,从串行口送来的数据经RS232电平转换和并行口2的选区,送至相应某区的MC3487输入端,最后由MC3487传送出去。
接收数据时,从MC3486进来的数据经RS232进入PC机串行口。
图中的多路开关采用多路选择器MC4051芯片
。
图3 通道模块原理图
213 数据采集板
数据采集模块为提高抗干扰能力,采
用光电耦合隔离电路。
为减少传输线数量及便于故障查找,检测传感器状态电路采用8×
8矩阵方式。
该结构具有连线较少、规整、易扩展及通用性好等特点。
具
体原理电路从略。
输入(I1~I8行选信号由74LS374锁存器提供。
传感器正常状态时输出为高电平,当报警状态时为低电平。
每选通一行,该行的8个输出01~08送至8031的P1口。
假设选通第i行时,若0j为低电平,则表示第Sij号传感器有报警信号。
3 系统的软件结构
311 主(上位机管理程序
主机软件包括人机界面和通讯两大模块,全部用
C语言编程实现。
主机不断查询各从(下位机的状态,一旦发现有报警信号或故障信号则在屏幕上马上显示出来,同时存储及打印屏幕显示的有关信息。
主(上位机程序流程图如图4所示。
312 主从(上、下位机之间多机通讯软件结构
从(下位机采用串行通讯方式3,即波特率可变
的9位异步串行通讯方式(本系统波特率设为2400。
每帧数据共11位,其中包括1位起始位(0,8位数据位,1位可程控为“1”或“0”的第9位数据,1位停止位
82四通电脑应用美国德州工控机6257723062577231 《电子技术应用》1998年第6期
YN
图6
中断服务流程图
Y数据指针+1
发送一字节数据返回
恢复现场,开中断
BOOT=1
数据为78H吗?
数据为7FH吗?
FLAG=0?
奇偶校验正确?
读入SBUF中的数据
关中断,保护现场FLAG=1
数据与本机地址
相符?
回发本机地址
(1。
附加的第9位数据既可作为多机通讯的
“地址帧”和“数据帧”的标志,也可作为奇偶校验位。
在本系统中,我们把它用作奇偶校验位。
单片机串行口控制寄存器SCON中的SM2是多机通讯控制位,只有当SM2=0或SM2=1且接受的第9位数据RB8=1时才能引起下位机接收中断。
本系统一直令SM2=0。
上位机的串行通讯主要由8250通讯控制器中的LCR寄存器控制。
本系统用偶校验,故LCR的D4位(奇偶校验允许为1,D5位(跟随校验为0(偶校验。
最后得到LCR的初始化值为1bH。
主从(上、下位机多机通讯的原理可概括为:
首先使所有下位机SM2及标志变量FLAG(用于区分“地址帧”和“数据帧”
清零,当主(上位机发送某一从(下位机地址码时,各从(下位机均产生串行接收中断,在各自的中断服务
程序中,将接收到的地址码与本机地址相比较,若地址相符则回发本机地址给主(上位机,并置FLAG为“1”,不符则保持FLAG=0状态。
主(上位机收到该从(下位机发回与之相符的地址码时则表示握手成功,接着再发送控制命令给从(下位机,此时只有FLAG为“1”的从(下位机才能对此命令作出响应,其它FLAG为“0”的从(下位机不响应该命令,从而实现了主从(上位机与下位机一对一的通讯,通讯完毕后再令FLAG为“0”。
如果握手失败则主(上位机发复位命令给从(下位机,然后重新开始第二次握手,若三次不成功则转出错处理。
N图5从(
下位
机主程序流程图Y
转处理程序
BOOT=1?
读本机地址串行口初始化
FLAG=0,BOOT=0,开中断开始
313 从(下位机的
软件结构
从(下位机通讯
工作于中断方式,获取报警状态信息采用查询方式。
程序流程图如图5、图6所示。
中的7FH为取数命令,78H为置位命令。
4 系统的抗干扰
措施
为提高系统工作的可靠性,采用了一些抗干扰措施:
(1采用初次级间电容极小的隔离电源变压器,初次级加静电屏蔽层,初级采用RC高频滤波电路,电源
侧并接压敏电阻。
此外。
电源分9个区,即各数据区分
别独立供电,使各区互相独立,避免互相干扰。
(2单片微机与外部电路接口加光电耦合器隔离。
(3通讯线路采用带屏蔽层电缆,防止外来干扰。
(4数据通讯采用应答方式,再加上偶校验,以保通讯可靠。
(5采用软件陷阱技术。
当下位机程序“跑飞”时可自动软复位。
本系统与常规消防报警系统相比,功能大大增强,不但准确迅速实现点报,且报警信息丰富,可保存备用查询;
与同类进口产品相比,价格低廉。
当然,该系统采用的火灾探测传感器为开关型,与目前最先进的被称为二总线模拟量火灾报警系统相比,性能还有差距。
在检测电路部件上采用一种能进行AD变换并用数字量传输模拟量且自动同步的编解码通讯专用集成电路QA840119,配以烟,温复合探头或其它复合探头,系统的性能和可靠性会大大提高。
参考文献
1 何熙文1单片微型计算机原理与应用1大连:
大连理工大学出版社,1989
2 何立民1单片机应用文集1北京:
北京航空航天大学出版社,1993
3 温伟强,梁浩源,周敬泉1一种用C语言编程实现PC机
与多台单片机通讯的新方法1电子技术应用,1996,11
(收稿日期:
1997211225
9
2《电子技术应用》1998年第6期 四通工控 研华加值商62626144 62626145
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- 集散 火灾 报警 消防 控制系统 概要