智能防火噴淋系統(tǒng)在防火重點(diǎn)單位中的應(yīng)用研究

周賀東　魏建坤

摘要：文章介紹了由微型計(jì)算機(jī)控制的數(shù)據(jù)總線型智能防噴淋火系統(tǒng)在防火重點(diǎn)單位中的應(yīng)用實(shí)例。智能防火噴淋系統(tǒng)是采用一種新型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議——CAN總線有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò), 具有傳輸速度快、可靠性高、糾錯(cuò)能力強(qiáng)等特點(diǎn), 實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確報(bào)警和可靠的控制。

關(guān)鍵詞：智能防火系統(tǒng)；CAN總線；單片機(jī)；通訊網(wǎng)絡(luò)；防炎部門

中圖分類號(hào)：F123.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）02-0072-01

隨著現(xiàn)代建筑的大型化、高層化以及樓宇群的不斷增多，消防轄區(qū)內(nèi)防火重點(diǎn)單位的數(shù)量也成正比增長(zhǎng)。防火部門和防火重點(diǎn)單位都希望有一種易于管理、能及早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并準(zhǔn)確報(bào)警的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，使火災(zāi)發(fā)生的可能性降至最低點(diǎn)。智能防火噴淋系統(tǒng)綜合運(yùn)用了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將火災(zāi)噴淋系統(tǒng)與防火重點(diǎn)單位管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了二次監(jiān)控與管理，發(fā)揮了防火重點(diǎn)單位管理系統(tǒng)整體的綜合管理能力，以提高防災(zāi)和抗災(zāi)能力。同時(shí)，智能防火噴淋系統(tǒng)又可以獨(dú)立工作，具有報(bào)警靈敏度自動(dòng)調(diào)整和噴淋滅火的特征。系統(tǒng)是由多組智能檢測(cè)控制單元通過總線連接成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)。上位機(jī)（主機(jī)）采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，下位機(jī)采用單片機(jī)。

一、總線設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用CAN總線形式。CAN （Controller area Network）總線通信速率可達(dá)1Mbps ，通信距離可達(dá)10km，協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，具有極高的可靠性和獨(dú)特的設(shè)計(jì)，特別適合工業(yè)過程監(jiān)控設(shè)備的互連。在網(wǎng)絡(luò)中，上位機(jī)和下位機(jī)分別有自己的ID地址。由于采用CAN標(biāo)準(zhǔn)作為網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，各節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的地位相同，上位機(jī)對(duì)負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視管理，具有系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)請(qǐng)求、本機(jī)狀態(tài)查詢等功能。下位機(jī)識(shí)別并執(zhí)行相應(yīng)指令。

二、檢測(cè)、控制單元的設(shè)計(jì)

檢測(cè)、控制單元由單片機(jī)，CAN控制器，CAN收發(fā)器，傳感器及噴淋控制器組成。單片機(jī)（80C196）作用是對(duì)各種傳感器和控制器采集各地址單元返回的信息，包括煙霧濃度模擬量，環(huán)境溫度模擬量和反映外圍部件的各種狀態(tài)信息，并對(duì)這些信息分析處理，將結(jié)果通過CAN總線傳送到上位機(jī)，同時(shí)接收上位機(jī)傳來的信息完成相應(yīng)控制。CAN控制器采用支持CAN 2. 0B通訊協(xié)議的SJW1000，它是既支持CAN2.0B又支持CAN2.0A的CAN控制器。CAN收發(fā)器采用82C250 ，它是CAN控制器和物理總線間的接口，提供對(duì)總線的差動(dòng)發(fā)送和接收的能力。它與ISO11898標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，有三種不同的工作方式即高速、斜率控制和待機(jī)，可根據(jù)實(shí)際情況選擇。

由于CAN收發(fā)器的限制，在一個(gè)CAN總線網(wǎng)絡(luò)中，最多只能有110個(gè)節(jié)點(diǎn)。利用中繼器可對(duì)CAN總線進(jìn)行擴(kuò)展，不但可使CAN節(jié)點(diǎn)總數(shù)達(dá)到2032個(gè)，而且可使CAN通訊距離成倍增加，同時(shí)也可以把兩個(gè)不同速率的CAN網(wǎng)連接在一起，組成更復(fù)雜的CAN網(wǎng)絡(luò)。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)抗干擾能力，在控制器和收發(fā)器之間增加了光電隔離電路，電源

采用DC - DC變換器。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件在功能上分為兩模塊，管理模塊和通訊模塊。采用VB6.0語言開發(fā)，具備以下功能：（1）數(shù)據(jù)測(cè)量：對(duì)測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)采集以及記錄日期和分別顯示測(cè)量結(jié)果打印輸出報(bào)表，自動(dòng)儲(chǔ)存；（2）參數(shù)分析：完成對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析比較，根據(jù)設(shè)置數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)時(shí)參數(shù)的趨勢(shì)進(jìn)行分析，自動(dòng)判斷。報(bào)警、顯示故障節(jié)點(diǎn)位置。

系統(tǒng)采用分布式模塊化結(jié)構(gòu)組成通訊網(wǎng)絡(luò)，配置靈活適應(yīng)性強(qiáng)，數(shù)據(jù)處理采用了線性和非線性濾波及過程分析等智能算法，為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確報(bào)警奠定了基礎(chǔ)。這種系統(tǒng)在防火重點(diǎn)單位的工程實(shí)際應(yīng)用中，表現(xiàn)良好，受到了使用單位以及消防監(jiān)督單位的好評(píng)。新的技術(shù)以及智能化的管理方式，為防火工作效率的提高提供了一條很好的途徑。

總之，智能防火噴淋系統(tǒng)是以火災(zāi)為監(jiān)控對(duì)象， 采用一種新型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議—CAN總線，并利用計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)，根據(jù)防火要求和特點(diǎn)而設(shè)計(jì)、構(gòu)成和工作的。該系統(tǒng)既能對(duì)火災(zāi)進(jìn)行早期探測(cè)和自動(dòng)報(bào)警，又能根據(jù)火情位置，及時(shí)輸出聯(lián)動(dòng)滅火信號(hào)，起動(dòng)相應(yīng)的消防設(shè)施進(jìn)行滅火，將火災(zāi)消滅在萌發(fā)狀態(tài)，最大限度地減少火災(zāi)的危害。

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