论文研究-一种基于CAN总线的电气火灾监控系统的设计 .pdf

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一种基于CAN总线的电气火灾监控系统的设计,孙丁丁,王礼帅,本文在分析了电气火灾监控系统的功能要求的基础上,设计了一种使用高档AVR 单片机的电气火灾监控系统。CAN 网络由于具有速率高、抗�
中国技记又在线 http://www.paper.edu.cn Rl」 VCC A082 3.3KD6.8K VCO ADO VDDI ADI VDD2 AD2 VDD3A12 A12 271 AD3 MODE A1328AD4 50K AD5TX0□9 RXD CAN Als ADT RXI L21 CAN INT 16 ALE VSS1 8 ALE RST VSS2 Cl6 INT CAN CS luF RD/ CS CLKOUT WR/1 6 WR XI SJA1000 16M 图2CAN总线硬件原理图 ig 2 Schematic of Can protocol controller 与电气火灾探测器样,监控系统也采用PCA82C250作为CAN总线驱功芯片,使总线 能带至少110个节点。PCA82C250是 Philips公司生产的专门用于作为CAN总线通信协议控制 芯片与物理通信总线间的接口芯片,采用差分方式发送和接收总线数据。内部具有过流保护 电路,可防止总线短路对CAN总线控制芯片和驱动芯片本身的损坏。其硬件原理图如图3所 VCC R 390 U8 TXD CAN TXD RS Rl5120 SW-PB VCC 3 GNDCANH6CH RX认EFB 82C250 SA50 D6 CON2 390 CL 图3CAN总线驱动电路 Fig 3 Schematic of can bus driving circuit 其中,CON2为CAN总线接线端子,S1为1209匹配电阻的跳线端子。CAN总线端须 跨接120Ω匹配电阻,一般使用时,一端由上位机提供,而另一端山最远端的电气火灾探测 器通过接通跳线实现 4.电气火灾监控设备软件设计 41主程序设计 主程序流程图如图4所示。 中国技记又在线 http://www.paper.edu.cn 开始 系统初始化 通试 显示任务 键盘仟务 图4主程序流程 Fig 4 Flow chart main program 系统初始化完毕之后转入主循环体,开始与各探测器通讯,将探测器上传的漏电流值和 温度值保存并在沒晶显示屏上实吋刷新相应值。若有灀电故障或通讯故障,则发声光报警并 在液晶显示屏上显示相关故障信息,并将该信息存值得与外部存储器中,以备查询。或有键 盘操作,则转入相应的按键处理程序。 42通讯子程序流程图 通讯子程序流程图如图5所示。 通讯一般采用上位机查询方式,当进入通讯子程序时,先冋 canbus发送数据查询帧并进入 等待状态,等待时间为20ms。在此期间,相应地址的探测器回传数据帧。当电气火灾监控 设备接收到该数据帧时,根据状态变量判定该供电线路是否存在漏电故障,若是则置漏电故 障标志,保存该组数据,并返回。若无漏电故障,则判别是否存在温度超限,若有则置温度 超限标志,保存该组数据,并返回。若无漏电故障,则保存完数据后直接返回。若在等待期 间末收到返回的数据帧,则再次发送数据查询命令,若连续三次鄱没有返回的数据帧,则置 通信故障标志,并返冋。 中国技记又在线 http://www.paper.edu.cn 发送深测器垃址码 等待数据上传 数据是否上传? 重发次数>3 是否有漏电? 是 是 是否温度超限? 置相竝报警标志置通讯故障标志 数据保存 返回 佟5通讯子程序流程图 Fig 5 Flow chart of communication subprogram 5.结论 本文提出了基于CAN总线的火灾监控系统的拓扑结构5,对电气火灾监控设备的功能和 结构进行了描述,并且详细介绍了各个功能单元的设计思想和具体软硬件实现。电气火灾监 控设备在整个电气火火监控系统中起着非常重要的作用,对探测器上传的数据进行处理并显 ,实现对整个供电网络剩众电流状况的实时监控,若有故障发生,则发声光报警并迸过液 晶显示屏指示故障位置 中国技记又在线 http://www.paper.edu.cn 参考文献 [1]姜涛.电气火灾隐患分析及预防对策.消防科学与技术,2004,5 2J丁化成、耿總根、李君凯.AVR单片机应用设计.北京:北京航空航天大学出版社,2002,5 L3」赖昊,薛君英.CAN总线技术及其系统实现.微处理机,200),2 [4]邬宽明.CAN总线设计中的儿个问题电子技术应用,1998,9 [S]杨学友,叶声华基于CAN总线的分布式测量系统通信网络.大津大学学报,199,3 A Research on Electrical Fire Monitoring and control System Sun Dingding, Wang Lishui, Qi Hr China University of Mining And Technology(Bei Jing), Beijing(100083) Abstract In this paper, on the basis of analyzing the functions, requirements, and products characteristics,an advanced kind of electrical fire monitoring and control system based on AVR MCU is designed. Firstly, the system design of electrical fire monitoring and control system is introduced. It divides the system nto three functional sections that are residual current instrument transformer. electrical fire detector and electrical fire monitoring and control device. And then, the presentation of performance indexes of instrument trans former is emphasized, as well as the hardware and software of detector and monitoring and control device. At last, the system reliability is analyzed, and practical methods of improving reliability are discussed from the aspects of both hardware and software Keywords: Electrical fire monitoring and control system; AVR; CAn bus 作者简介:孙丁丁(1982-),男,安徽砀山人,硕士研究生,主要从事电力电子技术研究 -6

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