基于dsPIC30 F3014的漏电火灾报警监测器设计

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1、机电装备文章编号：1009-9441（2014）04-0027-03基于dsPIC30F3014的漏电火灾报警监测器设计□□肖菊（山西建筑职业技术学院，山西太原030006）摘要：以高性能的嵌入式处理器dsPIC30F3014为控制核1工作原理及硬件架构心，实现了高精度的用电线路的漏电和温度监测，并将漏电和温度的监测结果通过CAN总线以自定义协议上传给主智能楼宇内的供电系统一般是AC380V的三机，主机完成众多监测点数据的显示和查询功能。重点介绍相电制式，分配到各个用电设备端时通过抽取转换了检测器的硬件及CAN应用层协议设计。成AC220V的单相电。用电设备正常工作时，流入关键词：漏电监

2、测；dsPIC30F3014；智能楼宇；CAN通信和流出零线N和火线L的电流应该是相等的即处中图分类号：TU892文献标识码：B于平衡状态。若两者电流不相等，则说明用电网络引言内存在漏电现象，漏电电流通过地线或者其他回路［4-5］发生了泄露。除了有发生火灾的潜在危险外，随着科技的进步和生活理念的变化，人们在享还有可能发生人员触电的危险。受智能楼宇带来的舒适环境的同时，对其安全性的本文的漏电火灾报警监测器以高性能的微处理要求也越来越高，其中火灾监测报警及消防联动控器dsPIC30F3014为核心，通过互感线圈和温度传感［1］制系统是智能楼宇及其他建筑内必备的设备。器实现漏电和用电线路的温度

3、监测，通过信号调理在智能楼宇中，火灾监测通常有两种方式：第一阵列的配合实现数据采集，通过与CAN总线收发器种是预防性的，诸如对智能楼宇内用电系统的漏电的配合实现数据打包及上传、参数设定及状态读取，监测；第二种是通过监测烟雾报警器或温度传感器硬件架构框图如图1所示。对明火的监测。消防的核心理念是防患于未然，第一种方案的特点是能够及早报警避免损失，而第二种方案的火灾自动报警系统通常与消防联动设备如［2］水喷雾灭火、气体灭火、泡沫灭火等系统关联，用于控制或降低火灾发生后造成的损失。因此，第一种监测方法在智能楼宇火灾监测系统中的地位就显得尤为突出，但通常这两种监测方式同时存在于智能楼宇中。［3］

4、据有关建筑火灾起因的统计分析，我国高层图1基于dsPIC30F3014的漏电火灾报警检测器硬件架构框图建筑火灾中有34%的火灾起因是电气故障，而一半漏电火灾监测器应具有下列功能：探测漏电电以上的电气火灾是由于漏电造成的，漏电电流达到流、过电流等信号，准确报出故障线路地址，监视故300mA时，意味着火灾危险的开始。GB50045—95障点的变化；上报各种故障，切断漏电线路上的电（2005年版）《高层民用建筑设计防火规范》对此作源，并显示其状态。出了规定：高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场2硬件设计所应设置漏电火灾监测及报警系统。漏电火灾监测报警系统通常包括若干个实现漏2.1核心控制单元［

5、6］电监测的数据采集节点下位机，1台实现数据查询、该方案选用dsPIC30F3014作为核心控制器，显示及打印的上位机，以及智能楼宇的服务器。本是由于其具有满足应用特性的以下几大优势：文重点介绍实施监测功能的下位机的实现方案。（1）16位高性能数字信号处理器。建材技术与应用4/2014·27·（2）运行速度最高为30MIPS。2.3CAN总线通信模块（3）所有DSP指令具有单周期指令。在此选用CAN总线收发器82C250，作为CAN（4）CAN总线模块：实现了CAN协议CAN1.2、控制器和物理总线间的接口，提供对总线的差动发CAN2.0A和CAN2.0B标准。送和对CAN控制器的差动接

6、收。尽管该收发器本（5）最多13通道，200ksps采样率，12bit分辨身具有一定的抗电磁干扰（EMI）能力，但在实际应率的模数转换器（简称ADC，下同）。用中传输线路中的干扰仍不容忽视。因此，在该设（6）专为工业级应用设计，高可靠性。计中在CAN总线接口处增加了浪涌吸收设计。dsPIC30F3014硬件电路设计如图2所示。在CAN总线除了完成数据传输的功能外，还通过该设计中主要应用了9路ADC，分别用于采集3对CAN本身的ID提供监测点的地理位置信息，以方零线和火线的电流和对应于3对线路上的电线温便管理人员查询和进行设备维护。度。除了漏电可能引发火灾外，大功率设备正常工2.4信号调理

7、阵列作时消耗的大电流，同样会引起用电线路的温度升信号调理主要是对监测电线中的电流信号实现高，可能引发火灾。因此，在该设计中以漏电监测为由电流到电压的转换（I/V变换），并对弱信号进行主，同时以用电线路的温度监测为辅，以此来提高该放大和滤波等处理，确保进入ADC的信号接近其最系统的工作可靠性。大输入幅度，从而提高动态采集范围，有效利用ADC的采集精度。在此选用MCP6004，它是一款宽动态范围（带宽1MHz）、轨到轨输入输出的四路集成