基于CAN总线的楼字智能监控报警系统研究与设计 赵雨斌,.pdf

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1、第28卷第3期2008年S月核电子学与探测技术NucleaurElectronics＆DetectionTechnologyVoL28Nn3May．2008基于CAN总线的楼字智能监控报警系统研究与设计赵雨斌，苗满香，陈宇(郑州航空工业管理学院机电工程系，河南郑州450015)摘要：介绍了一种基于刚州总线的智能多路监控报警系统的设计方法。在信息传输的安全性、准确性、实时性方面达到了较高要求。本系统利用AT89C51单片机对多路监测信号进行采集和处理，并控制CAN总线控制器对A1000／收发器P(A82c25

2、0构成的CAN总线通信系统进行数据传输，通过串行接口MAx232将主控机与各控制节点相联，实时监控各设备状态，并可实现监控方案下载更新。文章介绍了系统工作流程及主要功能模块设计原理。通过实验，监测报警率可达100％，有效地实现了楼宇智能监控报警。系统提供了较好的硬件平台，方便移植智能算法，以满足更多监控需要，具有良好的应用前景。文章详细介绍了系统总体设计方案，部分软硬件设计方法。关键词：智能建筑；AT89C51；CAN总线；监控报警中图分类号：TP387文献标识码：A文章编号：0258．0934(2008)

3、03-0657-05随着我国城市建设的发展，出现了大量的高层楼字建筑[1]。而这些建筑一旦出现事故没有及时发现，极易造成人员的伤害。因此，对其进行有效的监控报警是人们长久以来研究的重点之一。本系统利用现场总线网络传递相关的报警信息，构成基于现场总线的安全系统，具有可靠性高、价格适中、易于安装等特点。CAN(Controller舡eaNetwork)是一种应用广泛的现场总线，它有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络，它在可靠性、实时性和灵活性方面具有突出的优点：支持多主节点，各节点通过总线仲裁获得总线使用

4、权；可靠性高，总线协议具有完善的错误处理机制；通信速率高，最快可达lMbps[矧。因此，基于CAN总线的楼宇智能监控报警系统具有良好的性价比。收稿日期：2007-09-18作者简介：赵雨斌(1968一)，男，汉族，河南郑州人，硕士．郑州航空工业管理学院机电工程系，高级工程师，主要研究方向：电子、通讯与自动控制技术。1系统组成与工作原理分布式楼宇智能监控报警系统由上位PC机、CAN总线接口通信适配卡和多个监测控制节点组成。监控节点的数量根据楼宇监测现场而定。系统组成如图1所示。终端电阻监控设备l8路传感器组I

5、执行装置l报警装置1⋯I监控没各nCAN适配卡PC上位机监控报警状态显示图1系统组成框图系统监控包括：温度监测，烟雾监测，一氧化碳监测，电子密码锁监测，红外入侵监测等功能。温度、烟雾、一氧化碳监测用于检测室内环境状态，当其值超过设定值时启动报警装置；电子密码锁正确输入密码后，门锁自动打开同时657鬯厩●自动关闭红外入侵探测报警功能，若密码连续输错三次，启动现场报警装置。若小偷人侵住宅在房间内走动，红外探测器产生电信号启动现场报警装置报警。同时，通过CAN总线向控制室发送信息，启动控制室报警器并显示报警位置。

6、PC机通过串口与节点上的单片机控制器通信，实现数据信息在C心总线上的发送与接收。PC机负责网络上所有监控报警装置的集中管理功能；同时向各控制器装置下传工作模式控制信息。多路报警控制节点及外围电路原理框图如图2所示。RAMPc卜MAX232驱动Il▲看门狗卜．器-报警L^继电》器多路薯佃行T报警-薯并监测c

7、接口电路__报警装置●一I副川oooHsM，，H陀舭：晒。削l∽图2监控系统组成框图某一功能传感器报警后，智能节点的控制器会对报警信号进行处理，判断是哪类传感器报警，然后置相应的报警输出，系统输出由报警继

8、电器驱动相应的执行机构。系统中的每个节点由单片机和CAN总线接口电路组成。单片机主要进行信息计算以及处理等功能；CAN控制器主要用于系统的通信，CAN收发器主要用于增强系统的驱动能力。系统的发送过程是：单片机将外围设备或其它节点传送来的信息处理后，按cAN规范规定的格式将其写入CAN控制器的发送缓冲区，并启动发送命令，把数据发送到CAN总线上。接收过程是：Q埘总线上自动接收数据，并经过滤后存入CAN接收缓冲区，向单片机发出中断请求，此时单片机可从CAN接收缓冲区读取要接收的数据。另外，各监测控制节点可相互向

9、对方发出报警信号，每个节点可接收另一节点发来的报警信号；系统能随时检测CAN通信的正确性，出错时报警，每个节点能够与上位机进行通信；同样，上位机也能够与每个节点通信。6582系统硬件设计系统现场控制单元以单片机A1、89C51为核心，[4]主要负责现场信息参数的检测和数据采集，对采集来的数据进行处理，并对CAN总线通信控制器进行操作与控制，系统硬件主要由多路监控报警电路以及Q埘总线通讯电路组成。2．1监控报警电路