現(xiàn)場總線can總線火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 現(xiàn)場總線課程論文鄭州輕工業(yè)學(xué)院 題 目：基于can總線的火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名: 尚鵬程 學(xué) 號：541101010133 所在學(xué)院：電氣信息工程學(xué)院 年級專業(yè)：自動(dòng)化11-01摘 要為快捷有效的預(yù)測火災(zāi)的發(fā)生，減少人們生命和財(cái)產(chǎn)損失；解決“傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警器只對單一物理或化學(xué)信號進(jìn)行探測而容易使報(bào)警系統(tǒng)出現(xiàn)誤報(bào)或漏報(bào)”等問題從而設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用主從式結(jié)構(gòu)，具有反應(yīng)迅速、工作穩(wěn)定、安全等特點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)的單片機(jī)都采用AT89C52芯片來控制。為了實(shí)現(xiàn)主節(jié)點(diǎn)對從節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，在主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)處都設(shè)計(jì)有CAN通信電路模塊，由控制器SJAl040和收發(fā)器82C200組成CAN通信接

2、口。從節(jié)點(diǎn)的外圍電路由煙霧傳感器SS-168、光電傳感器ST-178、溫度傳感器DS18B20和聲光報(bào)警裝置組成。單片機(jī)巡回檢測溫度、紅外輻射、煙霧等傳感器，當(dāng)溫度采集、紅外檢測、煙霧檢測模塊中任意兩項(xiàng)檢測到異常時(shí)系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警，直到任意一項(xiàng)異常排除時(shí)系統(tǒng)才自動(dòng)停止聲光報(bào)警。本系統(tǒng)在每個(gè)從節(jié)點(diǎn)跟主節(jié)點(diǎn)處都設(shè)有聲光報(bào)警裝置，它方便工作人員能快速的找到哪一個(gè)從節(jié)點(diǎn)所在位置有火災(zāi)發(fā)生，同時(shí)也提醒了在場的人員此處有火災(zāi)發(fā)生，從而能讓工作人員快速的到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場跟現(xiàn)場人員快速滅火，提高了本系執(zhí)行度。 關(guān)鍵詞：傳感器，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，CAN總線目 錄第1章 緒論11.1 PLC的歷史和發(fā)展11.2 PLC的

3、特點(diǎn)與應(yīng)用11.3 PLC的工作原理2第2章 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)42.1 總體結(jié)構(gòu)框圖4第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53.1 CPU型號的選擇53.2 模塊的選擇53.3 硬件電路設(shè)計(jì)63.4 系統(tǒng)I/O分配73.5 外部接線圖8第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)9第5章 程序調(diào)試11第6章 MCGS組態(tài)126.1 繪制組態(tài)界面126.2 組態(tài)參數(shù)設(shè)置126.3 腳本程序13第7章 總結(jié)15參考文獻(xiàn)16附錄17III第一章 緒論1.1 課題的研究背景火災(zāi)是目前最常見、最普遍的威脅公共場所安全和建設(shè)和諧社會(huì)的重要災(zāi)害之一。但是“火”被人類控制與利用也是人類邁進(jìn)文明社會(huì)的一個(gè)重要標(biāo)志，所以說“火”，它既能給人們帶來了文明的

4、進(jìn)步，光明和溫暖，但是當(dāng)其一旦失去控制，就會(huì)為人類帶來毀滅性地災(zāi)難。使用“火”的過程中，人們總是在不斷地總結(jié)發(fā)生火災(zāi)的規(guī)律，盡可能地盡最大可能減少火災(zāi)對人身財(cái)產(chǎn)造成的傷害或損失。在100年前，那時(shí)的科技還不發(fā)達(dá)，我們偉大的先祖發(fā)揮他們的聰明與才智總結(jié)出“防為上，救次之，戒為下”的經(jīng)驗(yàn)來防治火災(zāi)。隨著科技不斷的發(fā)張與進(jìn)步，人們居住的場所越來越集中，而在現(xiàn)如今人們的財(cái)富日益增加，誘使發(fā)生火災(zāi)的機(jī)會(huì)也越來越多，比如違規(guī)的使用電器等?，F(xiàn)代建筑發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)性越來越強(qiáng)，一旦發(fā)生某地起火，如果不能及時(shí)的撲滅就會(huì)照成一系列的連鎖反應(yīng)，火會(huì)越燃越大有的甚至燃燒了整條街。這樣的報(bào)道時(shí)常會(huì)出現(xiàn)在電視、雜志上，讓人們

5、苦不堪言。因此，消防設(shè)施已經(jīng)成為每一個(gè)場所的必需設(shè)施，突顯其對現(xiàn)代人們社會(huì)活動(dòng)的重要性。1.2 國內(nèi)外火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警技術(shù)的現(xiàn)狀 從第一個(gè)感溫探測器面世，至今已有一百多年了。其低靈敏性和不兼容性，早已難以滿足時(shí)下客戶的要求。第二次世界大戰(zhàn)后，光電和離子感煙探測器進(jìn)入市場。這些新型靈敏度高的探測器在發(fā)展初期，已能夠探測早期火警，難怪它們能以革命性姿態(tài)進(jìn)軍世界消防保安行業(yè)。眾所周知，火警時(shí)任何事都是分秒必爭的。為此，生產(chǎn)商，甚至一些顧客，擅自調(diào)高探測器靈敏度，大大減低自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)可靠性，以至這些系統(tǒng)的“主要產(chǎn)品”被加上“誤報(bào)”帽子，引起了很多連帶問題。對現(xiàn)代消防技術(shù)的發(fā)展來說，這絕對是急需改善的。

6、長期以來，大幅度地改善火災(zāi)探測器的可靠性，是客戶的迫切要求和迅速撲來火警所不可或缺的。也是世界各國科學(xué)家努力研究的方向。隨著科技的不斷發(fā)展，更新的傳感器、微型電子裝置、數(shù)據(jù)處理及通訊設(shè)備等都正積極地尋找在火災(zāi)探測方面的新的突破。目前國內(nèi)外專業(yè)界對其分類方法還存在一些差異，從探測器利用的原理可以分為四代：第一代 四線制式開關(guān)量探測器，這種探測器歷史悠久，目前依然有一定的市場；第二代 帶地址編碼的開關(guān)量探測器，這種探測器作為四線制探測器技術(shù)的延伸，是屬于一種過渡性產(chǎn)品；第三代 集中智能模擬探測器，采用探測器主機(jī)的對話方式及自動(dòng)編址等技術(shù)，為目前最為流行的產(chǎn)品；第四代 無線智能模擬探測器和空氣采樣分

7、析探測器。目前這兩種探測器已在少數(shù)工程應(yīng)用之中，價(jià)格偏高，但安裝方便，報(bào)警安全可靠，為未來應(yīng)用的發(fā)展趨勢。1.3 論文的課題背景及主要內(nèi)容根據(jù)資料分析，現(xiàn)如今在學(xué)校的寢室里，學(xué)生貴重物品被盜、由于學(xué)生過失而引起著火等事故時(shí)有發(fā)生，這些都是一直以來困擾著學(xué)生、學(xué)工以及學(xué)校保衛(wèi)處的“大問題”。傳統(tǒng)的防范措施存在很大的弊端，比如當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，防護(hù)鐵門、鐵欄桿就會(huì)成為主人逃生的最大障礙。而采用智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)，便能很好地解決此類問題了。但是市場上防火防盜系統(tǒng)價(jià)格對大學(xué)生來講過高，本系統(tǒng)便是針對大學(xué)宿舍，從低成本的角度來設(shè)計(jì)制作的。學(xué)生宿舍報(bào)警系統(tǒng)是以火災(zāi)為監(jiān)控對象，研究總線協(xié)議，采用can總線實(shí)現(xiàn)

8、網(wǎng)絡(luò)報(bào)警。采集20路火警、盜警信息。接警中心要有報(bào)警信息點(diǎn)指示。宿舍中采用熱釋電傳感器對人體進(jìn)行檢測，煙霧傳感器實(shí)現(xiàn)煙火檢測，主機(jī)通過CAN總線對從機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)有異常出現(xiàn)時(shí)，宿舍和監(jiān)控室的報(bào)警裝置會(huì)同時(shí)響起，只有本宿舍成員在本宿舍成員在本宿舍通過按鍵才可解除報(bào)警狀態(tài)。第二章 CAN總線規(guī)范2.1 CAN總線簡介CAN中文名為控制器局域網(wǎng)，它是一種實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)或者有效支持分布式控制的控制器。CAN總線最初是由德國博世公司開發(fā)的，在20世紀(jì)80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制和數(shù)據(jù)交換之間的測試設(shè)備而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是的通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜、光導(dǎo)纖維，通信速率高

9、達(dá)1Mbps的一種多主總線控制器。CAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層，數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包含位填充，數(shù)據(jù)塊編碼，循環(huán)冗余校驗(yàn)，優(yōu)先級判別等項(xiàng)工作?，F(xiàn)在，CAN總線通信被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它出現(xiàn)在分布式控制系統(tǒng)主從節(jié)點(diǎn)之間，為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)并可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。CAN總線的高性能和高可靠性也同時(shí)得到各業(yè)界的認(rèn)可，它被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化，船舶，醫(yī)療設(shè)備，工業(yè)設(shè)備等場所。同時(shí)CAN總線的現(xiàn)場控制也是當(dāng)今自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題之一。由于CAN為越來越多地被不同的領(lǐng)域采用和推廣，致使要求各種應(yīng)用領(lǐng)域通信報(bào)文實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。為此，1991年9月P

10、hilips Semiconductors制訂并發(fā)布了CAN技術(shù)規(guī)范(Version 2.O)。該技術(shù)規(guī)范包括A和B兩部分。Version 2.O的A部分給出了曾在CAN技術(shù)規(guī)范版本1.2中定義的CAN報(bào)文格式，而Version 2.O的B部分則給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種報(bào)文格式。此后，1993年11月ISO正式頒布了道路交通運(yùn)載工具、數(shù)字信息交換、高速通信控制器三者之間的CAN控制的國際標(biāo)準(zhǔn)(IS011898)，為控制器局部網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化推廣與發(fā)張奠定了基礎(chǔ)。CAN的一些基本概念：（1）報(bào)文：報(bào)文就是在總線上所傳送的信息，該信息以不同的報(bào)文傳送，但報(bào)文長度要受幀結(jié)構(gòu)的限制。當(dāng)總線空閑時(shí)，任何

11、連接的單元均可開始發(fā)送一個(gè)新報(bào)文。（2）幀傳送：在總線上傳輸?shù)膱?bào)文以幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳輸。報(bào)文傳送有種不同類型的幀來表示跟控制，它們分別為數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯(cuò)幀和超載幀。（3）裁仲：用于處理總線訪問沖突。依據(jù)其報(bào)文標(biāo)識(shí)符與RTR位來確定。（4）標(biāo)識(shí)符：一個(gè)報(bào)文的內(nèi)容由其標(biāo)識(shí)符ID命名，ID并不指出報(bào)文的目的，但描述了數(shù)據(jù)的含義，以便網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)有可能借助報(bào)文濾波來決定該數(shù)據(jù)是否使它們激活。（5）技術(shù)規(guī)范：CAN技術(shù)規(guī)范（Version2.0）包括2.0A和2.0B。2.0A的報(bào)文標(biāo)識(shí)符為11位，2.0B有標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展兩種報(bào)文格式，前者的標(biāo)識(shí)符19位，后者29位。（6）遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求：通過發(fā)送一個(gè)遠(yuǎn)程

12、幀，需要數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)可以請求另一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀和對應(yīng)的遠(yuǎn)程幀以相同的標(biāo)識(shí)符命名。（7）顯性隱性：CAN總線數(shù)值為兩種互補(bǔ)的邏輯數(shù)值“顯性”和“隱性”。其中顯性表示邏輯“0”，而隱性表示邏輯“1”。當(dāng)顯性和隱性位同時(shí)發(fā)送時(shí)，總線數(shù)值將為顯性。2.2 產(chǎn)生與發(fā)展控制器局部網(wǎng)（CANCONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司為現(xiàn)代汽車應(yīng)用領(lǐng)先推出的一種多主機(jī)局部網(wǎng)，由于其高性能、高可靠性、實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、多種控制設(shè)備、交通工具、醫(yī)療儀器以及建筑、環(huán)境控制等眾多部門?？刂破骶植烤W(wǎng)將在中國迅速普及推廣。 隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)及集成電路技

13、術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中最具活力的一個(gè)分支，并取得了巨大進(jìn)步。由于對系統(tǒng)可靠性和靈活性的高要求，工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展主要表現(xiàn)為：控制面向多元化，系統(tǒng)面向分散化，即負(fù)載分散、功能分散、危險(xiǎn)分散和地域分散。分散式工業(yè)控制系統(tǒng)就是為適應(yīng)這種需要而發(fā)展起來的。這類系統(tǒng)是以微型機(jī)為核心，將5C技術(shù)-COMPUTER（計(jì)算機(jī)技術(shù)）、CONTROL（自動(dòng)控制技術(shù)）、COMMUNICATION（通信技術(shù)）、CRT（顯示技術(shù)）和 CHANGE（轉(zhuǎn)換技術(shù)）緊密結(jié)合的產(chǎn)物2。它在適應(yīng)范圍、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性以及抗故障能力等方面，較之分散型儀表控制系統(tǒng)和集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)都具有明顯的優(yōu)越性

14、。典型的分散式控制系統(tǒng)由現(xiàn)場設(shè)備、接口與計(jì)算設(shè)備以及通信設(shè)備組成?，F(xiàn)場總線（FIELDBUS）能同時(shí)滿足過程控制和制造業(yè)自動(dòng)化的需要，因而現(xiàn)場總線已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域中最為活躍的一個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)場總線的研究與應(yīng)用已成為工業(yè)數(shù)據(jù)總線領(lǐng)域的熱點(diǎn)。盡管目前對現(xiàn)場總線的研究尚未能提出一個(gè)完善的標(biāo)準(zhǔn)，但現(xiàn)場總線的高性能價(jià)格必將吸引眾多工業(yè)控制系統(tǒng)采用。同時(shí)，正由于現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，也使得現(xiàn)場總線的應(yīng)用得以不拘一格地發(fā)揮，并將為現(xiàn)場總線的完善提供更加豐富的依據(jù)?？刂破骶植烤W(wǎng) CAN（CONTROLLER AERANETWORK）正是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生的。由于CAN為愈來愈多不同領(lǐng)域采用和推廣，導(dǎo)致要

15、求各種應(yīng)用領(lǐng)域通信報(bào)文的標(biāo)準(zhǔn)化。為此，1991年9月PHILIPS SEMICONDUCTORS制訂并發(fā)布了CAN技術(shù)規(guī)范（VERSION 2.0）。該技術(shù)規(guī)范包括A和B兩部分。2.0A給出了曾在CAN技術(shù)規(guī)范版本1.2中定義的CAN報(bào)文格式，能提供11位地址；而2.0B給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種報(bào)文格式，提供29位地址。此后，1993年11月ISO正式頒布了道路交通運(yùn)載工具-數(shù)字信息交換-高速通信控制器局部網(wǎng)（CAN）國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898），為控制器局部網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化推廣鋪平了道路。2.3 CAN總線優(yōu)勢CAN屬于現(xiàn)場總線的范疇，它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。較之

16、目前許多RS-485基于R線構(gòu)建的分布式控制系統(tǒng)而言，基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)在以下方面具有明顯的優(yōu)越性： 1.網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)首先，CAN控制器工作于多種方式，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)都可根據(jù)總線訪問優(yōu)先權(quán)（取決于報(bào)文標(biāo)識(shí)符）采用無損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競爭向總線發(fā)送數(shù)據(jù)3，且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù)，這些特點(diǎn)使得CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，并且容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。而利用RS-485只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通信方式也只能以主站輪詢的方式進(jìn)行，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性

17、較差； 2.縮短了開發(fā)周期CAN總線通過CAN收發(fā)器接口芯片82C250的兩個(gè)輸出端CANH和CANL與物理總線相連，而CANH端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài)，CANL端只能是低電平或懸浮狀態(tài)。這就保證不會(huì)在出現(xiàn)在RS-485網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)象，即當(dāng)系統(tǒng)有錯(cuò)誤，出現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，導(dǎo)致總線呈現(xiàn)短路，從而損壞某些節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象。而且CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響，從而保證不會(huì)出現(xiàn)象在網(wǎng)絡(luò)中，因個(gè)別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題，使得總線處于“死鎖”狀態(tài)。而且，CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來實(shí)現(xiàn)，從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度，縮短了開發(fā)

18、周期，這些是僅有電氣協(xié)議的RS-485所無法比擬的。3.已形成國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線另外，與其它現(xiàn)場總線比較而言，CAN總線是具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性價(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線。這些也是目前 CAN總線應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，具有強(qiáng)勁的市場競爭力的重要原因。4.最有前途的現(xiàn)場總線之一CAN 即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，屬于工業(yè)現(xiàn)場總線的范疇。與一般的通信總線相比,CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，CAN總線越來越受到人們的重視。它在汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用是最廣泛的，世界上一些著名的汽車制造廠商，如BENZ（奔馳）、BMW（寶馬）、PORSCHE（

19、保時(shí)捷）、ROLLS-ROYCE（勞斯萊斯）和JAGUAR（美洲豹）等都采用了CAN總線來實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。同時(shí)，由于CAN總線本身的特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍目前已不再局限于汽車行業(yè)，而向自動(dòng)控制、航空航天、航海、過程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN已經(jīng)形成國際標(biāo)準(zhǔn)，并已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場總線之一。其典型的應(yīng)用協(xié)議有：SAE J1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA 2000等。 第3章 CAN智能節(jié)點(diǎn)的電路設(shè)計(jì)本論文采用的CAN通信主要由微控制

20、芯片AT89C52、CAN控制器SJAl040、CAN總線驅(qū)動(dòng)器82C200、光電耦合器6N17組成。其原理是CAN數(shù)據(jù)通過82C200傳輸?shù)絊JAl040經(jīng)AT89S52處理后再傳送出去。CAN電源采用高性能的AC/DC變換器，能起到穩(wěn)定電壓和隔離防干擾的作用。下面我們來介紹上述各元器件在本論文中的應(yīng)用。本文主節(jié)點(diǎn)的CAN通信結(jié)構(gòu)框圖及其流程圖如下圖2.1所示。圖2.1 CAN通信結(jié)構(gòu)框圖由上圖我們可以看出，主節(jié)點(diǎn)的CAN總線電路由由單片機(jī)AT89C52、CAN控制器SJA1040、CAN總線驅(qū)動(dòng)器82C200、光電耦合器6N137組成（屏蔽電路中的高頻信號），CAN數(shù)據(jù)通過82C200傳輸

21、到SJA1040，經(jīng)單片機(jī)89C52處理之后再傳送出去。下面我們來詳細(xì)介紹主節(jié)點(diǎn)的用到的每一個(gè)芯片的用法。3.1 AT89C52微控制器電路本論文的主節(jié)點(diǎn)采用AT89C52芯片作為微控制器，主要是應(yīng)為AT89C52內(nèi)部附有ISP模塊。ISP(In-System Programming)是指電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼，而不需要從電路板上取下器件。已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或者再編程。主節(jié)點(diǎn)所用的微控制器的最小系統(tǒng)電路圖如下圖2.3所示。AT89C52所用“晶振”頻率在4MHz到24MHz之間，本論文在此的晶振頻率由CAN總線提供，在它的兩旁可用30±10pF的

22、電容。又由于AT89S52單片機(jī)的復(fù)位為高電平復(fù)位，故讓其工作狀態(tài)下RST腳與地電位相等為低電平，讓其復(fù)位不能起到作用，而當(dāng)按下S2按鍵時(shí)，電容C3放電，使RST腳為高電平，從而讓AT89S52單片機(jī)復(fù)位，松開時(shí)，電源給C3充電，從而讓RST腳漸漸地變成低電平，從而讓其脫離復(fù)位狀態(tài)。圖2.3 微控制器最小系統(tǒng)如圖2.3所示為最小系統(tǒng)圖，下面簡紹各個(gè)引腳的元器件的鏈接：P1.1用于控制發(fā)光二極管，用來做燈光報(bào)警用。P1.2接溫度傳感器DS18B20的數(shù)據(jù)腳，用于讀入溫度。P1.3接紅外輻射的檢測口，用來檢測現(xiàn)場的是否有煙霧跟火源產(chǎn)生的強(qiáng)紅外線。P1.4接煙霧傳感器的檢測口，用來檢測現(xiàn)場的煙霧濃度

23、。P1.5作為聲光報(bào)警器的控制口，用來提醒該樓宇的工作管理人員或者現(xiàn)場活動(dòng)的居民。20腳接地，40腳接電源。18、19腳接CAN總線主節(jié)點(diǎn)的輸出總線，用來進(jìn)行主從節(jié)點(diǎn)之間的通訊。31腳接電源端。3.2 CAN總控制器本系統(tǒng)CAN總線收發(fā)器采用PHILIPS公司生產(chǎn)的TJA1040芯片。TJA1040是控制器局域網(wǎng)CAN協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，它主要應(yīng)用在客車的高速應(yīng)用速度可達(dá)1Mb/S。TJA1040為總線提供差動(dòng)的發(fā)送功能為CAN控制器提供差動(dòng)的接收功能完全符合ISO 11898標(biāo)準(zhǔn)，它還有優(yōu)秀的EMC性能，在不上電狀態(tài)下有理想的無源性能。SJAl040主要負(fù)責(zé)把并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成CA

24、N的格式進(jìn)行發(fā)送與接收。它本身自帶發(fā)送與接收緩沖裝置，而且它還具有較強(qiáng)的錯(cuò)誤報(bào)警和雙重濾波處理功能。SJAl040的硬件框圖如圖2.4所示。圖2.4 SJA1040的硬件框圖可以看出，SJAl040的管理主要是由IML的邏輯接口、消息緩沖區(qū)位流處理器BSP、位時(shí)序處理邏輯BTL、接收過濾器ASP、內(nèi)部振蕩器及復(fù)位電路、錯(cuò)誤管理邏輯EML等組成。CPU的命令由IML來接收，控制寄存器被定向到主可以提供警報(bào)和其所處的狀態(tài)信息。IML在其CPU的控制下，將數(shù)據(jù)寫入到發(fā)送消息緩沖區(qū)，發(fā)送緩沖區(qū)和位時(shí)序處理邏輯輸出到CAN總線，經(jīng)CAN總線處理的數(shù)據(jù)由位流處理器跟位時(shí)序處理邏輯器始終監(jiān)視CAN總線，如果

25、檢測到一個(gè)有效的頭時(shí)，“平安隱性控制級別”的轉(zhuǎn)換過程開始收到的第一個(gè)處理器比特流處理ASP BSP P濾波器刀接收信息。只有當(dāng)收到的信息識(shí)別碼匹配ASP測試時(shí)，收到的消息才被寫入RXFIFO或者RXB。RXFIFO中高達(dá)64字節(jié)的數(shù)據(jù)可以被緩存，數(shù)據(jù)可以被CPU讀取，調(diào)制器的錯(cuò)誤管制可被EML調(diào)制，并接收BSP錯(cuò)誤報(bào)告，促使BSP和IML錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)。3.3 CAN通訊收發(fā)器本系統(tǒng)采用PHILIPS公司生產(chǎn)的PCA82C200獨(dú)立控制器，它具有完成高性能通信協(xié)議所要求的全部必要特性，通過簡單連接即可完成CAN總線協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能。并且它與ISOll898的標(biāo)準(zhǔn)完美的兼容，其速率高

26、達(dá)可達(dá)1Mbps，并且它能夠采用斜率控制大大的降低了射頻的干擾，最主要的是其在未上電節(jié)點(diǎn)時(shí)不會(huì)干擾總線，從而增大通信距離，并且很大程度的增強(qiáng)了系統(tǒng)瞬間的抗干擾性能，從而增加其抗干擾的能力并增強(qiáng)了對總線的保護(hù)。PCA82C200芯片是一種I/O設(shè)備基于內(nèi)存編址的微控制器。該芯片的獨(dú)立操作系統(tǒng)就如同是RAM一樣的片內(nèi)寄存器修正而實(shí)現(xiàn)的。但其也有缺點(diǎn)，那就是它僅僅支持標(biāo)準(zhǔn)的信息幀格式。PCA82C200的地址區(qū)包含信息緩沖區(qū)控制段控制段。在其初始化載入的時(shí)候可以被編程用來配置系統(tǒng)的通信參數(shù)。同時(shí)這個(gè)段也能用來通過微控制器來控制系統(tǒng)上的CAN總線上的通信。圖2.6 主節(jié)點(diǎn)硬件電路全圖圖2.7 主節(jié)點(diǎn)主

27、圖分解圖1圖2.8 主節(jié)點(diǎn)主圖分解圖23.4 溫度傳感器模塊DS18B20溫度傳感器是DALLAS公司生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器。其溫度分辨率可達(dá)0.0625，被測溫度的數(shù)值采用16位數(shù)字符號的擴(kuò)展串行輸出。它正常運(yùn)行時(shí)可以采用外置電源也可以應(yīng)用寄生電源，電壓范圍為3.0V5.5V。它的CPU僅需要有一個(gè)端口線就能夠與諸多DS18B20進(jìn)行控制，所以它占用微處理器的端口極少，很方便電路的設(shè)計(jì)與實(shí)物的安裝調(diào)試，簡化了分布式溫度傳感應(yīng)用，更重要的是它大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。由于上述的優(yōu)點(diǎn)，所以它能在現(xiàn)場環(huán)境相當(dāng)惡劣的情況下進(jìn)行精確的測量。因此，它廣泛的應(yīng)用在對環(huán)境的溫度控制、設(shè)備使用過程中的溫度控

28、制、以及各類測量溫度的電子產(chǎn)品中。本論文設(shè)計(jì)采用了數(shù)據(jù)總線來對其進(jìn)行供電，電壓為5V。又應(yīng)為DS18B20溫度傳感器的測量范圍很廣，可以測試-55到+125之間的溫度，其中它在-10到+85的精度可以控制在±0.5之內(nèi)。DSl8B20可編程的分辨率為912位，溫度轉(zhuǎn)換為12位，最大值為750毫秒。應(yīng)用范圍包括恒溫控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)電子產(chǎn)品溫度計(jì)以及任何熱敏感系統(tǒng)。DSl8820溫度傳感器的電路設(shè)計(jì)如圖3.1所示。本系統(tǒng)設(shè)置在溫度大于或等于80時(shí)為異常（單片機(jī)P1.2口檢到異常），接線如圖3.1所示。圖3.1 DS18B20電路設(shè)計(jì)圖3.5 煙霧，紅外檢測模塊圖3.2 煙霧，紅外檢測

29、模塊接線圖如圖3.2所示，當(dāng)沒有檢測到火光時(shí)，光電傳感器1腳（檢測口）電壓約為0.5V；當(dāng)光電傳感器檢測到火光時(shí)，1腳（檢測口）電壓約為4.2V。煙霧傳感器沒有檢測到煙霧時(shí)，YW腳（檢測口）電壓約為0.2V，當(dāng)檢測到煙霧時(shí)，YW腳（檢測口）電壓約為3V。煙霧傳感器供電電壓為9V，因此煙霧檢測模塊要單獨(dú)供電。而系統(tǒng)其它模塊的供電電壓為5V，因此要把煙霧傳感器的電源負(fù)極與系統(tǒng)的地相連接，這樣才達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)通電瞬間，單片機(jī)P1口不管有無外接電路都為高電平。為防止單片機(jī)誤判斷，設(shè)計(jì)單片機(jī)檢測到低電平時(shí)為異常。利用光電和煙霧傳感器的電壓變化特性，再根據(jù)單限比較器的電壓傳輸特性，就能有效的達(dá)到單片

30、機(jī)檢測目的并構(gòu)成一個(gè)簡單的電路。根據(jù)光電傳感器和煙霧傳感器的電壓變化特性，為了讓單片機(jī)檢測到低電平是為異常，因此規(guī)定LM339的5腳（同相輸入端）和7腳（同相輸入端）接入?yún)⒖茧妷?。根?jù)煙霧、光電傳感器的電壓變化特性可分別確定它們參考電壓為2V和3V。由上述可知，LM339的5腳和7腳電壓分別為固定值2V和3V，從而計(jì)算出該模塊相應(yīng)電阻阻值如圖3.2所示。LM339的4腳（反相輸入端）和6腳（反相輸入端）分別接煙霧傳感器檢測口和光電傳感器檢測口，根據(jù)單限比較器電壓傳輸特性可知，當(dāng)煙霧傳感器沒有檢測到煙霧時(shí)（4腳電壓為0.2V小于5腳參考電壓）根據(jù)LM339引腳圖可知，2腳輸出高電平；反之，當(dāng)煙霧

31、傳感器檢測到煙霧時(shí)（4腳電壓為3V大于5腳參考電壓）LM339的2腳輸出為低電平。當(dāng)光電傳感器沒有檢測到火光時(shí)（6腳電壓為0.5V小于7腳參考電壓）根據(jù)LM339引腳圖可知，1腳輸出高電平；反之，當(dāng)光電傳感器檢測到煙霧時(shí)（6腳電壓為4.2V大于7腳參考電壓）根據(jù)LM339引腳圖可知，引腳1輸出為低電平。如圖3.2所示，LM339的1腳和2腳分別接單片機(jī)的P1.3口和P1.4口。LM339的1腳和2腳高低電平變化可由單片機(jī)來判斷，確認(rèn)單片機(jī)檢測到低電時(shí)為異常。又由LM339的原理我們可以知道，在使用時(shí)輸出端到正電源之間必須要接一只上拉電阻，其選擇范圍為選3-15K，為滿足本設(shè)計(jì)的要求選擇了3.9

32、K阻值作為其上拉電阻，如圖3.2所示。3.7 煙霧傳感器煙霧探測器就是一種測量現(xiàn)場煙霧的濃度是否超過閥值而判斷是否發(fā)生火災(zāi)的檢測裝置，也可以說他就是一種將現(xiàn)場的煙霧濃度轉(zhuǎn)換為具有一定對應(yīng)關(guān)系的輸出信號裝置，它內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用離子式煙霧傳感器，它具有技術(shù)先進(jìn)，工作穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，因此被大量的運(yùn)用到在各式各樣的消防報(bào)警系統(tǒng)中，跟傳統(tǒng)的運(yùn)用氣敏式電阻來測量的火災(zāi)報(bào)警器相比，無論是性能、精確度還是使用壽命都有了較強(qiáng)的提升。離子式煙霧探測器的工作原理是：等效于利用兩個(gè)電離室串聯(lián)，構(gòu)成等效于電阻串聯(lián)的偏置電路；其中一個(gè)是基本不與外界相通的內(nèi)電離室，另一個(gè)是跟外界連在一起的檢測電離室，兩個(gè)電離室中都放有一片為镅

33、24l(AM241)的放射源，它們之間不斷放出粒子，使兩室之間的氣體被部分電離。一旦遇到有煙霧進(jìn)入外電離室時(shí)，由于煙霧顆粒吸附一部分離子，使外室的離子放射出來的電流減小，其效果相當(dāng)于它的內(nèi)部電阻阻值變大，分壓電阻的電位增高。一旦煙霧的濃度超過限定的檢測的值時(shí)，電位就會(huì)增高到能觸發(fā)開關(guān)電路而啟動(dòng)報(bào)警。該離子式煙霧探測器型號SS-168，供電電壓為9V，輸出觸發(fā)報(bào)警電路的高電平大約為3V，因此將該觸發(fā)信號接至比較器LM339的4腳作為比較器反相輸入端，LM339的同相輸入端5腳接參考電壓為2V，當(dāng)無觸發(fā)信號時(shí)比較器LM339輸出端2腳輸出高平（5V），當(dāng)有觸發(fā)報(bào)警信號時(shí)，比較器2腳的輸出低電平（0

34、V），從而與單片機(jī)AT89S51的管腳電壓相匹配，LM339輸出端2腳低電平視為異常，SS-168與單片機(jī)接法如圖3.2所示。3.8 聲光報(bào)警模塊圖3.5 聲光報(bào)警模塊因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是應(yīng)用在辦公室、機(jī)房等小單位的防火場所，所以采用發(fā)光二極管電路極蜂鳴電路作為報(bào)警電路。如圖3-4蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，圖中為Q1為低頻小功率PNP型三極管9012，用驅(qū)動(dòng)壓電式交流蜂鳴器(2K)U3。三極管基極直接與單片機(jī)p1.5連接。這就構(gòu)成了蜂鳴器的驅(qū)電路，工作原理：要讓蜂鳴器響，必須給交變信號，為了給蜂鳴器施加交變電壓，由于單片機(jī)沒有專用蜂鳴器驅(qū)動(dòng)器，為了讓單片機(jī)產(chǎn)生交變驅(qū)動(dòng)信號。在編程時(shí)，為讓蜂鳴器產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的聲音

35、，所以要讓單片機(jī)產(chǎn)生頻率穩(wěn)，最好辦法就是在單片機(jī)定時(shí)器產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖，設(shè)置定時(shí)器中斷周期為0.25ms,中斷頻率為4K,只要每次進(jìn)入中斷后讓P1.5電平取反即可以產(chǎn)生2KHz驅(qū)動(dòng)脈沖，由于單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力弱不足以直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，所以用9012放大電流電壓，驅(qū)動(dòng)電平低平有效。一般發(fā)光二極管電壓在1.7-3.6V之間，電流通常是5-20mA，所以5V電壓不適合發(fā)光二極管直接使用，一般要串聯(lián)一個(gè)電阻才可以，因此發(fā)光二極管串接一個(gè)電阻具有限流保護(hù)作用。但如果串接電阻過大，導(dǎo)致電流過小，發(fā)光二極管無法點(diǎn)亮，因此發(fā)光二極管串接一個(gè)560的電阻。其接線如圖3.5所示。當(dāng)溫度采集模塊，紅外、煙霧檢測模塊三項(xiàng)電路模

36、塊中任意兩種檢測電路發(fā)生異常時(shí)，經(jīng)過單片機(jī)AT89S52控制器的分析處理后發(fā)出聲光警報(bào)信號，蜂鳴器立即蜂鳴同時(shí)發(fā)光二極管點(diǎn)亮。當(dāng)三項(xiàng)檢測電路中小于兩項(xiàng)發(fā)生異常時(shí)，蜂鳴器立即停止蜂鳴同時(shí)發(fā)光二極管熄滅。當(dāng)把手動(dòng)控制模塊中控制按鍵按下時(shí)，系統(tǒng)立即發(fā)出聲光報(bào)警，直到按下復(fù)位按鍵時(shí)聲光報(bào)警才停止。點(diǎn)描述了溫度傳感器DS18B20，煙霧傳感器SS-168和光電紅外傳感器ST178的用法跟在本設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。本系統(tǒng)具有電路簡單，功能強(qiáng)大，檢測快速等特點(diǎn)。其電路連接如下圖3.6所示：圖3.6 從節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的總電路圖圖3.7 從節(jié)點(diǎn)總圖分解圖（從節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)總圖的下半部分）第4章 火災(zāi)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)本章工作主要圍繞基

37、于CAN總線的樓宇火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)展開。首先我們結(jié)合第一章節(jié)中的第三小節(jié)中所描述的系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)所要完成的功能，確定各部分模塊功能，設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體軟件開發(fā)流程圖。重點(diǎn)完成基于CAN總線的樓宇火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的整體軟件設(shè)計(jì)，即主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)的所有軟件設(shè)計(jì)，同時(shí)針對各個(gè)部分要實(shí)現(xiàn)的功能做出具體的分析與簡紹，最后設(shè)計(jì)出各個(gè)功能模塊的軟件程序。4.1 系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)本論文的整體軟件設(shè)計(jì)主要結(jié)合各硬件電路圖完成，主節(jié)點(diǎn)對各從節(jié)點(diǎn)的進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并對負(fù)責(zé)處理從各從節(jié)點(diǎn)對現(xiàn)場所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送，同時(shí)主節(jié)點(diǎn)也控制聲光報(bào)警器是否工作等。為了確保本系統(tǒng)能夠正常長久的運(yùn)行，同時(shí)也為了斷電后下次能正常的工作，所以

38、在給本系統(tǒng)上電時(shí)，必須對本系統(tǒng)的主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)初始化。為了保證本系統(tǒng)在正常的情況下能夠及時(shí)準(zhǔn)確的能夠往從節(jié)點(diǎn)接收傳來的現(xiàn)場采集信號傳送到主節(jié)點(diǎn)。要定時(shí)從主節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號，根據(jù)從節(jié)點(diǎn)的ID號，驗(yàn)證它是否工作正常。如果主節(jié)點(diǎn)在一段時(shí)間沒有接收到從節(jié)點(diǎn)的ID號，就說明該從節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，提醒工作人員盡快排除故障。在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的正常工作條件下，每個(gè)從節(jié)點(diǎn)將采集現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)信息被發(fā)送到主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)確定從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信號是否超過了傳感器閾值，如果不超過閾值的，則返回到繼續(xù)監(jiān)測從節(jié)點(diǎn)的信息，如果有一個(gè)從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息超過閾值時(shí)，則發(fā)出火災(zāi)報(bào)警。綜上所述，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的主要工作是從主從節(jié)點(diǎn)的信號傳輸來進(jìn)行開展。其

39、硬件的整體設(shè)計(jì)框圖如下4.1所示。圖4.1 硬件整體設(shè)計(jì)框圖4.2 主節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)結(jié)合上所所設(shè)計(jì)出的硬件電路圖，為保證各個(gè)模塊的正常工作，主節(jié)點(diǎn)的整體軟件設(shè)計(jì)流程圖如下圖4.2所示。圖4.2 主節(jié)點(diǎn)整體軟件流程圖從上圖我們可以得到，當(dāng)啟動(dòng)主節(jié)點(diǎn)是應(yīng)對其進(jìn)行初始化，以免別的因素而影響本系統(tǒng)的運(yùn)行。讓后讓主節(jié)點(diǎn)來處理并分析從各個(gè)從節(jié)點(diǎn)傳上來的現(xiàn)場信息。如果判斷出某一個(gè)從節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)異常情況時(shí)，就觸發(fā)光電報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警來提醒該樓宇的管理人員或者現(xiàn)場工作人員。4.2. CAN控制器的初始化SJA1040的初始化有3種方式：一是上電復(fù)位，二是硬件復(fù)位，三是軟件復(fù)位，即通過向CAN控制器SJA1000模式寄存器

40、寫0x01，讓其進(jìn)入復(fù)位模式，然后分別對SJA1040的時(shí)鐘分頻寄存器、錯(cuò)誤報(bào)警限額寄存器、中斷使能寄存器、接收代碼和接收屏蔽寄存器、總線時(shí)序寄存器和輸出控制寄存器設(shè)置，最后向模式寄存器寫0x08，進(jìn)入正常工作模式。在對它進(jìn)行復(fù)位的時(shí)候，因?yàn)槠鋬?nèi)部的寄存器僅能在此期間進(jìn)行寫訪問，所以在對這些寄存器初始化之前，必須保證系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。SJA1040的初始化流程圖如下圖4.3所示。圖4.3 SJA1040初始化流程圖4.2.2 信號發(fā)送模塊SJA1040根據(jù)CAN總線的協(xié)議能夠自動(dòng)完成報(bào)文的發(fā)送。發(fā)送時(shí)我們唯一要做的就是將要發(fā)的信息或者數(shù)據(jù)按特定的格式組成為一幀報(bào)文，從AT89C52中發(fā)送到

41、SJAl040的緩沖區(qū)中，然后通過發(fā)送請求令符來啟動(dòng)SJAl040發(fā)送用以完成任務(wù)。有一點(diǎn)很重要，那就是報(bào)文在發(fā)送到SJAl040的發(fā)送緩沖區(qū)之前，得做下判斷，檢測它是否發(fā)送完成，如果沒有發(fā)送成功，則其本身的錯(cuò)誤寄存器會(huì)自動(dòng)加1，并重新進(jìn)行發(fā)送。SJAl040子程序報(bào)文發(fā)送流程圖如下圖4.4。圖4.4 SJA1040子程序發(fā)送流程圖4.2.3 信號接收模塊圖4.5 SJA1040接收流程圖如上圖4.5為CAN總線接收子程序的流程圖；應(yīng)為在我設(shè)計(jì)的這個(gè)系統(tǒng)中，從節(jié)點(diǎn)的報(bào)文什么時(shí)候發(fā)送到此處是不知道的，所以如上所示，在此處采用了中斷接收的方法，可以大大的減少系統(tǒng)尋址的時(shí)間。如果CAN總線的信號接收

42、模塊還擔(dān)任著接收報(bào)文的情況時(shí)，那么其接收子程序就會(huì)自動(dòng)的負(fù)責(zé)該處主節(jié)點(diǎn)的報(bào)文接收，但是在接收時(shí)，我們必須得從SJAl040的接收緩沖模塊中讀出數(shù)據(jù)，組成一幀報(bào)文這樣才能通過這種中斷方式來接收報(bào)文。如果在中斷使能寄存器IER操作可以接收中斷使能，那么當(dāng)接收FIFO中有數(shù)據(jù)的，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷，以此來達(dá)到啟動(dòng)接收程序的目的。4.3 從節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)結(jié)合上所所設(shè)計(jì)出的硬件電路圖，為保證各個(gè)模塊的正常工作，從節(jié)點(diǎn)的整體軟件設(shè)計(jì)流程圖如下圖4.7所示。圖4.7 從節(jié)點(diǎn)總體軟件流程圖在其處在正常的工作狀態(tài)時(shí)，從節(jié)點(diǎn)會(huì)將自己的ID號碼發(fā)送到主節(jié)點(diǎn)上，并將檢測到的溫度、煙霧、紅外等信號發(fā)送到主節(jié)點(diǎn)上。當(dāng)發(fā)生異常

43、狀態(tài)時(shí)，就觸發(fā)燈光報(bào)警裝置，同時(shí)也將檢測到的異常數(shù)據(jù)上傳到主節(jié)點(diǎn)。如果沒有異常發(fā)生，則一直保持從節(jié)點(diǎn)到主節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送相關(guān)信息。4.4溫度傳感器的軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用DALLAS公司生產(chǎn)的DSl8B20溫度傳感器。此傳感器為單總線傳感器，在使用時(shí)得先對其進(jìn)行初始化，然后讀取溫度經(jīng)所在的單片機(jī)將其傳送到CAN總線，經(jīng)處理判斷其數(shù)值是否超出閥值，如果是就啟動(dòng)聲光報(bào)警，并經(jīng)過CAN總線反饋回其所在的單片機(jī)讓其也執(zhí)行聲光報(bào)警裝置，若沒有超過閥值則繼續(xù)讀取其溫度值。從而達(dá)到所需的要求。其程序流程圖如圖4.8所示。圖4.8 溫度傳感器工作流程圖第5章 總結(jié)現(xiàn)場總線是一種應(yīng)用于過程自動(dòng)化、制造自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化

44、最底層現(xiàn)場設(shè)備或儀表互連的全數(shù)字化、雙向、多站式通信網(wǎng)絡(luò)。它將位于生產(chǎn)現(xiàn)場具有信號輸入、輸出、運(yùn)算、控制和通信功能的數(shù)字通信儀表或設(shè)備，通過雙絞線連接成網(wǎng)絡(luò)，采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，使位于生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備與設(shè)備之間，以及設(shè)備與控制站之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與信息共享，是現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成。這項(xiàng)以控制技術(shù)、智能儀表技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字通信技術(shù)為支撐的綜合技術(shù)，己成為世界范圍內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域廣為關(guān)注的熱點(diǎn)，并將成為該領(lǐng)域的發(fā)展方向。參考文獻(xiàn)1 章歡.基于CAN總線的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)D.武漢：武漢大學(xué)，2008.2 周鳳余，魯守銀，李貽斌等.CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.微計(jì)算機(jī)信

45、息19995 高強(qiáng)，董力川，朱寧.嵌入式CAN總線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用2002.6 歐偉明，何靜，凌云，劉劍.單片機(jī)原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.電子工業(yè)出版社2009.(7)：2038.7 范維澄，王清安等.火災(zāi)學(xué)簡明教程M.合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.1995.8 陳濤，袁宏永等.火災(zāi)探測技術(shù)研究的展望J.火災(zāi)科學(xué)2001，10（2）：108112.10 顧洪軍等.工業(yè)企業(yè)網(wǎng)與現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用M.北京：人民郵電出版社2002.11 李麗敏,玄子玉,張玲玉.單片機(jī)控制的火災(zāi)報(bào)警控制器J.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2008,(03).12 DALLAS公司.DS18B20數(shù)據(jù)手冊Z.13 余國

46、衛(wèi),譚延軍.基于AT89S52單片機(jī)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)J.微處理機(jī),2006,(05)15 姜久超.單片機(jī)在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器中的應(yīng)用J.河北工程技術(shù)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào),1995,(Z2)16 陳倬.單片機(jī)在火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J.科技資訊,2009,(22)17 胡向東.傳感器與檢測技術(shù)M.機(jī)械工業(yè)出版社,2009.2.18 樓然苗，李光飛.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M.北京航空航天大學(xué)出版社，2007,7.55-64.附 錄（1）主節(jié)點(diǎn)代碼/主節(jié)點(diǎn)單片機(jī)程序#include<reg51.h>#include"WG.h"/#include"DS18B20&

47、#39;h"#include"SJA1040gai.h"#define key P22sbit beep = P15; /蜂鳴器char table1="Message is sending"char table2="Sengding succeded"char table3="Receiveing succeded"/定義BUF數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/*struct BASICCAN_BUFstructunsigned char FrameID_H;/標(biāo)識(shí)符高八位（信息功能2加節(jié)點(diǎn)號6）unsigned char F

48、rameLENTH;/數(shù)據(jù)長度碼unsigned char FrameKIND;/RTR位（1為遠(yuǎn)程幀，0為數(shù)據(jù)幀）unsigned char FrameID_L3;/低3位（信息格式）unsigned char FrameData;/數(shù)據(jù)BASICCAN_FRAME,receive_BUF,send_BUF;*/*char temp_buffer2;/溫度緩沖/*char temp_buffer3;/煙光緩沖void read_temp() init_ds18B20(); temp_buffer0=read_byte();temp_buffer1=read_byte(); */void send() uchar Data,sdat; uchar i,j; if(!key) void main() init_ds SS-167st-178; temp_buffer0=read_byte();temp_buffer1=read_byte(); /void send() uchar Data,sdat;