智能火灾报警系统的设计

Ｉ　．鳗　应　…………………………一　智能火灾报警系统的设计　广东省中山市中等专业学校曾敏　【摘要】智能火灾报警系统是由火灾控制器和多个探测控制单元组成。探测控制单元由探测控制器和烟温探测器及吸气武探测器构成，各单元之间采用ＣＡＮ总线、ＲＳ４８５　总线进行通讯。系统设计７两台火灾报警控制器和两个ＲＳ４８５通讯总线，确保对整个系统进行有效监控。　【关键词】火灾；智能报警系统设计；ＣＡＮ通讯总线；ＲＳ４８５通讯总线　当有火情时，智能火灾报警系统能及时准　确地发出火警信号，并准确地显示火情发生的　地点。它具有火灾报警功能、火灾报警控制功　能、故障报警功能、自检功能、信息显示与查　询功能和供电功能等。　的两个ＲＳ４８５仍能分别管理与其连接的ＳＨＤ或　ＩＳＤ，并分别检测与其相连的ＳＨＤ或ＩＳＤ，从而　保证所有探测器能正常工作并保证信息不丢　失。当两台火灾报警控制器之间回路出现断点　时，两台火灾控制器仍能分别管理与其连接的　余功能；可实现探测器自动编组（编号），以便　于系统管理。　ＦＤＣ另有一路ＣＡＮ　ＢＵＳ接口分别连接火灾　报警控制器（ＦＣＵ）主机及其他场室的探测控制　器。具有冗余功能：可实现自动编组（编号），　一、智能火灾报警系统结构的设计　探测控制器，从而保证系统正常运行。　智能火灾报警系统分两大部分组成，一　二、智能火灾报警系统的接口设计　部分是监控中心，一部分是被监控场室。本系　（一）智能火灾报警控制器（ＦＣＵ）的接口　统的功能是对被监控场室进行２４ｔ］，时的火灾监　本系统中的ＦＣＵ采用了ＣＡＮ　ＢＵＳ和ＲＳ４８５两　控，被监控场室一旦有火情，监控中心系统将　种接口技术，如图２所示。　控制声光系统进行报警。　每个被监控场室都有一个探测控制单元，　掇警麓出ｌ　鹏柱　一一　该探测控制单元由探测控制器（简称ＦＤＣ）和若　撮警输出２　《　ｊ　ｉ　ｃ电瓣翁凡　。。一　干烟温探测器（简称ＳＨＤ）及吸气式探测器（简称　足警磁动输出　ＩＳＤ）构成。每个场室内的探测控制单元和放置　输出　菇端　¨＿　、…　一一一　在监控室的两台火灾控制器（简称ＦＣＵ）构成火　　ｆ誊　｝一…　ｒ。２　　／　、、、　～一一　灾报警系统。　远鹱要艟控制　智能火灾报警系统中的火灾报警控制器　远穗消毒挎野　黎辩犟　ｒ一　、　ＦＣＵ有一路ＣＡＮ总线，与探测控制器ＦＤＣ之间采　话　蛰若端　　Ｉ．一　一一一　ｊ墨　ｉ。　、　用ＣＡＮ　ＢＵＳ方式进行信息交换和管理。　ＩＺ　　’　】ｌ　探测控制器ＦＤＣ还有两路独立的ＲＳ４８５总　线，包含了电源总线（ＤＣ　２４Ｖ）和信息通讯总线　（ＲＳ４８５）与本场室的探测器连接形成环网。　图２　ＦＣＵ端口示惹图　每个烟温探测器ＳＨＤ（或吸气式探测器ＩＳＤ）　１．ＣＡＮ通讯总线　有两路独立的通讯（ＲＳ４８５）端口，结合探测控　系统中的两台ＦＣＵ之间、ＦＣＵ与ＦＤＣ之间是　制器ＦＤＣ的两路独立总线，探测单元内的所有　通过ＣＡＮ　ＢＵＳ进行信息交换，由于ＣＡＮ　ＢＵＳ有多　探测器用串接的方式连接，与探测控制器构成　主通讯的特性，因此两台ＦＣＵ及其他ＦＤＣ在实际　环形网络，具有冗余功能。　运行时是无需分主次的。同时，两台ＦＣＵ之间　ＦＣＵ还有一路ＲＳ４８５接口，专为整个区域的　还有一条ＣＡＮ　ＢＵＳ通讯线，两条通讯线中的任　微机网络控制系统ＣＭＳ提供系统内各个ＳＨＤ的火　一条断线，对系统性能没有影响。ＣＡＮ　ＢＵＳ采　警和故障信息。ＦＣＵ备有ＵＳＢ形式的虚拟串口，　用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和　外部设备（如电脑）通过该接口可下载火灾报警　分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。　系统中的火警、故障等信息和以便系统维护。　ＣＡＮ　ＢＵＳ上任意节点可在任意时刻主动地　智能火灾报警系统结构参见系统拓扑图，　向网络上其它节点发送信息而不分主次，因此　如图１所示。　可在各节点之间实现自由通信，具有实时性　强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、可靠　性强、成本低等优点。　由于本系统采用ＣＡＮ　ＢＵＳ，因此可以将网　络操作显示器作为网络的一个节点连接在ＣＡＮ　ＢＵＳ上，显示出网络上所有节点控制器的内部　信息，并可以对节点控制器的配置参数进行　调整。该操作显示器直接安装在控制器的面板　上，作为显示操作面板，对系统内各设备进行　现场调试及查询各控制器的工作状态。　２．ＲＳ４８５通讯总线　ＦＤＣ采用ＲＳ４８５方式与各个探测器进行信息　交换和管理，信息交换内容包含有：每个探测　图１智能火灾报警系统拓扑图　器的火警、故障监测结果。　为了增强系统的可靠性，确保万无一失，　ＦＣＵ与微机网络控制系统ＣＭＳ之间的信息交　整个智能火灾报警系统还考虑了冗余设计：　换采用ＲＳ４８５通讯方式。通过ＲＳ４８５通讯，ＦＣＵ　１．主备冗余　可将每个ＳＨＤ及ＩＳＤ的火警监测和故障监测状态　系统设计两台火灾报警控制器ＦＣＵ，采　传送到ＣＭＳ。　用同时工作的模式。两台ＦＣＵ必须同时启动工　通过ＲＳ４８５通讯，ＣＭＳ可以通过指令的方式　作，互为热备。当一台ＦＣＵ发生故障，通过另　使得火灾报警控制器的时钟与系统同步。　一台ＦＣＵ仍可以对整个系统进行监测管理，而　（二）探测控制器（ＦＤＣ）端口　且可以查询各个探测器的状态以及历史记录，　ＦＤＣ有两路独立的ＲＳ４８５接口，由ＲＳ４８５￣Ｎ　可以上报火警信息等，从而实现整个系统的双　ＤＣ　２４Ｖ电源构成，通过这两路独立的总线接口　机热备控制。　与各个烟温探测器（ＳＨＤ和吸气式探测器（ＩＳＤ）　２．通信冗余　构成环形的探测器网络。这种串接的环形网络　当探测器回路出现断点时，探测控制器　的特点是：可提高网络通信的可靠性并具有冗　一１１２一电子世界　以便于系统管理。　管理内容包含有：向火灾报警控制器发送　某个探测器的运行参数和修改运行参数，如温　度报警阈值、烟雾报警灵敏度等：接收火灾报　警控制器的命令对探测器参数进行修改。如图　３所示。　咎　或曼一撵嚣管　■　■■　弼　—－／＼　——　—一　Ｃ　；毗　＿＿————　√　攮王横或　图３探测控制器ＦＤＣ端口示意图　［．～　麓　厂、一　……Ａ　……　…～　，联　０　。　。ｓｔ～　。　驺　×㈡　。‘　，　＾　。　鞭　“。　。　一　。　“　晦　２４讲　２《髓　甜　Ｖ　‘　ｍ　　Ｉ图４探测器端口示意图　（三）探测器（ＳＨＤ）吸气式探测器（ＩＳＤ）接口　如图４所示，ＳＨＤ及ＩＳＤ核心由烟雾传感、　环境温度传感、信号处理和双独立ＲＳ　４８５通信　接口等部分组成。其中烟雾传感部分由迷宫式　暗室、红外光接收发射装置、光学透镜和有一　定防尘防虫作用的滤网组成，采用光散射原理　对外部烟雾进行探测，当外部烟雾粒子浓度在　连续时间内（可设定）大于等于烟雾浓度报警阈　值（可设定）时向外提供烟雾报警信息。　环境温度的监测采用了数字式温度传感　器，温感器的作用除了监测环境温度之外还给　烟雾信号处理电路提供了温度补偿的作用。温　度报警采用了定温方式，当监测到环境温度　在连续时间内（可设定）大于等于温度报警闽值　（可设定）时向外提供温度报警信息。　ＳＨＤ或ＩＳＤ的每个ＲＳ４８５端口既可收发数据　也可起到通讯中继的作用，此种点到点的通讯　模式其特点是线驱动能力强，负载小，因而节　点与节点之间在较远的距离情况下仍可采用高　速率进行通讯，这样即可提高了通讯信息的流　量也提高了通讯的可靠性。　ＦＣＵ除了可以通过ＦＤＣ从ＳＨＤ（或ＩＳＤ）读取报　警信息之外，还可以读取当前烟雾检测浓度、　当前温感温度值和ＳＨＤ（或ＩＳＤ）自身检测到烟　雾、温感的故障信息。　ＳＨＤ及ＩＳＤ具有污染度报警功能，当探测器　被灰尘污染或电子元件参数发生变化，可能会　发生误报火警时，火灾报警控制器将显示该探　测器的污染情况，并报故障提（下转第ｎ４页）