基于CAN总线分布式控制的远程电气火灾监控系统

　　1 引言

　　目前国内所应用的电气火灾监控系统基本上以区域电气火灾监控系统、集中电气火灾监控系统为主，其安装形式主要为集散控制方式。这种系统一般都自成体系，自我封闭，不能实现系统间的资源和服务共享，而在很多发达国家(如德国、澳大利亚)和地区(如香港)等，已建立了城市火灾自动报警网络，建立城市消防远程监控中心。因此实现电气火灾的远程监控是未来电气火灾监控系统的发展趋势。本文设计的基于CAN总线分布式控制的远程电气火灾监控系统，通过CAN总线连接监控系统节点，利用以太网远程在线监视，并及时对各种信息进行分析与决策，在电气火灾发生前消除其隐患。

　　2 系统总体方案设计

　　系统总体方案结构图如图1所示。漏电流传感器和温度传感器分别检测漏电流和温度信号，通过电气火灾监控器进行数据采集与处理，一个电气火灾监控器可以同时连接多个漏电流传感器和温度传感器，电气火灾监控器和电气火灾监控主机之间采用CAN总线连接，既可实现远距离参数检测又便于安装布线以及满足抗干扰的要求。电气火灾监控主机集中采集所有监控器的数据并完成CAN总线和以太网之间的通信，完成工作站与电气火灾监控器之间的远程通讯，监测工作站连接企业网，在企业网能通过Web方式浏览每个监测点。电气火灾主机的设计是实现电气火灾的远程监控的核心,所以本文主要以介绍电气火灾监控主机的硬件和软件设计为主。

　　图1 系统总体方案结构图

　　3 电气火灾监控主机硬件设计

　　要实现电气火灾的远程监控，首先，电气火灾监控主机必须通过CAN总线采集现场数据。然后，将采集到的数据通过ARM微处理器进行处理。最后，将处理好的数据通过以太网传送到上位机，最终实现电气火灾的远程监控。

　　图2 电气火灾监控主机硬件结构图

　　电气火灾监控主机的硬件结构图如图2所示，其硬件主要由CAN控制器协议转换模块和以太网控制器协议转换模块组成。

　　CAN控制器协议转换模块主要由ARM微处理器和CAN总线收发器组成，其中ARM微控制器作为CPU核心，主要负责数据的接收、发送、故障处理等，CAN总线收发器则提供对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。

　　以太网控制器协议转换模块主要由ARM微处理器、以太网控制器、网络变压器组成,RTL8019AS是一种高集成度的全双工10Mbps以太网控制芯片，实现了基于Ethernet协议的MAC层的全部功能，内置16KB的SRAM、双DMA通道和FIFO完成数据包的接收和发送功能。网络变压器HR90117OA是为了提高网络通信的抗干扰能力。