火灾报警控制器的总线接口设计

火灾报警控制器的总线接口设计
【摘要】火灾报警控制器是结合了目前自动化领域的先进技术，并采用总线技术，进行接口设计，在最大程度上提高控制器的可靠性。

所设计的火灾报警控制器要具有灵活、安装方便的特点，能够广泛应用于工业自动化、楼宇自动化、机床、医疗设备等领域。

本文通过介绍火灾报警控制器的总线接口设计，包括硬件、通讯设计，在最大程度上保证火灾报警控制器的先进性与可靠性。

【关键词】火灾报警控制器总线接口设计自动化
一、前言
随着我国经济建设的快速发展，国家消防部以及设计部门对高层建筑的防火问题有了高度的重视。

由于高层建筑具有较长的通信距离，且网络监控面广，因此火灾报警控制系统的要求也有了一定程度的提高。

目前火灾报警系统存在的问题是网络传播速度慢，通信能力较弱，且传输可靠性较低，使得系统故障具有较差的隔离能力，当火灾发生时，如果进行及时反映，会使得火情延误通知，而造成不必要的损失。

在设计火灾报警控制器时，要充分保证总线的传输距离，并且具有较强的抗干扰能力。

本文设计的总线接口将对两总线传输中出现的信号发送、长线、大负载等问题进行很好的解决，从而保证火警响应速度的快速性，并保证达到快速联动输出。

以下将针对火灾报警控制器的总线接口设计进行详细阐述，包括总线接口的硬件设计、软件设计、通讯设计等。

二、火灾报警控制器总线接口的硬件设计
1、电路构成
总线接口主要包含微处理器、回路接口电路、存储器、接口保护电路、通信电路等。

图一所展示的总线接口就是，采用一个微处理器管理2个总线回路，通过微处理器来对波形进行放大、调制、整形并滤波，从而提取信号，并将信号进行编码，然后采用电路输出，在接收端接收数据并返回。

整个过程是通过双口RAM以及主控CPU来通讯，保证数据的交换。

并且采取EPLD来对地址进行分配、分页，并完成其他逻辑电路。

将UP监控电路用于电源监视、上电复位等操作中。

2、CPU选择
在对总线接口的微处理器进行选择时，主要是考虑CPU的PCA、ISP、成本以及工作速度、采购等方面的内容。

通过PCA即可编程计数器阵列来实现捕捉
与比较的功能，从而保证编码的输出以及数据的接收。

在进行系统软件更新时，要采用ISP或者IAP的功能进行实现，这样才能够保证批量生产。

通过选择速度相对较高的CPU，能够对两个回路484个编址部件进行检测，并完成对数据的分析处理。

通过考虑各种因素，包括成本、安装空间限制等方面的因素，设计火灾报警控制器的回路总线时，可以采用瞬变电压抑制器、限流电阻、滤波电容等器件进行综合保护，从而设计好总线接口的信号线路入口。

三、火灾报警控制器总线接口的通讯设计
1、编码输出
火灾报警控制器主要是采用总线接口将编码信号以一定的时间周期发送给现场部件。

编码信号包括地址信号以及数据信号，如果总线上的火灾探测器或者其他部件接收到与原先预设地址相同的地址信号时，需要将数据信号进行锁存，并根据相应的命令，将当前的检测数据、工作状态等信息以脉冲电流的形式返回火灾报警控制器的总线接口。

通过编码输出电路，将带发送的数据信号调制到电源上，从而保证两总线上有相应的数据信号，又能够为系统部件提供相应的电源。

2、返回接收
在回路总线上所接的火灾探测器等部件，其返回的电流包括静态电流、部件返回电流、地址脉冲电流等，如果负载较大时，会使得静态电流以及地址电流较大，而使得正常的返回脉冲被掩盖，而检测不出电流。

而且长线末端，受到线间分布电容、分布电感的影响，使得波形发生了很大程度的变形，而使得部件在接收正确地址以及数据信号时发生了一定的错误。

因此，在设计过程中要充分考虑两总线电源与信号同时发送的问题，能够保证在大负载的情况下，能够对有效的脉冲信号进行抽取。

四、火灾报警控制器总线接口的软件设计
1、总线编码的软件实现
在控制器以及探测器的通讯之间，会划分成探测器发数、探测器往控制器发数两部分内容，为了能够保证在通讯时，总线上的电压是稳定的，需要采用高低电平交替的方式进行信息的发生，能够根据高电平、低电平的不同宽度来确定信息的不同，从而对总线的宽度进行有效的利用。

2、双回路并行处理的软件实现
在每酷爱总线接口板处存在两个回路，通过同一个CPU来管理总线回路。

具体的方法是让CPU对两个回路进行检查，检查周期大约为10s，这个时间明显过长。

因此为了保证巡检速度的提高，需要采用双回路并行处理的技术，这项技术的关键是在选用微处理器时，选择具有可编程计数器阵列的微处理器。

利用其中的两个PCA口来保证发送数据的输出。

要对两个PCA口进行脉宽测量，并准备好两个回路来发送数据，从而保证数据是同时发送的，并且达到同时接收数据的目的。

然后对两个回路不同的数据进行分别处理，其处理一次的巡检流程如图二所示。

五、火灾自动报警控制器的火警判定规则
第一，探测器警戒状态的确立，进入或超过一级灵敏度报警。

第二，在正常监视状态下，收到探测器的“警戒”状态信息后，则在下一周期对其进行“状态及类型查询”的操作，如其报警级别与控制器所设级别相符，或超过控制器所设级别，则确定探测器为“报警”状态；反之，则清除该探测器的“警戒”状态。

第三，在火警状态下，控制器对后续的“感烟报警”的判定级别自动降为“一级报警”(即相当于提高灵敏度，体现探测器报警的互动性)。

第四，对于感温探测器，由探测器自身的温度级别报警。

第五，对于需“报警及类型查询”地址，如有“多个回路、相同地址”的情况，则对各回路的号地址分周期轮询。

在任何情况下，某个回路在一个周期内新增加的”警戒”地址，如果多于64个，则该回路该周期内的所有信号无效。

六、结语
随着电子技术以及计算机技术的高速发展，使得火灾自动报警系统出现了多种多样的结构与形式，火灾报警系统是楼宇自动化的内容，是当前楼宇自动化的主要系统。

火灾自动报警器的设计是为了在最大程度上降低火灾灾害，并保护人身和财产安全。

只有早报警才能在最大程度上保证公安消防监督机构扑灭火灾的及时程度，并减少人员伤亡和财产损失。

本文通过介绍采用总线的方式设计火灾报警系统，通过控制器的命令，来传送相关信息，并做到一定规律的数据传输。

要充分结合当今自动化领域的先进技术，保证火灾自动报警器的可靠性。

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