基于CAN的家庭无线烟雾报警系统设计

关键词 ：ＣＡＮ总线 ；ＡＲＭ；ＺｉｇＢｅｅ；烟雾
中图分类号 ：ＴＮ９２５．１
文献标识码 ：Ａ
文章 编号：１００７—９８４Ｘ（２０１ １）０３—００２５—来自百度文库３
随着人民生活质量的不断提高 ，管道煤气 、液化石油气在更多的家庭里使用 ，人们在享受这种便利的
时候 ，却也增加了火灾隐患 ，所 以烟雾和有害气体的报警就显得尤其重要。本文设计了基于 ＣＡＮ总线的智
摘要 ：设计 了～种 以 ＣＡＮ 总线 作为综 合信息传输的家庭无线烟雾智能报警系统 。该 系统 采用 ＡＲＭ￥３Ｃ２４４０作为
主控芯片 ，ＣＡＮ节点作 为数据交换 模块 ，完成家庭烟雾报警功能 。其 中烟雾报警模块与 ＣＡＮ之问采用 ＺｉｇＢｅｅ进
行无线数据传 输。整个 系统中 ＺｉｇＢｅｅ无线模块与 ＣＡＮ总线相结合 ，具 有灵活 、智能和稳定等优点 。
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齐 齐 哈 尔 大 学 学 报
在 ＣＡＮ通信电路 中，为进一步增强抗干扰能力 ， 往 往在 ＣＡＮ 控制 器与 收发器 之 间设 置光 电隔离 电路 。
１．３ 主控模块 系统 设计
主控模 块 系统 采用 Ｓａｍｓｕｎｇ￥３Ｃ２４４０ ＡＲＭ
作 为 核心 控制 芯 片 ，它 具有 １．８ Ｖ ＡＲＭ内核 ，
采用 ＣＡＮ总线组 网，系统中的各节点是对等式的，所以各节点的通信程序是相同的。
２．１ 初始化 程序 初始化程序是通过 ＣＡＮ控制器控制段中的寄存器写人控制字，从而确定 ＣＡＮ控制器的工作方式 。其
主要包括工作方式的设置 、时钟输出寄存器的设置 、接收屏蔽寄存器和接收代码寄存器的设置 、总线定时
｝ １０
７Ｋ
据 ，并在液晶屏上显示相应报警信息。
２ 系统软件设计
智 能无线 烟雾报 警 系统软 件 主要 是完 成数
３０Ｐ
图 ３ ＣＡＮ总 线通 信 电路
据采集、数据传输及控制命令 的传输。系统软
件设计的关键是通信程序的设计 ，其程序由 ３部分组成 ：初始化程序 、发送程序及接收程序。由于该系统
能力和增大通信距离 ，还使用 了 ＣＡＮ控制器的接 口芯片 ８２Ｃ２５０，作为 ＣＡＮ控制器与物理总线问的接 口，
从而增强对总线的差动发送能力和对 ＣＡＮ控制器的差动接收能力。ＣＡＮ总线接 口电路原理如图 ３所示 。
收 稿 日期 ：２０１１－０３—１０ 基 金项 目 ：齐 齐啥 尔ｍ 工业公 关 项 月 （ＧＹＧＧ一０９００７—１） ￣ ｂ＇ｌＹｒ：朱恒军（１９６９一），男，黑龙江齐齐哈尔人，副教授 ，硕士，主要从事信息处理技术方而的研究，Ｈｅｎｇｊｕｎ—ｚｈｕ＠１６３一『ｎ。
第 ２７卷第 ３期 ２０１】年 ５月
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｉｑｉｈａｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖ０１．２７．Ｎｏ．３ Ｍ ａｖ．２０ｌ １
基 于ＣＡＮ的家庭 无线烟雾报警 系统设计
朱恒 军，于泓博 ，祁晓玉 ，董 亮
（齐齐哈尔大学 通信 与电子工程学 院，黑龙江 齐齐哈 尔 １６１００６）
器 时 ，灵敏 度 的调整 很重 要 。
１．２ ＣＡＮ节 点通 信控 制 电路 设计 ＣＡＮ的通信节点 以单片机 ＳＴＣ８９Ｃ５２为核
心 ，完成通信电路控制功能。ＳＪＡ１０００作为接
０№
图 ２ 烟雾 报警 电路 图
口芯片主要完成 ＣＡＮ的通讯协议 ，实现报文的装配和拆分、接收信息的过滤和校验等。为提高系统的驱动
ＣＡＮ总线发送子程序包括以下几个过程 ：
ＥＡ：０；／／关 中断
ｄｏ｛Ｊｕｄｇｅ＝ＳＲ；）ｗｈｉｌｅ（Ｊｕｄｇｅ＆０ｘｌ０）；／／ＳＲ．４＝１正在接收 ，等待
ｄｏ｛Ｊｕｄｇｅ＝ＳＲ；｝ｗｈｉｌｅ（！（Ｊｕｄｇｅ＆０ｘ０８））；／／ＳＲ．３＝０，发送请求未处理完 ，等待
ｄｏ｛Ｊｕｄｇｅ＝ＳＲ；｝ｗｈｉｌｅ（！（Ｊｕｄｇｅ＆０ｘ０４））；／／ＳＲ．２＝０，发送缓 冲器被锁 ，等待
节点将信息传给系统控制终端 ，整个报警系统
可以进行数据的双向通信 ，完成信息的控制。
烟雾报警电路 （见图 ２）中采用 ＭＱ一２作为烟
雾感 应器 。ＭＱ一２传感 器 的工 作 原理 是采 用对
不同种类 、不同浓度的气体有不同电阻值 ，使
得分得的电压发生变化 ，再根据不 同的电压值
判断是否报警。因此 ，在使用 ＭＱ一２气体传感
器的设置 、输出控制寄存器的设置和中断允许寄存器的设置。 ＣＡＮ总线初始化子程序包括 以下几个部分 ：
ＳＪＡ＿ＲＳＴ＝０；／／ＣＡＮ总线 复位管脚
ＳＪＡ—ＣＳ＝０；／／ＣＡＮ总线 片选有效
ＡＣＲ ＝ｓｈｅｚｈｉ［０］；腑刀始化标示码
ＯＣＲ ＝ｓｈｅｚｈｉ［９］；／／配置输 出控制寄存器
ＢＴＲ１＝ｓｈｅｚｈｉ［１ １１；／／１６Ｍ 晶振 ，波特率 １２５ ｋｂｐｓ
能 烟雾报 警 系统 。
，
１ 系统硬件设计
整个系统的硬件设计分为烟雾报警模块硬件设计 、ＣＡＮ模块硬件设计和主控模块设计 ３部分 。具体硬 件设计框图如图 １所示。
网 １ 系统硬 件设计 框 图
１．１ 烟雾 报警 电路设 计
在烟雾 报警 子 系统 中 ，烟雾 报警 信息 通过
ＺｉｇＢｅｅ无线传输给对应的 ＣＡＮ节点 ，然后 ＣＡＮ
ＣＭＲ＝０ｘ０１；／／置位发送请求 ．
３ 程序调试
程序调试主要是采用编程软件 ＫＥＩＬ Ｃ进行程序的调试。它的界
ＩＥＲ＝ＯｘＯ１；，／０＝１表示接 收中断使 能；．１＝０表示关闭发送 中断使 能。
２．２ ＣＡＮ发送 程序设 计
信息从 ＣＡＮ控制器发送到 ＣＡＮ总线是由 ＣＡＮ控制器 自动完成 的。发送程序只须把被发送的信息帧送到 ＣＡＮ的发送缓冲区，且启动
发送命 令 即可 。发 送流 程 图如 图 ４所示 。
３－３ Ｖ存储器 ，３．３ Ｖ外部Ｉ／Ｏ，１６ ｋｂ指令缓存支持
ＭＭＵ，拥有２个ＵＳＢ主机 ，Ｉ￣ＵＳＢ设备（ＵＳＢ１．１１，
４通道ＰＷＭ计时器 ，１通道内部计时器 ，ＬＣＤ控制
墼
２Ｋ
器 和 １通 道 ＬＣＤ专 用 ＤＭＡ的 ３２位 微 处 理 器 。
￥３Ｃ２４４０控制模 块处 理ＣＡＮ接收 模块 传输 来 的数