基于嵌入式技术的剩余电流防火报警远程监控系统设计

摘要

利用CAN、RS485等现场总线可以实现多个剩余电流报警控制器之间的组网，但组网能力有限，通信协议也较简单，而且是封闭式的通讯协议，各厂商的产品之间不能实现互联，难以实现在一个统一的环境下实行监控。而随着以太网技术和微控制器技术的发展，在剩余电流防火报警系统中采用嵌入式系统技术已成为可能。本文正是针对这一现状，设计开发了基于嵌入式技术的剩余电流防火报警远程监控系统。 (1)深入研究并沦述了剩余电流防火报警远程监控系统设计的关键技术，包括剩余电流的产生及引发火灾原因、剩余电流防火报警系统的组成及应用范围，嵌入式技术，TCP/IP协议，组态软件技术。 (2)根据剩余电流防火报警远程监控系统的功能和技术性能要求，给出了系统的总体设计方案，包括系统的硬件和软件的整体结构图，并简要阐述了各主要模块的功能。 (3)设计开发了剩余电流防火报警远程监控系统客户端的硬软件，详细论述了客户端硬软件的设计，硬件主要包括主处理器单元、剩余电流信号检测模块、转换模块、报警脱扣模块、串行通信模块、网络通信模块、看门狗模块、电源模块等的组成原理和设计方法：软件主要包括剩余电流判定、串行通信、以太网控制器驱动、TCP/IP协议栈的设计等。 (4)结合某住宅小区工程项目，阐述了其剩余电流防火报警远程监控系统系统结构、分级保护以及基于MCGS监控平台的设计。通过监控平台和嵌入式服务器相连，系统实施了运行，并对运行中出现的问题进行了分析。 本文设计的基于嵌入式技术的剩余电流防火报警远程监控系统，使原有传统剩余电流防火报警控制器提升为网络防火报警控制器，达到在一个统一的监控环境下实行监控，解决了协议不统一的问题，同时用MC GS组态软件做监控平台为监管及维护人员提供了友好、直观的界面，易于操作和使用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1选题背景

1.2国内外研究现状及其发展趋势

1.3课题研究意义

1.4本文主要研究内容

第2章系统设计技术基础

2.1剩余电流的产生与引发火灾原因

2.2剩余电流防火报警系统的组成及应用范围

2.3嵌入式系统及嵌入式Internet技术

2.4 TCP/IP协议

2.4.1嵌入式TCP/IP协议栈的特点

2.4.2 TCP/IP协议栈的实现

2.5组态软件技术

第3章系统总体设计方案

3.1系统的基本设计要求

3.1.1系统设计功能要求

3.1.2系统设计技术性能要求

3.2剩余电流防火远程监控系统总体设计

3.2.1总体结构

3.2.2硬件结构

3.2.3软件结构

第4章系统客户端硬软件设计

4.1客户端硬件平台与开发环境

4.2客户端硬件设计

4.2.1主处理器单元

4.2.2剩余电流防火信号检测模块

4.2.3剩余电流信号转换模块

4.2.4剩余电流防火报警及脱扣模块

4.2.5串行通信模块

4.2.6微控制器与外扩存储器的接口电路

4.2.7网络通信模块

4.2.8看门狗电路

4.2.9电源模块

4.2.10整体硬件电路图

4.3客户端软件设计

4.3.1剩余电流防火监控器软件设计

4.3.2串行通信软件设计

4.3.3以太网控制器的驱动实现

4.3.4 TCP/IP协议栈

第5章工程应用示例

5.1某住宅小区剩余电流防火报警远程监控系统工程设计

5.1.1系统结构

5.1.2分级保护

5.2某住宅区剩余电流防火报警远程监控系统监控平台设计

5.2.1数据变量定义

5.2.2控制画面设计

5.2.3报表输出设计

5.2.4报警数据显示设计

5.2.5操作员权限设置

5.2.6设备连接

5.2.7运行与调试

5.3运行分析及结论

总结和展望

参考文献

附录

致谢