基于CAN总线的电气火灾监控系统

摘要

随着电气火灾发生频率和危害程度的不断增加，国家陆续制定和修改了多项政策法规，来遏制电气火灾的蔓延，电气防火市场面临巨大的机遇和挑战。
　　 本文首先结合近年公安部消防局的火灾数据统计，阐述了电气火灾的巨大危害，并分析了它的成因。对比常见的火灾自动报警系统，说明了电气火灾监控系统的特点和研究意义，并介绍了目前我国电气火灾监控系统的政策法规和发展现状。
　　 针对常用工业总线RS485的诸多缺陷，本文选用性能优异的现场总线CAN作为通信介质，简要介绍了CAN总线协议的分层结构和报文传输方式，依据电气火灾监控系统的实际需要修改了周立功单片机公司的iCAN应用层协议，设计了专用的ZNCAN协议来高效稳定的管理通信网络。同时，根据组网布线和通信转换的需求，设计了多款CAN通信设备。
　　 根据国标标准《电气火灾监控系统》的规定和实际需求，本文采用AT90CAN系列单片机设计了多款可独立使用的电气火灾监控探测器产品，从国家标准、设计方案、局部电路等方面阐述了产品的硬件设计，提出了许多优化方案，并对CAN总线通信的软件程序进行了详细讲解；采用工控电脑作为网络监控主机，结合Visual C++6.0设计的应用软件和UPS备用电源，组建了电气火灾监控设备，从主机软件、监控转换模块、电源管理和输入输出模块四部分分别讲解了监控设备的硬件设计方案，并从设计思路、软件任务、软件管理三方面阐述了应用软件的设计。
　　 最后本文归纳总结了整套电气火灾监控系统的设计成果，分析了当前产品的设计现状和不足之处，提出了未来设计的改进方向和新产品的设计思路。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 电气火灾的成因

1.3 电气火灾监控系统与火灾自动报警系统

1.4 CAN总线简介

1.5 电气火灾监控系统的发展现状

1.6 本文研究的主要内容

第2章 电气火灾监控系统总体设计方案

2.1 设计规范

2.2 性能要求

2.3 总体方案

第3章 CAN总线应用层协议设计

3.1 现场总线简介

3.1.1 现场总线的概念

3.1.2 现场总线控制系统的特点

3.1.2 CAN现场总线

3.2 CAN总线协议简介

3.2.1 报文传输

3.2.2 报文帧格式

3.3 CAN应用层协议

3.4 ZNCAN协议

3.4.1 报文格式定义

3.4.2 报文传输协议

3.4.3 网络管理

第4章 CAN总线通信转换设备设计

4.1 CAN总线电平

4.2 CAN总线介质访问

4.3 CAN中继器

4.4 CAN集线器

4.5 CAN协议转换器

第5章 电气火灾监控探测器设计

5.1 基本工作原理

5.2 国家设计标准

5.3 硬件电路设计

5.3.1 微处理器介绍

5.3.1 主要硬件电路设计

5.4 软件程序设计

5.4.1 监控探测器总体程序设计

5.4.2 CAN总线通信程序

5.5 监控探测器的型式

5.6 性能测试

第6章 电气火灾监控设备设计

6.1 基本工作原理

6.2 国家设计标准

6.3 硬件电路设计

6.4 系统软件设计

6.4.1 Visual C++6.0简介

6.4.2 数据收发程序

6.4.3 数据存储程序

6.4.4 记录处理程序

6.4.5 操作权限管理

6.4.6 工程文件配置

6.5 监控软件测试

6.6 监控设备性能测试

第7章 总结与展望

7.1 工作总结

7.2 工作展望

致谢

参考文献

附 录