基于CAN總線電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

    近年來(lái)，全國(guó)居民用電設(shè)備逐年增加，由此引發(fā)的火災(zāi)事故有不斷上長(zhǎng)的趨勢(shì)。據(jù)公安部調(diào)查統(tǒng)計(jì)，2009-01-09，全國(guó)共發(fā)生火災(zāi)106191起(不含 森林、草原、軍隊(duì)、礦井地下部分火災(zāi))，死亡831人，受傷509人，直接財(cái)產(chǎn)損失10．6億元。其中，電氣引發(fā)火災(zāi)31731起，造成死亡265人，受 傷114人，損失41514．6萬(wàn)元，分別占總數(shù)的29．9％，31．9％，22．4％和39．1％；居各類(lèi)火災(zāi)事故之首。這類(lèi)火災(zāi)事故不僅僅造成人員傷 亡和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，還有可能引發(fā)火災(zāi)發(fā)生地及附近區(qū)域電力系統(tǒng)的大面積癱瘓，給社會(huì)生產(chǎn)和人們的生活帶來(lái)極大的不便。     

    火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)在早期預(yù)測(cè)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)與報(bào)警以及消防聯(lián)動(dòng)等方面都起著重要的作用，早期的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)存在線路繁雜、檢修不便、有效范圍小、實(shí)時(shí)性低、誤報(bào)與 漏報(bào)率高等諸多缺陷。本文提出的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)充分發(fā)揮CAN總線與SoPC系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，有效克服了上述缺點(diǎn)，能對(duì)智能樓宇小區(qū)、賓館、醫(yī)院、娛樂(lè)場(chǎng)所等人 員密集的區(qū)域的用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并預(yù)測(cè)火災(zāi)發(fā)生的趨勢(shì)，將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)送至監(jiān)控室，以便及時(shí)提醒值班人員采取有效措施防止火災(zāi)事故的 發(fā)生。    

    1.系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)    

    1．1火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的工作原理    

    電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)一般是通過(guò)多種傳感器采集電流、電壓、溫度相關(guān)數(shù)據(jù)，送至監(jiān)控智能節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行分析處理，通過(guò)數(shù)據(jù)異常變化的趨勢(shì)預(yù)測(cè)火災(zāi)發(fā)生的機(jī)率。同 時(shí)，將這種預(yù)測(cè)結(jié)果在主監(jiān)控室的上位機(jī)中顯示出來(lái)，以便讓值班人員圾時(shí)了解火災(zāi)發(fā)生的可能性，采取有效措施制止火災(zāi)事故的發(fā)生，如果無(wú)法控制險(xiǎn)情，則及時(shí) 向特定區(qū)域發(fā)出警報(bào)信號(hào)，有序組織相關(guān)人員撤離以避免人員傷亡。并且，火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)還應(yīng)該具有在火災(zāi)事故發(fā)生后正確啟動(dòng)消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)和保護(hù)周邊區(qū)域電力系 統(tǒng)不受事故影響、保持正常工作的功能。    

    火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵有2個(gè)，一是要實(shí)現(xiàn)大范圍的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)要保證監(jiān)控地點(diǎn)的設(shè)備與值班室上位機(jī)之間快速、可靠的通信，及時(shí)讓值班人員了解信 息，CAN總線與一般的通信總線相比，它的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性，另外，CAN網(wǎng)絡(luò)的有效節(jié)點(diǎn)高達(dá)110個(gè)，能很好地保證CAN總線 監(jiān)控系統(tǒng)的有效覆蓋范圍。CAN總線具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，目前已經(jīng)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；二是對(duì)于火災(zāi)趨勢(shì)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性與可靠性，盡可能的減少因誤報(bào)和漏報(bào)而帶來(lái) 的人員恐慌。    

    1．2火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)    

    本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)為分散式控制系統(tǒng)，采用三級(jí)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，由上位機(jī)，USB-CAN轉(zhuǎn)接口和CAN總線監(jiān)控節(jié)點(diǎn)3個(gè)部分組成。其中，上位機(jī)的主要作用是讓值班 人員通過(guò)上位機(jī)了解目前系統(tǒng)的監(jiān)控情況，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制；USB-CAN轉(zhuǎn)接口負(fù)責(zé)上位機(jī)與CAN網(wǎng)絡(luò)的連接；CAN總線監(jiān)控節(jié)點(diǎn)用于完成數(shù)據(jù)采集 和部分?jǐn)?shù)據(jù)分析功能，CAN網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)上位機(jī)與CAN總線節(jié)點(diǎn)間信息的傳遞。CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的有效節(jié)點(diǎn)可達(dá)110個(gè)，并且還可以通過(guò)中繼進(jìn)行擴(kuò)展，有效 保證了系統(tǒng)的監(jiān)控范圍。