智能火灾自动报警系统主机设计
智能火灾自动报警系统主机设计
1.消防主机设计
消防主机是火灾自动报警系统的控制中心。负责读取探测器的报警信号，以及执行相应的联动控制。考虑到火灾发生后，保护生命财产安全的需要，消防主机要求能够，快速、可靠、多渠道的响应火灾报警信号，并执行相应的报警与灭火联动操作。所以对系统的智能化程度要求很高。
1.1 消防主机硬件设计
本智能火灾自动报警系统的消防主机采用ARM11嵌入式处理器，运算能力强，处理速度快，*高主频可达1G。消防主机性能强大，智能化程度高，功能模块包括：液晶显示设备、配置键盘、USB接口、存储器、电源、CAN总线接口、GSM模块，以太网接口、手动盘以及多线制模块。火灾自动报警主机硬件结构如图2所示。
其中，USB接口用于系统文件的读取，以及配置文件的写入，方便文件管理。GSM模块作用是当发生火灾报警的时候，立即把信息通过移动网络发送给相关人员，以保证相关责任人在第一时间能够响应火灾应急处理。以太网接口用于远程访问，为Web服务提供硬件基础，基于Web服务，工作人员可以通过远程电脑监视以及控制相应的消防设备，方便了系统的维护与管理。通过手动盘，管理人员执行对总线设备的手动操作，方便了联动设备的控制执行，也为设备的维护调试提供了简洁渠道。本火灾自动报警主机保留了传统的多线制控制，在紧急情况下，如在火灾中，消防总线故障，则可以进行人为干预，进入手动状态控制消防设备。
火灾自动报警系统通信有着可靠性高、实时性强、通信数据量不大的特点。采用总线制通信系统组建网络符合系统的技术要求。本智能火灾自动报警系统采用CAN总线组网。CAN总线是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络，通信速度快，*高可达1Mbps，通信距离远，可达几公里。所以，CAN总线在火灾自动报警系统 中使用，有着明显的优势。消防主机中，CAN总线接口负责消防主机和探测设备以及联动控制设备的通信，CAN总线接口采用SJA1000作为总线控制器，采用的PCA82C250作为驱动芯片。光耦6N137用于信号隔离，提高系统的抗干扰能力。CANL与CANH为差分信号接口，可采用非屏蔽双绞线作为通信介质。CAN总线接口电路如图3所示。
1.2 消防主机软件设计
消防主机依据功能需求进行软件设计。本消防主机有多种文件配置与管理的需求，有基于Web的远程访问功能，还要执行复杂的联动算法以及控制功能。为了有效的支持上述功能，采用了Windows CE嵌入式操作系统，它是微软开发的基于嵌入式处理器的操作系统，功能强大，系统模块化程度高，可以根据硬件设备的不同，裁剪定制。基于Windows CE构建的嵌入式系统大致可以分为4个层次，从底层向上依次是：硬件层、OEM层、操作系统层和应用层。
Windows CE是一个针对特殊硬件平台可裁剪的操作系统，其开发要依赖于硬件层。BSP即是对硬件层的功能抽象，它是一层单独的函数，操作系统访问底层硬件时，不再直接访问硬件，而是调用这层函数完成操作。作为硬件抽象层，BSP是系统软件平台开发的第一步，只有将硬件目标板抽象出来后，才能在此基础上构建操作系统映像。针对本消防主机，开发了相应的BSP。本BSP包含了针对各硬件功能模块的驱动程序，主要有CAN总线接口驱动、以太网驱动、多线制控制驱动、手动盘驱动、人界接口驱动等等。通过驱动程序，上层应用软件可以方便的访问硬件接口。BSP结构如图4所示。
本消防主机应用软件采用VS2008开发，由于建立在Window CE嵌入式软件的基础上，可以做到良好的可视化界面，人机交互采用广为熟悉的windows系统人机交互操作方式，消防管理人员操作简单方便。在应用软件中，实现了GSM功能，以及基于Web的远程访问功能，火灾自动报警系统的检测与控制方案。
