黄秀英
广东鼎华科技股份有限公司 广东佛山 528000
摘要：高层建筑消防监控系统的设计直接关系到建筑的消防安全以及人们生命财产安全，确保其设计合理十分必要。本文基于CAN总线，设计了一款高层建筑消防监控系统，该系统具有安全可靠、抗干扰能力强等优点，可供类似系统设计参考。
关键词：高层建筑；消防监控系统；设计；实现
引言
随着我国城市建设的快速发展，高层建筑的建设日益增加，与此同时，高层建筑的消防安全也越来越受重视。由于高层建筑结构复杂，若发生火灾，将会造成巨大的人员伤亡和财产损失。因此，必须要设计合理的消防监控系统，确保高层建筑的消防安全，避免火灾事故的发生。
1.系统总体结构
高层建筑消防监控系统以CAN 总线技术为基础，构建先进的硬件系统和数据处理平台，可以对高层建筑内的环境参数进行实时监测，并根据采集数据对现场消防设备进行实时控制。系统由上位机、CAN 总线适配器和现场监控节点组成，系统结构图如图1 所示。上位机通过CAN 总线接收各楼层的现场环境参数，经过数据处理和分析，配置现场各消防设备的参数。现场监控节点负责采集楼宇内的温湿度、烟雾浓度和可燃气体浓度，同时接收上位机对现场消防设备的控制指令.
图1 系统总体结构图
2.1 CAN 总线通信接口电路
CAN 总线硬件电路设计中CAN 控制器使用SJA1000 芯片，收发器选用82C250 芯片。单片机对SJA1000 进行控制及接收发送数据，SJA1000通过82C250 连接到物理总线上，SJA1000 的TX0 与RX0 不直接与82C250 的TXD 和RXD相连，而是经过光耦连接形成电气隔离。为增强通信信号的抗干扰能力，82C250 以差分方式进行数据的接受和发送。SJA1000 通过6N137 与82C250 相连的电路原理图见图3。
2.2 温湿度检测电路
温湿度检测电路选用SHT71 温湿度传感器作为检测元件，SHT71 是一款数字式插针型温湿度传感器，温度工作范围为-40 至+125益，湿度工作范围为0-100%相对湿度，温度值输出分辨率为12 位，湿度值输出分辨率为14 位，温度测量精度为依0.3益，湿度测量精度为依3豫RH，采样数据通过I2C 总线输出。
2.3 可燃气体检测电路
可燃气体检测电路选用KC-1 型可燃气体传感器，具体设计电路如图5 所示。KC-1 传感器中Rc、Rd 和R1 构成检测桥臂，电阻R2 和R3 以及可调电阻Rw 构成补偿桥臂，调节Rw的阻值，使得两个桥臂对称，桥路输出电压为零，当检测到可燃气体时Rc、Rd 阻值升高，桥臂之间形成电压差且差值随着气体浓度变化而变化，将该电压差放大后送入PIC18F2480 的A/D 转换引脚.
图4 温湿度检测电路
3.智能监控节点软件设计
监控节点软件程序采用模块化结构，主要包括初始化程序、检测值读取程序、检测值处理程序和CAN 通讯程序等，主程序流程图如图6 所示。
初始化程序主要完成系统上电后单片机内部各寄存器的初始值设置和通信参数设置。系统自检程序查询各设备是否处于正常工作状态。检测值读取程序采用的是中断方式，中断响应启动AD 转换，采样烟雾和可燃气体对应的电压信号、通过串口读取温湿度值。最后将读取到的检测值进行处理计算，通过CAN 总线传送至上位机，如各项检测值与预定值比较超标则启动现场报警与联动控制设备。
4.测试结果
本监控系统已应用于某16 层高的商业办公楼，层高4.8m，单层建筑面积为2500m2，消防监控室位于1 楼。本文设计的现场监控节点保护面积为60m2，根据叶火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013曳规定，探测器数量不小于[探测区域面积/渊修正系数* 探测器的保护面积]，容纳人数为2000 人-10000 人的公共场所取0.8-0.9，本系统在每层安装现场监控节点55 个。经抗干扰验收测试，现场监控节点探测到火灾险情后，通过CAN 总线传输至上位PC 机的时间小于5秒，并能正确显示报警区域，误报率为0，各项指标均优于建设工程消防验收评定规则GA836-2009曳的规定。
5.结语
综上所述，为保障高层建筑的消防安全，避免出现火灾事故，必须要合理设计高层建筑消防监控系统，降低消防事故发生的概率。本文基于CAN总线技术，设计了一种高层建筑消防监控系统，该系统能够对高层建筑进行实时监控，确保楼层的消防安全，具有安全、可靠、精确度高等优点。
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[3]鲁娟娟,白延敏,陈红.平安校园智能消防监控系统设计与实现[J].电子测量技术,2016,39(05):97-100+126.
论文作者:黄秀英
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/19
标签：监控系统论文; 高层建筑论文; 总线论文; 现场论文; 节点论文; 电路论文; 系统论文; 《防护工程》2018年第12期论文;