CAN总线家庭火灾探测与报警系统软件设计(3)
1．3本课题主要工作内容及安排
火灾自动探测与报警技术是一门综合性技术，将传感技术，通信技术和智能化信息处理应用于火灾预防。其中单片机在系统当中起着控制作用，为了能够实时快速地处理大量数据，探测器和控制器之间应该有更快速完善的低误码频的通信协议。在受控设备和网络所处的特殊环境下，对信号的多方面的干扰都应有所考虑。因此将现场总线技术应用于火灾报警控制是必然的发展趋势。【10】本课题针对家庭的火灾探测报警系统进行软件设计。系统为了能够使通信更加可靠，稳定选用CAN总线，使用单片机C8051F040的片内温度传感器和烟雾传感器MQ-2共同监测现场环境信息，单片机通过2个传感器轮流采集数据，数据经过数字滤波器处理后，进行判断是否发生火灾，通过预警值和报警值设置报警状态，并做相应的处理。
本课题的主要研究内容有以下几点：
（1） 第一章介绍了课题的研究背景及意义，在不同领域当中火灾探测报警系统的特点和本课题的软件设计特点。
（2） 第二章简单地介绍硬件结构， CAN总线的原理及其技术特点，单片机C8051F040和烟雾传感器MQ-2的性能特点。
（3） 第三章重点介绍系统节点的软件设计包括：系统初始化，数字滤波模块，CAN通信模块，主程序结构，并给出流程图。
（4） 结论：对全文工作内容进行总结并提出火灾报警系统的前景展望。
2硬件组成结构
2．1智能节点硬件结构图
系统节点的功能是通过传感器轮流采集温度和烟雾的信号，连续采集8次后使用软件将这些值进行数字滤波处理（抑制随机干扰和脉冲干扰），把处理出来的值与已设置的阈值进行比较，以便确定是否发生火灾并用声光（蜂鸣器，发光二极管）通知观察员系统处于什么状态（有3个状态：已发生火灾，可能会发生火灾，正常）。
智能节点硬件由：单片机C8051F040，烟雾传感器MQ-2，光隔6N173，CAN收发器,手动报警按钮，蜂鸣器，3个发光二极管组成（如图1表示）。其中烟雾传感器MQ-2接在12位模/数转换器ADC0的通道0，它和C8051F040片内温度传感器轮流采集信号然后传给单片机进行处理，判断是否发生火灾，处理完的数据由PCA82C250发送到CAN总线上去，同时PCA82C250也可以接收从上位机的报警信号通过CAN总线传给单片机，6N137起着总线与节点的电气隔离和防干扰的作用。报警部分分成：自动报警和手动报警。采集过来的值经过数字滤波器处理后要是小于预先设置的预警值或报警值发光二极管的绿灯会亮表示正常（没有发生火灾）。当此值小于报警值大于预警值时，黄灯就会一直闪烁表示系统进入警报状态（可能会发生火灾）。当此值大于报警值，蜂鸣器会一直响，红灯也不停的闪烁，系统进入报警状态（火灾已经发生）。有关人员也可以通过手动报警按钮启动报警状态，此时蜂鸣器会响，红灯会亮（跟自动报警有区别，在自动报警中红灯处于闪烁状态）但只是在一定的时间预先设置内（次时间可以通过软件设置值）。
AN总线
图1 节点硬件结构
2．2现场总线CAN原理概述
2.2.1现场总线简介
现场总线原本是指现场设备之间公用的信号传输线。以后又被定义为应用在生产现场，在测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的技术。随着技术内容的不断发展和更新，现场总线已成为控制网络技术的代名词。它在离散型制造业，流程工业，交通，楼宅，国防，环境保护以及农，林，牧等各行各业的自动化系统中具有广泛的应用前景。