基于CAN總線電氣火災預警系統設計與實現

    近年來，全國居民用電設備逐年增加，由此引發的火災事故有不斷上長的趨勢。據公安部調查統計，2009-01-09，全國共發生火災106191起(不含 森林、草原、軍隊、礦井地下部分火災)，死亡831人，受傷509人，直接財產損失10．6億元。其中，電氣引發火災31731起，造成死亡265人，受 傷114人，損失41514．6萬元，分別占總數的29．9％，31．9％，22．4％和39．1％；居各類火災事故之首。這類火災事故不僅僅造成人員傷 亡和經濟財產損失，還有可能引發火災發生地及附近區域電力系統的大面積癱瘓，給社會生產和人們的生活帶來極大的不便。     

    火災預警系統在早期預測、及時發現與報警以及消防聯動等方面都起著重要的作用，早期的火災預警系統存在線路繁雜、檢修不便、有效范圍小、實時性低、誤報與 漏報率高等諸多缺陷。本文提出的火災預警系統充分發揮CAN總線與SoPC系統的優點，有效克服了上述缺點，能對智能樓宇小區、賓館、醫院、娛樂場所等人 員密集的區域的用電情況進行實時監控，并預測火災發生的趨勢，將檢測結果通過CAN網絡系統送至監控室，以便及時提醒值班人員采取有效措施防止火災事故的 發生。    

    1.系統工作原理與結構    

    1．1火災預警系統的工作原理    

    電氣火災預警系統一般是通過多種傳感器采集電流、電壓、溫度相關數據，送至監控智能節點中進行分析處理，通過數據異常變化的趨勢預測火災發生的機率。同 時，將這種預測結果在主監控室的上位機中顯示出來，以便讓值班人員圾時了解火災發生的可能性，采取有效措施制止火災事故的發生，如果無法控制險情，則及時 向特定區域發出警報信號，有序組織相關人員撤離以避免人員傷亡。并且，火災預警系統還應該具有在火災事故發生后正確啟動消防聯動系統和保護周邊區域電力系 統不受事故影響、保持正常工作的功能。    

    火災預警系統設計的關鍵有2個，一是要實現大范圍的實時監控，同時要保證監控地點的設備與值班室上位機之間快速、可靠的通信，及時讓值班人員了解信 息，CAN總線與一般的通信總線相比，它的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性，另外，CAN網絡的有效節點高達110個，能很好地保證CAN總線 監控系統的有效覆蓋范圍。CAN總線具有廣泛的應用領域，目前已經成為國際標準；二是對于火災趨勢預測的準確性與可靠性，盡可能的減少因誤報和漏報而帶來 的人員恐慌。    

    1．2火災預警系統的結構    

    本次設計的系統為分散式控制系統，采用三級級聯結構，由上位機，USB-CAN轉接口和CAN總線監控節點3個部分組成。其中，上位機的主要作用是讓值班 人員通過上位機了解目前系統的監控情況，并對整個系統進行控制；USB-CAN轉接口負責上位機與CAN網絡的連接；CAN總線監控節點用于完成數據采集 和部分數據分析功能，CAN網絡負責上位機與CAN總線節點間信息的傳遞。CAN總線網絡結構的有效節點可達110個，并且還可以通過中繼進行擴展，有效 保證了系統的監控范圍。