摘 要 本文主要對(duì)智能火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行介紹，闡述了其系統(tǒng)的構(gòu)建。對(duì)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中嵌入式的應(yīng)用加以分析，通過(guò)抗干擾措施的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了故障的診斷和遠(yuǎn)程控制，針對(duì)存儲(chǔ)區(qū)而言，具有較強(qiáng)的保護(hù)功能，便于軟件的良好診斷。在此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，故障報(bào)警的準(zhǔn)確程度更高，且能實(shí)時(shí)顯示。

　　關(guān)鍵詞 嵌入式;電氣火災(zāi);火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

　　引言

　　近年來(lái)，火災(zāi)事故的頻發(fā)，各類電氣火災(zāi)事故層出不窮。高層化建筑建設(shè)，使火災(zāi)救援難度升級(jí)。我國(guó)高度重視對(duì)火災(zāi)的預(yù)防和處理工作，加大對(duì)火災(zāi)檢測(cè)工作的研究。消防是人們關(guān)注的重點(diǎn)。因此，基于嵌入式的火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)研究是十分必要的。

　　1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)介紹

　　火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的微處理器，使火災(zāi)預(yù)警研究得到了新的思路，火災(zāi)報(bào)警問(wèn)題得到進(jìn)一步的解決。微處理器運(yùn)用強(qiáng)化了監(jiān)控系統(tǒng)的可靠程度，報(bào)警數(shù)據(jù)更具準(zhǔn)確性，有力推動(dòng)了工程設(shè)計(jì)水平的提高，使施工布線更加方便。

　　電力火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備的主要核心為微控制器，具有實(shí)時(shí)仿真以及跟蹤的功能。人機(jī)界面的交互通過(guò)觸摸屏實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)的傳輸依托總線和探測(cè)器的銜接，并運(yùn)用手動(dòng)脫扣、顯示單元處理處理線路關(guān)閉工作。通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的處理，對(duì)比報(bào)警設(shè)定值，可判斷具體的線路狀態(tài)，警報(bào)發(fā)出后，應(yīng)及時(shí)采取相關(guān)手段斷開對(duì)應(yīng)線路，將相關(guān)數(shù)據(jù)加以整合傳輸?shù)奖O(jiān)控設(shè)備中，在LCD顯示屏中得以體現(xiàn)。并對(duì)監(jiān)控線路中故障出現(xiàn)的詳細(xì)情況記錄在案，形成有效的歷史數(shù)據(jù)。信號(hào)采集調(diào)理單元采樣被測(cè)信號(hào)，加以信號(hào)調(diào)理，在光電隔離后，在探測(cè)控制器中輸入標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，單片機(jī)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了與監(jiān)控設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。

　　2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　就嵌入式技術(shù)中火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)而言，其在特點(diǎn)上增加了監(jiān)控的點(diǎn)數(shù)，且監(jiān)控距離較遠(yuǎn)，這也提出了更高的數(shù)據(jù)要求。為保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度，建立在成本控制的基礎(chǔ)上，運(yùn)用CAN作為現(xiàn)場(chǎng)的總線。將其連接到相應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中。在通信介質(zhì)上，探測(cè)監(jiān)控器的選擇與監(jiān)控設(shè)備基本保持一致，雙絞線光纖等是最優(yōu)選擇。

　　2.1 探測(cè)控制器設(shè)計(jì)

　　火災(zāi)檢測(cè)控制器的結(jié)構(gòu)為流水線形式，在8051內(nèi)核下，微處理器是其重要組成。其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)在于具有極大的運(yùn)算速度。與普通單機(jī)片相比，運(yùn)行速度可超過(guò)其十倍以上，晶振可達(dá)到25MHZ[1]。

　　探測(cè)控制器的組成相對(duì)較為復(fù)雜，各個(gè)部件構(gòu)成了整體上的探測(cè)控制器功能。在信號(hào)采集條件下，相關(guān)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可通過(guò)單元傳輸處理，并及時(shí)獲取故障數(shù)據(jù)，并在LCD中得以顯示。在CAN傳輸總線傳輸功能的支持下，監(jiān)控設(shè)備接收?qǐng)?bào)警數(shù)據(jù)。報(bào)警信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，蜂鳴器在控制器的驅(qū)動(dòng)下，相應(yīng)通道信號(hào)燈顯示紅色，儲(chǔ)存器得到對(duì)應(yīng)的故障數(shù)據(jù)并將其保存，通路在控制下，會(huì)做出脫扣節(jié)點(diǎn)反應(yīng)。

　　在硬件部分，CAN接口的實(shí)現(xiàn)主要基于內(nèi)部單片機(jī)控制器與收發(fā)器的連接。整體系統(tǒng)分布處于較遠(yuǎn)狀態(tài)，但是并未采取傳統(tǒng)的接線方式。與之不同的是，CAN總線糾錯(cuò)能力強(qiáng)，即使處于惡劣環(huán)境，也能通過(guò)差分收發(fā)適應(yīng)下來(lái)。其現(xiàn)場(chǎng)總線可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，不受網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與時(shí)間控制，隨時(shí)發(fā)送各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息。并且優(yōu)先級(jí)的劃分，與當(dāng)下實(shí)時(shí)要求相符合。安裝方面，雙絞線、同軸電纜作為通信介質(zhì)，使用上要求限制較低，操作十分簡(jiǎn)單，便于工程的設(shè)計(jì)工作，并且為施工布線工作和工程維修工作提供了良好的幫助。

　　為了使用戶能直觀體驗(yàn)到報(bào)警信號(hào)的顯示，在檢測(cè)控制器設(shè)計(jì)上增加了顯示功能，并由控制器管理。簡(jiǎn)單的按鍵操作，就實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控點(diǎn)數(shù)據(jù)的直接觀看。顯示器由總線集中管理，便于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的查看。在使用前，要完善顯示器的基礎(chǔ)工作，例如輸入當(dāng)前時(shí)間、報(bào)警值等相關(guān)參數(shù)，這樣當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警信息時(shí)，用戶能進(jìn)一步看到報(bào)警原因、時(shí)間以及通道等，使用戶對(duì)火災(zāi)情況能有一個(gè)基礎(chǔ)性的認(rèn)知，安全系數(shù)大幅度提高[2]。

　　檢測(cè)控制器身處環(huán)境的復(fù)雜程度較高，經(jīng)常會(huì)受到各種干擾源的影響，導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，出現(xiàn)失誤動(dòng)作。因此，應(yīng)切實(shí)加大對(duì)控制器抗干擾能力的研究，在各個(gè)層面實(shí)現(xiàn)全方位的抗干擾加強(qiáng)?；贒C-DC變換器的使用，系統(tǒng)電源的直流電壓趨于穩(wěn)定狀態(tài)，高速光耦使信號(hào)通道得到了信號(hào)的隔離，數(shù)字濾波地融入，系統(tǒng)抗干擾能力進(jìn)一步強(qiáng)化，控制器數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

　　2.2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)由微控制器選用。在系統(tǒng)中，CAN總線是重要的傳輸渠道，利用總線，可將各大線路內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋到觸摸屏中。并通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)界面的查看。方便、直觀是其突出的特點(diǎn)。一旦出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)，主機(jī)將直接發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并將其儲(chǔ)存。儲(chǔ)存渠道為CF卡。CF卡不僅可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存，還具有查詢功能，及時(shí)是以往的數(shù)據(jù)，也能夠快速查詢觀看。同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)一般位于機(jī)房?jī)?nèi)，與火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)之間相隔較遠(yuǎn)，為實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控，其監(jiān)控點(diǎn)的位置選擇較為分散，手動(dòng)關(guān)閉線路十分耗時(shí)耗力。這時(shí)，手動(dòng)脫扣、顯示單元的優(yōu)勢(shì)得以突顯，通過(guò)對(duì)脫扣動(dòng)作的遠(yuǎn)程控制，可集中顯示反饋信號(hào)，推動(dòng)了線路通信正常運(yùn)行的有效檢測(cè)，而且無(wú)須到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，就可以判斷出脫扣裝置的狀態(tài)。

　　2.3 軟件設(shè)計(jì)

　　在監(jiān)控系統(tǒng)軟件中嵌有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可促進(jìn)多項(xiàng)任務(wù)完成，中斷響應(yīng)時(shí)間也相對(duì)較短。啟動(dòng)系統(tǒng)，軟件的初始化設(shè)置將任務(wù)加以整合，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，推動(dòng)軟件多任務(wù)處理狀態(tài)的運(yùn)行，并呈現(xiàn)出多線程的形式。每間隔兩秒，系統(tǒng)會(huì)與下機(jī)位的總線進(jìn)行通訊，明確電流值以及溫度的設(shè)定值，一旦下機(jī)位中的數(shù)據(jù)監(jiān)控結(jié)果超過(guò)其設(shè)定值，監(jiān)控設(shè)備將及時(shí)接收到信號(hào)并發(fā)出警報(bào)，將報(bào)警數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。另外，觸摸屏?xí)D(zhuǎn)切到相關(guān)的監(jiān)控、設(shè)置以及查詢頁(yè)面，便于用戶的服務(wù)工作，手動(dòng)測(cè)試狀態(tài)下形成測(cè)試模式，根據(jù)操作人員的具體要求，手動(dòng)將斷路器切斷。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　火災(zāi)檢測(cè)對(duì)象的結(jié)構(gòu)呈非線性，這也說(shuō)明了檢測(cè)的復(fù)雜程度?；谧詣?dòng)化發(fā)展，嵌入式技術(shù)研究也取得了進(jìn)一步突破，監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用的可靠性更高。這種控制器顯示十分方便，反應(yīng)速度也相對(duì)較快，具有安裝靈活的特點(diǎn)，能有效滿足大型建筑的防火設(shè)計(jì)需要。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 刁金霞，胡海東.嵌入式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017(18)：152.

　　[2] 陳堯.嵌入式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].武漢：武漢理工大學(xué)， 2019

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