本系统分三个层次: (1)底层为基于 CAN总线的分布式数据采集网络,用来实现现场数据的采集和底层之间的通讯和数据传输; (2) 中间层为基于嵌入式技术的网关,利用MAXIM 公司生产的DS80C400 为核心的嵌入式网关实现CAN 到以太局域网和Internet 的无缝连接,通过该网关可以把底层采集来的数据传送到控制计算机或数据服务器上; (3) 顶层为现有的以太局域网和Internet 。
2基于 CAN 总线的火灾信号采集网络(底层设计)
CAN 总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点是使网络内的节点个数在理论上不受限制, 数据块的标识码可由 11位或 29位二进制数组成,因此可以定义 211或 229个不同的数据块, 这种按数据块编码的方式,还可使不同的节点同时接收到相同的数据。CAN 总线采用短帧结构, 从而保证了通信的实时性。CAN协议采用 CRC检验并可提供相应的错误处理功能, 保证了数据通信的可靠性 [2 ]。CAN 总线这些特点都满足了火灾监控系统的功能要求。
基于CAN 总线的火灾监控系统的底层构成如图2所示。系统中,控制中心主机为上位机,运行时负责向各楼层集控器询问各种火灾探测器数据及工作状态,判断和显示发生或可能发生火灾的楼层和具体位置。各楼层集控器由 CAN总线控制器、CAN收发器、探测器通信接口和手动报警装置组成。CAN 总线控制器用于集控器与控制中心主机之间的数据传递;CAN收发器增强了控制器的驱动能力,保证通信距离;探测器通信接口向下连接各种探测器和手动报警装置。
发送数据时,火灾报警器把需要传送的数据写入 CAN 控制器的发送缓冲区,启动发送,数据即通过CAN收发器发送到总线上; 接收数据时,CAN控制器通过CAN收发器从总线上接收数据,处理后存入接收缓冲区,并给出接收中断信号,这时,集控器可以从 CAN控制器的接收缓冲区取走数据。
图2火灾远程监控系统底层结构
其中RS232/CAN 转换器是控制中心上位机与CAN总线的接口,对传输的信息进行RS232总线标准和 CAN总线标准转换。另外,报文的拼接和拆分、定时向集控器发校时命令等功能也由该转换器完成。RS232/CAN 转换器结构如图3所示。