CN103685565A

CN103685565A - 智能控制can总线电气火灾监控系统

Info

Publication number: CN103685565A
Application number: CN201310745272.XA
Authority: CN
Inventors: 孔令辉; 包慧杰; 刘晓江; 谢鸣; 尹鹏; 刘浩川
Original assignee: Schneider Wingoal Tianjin Electric Equipment Co Ltd
Current assignee: Schneider Wingoal Tianjin Electric Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2014-03-26

Abstract

一种智能控制CAN总线电气火灾监控系统。其由上位控制系统和下位执行系统组成，上位控制系统包括监控主机；下位执行系统包括监控单元和监控检测器；监控主机通过数据传输总线与多个监控单元相连接；监控单元为集中采集控制器，其通过数据传输总线与多个监控检测器相连；监控检测器为火灾信号采集装置。本发明可克服485总线，ModBus通讯方式实时性差困难，采用CAN总线通讯方式提高系统效率实时性高，摒弃了主从通讯方式，系统网络采用直线拓扑结构，多主从方式的串行通讯传输总线，使用普通双绞线作为传输介质，单条回路连接节点可达64个，传输速率最高1Mbit/s，网络总长度最长可达10000米(5Kbit/s)。

Description

智能控制CAN总线电气火灾监控系统

技术领域

本发明属于电气火灾监控领域技术领域，特别是涉及一种智能控制CAN总线电气火灾监控系统。

背景技术

配电系统引起的人身触电和系统故障，很大部分是由于设备和线路的漏电流大引起的。漏电流严重时，会烧毁电气设备或线路，引起火灾。漏电火灾探测器连续监视配电系统的漏电流，并可同时实现对电气设备的监视和控制，为漏电监视、预防电气火灾提供解决方案。

CAN-bus(Controller Area Network)即控制器局域网,是德国BOSCH公司在80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线,是国际上应用最广泛的现场总线之一；它可靠性高、性能价格比高、适应性好。国外众多的汽车,如奔驰、宝马、大众、沃尔沃、雷诺及帕里奥汽车都采用了CAN总线技术。

在国内,CAN总线技术的应用研究尚处于起步阶段。

CAN属于总线式串行通信网络,具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其多主工作方式使网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息,当不同的站申请总线存取时,可以明确地进行总线分配,解决了当两个站同时发送数据时产生的碰撞问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种智能控制CAN总线电气火灾监控系统。

为了达到上述目的，本发明提供的智能控制CAN总线电气火灾监控系统由上位控制系统和下位执行系统组成，上位控制系统包括监控主机；下位执行系统包括监控单元和监控检测器；其中：监控主机为设置在控制中心的控制计算机，其通过数据传输总线L1与多个监控单元相连接；监控单元为集中采集控制器，其通过数据传输总线L1与多个监控检测器相连接；监控检测器为火灾信号采集装置，其为检测信号采集点。

所述的数据传输总线L1为采用屏蔽双绞线实现相互连接的CAN总线数据传输网络。

本发明提供的智能控制CAN总线电气火灾监控系统由上位控制系统和下位执行系统组成，上位控制系统包括监控主机；下位执行系统包括监控单元；其中：监控主机为设置在控制中心的控制计算机，其通过数据传输总线L1与多个监控单元相连接。

本发明提供的智能控制CAN总线电气火灾监控系统由上位控制系统和下位执行系统组成，上位控制系统包括监控主机；下位执行系统包括其它监控主机和监控单元；监控主机通过数据传输总线L2与监控主机和监控单元相互连接。

所述的数据传输总线L2为采用网线或光纤实现相互连接的数据通信网络。

本发明提供的智能控制CAN总线电气火灾监控系统由上位控制系统和下位执行系统组成，上位控制系统包括监控主机，下位执行系统包括多个监控单元；其中：监控主机为设置在控制中心的控制计算机，监控单元为集中采集控制器；监控主机与多个监控单元02通过数据传输总线L2相互连接。

本发明提供的智能控制CAN总线电气火灾监控系统为了克服485总线，ModBus通讯方式的实时性差的困难，采用CAN总线通讯方式提高系统的效率实时性高，摒弃了主从通讯方式，系统网络采用直线拓扑结构，多主从方式的串行通讯传输总线，使用普通的双绞线作为传输介质，单条回路连接节点可达64个，传输速率最高1Mbit/s，网络总长度最长可达10000米(5Kbit/s)。

附图说明

图1为本发明提供的智能控制CAN总线电气火灾监控系统的系统框图。

图2为CAN总线网络结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的智能控制CAN总线电气火灾监控系统进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的智能控制CAN总线电气火灾监控系统由上位控制系统和下位执行系统组成，上位控制系统包括监控主机01；下位执行系统包括监控单元02和监控检测器03；其中：监控主机01为设置在控制中心的控制计算机，其通过数据传输总线L1与多个监控单元02相连接；监控单元02为集中采集控制器，其通过数据传输总线L1与多个监控检测器03相连接；监控检测器03为火灾信号采集装置，其为检测信号采集点。

所述的监控主机01通过数据传输总线L1与多个监控检测器03相连接。

所述的监控主机01通过数据传输总线L2与其它多个监控主机01相连接。

所述的监控主机01通过数据传输总线L2与多个监控单元02相连接。

本发明提供的智能控制CAN总线电气火灾监控系统的工作原理如下：

下位机执行系统在电源接通后自动启动，下位机的地址由拨码开关设置。下位机启动后自动检测漏电参数，当检测到有漏电值超过报警值时会把数据自动上传到主机的回路板上，再由回路板收集信息上传到主机上，主机发出声光报警提示给客户，并能够存储报警数据和时间，方便以后客户查询。

同时对于主机里的信息如果有第三方系统想要查看的话，可以通过RJ45接口，走TCP/IP协议传输各种信息，极大地扩展了系统的应用范围。

本发明提供的智能控制CAN总线电气火灾监控系统的构成采用多层采集的方式，其监控主机的连接有以下三种方式：

1、监控探测器直接连接方式。

同一回路所有监控探测器03直接与监控主机01连接。

2、监控探测器间接连接方式

同一回路所有监控探测器03通过监控单元02与监控主机01连接；这种连接方式分为两层：与监控主机01连接的监控单元02为第一层，通讯地址设置（上位通讯）由低至高顺序设置；与监控单元02连接的监控探测器03为第二层每个监控单元02下的监控探测器03的通讯地址设置相对独立由低至高顺序设置。

3监控探测器混合连接方式。

同一回路监控探测器03一部分直接与监控主机01连接，一部分通过监控单元02与监控主机01连接；这种连接方式分为两层：与监控主机01连接的监控单元02和监控探测器03为第一层，通讯地址设置由低至高顺序设置；与监控单元02连接的监控探测器03为第二层，不同监控单元02下的监控探测器03的通讯地址设置相对独立，由低至高顺序设置。

采用多种通讯方式，灵活选择，方便系统扩展。

主机和下位机通讯采用CAN总线模式，同时主机又能同通过RJ45接口连接到其它系统。

CAN总线网络结构如图2所示；

CAN的特点如下：

(1)多主控制

在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息（多主控制）。

(2)消息的发送

在CAN协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时，所有与总线相连的单元都可以开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符（Identifier以下称为ID）决定优先级。两个以上的单元同时开始发送消息时，对各消息ID的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜（被判定为优先级最高）的单元可继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。

(3)系统的柔软性

与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单元时，连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。

(4)通信速度

根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以有不同的通信速度。

(5)远程数据请求

可通过发送“遥控帧”请求其他单元发送数据。

(6)错误检测功能·错误通知功能·错误恢复功能

所有的单元都可以检测错误（错误检测功能）。检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元（错误通知功能）。正在发送消息的单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送。强制结束发送的单元会不断反复地重新发送此消息直到成功发送为止（错误恢复功能）。

(7)故障封闭

CAN可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误（如外部噪声等）还是持续的数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等）。由此功能，当总线上发生持续数据错误时，可将引起此故障的单元从总线上隔离出去。

(8)连接

CAN总线是可同时连接多个单元的总线。可连接的单元总数理论上是没有限制的。但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制。降低通信速度，可连接的单元数增加；提高通信速度，则可连接的单元数减少。

下面比较CAN总线相对于485总线的优势：

特性	RS-485	CAN-总线
			单点成本	低廉	稍高
系统成本	高	较低
			总线利用率	低	高
网络特性	单主网络	多主网络
			数据传输率	低	高
容错机制	无	可靠的错误处理和检错机制
			通讯失败率	高	极低
通讯距离	<1.5km	可达10km（5kbps）
			开发难度	标准Modbus协议	标准CAN-bus协议
后期维护成本	高	低
			数据格式	可以传输大量数据上传	短帧结构，一次8个数据
实时性	单主模式，实时性很差	多主竞争模式，实时性好

本发明提供的智能控制CAN总线电气火灾监控系统的上位控制系统，采用智能Wince操作系统，功能强大、实时性高、内置高性能的MCU微处理器，性能可靠、安装灵活、使用方便支持多种TCP/IP协议和外部网络连接，还能通过USB接口升级系统，拷出数据;

监控主机01采用嵌入式Wince操作系统，具有高实时性和可靠性，对windows XP等桌面操作系统流行病毒具有免疫功能。

监控主机01采用工业控制计算机和固态电子存储卡存储系统进行文件及报警记录，抗振动性能好，安全可靠。友好的人机界面，操作方便，监控主机01具有强大的处理功能，同一回路监控探测器03和监控单元02可混合连接，可同时监控64台监控探测器03和64台监控单元02.。监控探测器03和监控单元02可用户自定义名称，具有监控探测器03和监控单元02远程参数设置功能。海量报警记录存储、分类查询，支持多种排列方式的显示，采用接口，方便报警记录备份和系统升级。监控主机01具备RJ网络接口，可通过TCP/IP协议方便地集成到其他监控系统中.多台监控主机01也可通过网线和光纤组成独立的电气火灾监控网络。

Claims

1.一种智能控制CAN总线电气火灾监控系统，其特征在于：其由上位控制系统和下位执行系统组成，上位控制系统包括监控主机（01）；下位执行系统包括监控单元（02）和监控检测器（03）；其中：监控主机（01）为设置在控制中心的控制计算机，其通过数据传输总线L1与多个监控单元（02）相连接；监控单元（02）为集中采集控制器，其通过数据传输总线L1与多个监控检测器（03）相连接；监控检测器（03）为火灾信号采集装置，其为检测信号采集点。

2.根据权利要求1所述的智能控制CAN总线电气火灾监控系统，其特征在于：所述的数据传输总线L1为采用屏蔽双绞线实现相互连接的CAN总线数据传输网络。

3.一种智能控制CAN总线电气火灾监控系统，其特征在于：其由上位控制系统和下位执行系统组成，上位控制系统包括监控主机（01）；下位执行系统包括监控单元（02）；其中：监控主机（01）为设置在控制中心的控制计算机，其通过数据传输总线L1与多个监控单元（02）相连接。

4.根据权利要求3所述的智能控制CAN总线电气火灾监控系统，其特征在于：所述的数据传输总线L1为采用屏蔽双绞线实现相互连接的CAN总线数据传输网络。

5.一种智能控制CAN总线电气火灾监控系统，其特征在于：其由上位控制系统和下位执行系统组成，上位控制系统包括监控主机（01）；下位执行系统包括其它监控主机（01）和监控单元（02）；监控主机（01）通过数据传输总线L2与监控主机（01）和监控单元（02）相互连接。

6.根据权利要求5所述的智能控制CAN总线电气火灾监控系统，其特征在于：所述的数据传输总线L2为采用网线或光纤实现相互连接的数据通信网络。

7.一种智能控制CAN总线电气火灾监控系统，其特征在于：其由上位控制系统和下位执行系统组成，上位控制系统包括监控主机（01），下位执行系统包括多个监控单元（02）；其中：监控主机（01）为设置在控制中心的控制计算机，监控单元（02）为集中采集控制器；监控主机（01）与多个监控单元（02）通过数据传输总线L2相互连接。

8.根据权利要求7所述的智能控制CAN总线电气火灾监控系统，其特征在于：所述的数据传输总线L2为采用网线或光纤实现相互连接的数据通信网络。