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      1. 級聯(lián)通信方式在火災顯示盤設備上的應用

        時間:2020-10-08 08:18:50 通信工程畢業(yè)論文 我要投稿

        級聯(lián)通信方式在火災顯示盤設備上的應用

          摘要:通信的穩(wěn)定性和實時性在消防領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用,本文主要闡述級聯(lián)通信方式在該領(lǐng)域的應用,通過介紹現(xiàn)場火災顯示盤設備之間的級聯(lián)通信方式,提出了具體方案,并在最后說明級聯(lián)方式在消防通信領(lǐng)域的特點和優(yōu)勢。

        級聯(lián)通信方式在火災顯示盤設備上的應用

          關(guān)鍵詞:消防報警;主從方式;級聯(lián)

          一、概述

          隨著全球氣候變暖和各種高能耗設備在實際生活的應用,火災隱患的監(jiān)測和預防已經(jīng)成為當前公共安全的又一重大課題,而通信在消防報警領(lǐng)域就顯得尤為重要。本文探討一種新的通信應用方式――級聯(lián)方式,通過提出具體的方案來說明該方式相對于傳統(tǒng)總線方式的優(yōu)勢。

          二、總體方案

          消防報警控制器安裝于機房,火災顯示盤設備安裝于各處現(xiàn)場;馂娘@示盤控制器采用NXP的lpc1788,內(nèi)部高達512KB的Flash存儲器,包括5個通用UART等豐富外設,主頻高達120MHz,火災報警顯示盤由24V開關(guān)電源供電,顯示器采用大屏幕高亮彩屏TFT液晶顯示器,EMWIN進行圖形界面編輯,峰值電流小于200MA,總功耗低于5W。

          考慮到消防報警對數(shù)據(jù)實時性和準確性的要求,通訊速率應當盡可能的高并且抗干擾能力強,所以將通訊速率設置為38400 bit/sec,數(shù)據(jù)格式:1位起始位,9位數(shù)據(jù)位(1位喚醒位+ 8位數(shù)據(jù)位),1位停止位,無奇偶校驗和流控機制。通訊上采用主從級聯(lián)方式,上一級火災顯示盤作為主機,下一級火災顯示盤作為從機,主機發(fā)送命令或者查詢狀態(tài),從機返回需要的信息,命令轉(zhuǎn)發(fā)依次向下查詢,最終返回到控制器,響應只向上反饋,僅當目標地址為控制器(地址為1)的時候逐級向上傳遞,最終反饋到控制器。

          三、接線方式

          火災顯示盤之間采用直徑為0.8mm的雙絞線連接,相鄰火災顯示盤之間距離小于1500m,以485總線方式依次串行級聯(lián)所有在線的火災顯示盤設備;馂娘@示盤設備依次設置地址編號2-254(主控制器保留地址為1),相鄰火災顯示盤之間地址編號增加或者減少1,每個火災顯示盤設備使用兩個uart口,分別命名為A、B。A代表與上級火災顯示盤連接接口,B代表與下一級火災顯示盤連接接口,最后編號的火災顯示盤B口連回控制器B端,構(gòu)成一個環(huán)形連接方式,如圖3.1所示。

          [圖3.1 火災顯示盤的環(huán)形連接方式]。

          四、通信規(guī)約

          4.1 通信數(shù)據(jù)格式

          通信的數(shù)據(jù)格式見表4.1。

          表4.1 通信數(shù)據(jù)格式

          4.2 火災顯示盤之間工作流程

          火災顯示盤之間的工作流程如圖4.1所示。

          控制器首先發(fā)出一條指令,第一個顯示盤(地址編號為2)先接到信息,判斷是否為當前地址,如果正確響應控制器,如果不對應,轉(zhuǎn)發(fā)向下一級。相鄰兩臺顯示盤接到數(shù)據(jù)立刻存儲轉(zhuǎn)發(fā),當指令接收完畢后,立刻響應給上一級設備,表示通訊線路正常。當指令到達對應地址的顯示盤之后,該顯示盤處理完指令,發(fā)送一個目標地址是1的響應,級聯(lián)線路的顯示盤設備依次向上一級轉(zhuǎn)發(fā),到達第一個(編號為2)顯示盤后,第一個顯示盤判斷目標地址是1,立刻轉(zhuǎn)發(fā)到控制器,通訊過程結(jié)束。

          控制器串口B用于檢測通訊是否正常并響應目標地址為1的指令,控制器發(fā)送指令在規(guī)定時間內(nèi)沒有到達控制器B(線路故障等),或者A在規(guī)定的時間內(nèi)沒有接收到響應(目標地址不存在等),均表示線路或者現(xiàn)場設置存在問題。

          4.3 通訊異常

          通訊異常處理是所有通訊的.重中之重,該級聯(lián)方式在通訊問題上通過以下方法處理解決:若發(fā)送指令在規(guī)定的時間內(nèi)沒有接到響應,說明線路出現(xiàn)問題,發(fā)送線路查詢指令(地址為1),相鄰兩臺火災顯示盤依次握手通信,響應不再向上傳送。傳送到最后一臺在線設備,接下來的設備由于某種原因通訊異常,該設備會超時,然后發(fā)送一條目標地址為1的超時響應信息(參數(shù)段包含當通信故障火災顯示盤地址),依次級聯(lián)往上級傳送給主控制器,根據(jù)當前地址號,可以確定通訊異常的位置。

          如圖4.2所示,通訊問題發(fā)生在火災顯示盤2與火災顯示盤3之間,當前接收指令超時,發(fā)送查詢命令,具體流程如下:

          控制器→火災顯示盤1:控制器發(fā)送指令,火災顯示盤1不響應,直接轉(zhuǎn)發(fā);

          火災顯示盤1→火災顯示盤2:火災顯示盤1發(fā)送指令,火災顯示盤2響應;

          火災顯示盤2→火災顯示盤3:火災顯示盤2發(fā)送指令通訊故障,火災顯示盤2響應超時,發(fā)送目標地址為1,數(shù)據(jù)段中包含當前火災顯示盤地址的響應超時指令;

          火災顯示盤3→控制器:將火災顯示盤3的通訊故障信息逐級向上轉(zhuǎn)發(fā),直到到達控制器端。

          特殊情況下,如果火災顯示盤1故障,則控制器會產(chǎn)生響應超時,則可以判斷是第一個連接控制器的火災顯示盤通訊線路異常。

          五、結(jié)束語

          根據(jù)設備在現(xiàn)場運行以及反饋的結(jié)果,級聯(lián)存儲轉(zhuǎn)發(fā)通信方式有著響應速度快,線路故障敏感,每級火災顯示盤又起到中繼器的作用,從而延長了通訊距離,增強了抗干擾能力等特點。在實時性和安全性要求極高的消防領(lǐng)域,該通訊方式有著較大的優(yōu)勢,可以在消防報警行業(yè)予以推廣。

          參考文獻:

          [1]GB17429-2011火災顯示盤國家標準.

          [2]IRS25750612a_Hongsam-mn DEF企業(yè)通訊標準.

          [3]MISRA-C-2004 工業(yè)標準的C編程規(guī)范.

          [4]RS485電氣規(guī)范標準.

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