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。
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：
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