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级联通信方式在火灾显示盘设备上的应用

时间:2022-10-26 08:16:35 通信工程毕业论文 我要投稿
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级联通信方式在火灾显示盘设备上的应用

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级联通信方式在火灾显示盘设备上的应用

       摘要:通信的稳定性和实时性在消防领域起着至关重要的作用,本文主要阐述级联通信方式在该领域的应用,通过介绍现场火灾显示盘设备之间的级联通信方式,提出了具体方案,并在最后说明级联方式在消防通信领域的特点和优势。

  关键词:消防报警;主从方式;级联

  一、概述

  随着全球气候变暖和各种高能耗设备在实际生活的应用,火灾隐患的监测和预防已经成为当前公共安全的又一重大课题,而通信在消防报警领域就显得尤为重要。本文探讨一种新的通信应用方式――级联方式,通过提出具体的方案来说明该方式相对于传统总线方式的优势。

  二、总体方案

  消防报警控制器安装于机房,火灾显示盘设备安装于各处现场。火灾显示盘控制器采用NXP的lpc1788,内部高达512KB的Flash存储器,包括5个通用UART等丰富外设,主频高达120MHz,火灾报警显示盘由24V开关电源供电,显示器采用大屏幕高亮彩屏TFT液晶显示器,EMWIN进行图形界面编辑,峰值电流小于200MA,总功耗低于5W。

  考虑到消防报警对数据实时性和准确性的要求,通讯速率应当尽可能的高并且抗干扰能力强,所以将通讯速率设置为38400 bit/sec,数据格式:1位起始位,9位数据位(1位唤醒位+ 8位数据位),1位停止位,无奇偶校验和流控机制。通讯上采用主从级联方式,上一级火灾显示盘作为主机,下一级火灾显示盘作为从机,主机发送命令或者查询状态,从机返回需要的信息,命令转发依次向下查询,最终返回到控制器,响应只向上反馈,仅当目标地址为控制器(地址为1)的时候逐级向上传递,最终反馈到控制器。

  三、接线方式

  火灾显示盘之间采用直径为0.8mm的双绞线连接,相邻火灾显示盘之间距离小于1500m,以485总线方式依次串行级联所有在线的火灾显示盘设备。火灾显示盘设备依次设置地址编号2-254(主控制器保留地址为1),相邻火灾显示盘之间地址编号增加或者减少1,每个火灾显示盘设备使用两个uart口,分别命名为A、B。A代表与上级火灾显示盘连接接口,B代表与下一级火灾显示盘连接接口,最后编号的火灾显示盘B口连回控制器B端,构成一个环形连接方式,如图3.1所示。

  [图3.1 火灾显示盘的环形连接方式]。

  四、通信规约

  4.1 通信数据格式

  通信的数据格式见表4.1。

  表4.1 通信数据格式

  4.2 火灾显示盘之间工作流程

  火灾显示盘之间的工作流程如图4.1所示。

  控制器首先发出一条指令,第一个显示盘(地址编号为2)先接到信息,判断是否为当前地址,如果正确响应控制器,如果不对应,转发向下一级。相邻两台显示盘接到数据立刻存储转发,当指令接收完毕后,立刻响应给上一级设备,表示通讯线路正常。当指令到达对应地址的显示盘之后,该显示盘处理完指令,发送一个目标地址是1的响应,级联线路的显示盘设备依次向上一级转发,到达第一个(编号为2)显示盘后,第一个显示盘判断目标地址是1,立刻转发到控制器,通讯过程结束。

  控制器串口B用于检测通讯是否正常并响应目标地址为1的指令,控制器发送指令在规定时间内没有到达控制器B(线路故障等),或者A在规定的时间内没有接收到响应(目标地址不存在等),均表示线路或者现场设置存在问题。

  4.3 通讯异常

  通讯异常处理是所有通讯的重中之重,该级联方式在通讯问题上通过以下方法处理解决:若发送指令在规定的时间内没有接到响应,说明线路出现问题,发送线路查询指令(地址为1),相邻两台火灾显示盘依次握手通信,响应不再向上传送。传送到最后一台在线设备,接下来的设备由于某种原因通讯异常,该设备会超时,然后发送一条目标地址为1的超时响应信息(参数段包含当通信故障火灾显示盘地址),依次级联往上级传送给主控制器,根据当前地址号,可以确定通讯异常的位置。

  如图4.2所示,通讯问题发生在火灾显示盘2与火灾显示盘3之间,当前接收指令超时,发送查询命令,具体流程如下:

  控制器→火灾显示盘1:控制器发送指令,火灾显示盘1不响应,直接转发;

  火灾显示盘1→火灾显示盘2:火灾显示盘1发送指令,火灾显示盘2响应;

  火灾显示盘2→火灾显示盘3:火灾显示盘2发送指令通讯故障,火灾显示盘2响应超时,发送目标地址为1,数据段中包含当前火灾显示盘地址的响应超时指令;

  火灾显示盘3→控制器:将火灾显示盘3的通讯故障信息逐级向上转发,直到到达控制器端。

  特殊情况下,如果火灾显示盘1故障,则控制器会产生响应超时,则可以判断是第一个连接控制器的火灾显示盘通讯线路异常。

  五、结束语

  根据设备在现场运行以及反馈的结果,级联存储转发通信方式有着响应速度快,线路故障敏感,每级火灾显示盘又起到中继器的作用,从而延长了通讯距离,增强了抗干扰能力等特点。在实时性和安全性要求极高的消防领域,该通讯方式有着较大的优势,可以在消防报警行业予以推广。

  参考文献:

  [1]GB17429-2011火灾显示盘国家标准.

  [2]IRS25750612a_Hongsam-mn DEF企业通讯标准.

  [3]MISRA-C-2004 工业标准的C编程规范.

  [4]RS485电气规范标准.

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