火灾显示器 汉字火灾楼层显示器报警系统的解决方案

火灾楼层显示器作为火灾自动报警系统的重要组成部分，是安装在楼层或独立防火分区的数字式火灾报警显示装置。它通过报警总线与火灾报警控制器相连，处理并显示报警总线上的数据。楼层显示器内置的MCU对接收到的总线信息进行判断、分析和处理，将报警探测器的地址号码转换成相应的火灾位置信息(如房间号、房间类型等。)，通过LCD与火灾类型一起显示，并发出声光报警信号通知火灾区域内的人员。目前国内现有的消防楼层显示器大多采用51单片机作为MCU。由于ROM寻址空间的限制，大多数火灾楼层显示器只能显示火警的楼层号和地址号，而不能用直观的中文信息提示具体的火警位置。如果通过总线将汉字信息分发到楼层显示器，巨大的流量会给火灾报警系统的总线带来沉重的负荷，导致整个火灾报警系统的效率低下，延误火灾报警的时机。本文提出了一种基于CAN总线的大容量中文火灾楼层显示器，很好地解决了上述问题。2火灾报警系统的一般功能描述在火灾报警控制系统中，中央火灾报警控制器通过CAN总线与各单元实时通信，完成各种控制和报警功能。是单元火灾探测器、手动报警按钮、输入输出模块、楼层显示器等设备的总称。它们是系统终端，直接检测火灾信号，并通过通道报告给控制器。同时，它们接收通过各种通道转发给单元的联动信息(启动由输入输出模块控制的灭火装置)和显示信息(楼层显示器显示火灾信息)。它是通道模块、交换模块和总线控制面板的总称。它们是控制设备和终端的通道，是拓扑网络形成的中继设备。火灾报警控制系统的整体结构和楼层显示器在系统中的位置如图1所示。图1火灾报警控制系统结构及楼层显示器位置显示3系统功能及硬件描述3.1汉字楼层显示器硬件设计方案如图2所示。汉字楼层显示器包括单片机及其外围电路、CAN总线模块、闪存、汉字液晶模块、UART接口、灯、按键和蜂鸣器。单片机可以通过UART接收PC机上传的汉字信息，并存储在FLASH中作为地址信息的查询数据库。CAN总线通信由CAN控制器MCP2510和CAN总线驱动器PCA82C250组成的CAN通信模块和火灾报警控制器进行。如果有火警，单片机会记录火警信息，查询FLASH得到火警中文地址信息，在中文LCD上滚动显示火警和信息查询结果。同时，发生火灾报警时，可以通过查询键快速查询火灾报警信息，通过蜂鸣器报警，通过静音键静音，点亮LED报警。没有火警时，可以用自检键自检，检查各功能是否能正常工作。图2汉字落地式显示器结构框图3.2闪存的电路设计SST29SF040是SST公司推出的一款高速可编程闪存。它符合JEDEC标准，存储结构为512K8位。芯片擦除和写入时间快，整个芯片擦除只需要70毫秒，分段擦除只需要18毫秒，字编程写入时间只需要14微秒；可靠性高，可重复写入10万次，数据可保存100年不丢失。SST29SF040的容量为512K字节，而51系列单片机的ROM直接地址范围为64K字节。如果不经过加工直接使用，会浪费很多存储空间。我们采用分页存储方式，充分利用了FLASH存储空间，大大扩展了单片ROM的寻址范围。按照每个汉字信息占用32字节计算，理论上最多可以存储16384条火灾报警地址信息，足以应对大多数复杂的工程环境。图3示出了存储电路。最高地址线A16-A18连接到单片机的P1.0-P1.2，

每次读写FLASH时，给P1.0-P1.2分配不同的值，实现不同的页面选择。假设page是要选择的页码的变量(0-7)，读写前的页面选择可以在Keil Cx51中通过以下语句实现：P1=(P10x F8)| page；图3 flash存储器的分页存储电路3.3汉字液晶显示模块的设计我们选用金鹏电子公司的OJM2 * 8A汉字液晶显示模块作为显示器件。OJM2 * 8A中文液晶显示模块包含GB2312的15 * 15点阵国标一级和二级简体汉字，8 * 8点阵和8 * 16点阵ASCII字符。用户可以输入GB 2312区号或ASCII码实现文本显示。每个汉字的定位码只占用两个字节，是原汉字点阵所需存储单位的1/16。LCD模块接口协议是请求/响应(REQ/BUSY)握手。响应BUSY高电平(BUSY=1)表示LCD模块正忙于内部处理，无法接收用户命令；BUSY低电平(BUSY=0)表示LCD模块空闲，等待接收用户命令。BUSY=0后，命令可以随时发送到LCD模块。首先将用户命令的当前字节放在数据线上，然后发送高电平REQ信号(REQ=1)通知LCD模块处理当前数据线上的命令或数据。LCD模块接收到外部REQ高电平信号后，立即读取数据线上的命令或数据，并将响应线BUSY变为高电平，表示模块已经接收到数据，正忙于该数据的内部处理。此时用户对模块的写操作已经完成，用户可以取消数据线上的信号，做除模块显示以外的其他工作，或者不断查询响应线BUSY是否为低(BUSY=0？)，如果BUSY=0，说明模块已经写完用户，可以发送下一个数据了。如果一个完整的显示汉字的命令被发送到模块，它需要5个字节，包括坐标和汉字代码。模块只有在接收到最后一个字节后才开始执行整个命令的内部操作，所以最后一个字节的响应BUSY高电平(BUSY=1)持续时间较长。向LCD模块写入汉字的时序图如图4所示。图4液晶显示模块写汉字时序图3.4 CAN总线通信模块的设计。选用Microchip公司的MCP2510CAN控制器和Philips公司的PCA82C250CAN收发器构建CAN总线通信模块。MCP2510支持CAN2.0A/B协议，可以接收和发送2.0协议下的标准帧、扩展帧和远程帧。MCP2510有三个发送缓冲区和两个接收缓冲区，可以进行接收过滤和消息管理，防止过发送和过接收造成的拥塞。它最大的优点是拥有传输速率高达5Mb/S的SPI口，节省了MCU口，提高了通信速度。飞利浦82C250CAN总线收发器可与MPC2510无缝连接，具有高速模式、斜率控制模式和延时模式。经过多次实验，证明它在斜坡控制模式下工作最稳定，速度可以满足10Kbps的传输速率。图5 CAN总线通信电路4系统软件设计汉字楼层显示软件的功能主要有：1 .将串口发送的汉字信息文件写入FLASH存储器。2.可以与火警控制器通信。如果有火灾报警信息，在FLASH中查找汉字的地址信息，并显示在汉字LCD上报警。如果有多条火警信息，滚动并显示每条信息。图6汉字楼层显示软件流程图图6是汉字楼层显示软件流程图。Page(值0-7)表示读写闪存页面，count(值0-65535)表示每页内的地址。Page0-page6用于存储通过串口下载的汉字信息，page7用于存储火警等动态信息。一旦收到新的火灾报警，就会查询FLASH中相应的汉字信息，并显示在LCD上。为了快速定位火灾报警中文地址信息，我们采用数组结构来存储。虽然由于实际火灾报警地址长度不等，存储中存在一些空地址，但存储效率不高。但是，因为我们对数组的搜索是一种可以直接定位的快速搜索，所以我们不需要使用复杂的

就单片机而言，以相对较小的空间为代价来换取较高的时间效率是值得的。结论本文提出的基于CAN总线的大容量汉字火灾楼层显示器解决了现有火灾楼层显示器的缺陷。对于大于51单片机ROM 64K寻址空间的数据存储需求，分页存储可以很好的解决这个问题。通过在FLASH中存储大容量的数据信息，可以避免由于CAN总线上通信数据流过多而导致火灾报警无法及时传达，延误报警时机。而且可以通过串口在线擦除FLASH中的汉字信息，方便现场调试。目前，该产品已经投入使用，用户反应运行良好。参考文献[1]朱明，王舒。基于CAN总线的大型火灾报警系统下层网络的设计与实现。消防技术与产品信息，2003，(12): 5 ~ 8 [2]王立峰，王小平，耿庆波，彭希伟.基于CAN总线的房间通信控制器的设计。微机信息，2005，(16): 3 ~