主頁（http://www.by236.com）：基于SPCE061A的智能建筑消防監控系統設計

0 引 言
    隨著計算機技術和網絡技術應用以及智能建筑的普及，利用網絡構建智能建筑的智能型消防監控系統已經成為迫切需要。監控網絡通過公用業務電話網，對城市火災自動報警系統進行遠程數據采集和處理的管理，具有高可靠性、分散控制、集中監視和管理的功能。而這一系統運行的核心基礎是分布在智能建筑內部各個部位的消防數據采集系統。通過此系統可對某一區域的消防報警消息進行采集并及時將報警信息通過PC機發送到消防網絡，因而是消防報警系統走向監控網絡化的橋梁。本系統以SPCE061A微處理器為核心，采用模塊化和智能式的分布系統技術設計消防報警監控系統。

1 SPCE061A微處理器簡介
    SPCE061A微處理器是凌陽科技公司所生產的16位μ'nSPTM微處理器，內部采用總線結構。主要參數有：工作電壓(CPU)VDD為2．4～3．6 V，(I／O)VDDH為2．4～5．5 V；時鐘：0．32～49．152 MHz；內置2 KBSRAM和32 KB FLASH；2個16位可編程定時器／計數器(可自動預置初始計數值)；2個10位DAC(數／模轉換)輸出通道；32位I／O位通用可編程輸入／輸出端口；14個中斷源可來自定時器A／B時基，2個外部時鐘源輸入，鍵喚醒；中斷系統支持10個中斷向量及10余個中斷源，具有低電壓復位(LVR)功能和低電壓監測(LVD)功能，內置在線仿真電路ICE(In-Circuit Emu-lator)接口，具有保密能力，具有Watch Dog功能，μ'nSPTM的指令系統提供具有較高運算速度的16位×16位乘法運算指令和內積運算指令，為其應用增添了DSP功能。

    SPCE061A具有很高的計算速度，這對于實時操作系統是極為重要的。對于SPCE061A，傳統的微處理器硬件和軟件的開發已被簡化，不再需要在線仿真。其SPCE061A大容量FLASH及SRAM，內建以太網接口，可直接通過網絡實現監控；具備UART接口，可使各種串行設備快速進行網絡連接。SPCE061A微處理器的軟件開發平臺ICE集編程、編譯、鏈接、調試、下載于一體，并有完善的TCP／IP協議棧，支持全功能UART通信，配備各種I／O驅動函數庫。

2 系統整體結構設計
    SPCE06lA微處理器模塊作為消防火警控制器，以及火警探測器、鍵盤控制板、液晶顯示模塊、DI／DO和PC機。其功能模塊如圖1所示。

    消防火警控制器模塊用于監視和控制各功能部件，進行網絡通信、數據處理和數據保存，是整個系統的核心。系統主要由SPCE061A微處理器、RTL8019AS以太網控制芯片和復位電路組成。系統以22．1 MHz的晶振頻率運行，工作電壓為5 V，工作電流為140 mA，通信及控制模塊組成框圖如圖2所示。

    控制器模塊的主要任務是與火警探測器通信，以獲取火警信息，從而控制從報警系統。控制器模塊具有一定的故障檢測和處理能力，火警探測器掛接在UART總線上。該總線連入SPCE061A的串行口UART，最多可掛接256個火警探測器。控制器對火警信息進行集中處理后，通過UART總線由SPCE061A將這些信息傳至PC，或由PC來查詢。PC機在獲取控制器上的報警信息后，按一定的協議格式對報警信息進行包裝，并將之傳送到消防網絡上。在連接PC機的UART總線上可接入256個消防火警控制器。這樣形成一個樹形的網絡結構，以此構成監控火警信息的局域網，而PC機在這里的作用相當于一個網關，把報警信息傳送到外部網絡上。在這里，控制器的以太網接口也可用來和PC進行通信，以擴展系統功能。鍵盤控制板用來設置系統參數，包括本模塊的ID號、時間參數、系統運行模式等各種信息。液晶顯示模塊顯示系統時間及火警地址編號。DI／DO控制蜂鳴器及其他設備。

3 系統工作原理

系統程序流程圖如圖3所示。

    系統有兩種類型的網絡節點：一種是與PC進行通信的火警控制器節點；另一種是火警控制器與探測器進行通信的探測器節點。傳輸協議采用規范化數據結構，設有BBC校驗位，且采用軟件容錯技術。管理軟件設有容錯陷阱，有效地消除隨機干擾引起的“死機”或“誤報”現象。主機為PC機，其網絡ID號為0，每個上消防火警控制器都有1個惟一的大于0的ID號。當主機與控制器通信采用標準的協議格式，它所發的信息幀中攜有目的控制器的ID號。如果目的控制器的ID號為0，則為廣播信息。每個控制器都要接收，否則只有和目的控制器的ID號相同的控制器才接收該幀并對幀格式和CRC檢驗和進行判斷。消防火警通過串口C偵聽火警探測器所發出的報警信息。如果該信息與上一次所發的信息相同，則將該條信息過濾，否則將報警信息存入控制器中數據庫的尾部。在火災報警時，火警探測器的報警信息中攜有火警地址編號和時間信息，而在自動故障報警時，報警信息由故障地址編號和故障等級信息組成。控制器有兩種運行模式：模式1是雙向運行，收到報警信息時立即將該信息轉發給PC機；模式2是單向運行，收到報警信息后首先在控制器的數據庫中保存該條信息。當PC機來查詢火警信息時才發送給PC機。PC機由后臺的基于WinSock的網絡程序將火警信息往外部消防網絡。

4結 語
    采用了高性能的微處理器SPCE061A為核心實現了一種智能建筑的網絡化消防報警監控系統，經過實際測試，該系統具有較強的網絡通信能力、高實時性、通信快速可靠的特點，具有很高的實用價值。