1前言

现代世界随着家庭用火和用电量的增加不断，住宅区和人员流动大的地方发生火灾的频率越来越高。所以随着科技的进步和经济建设的发展,各类型的建筑物对火灾探测控制系统提出了更高的要求^[1]。特别是目前正在我国逐步兴起的智能建筑中,就更是如此。相关部门和公司在各类烟雾传感器组成的探测器的研发上都投入了很大的物力和财力^[2]。而随着资源的投入，烟雾探测系统的自动化程度也在不断提高，有效地减小了火灾带来的损失。

2分布式烟雾探测系统研究概述

1. 分布式烟雾探测系统概述

烟雾探测系统是将传统的烟雾探测系统建立在网络上，通过多种通用的物理和逻辑资源，可以动态地分配任务。RS-485串行通讯是一种多发送器的半双工通讯标准,采用了差分平衡的电器接口,信号在传输过程中的抗干扰能力相对于RS-232大大增强,传输距离可达1200 m,传输速度可达100 kb/s。RS-485多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓扑结构。在通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机，采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。通讯都由主机发起的，它没有下命令，下面的节点不能发送，而且要发完即答，受到答复后，主机才向下一个节点询问，这样有效地防止多个节点向总线发送数据，而造成数据错乱^[4]。所以本次设计主要通过RS-485实现烟雾探测系统的网络化。该系统以一个全局式的管理方式，通过将很多的探测节点安装在各个地方，实现联网功能，把所有节点探测到的数据都汇集到主机上。分布式系统因为具有多个节点，所以它固有的分布性能更好、更灵活地监测一些比较大的空间是否会发生火灾。它的计算能力、灵活性和监测范围比传统的烟雾探测器更好，更广。

1. 国内分布式外烟雾探测系统现状

在实际应用中，由于火灾自动报警系统的通讯协议不一致，很多国家的火灾自动报警工程技术水平还相对落后，还存在着一些比较突出的问题。如日本旧探公司生产的火灾报警系统则属于多线型烟雾探测系统。此类系统的功能一般以报警为主,辅以一些简单的联动功能。相比基于485总线的系统，这种系统存在着很多明显的弊端,该系统的连线繁多,布线工作量较大,使线路出现故障的可能性增大,并且安装和维护十分困难^[6]。其次,控制器对信号的处理是靠硬件电路适当连接实现的,所以电路复杂,可靠性差,导致误报率较高。

火灾报警控制系统的研究在国外起步较早,我国是在二十世纪八十年代中期才有个别企业开始这方面的研究开发。随着越来越多的产品进入市场，我国火灾自动报警工程应用技术实现了较快发展^[7]，已经开始普遍使用总线型烟雾探测系统。如公安部上海消防科学研究所则采用的分布式火灾探测系统，在系统的监控中心和通信控制器端增加MODEM ,通过拨号呼叫在系统的报警监控中心和通信控制器之间建立通信链路,形成多点分支式网络,从而达到网络监控的目标。通信控制器端的一个RS-232口接MODEM，用于传输数据，另一个RS-232口直接与火灾探测报警器相连接，用于采集数据。监控中心可以通过各种模块对各消防联动设备实行较复杂的控制。此类系统具有可编程功能，能对每个模块也就是通信控制器端进行现场编程，包括地址号以及设备描述等，具有比较好的人机操作界面。而且具有系统自检以及对总线上的设备进行故障检验等功能，可以有效地监测各个传感器节点的火灾安全情况。但是与RS-485相比，该系统仍由一些不足。比如它的系统传输速率较低，传输距离较短，系统挂载模块能力也比较弱。除此以外，485总线的抗干扰能力也较强。

除此之外，空军工程大学还设计出了RS-485总线环境监测系统。主控机对各从机所检测的温、湿度数据进行记录并通过串口传给PC机的上位机软件。PC机可以利用数据库存储大量数据，拥有更强大的数据分析能力，可以分析常出故障的模块节点以便于及时修理或更换，间接地提高了系统的可靠性。但PC机的不稳定性往往成为此类系统的弊端，PC机一旦断电或者死机将造成不可挽回的后果。因此，现在的485分布式探测系统往往主机就用嵌入式系统，拥有一定的数据存储、分析能力，并拥有备用电源和扩展接口。通过扩展接口可以把数据传给PC机，以便于用户更好地了解各个模块的运行状态，甚至是历史运行状态。这样的设计更具有人性化，稳定性也要比单独的主机或者PC机控制要高很多。

1. 分布式烟雾探测系统的发展前景

相比于传统的烟雾探测系统，这种485分布式烟雾探测系统布线工作量明显减少了，并且由于构建了自组网，将各个节点的数据都汇集到主机上，能够更好地观察全局和各个节点的安全情况，可靠性更高。而且相比于逐渐进入市场的无线烟雾探测系统来说，它的成本更低，接口芯片便宜，支持厂家众多，实现简单方便，支持点对多点通信模式^[9]。所以在目前国内外，这种分布式烟雾探测系统的普遍性更高。然而，这种分布式探测系统也有很多可以提高的地方，比如布线的复杂程度和一点导致系统瘫痪问题都有待解决，所以485分布式系统还有很大的提升空间和发展前景。在未来，这种分布式系统可以向智能化的方向发展，主动采集环境温度、湿度、灰尘、光波等数据模拟量并充分采用模糊逻辑和人工神经网络技术等进行计算处理，对各项环境数据进行对比判断，从而准确地预报和探测火灾，避免误报和漏报现象，可提高系统巡检速度、稳定性和可靠性^[10]。

3关于我的设计