Z-WORLD 微處理器Rabbit2000在高層建筑消防中

當前，為了適應高層建筑智能型消防系統的需要，自動消防報警系統正走向監控網絡化。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網絡消防報控制系統。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Rabbit2000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網絡消防報警控制系統。
　　
　　1 Rabbit微處理器簡介
　　Rabbit2000微處理器是Rabbit半導體公司所生產的8位微處理器。它和Z80系列微處理器有相似的結構和高度的兼容性，但性能有很大的提高。具有多達40個通用I/O引腳。內建日歷、時鐘、看門狗、定時器、多級中斷、雙DMA通道，可外擴4～8MB Flash，用于數據存儲。對于8位總線的微處理器，Rabbit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Rabbit2000，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。用1根接口電纜把PC串行口和基于Rabbit2000的目標系統連接起來就可實現軟件的開發。Rabbit2000具有4個串行端口，具有很強的組網通信能力。它能精確地產生脈沖和邊沿，可實現多優先級中斷。處理器速度和功耗在程序控制之下，在處理器持續執行指令的時候，能使用超低功耗模式實現計算和執行邏輯檢測，為實現低功耗設計提供了方便。Rabbit2000可以實現冷啟動，因此未經編程的Flash存儲器可以接在適當的地方。其RabbitCore RCM2000模塊內含Rabbit2000微處理器、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RS232/485接口，可使各種串行設備快速進行網絡連接。Rabbit2000微處理器的軟件開發平臺Dynamic C7.0 Premier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RS232/485通信，配備各種I/O驅動函數庫；完善的文件管理系統，可在Flash或SRAM上建立數據文件，便于存儲系統或用戶數據。
　　
　　2 系統功能模塊設計
　　主要模塊單元為內含Rabbit2000微處理器的RabbitCore RCM2000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Rabbit2000微處理器、256KB×8bit的Flash存儲器、512KB×8bit的SRAM、I/O接口電路、看門狗電路、后備電池、電源監控電路、RTL8019AS以太網控制芯片和復位電路組成。系統以22.1MHz的晶振頻率運行，工作電壓為5V，工作電流為140mA，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RS485總線上。該總線連入Rabbit2000的串行口C，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，通過另一個RS485總線由Rabbit2000的串行口D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RS485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控制蜂鳴器及其它設備。
　　
　　3 工作原理
　　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個唯一的大于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。如果該信息與膠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2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。
　　報警系統程序框圖如圖3所示。