基于總線網(wǎng)絡(luò)的大流量消防炮控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著建筑規(guī)模的不斷擴大，火災(zāi)形式變得多樣化，使消防撲救工作難度變大、危險性變高，尤其是在石油、化工等高危場合，需要同時布置多臺流量大、射程遠的消防炮進行噴水滅火，才能快速有效地?fù)錅缁馂?zāi)，減少人民生命財產(chǎn)損失。針對現(xiàn)有消防炮流量較小、射程有限、控制單一的不足，設(shè)計了基于總線網(wǎng)絡(luò)的大流量消防炮控制系統(tǒng)，實現(xiàn)通過CAN總線和ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與控制室監(jiān)控主機進行組網(wǎng)和通信，控制安裝在各個位置的消防炮進行火源對準(zhǔn)和噴水滅火。系統(tǒng)由主控制模塊、

2、驅(qū)動和檢測保護模塊、ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)和CAN總線模塊以及電源模塊組成。本文研究的主要內(nèi)容如下：
　?。?）由于大流量消防炮噴水口出水流量大，轉(zhuǎn)動對準(zhǔn)火源需要較大的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，所以采用大功率直流電機作為消防炮水平回轉(zhuǎn)和垂直俯仰運動的動力源。采用基于Cortex-M3內(nèi)核的32位微控制器STM32F103VET6設(shè)計了系統(tǒng)的主控制模塊，并擴展了其常用的外圍接口電路，如USART串行接口、TFT顯示接口和USB通信接口等。
　　

3、（2）采用主控制器STM32內(nèi)部自帶的PWM定時器，結(jié)合智能電機驅(qū)動芯片BTN7970B設(shè)計了消防炮的驅(qū)動模塊，實現(xiàn)了消防炮水平回轉(zhuǎn)和垂直俯仰方向上大功率直流電機的驅(qū)動，并利用霍爾開關(guān)JK8002D設(shè)計了消防炮水平和垂直方向上的轉(zhuǎn)動極限位置檢測電路。利用芯片BTN7970B內(nèi)部自帶的電流檢測功能設(shè)計了消防炮的檢測保護模塊，實現(xiàn)了消防炮大功率直流電機當(dāng)前工作電流的實時檢測，研究了直流電機的啟?？刂坪桶l(fā)生過載等工作異常的保護方法、消防炮的轉(zhuǎn)

4、動控制流程和軟件設(shè)計等內(nèi)容，完成了消防炮大功率直流電機的驅(qū)動、正反轉(zhuǎn)控制以及電流實時檢測的實物調(diào)試。
　?。?）研究了ZigBee無線通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及ZigBee協(xié)議棧的工作流程和軟件設(shè)計等內(nèi)容，采用無線射頻收發(fā)器CC2430設(shè)計了各節(jié)點消防炮的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)模塊，并與監(jiān)控主機建立了一個ZigBee星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了各節(jié)點消防炮（終端設(shè)備RFD）與監(jiān)控主機（網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器FFD）的無線網(wǎng)絡(luò)通信。

5、r>　?。?）研究了主控制器STM32內(nèi)部自帶的CAN2.0B控制器bxCAN的工作原理、工作流程以及軟件設(shè)計等內(nèi)容，采用高速CAN總線收發(fā)器CTM1050設(shè)計了各節(jié)點消防炮的CAN總線網(wǎng)絡(luò)模塊，實現(xiàn)了各節(jié)點消防炮與監(jiān)控主機的CAN總線主從通信。
　?。?）采用DC24V開關(guān)電源作為消防炮控制系統(tǒng)的輸入電源，通過MC34063電源芯片和帶隔離的DC/DC電源模塊ZY2405WRBD-2W實現(xiàn)主控制模塊、ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)和CAN