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XXXXXXXXXXX论文题目：火灾自动报警系统指导老师：职称：学生姓名：学号：专业：院（系）：完成时间：摘要随着现代建筑的不断增多，火灾隐患也不断增加。
火灾自动报警系统能够及时探测火灾隐患，在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用。
因此，火灾自动报警系统己成为现代建筑必不可少的装置。
本文重点研究总线型火灾报警系统，该系统是具有接收、传递和显示火灾报警信息，并能对自动消防装置发出控制信号的报警、灭火装置。
本文针对火灾报警系统进行深入地研究，全面阐述了研制火灾报警控制器硬件电路和软件部分的具体方法。
该系统由上位机系统和下位机系统组成，上位机与下位机的MCU都采用户J89C52芯片。
为了实现上位机对下位机的通信，系统采用CAN通信电路模块进行通信。
另外，上位机的外围电路部分包括时钟电路功能模块、EEPROM存储电路模块、串口通信电路模块、报警模块、液晶显示屏模块；下位机的外围电路部分包括传感器与执行装置功能模块、报警模块。
由于烟雾探头采集到的是火灾现场烟雾浓度的模拟值，下位机处设计了D转换功能模块以便将模拟信号转化为数字信号。
灭火执行装置采用电磁阀装置，利用控制电磁阀的通断进一步控制水阀喷水。
对火灾自动报警系统做了详尽研究。
关键词：火灾；自动报警系统；智能化；模块设计AbstractWith the growing number of modern architecture, fire hidden danger is increasing. Automatic fire alarm system can timely detect hidden fire danger, in a modern intelligent building plays a vital role in security. Therefore, the automatic fire alarm system has become a modern building essential device. This paper focuses on the study of bus fire alarm system, the system is capable of receiving, transmitting and display fire alarm information, and to the automatic fire extinguishing device sends a control signal to the alarm, fire extinguishing device. According to the fire alarm system to conduct in-depth study, elaborated in the round development of fire alarm controller hardware circuit and the software part of the specific methods. The system is composed of PC system and lower computer system composition, with the lower PC machine MCU with household J89C52 chip. In order to achieve superior machine for the next communication, system uses CAN. In addition, PC peripheral circuit portion includes a clock circuit module, EEPROM memory circuit module, the serial communication circuit module, alarm module, LCD display module; the lower position machine peripheral circuit part comprises a sensor and an executive device function module, alarm module. Because of smoke detector collection is the scene of the fire smoke concentration analog value, lower machine to design a D conversion module. Fire extinguishing device with electromagnetic valve control device, using the electromagnetic valve further control water valve water. On the automatic fire alarm system in detail the research.Key words: Fire; Auto alarm system; Intelligent; Module design目录第一章绪论 (1)第二章火灾自动报警系统方案 (1)2.1 火灾自动报警系统概述 (1)2.2 火灾自动报警系统整体结构 (1)2.3 火灾自动报警上、下系统结构与功能 (2)第三章火灾自动报警系统主要硬件 (3)3.1 火灾探测器 (3)3.1.1 温度探测器 (3)3.1.2 感烟探测器 (4)3.2 灭火装置 (5)3.3 通信系统 (5)第四章火灾自动报警系统主要软件 (6)4.1 上位机软件 (6)4.1.1 EEPROM的软件 (6)4.1.2 时钟芯片软件 (6)4.2 CAN通信模块软件 (7)4.2.1 SJA1000的初始化 (7)4.2.2 信号发送模块程序 (7)4.2.3 信号接收模块程序 (7)4.3 下位机软件 (7)结论 (8)致谢 (9)参考文献 (10)第一章绪论在我国，随着经济的发展和生活水平的提高，火灾发生的可能性也随之大幅提高。
基于CAN总线的火灾智能监控系统设计作者：尚姝钰刘金桂来源：《数字技术与应用》2012年第11期摘要：基于CAN总线和智能控制技术，设计了一种基于CAN总线的火灾实时监控报警系统。
本设计采用主从式结构。
主节点具有液晶显示功能；从节点负责温度、气体浓度采集并具有联动灭火功能。
本系统与传统火灾监控系统相比具有突出的可靠性、实时性和灵活性，具有较高的应用价值。
关键词：火灾报警 CAN总线实时监控 SJA1000中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）11-0026-01随着我国经济的发展，建筑物的火灾隐患也日益增多。
传统火灾探测报警系统大多是采用RS485通信方式，用一种温度传感器监测现场环境。
本文研究的基于CAN总线的火灾智能监控系统与RS485总线相比，可靠性、实时性都有提升，同时也解决了总线控制、冲突检测、等方面的问题。
CAN总线是一种多主方式的串行通讯总线，具有高通讯速率、高抗电磁干扰性的特点，并且能够检测出可能产生的错误，保证了实时通讯的可靠性。
CAN总线在可靠性和实时性方面都有着RS485总线无法比拟的优点。
1、系统的总体设计该系统采用温度传感器、烟雾传感器采集的两种信息参数，作为火灾发生的早期信号复合判断标准。
当产生烟雾但火势还不明显的时候，温度传感器探测到现场的环境温度升高，当烟雾浓度超过感烟探测器的阈值时，控制器接收到信号，并进行灭火动作执行，即控制喷头喷水。
为了增强数据传输的可靠性和实时性，本系统采用CAN总线作为通信方式，设计以下主节点、从节点的系统模块。
主节点模块主要负责接收各个从节点的信息数据，并发送各种对应的显示信息，同时定时检测各从节点的工作情况。
从节点模块主要负责监测现场的火灾信号，若发现火灾早期信号就向主节点发送火警的信息并控制相应执行设备工作；若无火灾信号，则定时向主节点发送从节点对应的验证信号。
系统结构框图如图1所示。
其中，主节点的控制器可以向液晶显示屏传输监控数据，并进行报警，由时钟芯片记录火灾时间信息，EEPROM存储历史信息数据。
齐齐哈尔大学毕业设计(论文)题目：火灾自动监控报警系统设计学院：通信与电子工程学院专业班级：通信班学生姓名：指导教师：成绩：2010 年 6 月 20 日摘要本设计是以单片机AT89C51为主控制器，通过CAN总线组建的通信网络进行数据传送的火灾自动监控报警系统。
现场总线接口卡由CAN总线控制器SJA1000，总线驱动器PCA82C250组成，系统上位机通信主要由CAN-RS232通信接口组成。
RS232适配卡由转换芯片MAX232搭建，MAX232是AXIM公司生产的一种双组驱动/接收器芯片，采用此芯片接口的串行通信系统只需单一的+5V电源即可。
信号采集控制节点部分主要有温度传感器DS18B20和离子式烟雾探测器实现系统的数据采集，节点控制器选择ATM公司生产的单片机AT89C51。
节点控制器可以通过单线驱动温度传感器和烟雾传感器，形成复合式信号采集控制系统。
基于CAN总线的火灾自动监控报警系统，设计的关键在于CAN总线与现场节点控制器适配卡的软、硬件设计；上位机（PC机）和下位机（节点控制器）间CAN-RS232通信适配卡设计；信号采集控制节点设计。
通过实际运行表明，该系统具有容量大、通信距离远、数据传输速度快、组网方便等优点。
基于现场总线的火灾自动监控报警系统有着广泛的市场应用前景，是火灾探测报警技术的发展方向。
关键词：CAN总线；烟雾传感器；温度传感器；AT89C51AbstractThis design uses the monolithic integrated circuit AT89C51 as the primary controller, sets up the correspondence network through the CAN-BUS to carry on the data transfer the fire automatic monitoring alarm system.The fieldbus connection card is composed of CAN-BUS controller SJA1000 and the bus driver PCA82C250. The up-PC communication of the system is mainly composed of CAN-RS232 communicate connection. The RS-232 adaptation card is built by the transformation chip MAX232, MAX232 is a double drivers/receivers chip made by AXIM enterprise, the serial communication system which uses this chip only needs a +5V power.The system signal collecting node part mainly uses temperature sensor DS18B20 and ionic smog detector to realize the data collecting of the system, the node controller takes the monolithic integrated circuit AT89C51 made by ATM enterprise. The node controller may form the compound expression signal collecting system, using the single track drove temperature sensor and the smog sensor.Taking the CAN —BUS as the foundation automatic control system, the key problem of the system are the software and hardware designs of the Fieldbus and field node controller adaptation card; the design of CAN-RS232 communication adaptation card between up-PC (PC) and down-PC (node controller);the design of the signal collecting control node.Through the actual running, it indicates that this system has a large capacity; far communicate distance, quick data transmission, and convenient forming net. The system based on the fieldbus has a widespread market application prospect; it is the development direction of the fire automatic monitoring alarm technology.Key words：CAN-BUS；Smoke sensor；Temperatures；AT89C51目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)第1章绪论 (6)1.1概述 (6)1.2火灾报警技术及现场总线技术的发展 (6)第2章系统总体设计 (9)2.1CAN总线的特点 (9)2.2系统总体方案设计 (10)2.2.1 系统总体硬件结构设计 (10)2.2.2 系统总体软件结构设计 (11)第3章系统硬件电路的设计 (13)3.1火灾探测针的设计 (13)3.3.1 温度探测针 (13)3.1.2离子感烟式火灾探测器 (14)3.1.3气体探测针 (16)3.2AT89C51单片机的设计 (17)3.3复位及看门狗电路 (21)3.4时钟电路的设计 (23)3.5 单片机存储器的扩展 (24)3.6 电源电路的的设计 (26)3.7 报警电路 (29)3.8 现场总线接口电路的设计 (29)3.8.1 CAN总线 (30)3.8.2 CAN收发器82C250简介 (31)3.8.3 SJA1000的功能介绍 (32)3.8.4 SJA1000引脚和特性 (33)3.8.5 SJA1000的增强模式 (35)3.8.6 验收滤波器的原理 (37)3.9 CAN总线接口硬件设计 (38)3.10 RS-232C串行接口总线设计 (40)3.11 硬件抗干扰措施 (42)第4章系统软件电路的设计 (43)4.1 主程序流程图 (43)4.2 控制器主程序流程图 (44)4.3 温度传感器子程序流程图 (44)4.4 CAN总线接口程序流程图 (46)4.4系统软件抗干扰措施 (48)结论 (49)参考文献 (50)附录1 电路原理图 (51)附录2 源程序 (53)致谢 (56)第1章绪论1.1概述当今，火灾是世界各国人民所面临的一个共同的灾难性问题。
◎王琮泽1于波1张子仪1苏哲2基于CAN 总线的火灾探测系统的研究（作者单位：1.吉林建筑大学电气与计算机学院；2.榆树市住房和城乡建设局）引言：随着现代化进程的发展，我国综合国力稳步前进，在全国范围内建成了许许多多的现代化住宅小区。
而由于城市人口膨胀、外来人口的增加及煤气和大量家用电器设备利用中的不安全等，成为小区内住民的生命财产安全的首要不稳定原因。
因此，人们迫切需要一种智能型的家庭火灾报警体系，能及时发现各类险情并通知户主，以便将险情在火灾初期被发现并及时制止，同时也保证了居民的生命财产安全不受威胁。
因而有关家庭、办公室等处的报警系统的研制日益被科研单位和生产厂家所重视，目前市场上也呈现了各种名目繁多的报警装置，但都因为可靠性较差、功能单一或造价高而难以遍及世界各地。
因此钻研一种适合于家庭、银行等场所的低价位、运行可靠的火灾探测报警系统对室内呈现的各种意外事件如火灾、煤气泄漏等自动发出报警信息并提示业主及时处理已势在必行。
一、火灾探测系统的总体设计火灾探测报警系统是把火灾探测器所在环境的烟浓度或温度对时间变化的数据传送给计算机，计算机根据由模型实验、数值计算和现场调研得到的事先储存的智能数据库内有点控制器通过CAN 总线接收上位机的各种操作控制命令和设定参数；及时收集现场监测到的物理量信号，并对这些信号金行计算处理、统计评估。
在信息评估过程当中，再也不只是按照简略的长短准则，而是同时考虑到别的中间价值。
再按照预设的有关规则，把这些不同水平的信息转化为正当的的报警动作信息。
例如：“烟不多，而温度快速上升-发出报警”，或“烟不多，且温度没有上升-发出预报警”等。
各节点间也可通过CAN 总线网络进行信息交换。
因为CAN 总线固有的电气特征，在一个CAN 总线收集中至多只能设置装备摆设110个节点。
为了满足住宅、银行及其他场所的请求，操纵中继器对CAN 总线进行扩大，不但可增加体系节点，还可以起到信号放大用，增大通讯间隔。
一种基于CAN总线的电气火灾监控系统的设计孙丁丁，王礼帅，齐辉中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院信电系，北京（100083）E-mail：sunddcumt@摘要:本文在分析了电气火灾监控系统的功能要求的基础上，设计了一种使用高档A VR 单片机的电气火灾监控系统。
CAN 网络由于具有速率高、抗干扰能力强等优点在火灾报警系统中得到广泛应用。
提出了基于CAN 总线的火灾监控系统的拓扑结构，主要介绍了其关键部分监控设备的硬件设计原理, 以及软件流程。
关键词: CAN 总线；电气火灾监控系统；ATMEGA1281. 引言随着新技术的不断发展, 对火灾报警控制器联网的要求也越来越高[1]。
火灾报警控制器不但要完成本机的报警、联动等功能, 还要把报警信息传送到其他报警控制器或显示系统中。
这就对其控制系统的通信能力, 尤其是可靠性和实时性提出了更高的要求。
RS485 总线是火灾报警系统中最早应用的一种总线, 但其传输速率较低, 抗干扰能力差, 对火灾报警及显示的响应速度慢。
于是基金会现场总线( FF) 、LonWorks、CAN 等多种新的总线方式应运而生。
2. 电气火灾监控设备总体方案设计根据电气火灾监控系统的基本功能，可以把电气火灾监控设备所要完成的任务概括如下：1）采用CANBus通讯方式，实现无主从方式的网络架构设计；2）应具有黑匣子功能，能存储10000条数据；3）能进行全中文的报警及操作提示；4）能打印漏电、故障及温度超限等信息；5）应具备时钟功能，能对漏电、故障及温度超限等发生时刻进行记录；6）具备声光报警功能；7）具有消防联动功能。
3. 电气火灾监控设备硬件设计根据总体方案设计的要求和特点，参考国内外同类系统的设计，吸取他们的优点，按照功能齐全、成本低廉、易于实现、便于生产、安全可靠的设计思想，对电气火灾监控设备进行了设计。
按照功能独立、易于维护的原则，所设计的电气火灾监控设备主要可分为CAN通信单元、人机接口单元、中央处理单元三部分。
基于CAN总线的火灾报警控制系统
李祥阳;严洁
【期刊名称】《四川有色金属》
【年(卷),期】2010(000)001
【摘要】本文给出了一种基于CAN总线的智能型火灾报警控制,并给出了火灾自动报警系统原理图、组成、CAN总线系统通信方式以及室内消火栓系统的联动设计.系统满足了社会发展和人民的需要,将会有越来越多的研究课题和广阔的发展前景.
【总页数】3页(P36-37,12)
【作者】李祥阳;严洁
【作者单位】西安航空高等专科学校机械工程系,陕西,西安,710077;西安航空高等专科学校机械工程系,陕西,西安,710077
【正文语种】中文
【中图分类】TP271
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5.一种基于CAN总线的集散型火灾报警控制系统 [J], 张专成;邹涛;冯立杰;赖玉强
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本科毕业设计（论文）资料湖南工业大学教务处2013届本科毕业设计（论文）资料第一部分毕业论文本科毕业设计（论文）2013年6月摘要为快捷有效的预测火灾的发生，减少人们生命和财产损失；解决“传统火灾报警器只对单一物理或化学信号进行探测而容易使报警系统出现误报或漏报”等问题从而设计了本系统。
本系统采用主从式结构，具有反应迅速、工作稳定、安全等特点。
主节点与从节点的单片机都采用AT89C52芯片来控制。
为了实现主节点对从节点的实时监测，在主节点和从节点处都设计有CAN通信电路模块，由控制器SJAl040和收发器82C200组成CAN通信接口。
从节点的外围电路由烟雾传感器SS-168、光电传感器ST-178、温度传感器DS18B20和声光报警装置组成。
单片机巡回检测温度、红外辐射、烟雾等传感器，当温度采集、红外检测、烟雾检测模块中任意两项检测到异常时系统发出声光报警，直到任意一项异常排除时系统才自动停止声光报警。
本系统在每个从节点跟主节点处都设有声光报警装置，它方便工作人员能快速的找到哪一个从节点所在位置有火灾发生，同时也提醒了在场的人员此处有火灾发生，从而能让工作人员快速的到达火灾现场跟现场人员快速灭火，提高了本系执行度。
关键词：传感器，火灾报警系统，CAN总线ABSTRACTFor the efficient and effective prediction fires, reducing people's lives and property losses; solve the "conventional fire alarm only for a single physical or chemical signal detection and alarm system is easy to make false positives or false negatives" and other issues in order to design this system.The system uses a master-slave structure, with a responsive, stable, and security features. The master node and slave nodes are using AT89C52microcontroller chip to control. In order to achieve the primary node for real-time monitoring from the node, the master node and slave nodes are designed with CAN communication circuit module, the controller and transceiver82C200composition SJAl040CAN communication interface.Peripheral circuits from the node by the SS-168smoke sensors, ST-178 photoelectric sensors and temperature sensors DS18B20sound and light alarm device component.Microcontroller circuit detection temperature, infrared radiation, smoke and other sensors, when the temperature acquisition, infrared detector, smoke detection module detects any two abnormal audible alarm when the system until the system at any one time only exception rule out sound and light alarm automatically stops.The system at each node from the node with the main feature sound and light alarm devices, which facilitate staff can quickly find the location from the node which there is fire, but also to remind the presence of the staff here there is fire, which allows employees to work quickly arrive at the fire scene with live fire quickly, improve the degree of implementation of the department.Keywords: Sensor,Fire Alarm System,CAN Bus目录第一章概述及总体设计要求 (1)1.1课题的研究背景及意义 (1)1.2火灾报警系统的种类 (2)1.3本系统的需求分析及总体方案设计 (3)1.4本论文的主要工作 (5)第2章楼宇火灾报警系统主节点硬件设计 (6)2.1现场CAN总线简介 (6)2.2AT89C52微控制器电路 (7)2.3CAN总控制器 (9)2.3.1 TJA1040的特点 (10)2.3.2 TJA1040的参考数据 (10)2.3.3 TJA1040的功能描述 (11)2.4CAN通讯收发器 (11)2.5本章小结 (12)第3章楼宇火灾报警系统从节点硬件设计 (15)3.1微控制器与CAN通信电路设计 (15)3.2温度传感器模块 (15)3.3烟雾，红外检测模块 (16)3.3.1 简介LM339的用法 (17)3.3.2 光电传感器 (17)3.3.3 烟雾传感器 (18)3.4声光报警模块 (18)3.5本章小结 (19)第4章楼宇火灾系统的软件设计 (21)4.1系统整体软件设计 (21)4.2主节点软件设计 (22)4.2.1 CAN控制器的初始化 (22)4.2.2 信号发送模块 (23)4.2.3 信号接收模块 (24)4.2.4 主节点巡检从节点 (24)4.3从节点软件设计 (25)4.4本章小结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 (29)第一章概述及总体设计要求1.1 课题的研究背景及意义火灾是目前最常见、最普遍的威胁公共场所安全和建设和谐社会的重要灾害之一。
基于CAN总线的火灾远程监控系统0 引言：以现代通信和网络传输技术为基础发展起来的火灾远程联网监控技术,可以确保火灾探测报警系统和消防安全设施正常运行并发挥其应有作用。
本文介绍利用CAN 总线在分布式控制方面的特点和数据传输方面的优势,实现分布式远程火灾信息的数据采集；再使用嵌入式网关实现CAN 到以太局域网或Internet 的无缝连接,提高了火灾信息的传输距离,从而利用现有的网络资源，达成火灾信息的远程监控。
1．系统总体框架设计火灾远程监控系统中的数据采集终端是位于采集现场的各种火灾信号探测器,并且分散在各个不同的位置（楼层）,而集中报警控制器在中央控制室（消防控制室）, 它们之间距离通常在几十米到几百米之间, 有时甚至达到几千米。
因此,连接导线少、可靠性高、实时性好、抗干扰能力强、性价比高就显得尤为重要。
为了解决了以上问题,采用CAN 总线来解决分布式控制和可靠性、实时性、抗干扰能力等问题。
同时采用嵌入式网关解决以太网和Internet 的接入问题[１]，从而使火灾达到火灾信息远程联网监控的目的。
该系统总体结构框架如图1 所示。
本系统分三个层次: (1)底层为基于CAN 总线的分布式数据采集网络,用来实现现场数据的采集和底层之间的通讯和数据传输; (2) 中间层为基于嵌入式技术的网关,利用MAXIM 公司生产的DS80C400 为核心的嵌入式网关实现CAN 到以太局域网和Internet 的无缝连接,通过该网关可以把底层采集来的数据传送到控制计算机或数据服务器上; (3) 顶层为现有的以太局域网和Internet 。
2 基于CAN 总线的火灾信号采集网络（底层设计）CAN 总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
CAN 协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。
采用这种方法的优点是使网络内的节点个数在理论上不受限制, 数据块的标识码可由11 位或29 位二进制数组成,因此可以。
基于CAN总线的智能家居控制毕业论文目录引言 (1)1 课题研究内容 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 课题意义 (2)2 系统设计概述 (3)2.1 设计任务 (3)2.2 系统设计原理 (3)2.3 系统设计方案 (3)2.4 系统可行性分析 (4)3 CAN总线概述 (6)3.1 CAN总线简介 (6)3.2 CAN总线帧类型 (6)3.2.1 数据帧 (6)3.2.2 远程帧 (7)3.2.3 错误帧 (8)3.2.4 过载帧 (8)3.3 CAN报文过滤 (8)3.4 CAN错误处理 (8)3.4.1 错误检测 (8)3.4.2 错误标定 (9)4 硬件电路设计 (10)4.1 单片机最小系统 (10)4.1.1 单片机STC89C52RC (10)4.1.2 最小系统电路 (11)4.2 CAN总线模块 (12)4.2.1 CAN控制器SJA1000 (12)4.2.2 CAN收发器TJA1050 (17)4.2.3 CAN模块电路 (17)4.3 串口通信 (18)4.3.1 电平转换芯片MAX232 (18)4.3.2 串口通信电路 (18)4.4 温湿度检测模块 (19)4.4.1 温度传感器DS18B20 (19)4.4.2 湿度传感器DHT11 (19)4.4.3 温湿度检测电路 (20)4.5 烟雾检测模块 (20)4.6 红外人体感应模块 (20)4.7 液晶显示模块 (21)4.8 报警电路 (22)4.9 按键电路 (22)5 系统软件设计 (23)5.1 软件整体设计 (23)5.2 CAN通信程序设计 (24)5.3 RS-232通信程序设计 (27)5.4 LCD1602液晶显示程序设计 (27)5.5 按键设定值程序设计 (29)5.6 温度采集程序设计 (29)5.7 湿度采集程序设计 (31)5.8 应用软件平台简介 (33)5.8.1 Keil C51 (33)5.8.2 Visual Basic 6.0 (34)6 系统调试 (37)6.1 硬件电路调试 (37)6.2 系统联调 (37)7 总结和展望 (41)谢辞 (42)参考文献 (43)附录 (44)引言科技的进步，带来经济飞速发展的同时，也给人们的生活带来无限的惊奇。
编号：毕业设计（论文）说明书课题：基于CAN总线的智能家居控制学院：电子工程与自动化学院专业：自动化学生姓名：学号：指导教师单位：姓名：职称：理论研究实验研究工程技术研究软件开发2012年 5 月 10 日摘要进入二十一世纪以来，借助计算机和互联网技术的发展，信息家电已经越来越多的出现在人们的生活之中，伴随着科学技术的进步，家居智能化正以前所未有的速度走进寻常百姓之家。
以单片机为核心结合计算机构成的智能家居产品具有体积小、功能强、应用面广，使用灵活、价格便宜、工作可靠等优点。
本文设计基于CAN总线的智能家居控制系统，研究其硬件电路设计、软件程序设计和CAN总线的智能家居领域的应用。
该控制系统从结构上来划分，可以分为两个层次，分别为上位机监控和下位机各节点控制。
上位机监控主要由监控计算机PC机和CAN-RS232总线协议转换器构成，下位机由单片机和CAN总线智能节点数据采集模块构成，完成对家居的环境状况进行实时监控。
系统设计两路CAN总线节点，采用温度传感器DS18B20、湿度传感器DHT11、烟雾传感器MQ-2、BIS0001人体红外传感器，巡回检测室内温度湿度，火情盗情等环境信息。
并通过CAN-RS232协议转换将数据发至PC机记录和监控，PC机可查询当前记录和历史记录，上位机和CAN节点分别设有报警功能，可以通过按键设定报警上限和下限。
系统硬件包括主控芯片STC89C52RC，CAN总线通信模块，串行通信接口电路，烟雾浓度检测模块，人体移动红外检测模块，温湿度检测电路，液晶显示电路等。
系统软件设计包括VB上位机监控程序，CAN-RS232总线协议转换程序，CAN总线智能节点通信程序，按键设定值程序，液晶显示程序等。
关键词：智能家居；CAN总线；传感器；Visual BasicAbstractSince the beginning of the 21st century, with the development of computer and Internet technology, information appliances have been more and more in people's life, along with advances in science and technology, the intelligent home is at an unprecedented rate into the homes of ordinary people at home. Small size, wide range of applications, the use of flexible, cheap, reliable and advantages of microcontroller as the core, combined with computer composed of smart home products.The design is based on the CAN bus smart home control systems, to study the hardware circuit design, software programming, and CAN bus application in the field of smart home. The control system up from a structural division can be divided into two levels, respectively, for each node of the PC monitoring and machine control. PC monitoring of monitoring computer PC, CAN-RS232 bus protocol converter, the next crew of data acquisition module of the microcontroller and the CAN bus intelligent node to complete the real-time monitoring of the state of the environment of the home.System designs two CAN bus node, using temperature sensor DS18B20, humidity sensor DHT11, smog sensor MQ-2, BIS0001 infrared sensor, to detect circuitly indoor temperature and humidity, fire Pirates of the situation and other environmental information. Recording and monitoring of the data sent to the PC, the PC machine can check the records and history, the host computer and the CAN nodes are equipped with an alarm function, alarm upper and lower limits can be set through the button and the CAN-RS232 protocol conversion. The system hardware consists of the master chip STC89C52RC，CAN bus communication module, serial communications interface circuits, smoke concentration detection module, infrared detection module of human motion, temperature and humidity detection circuit, LCD circuits, etc.. System software design, including VB PC monitoring program, the CAN-RS232 bus protocol conversion process, the intelligent node of the CAN bus communication program button to set the value of the program, LCD program.Keywords: Smart Home; the CAN bus; sensor; Visual Basic目录引言 (1)1 课题研究内容 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 课题意义 (2)2 系统设计概述 (3)2.1 设计任务 (3)2.2 系统设计原理 (3)2.3 系统设计方案 (3)2.4 系统可行性分析 (4)3 CAN总线概述 (6)3.1 CAN总线简介 (6)3.2 CAN总线帧类型 (6)3.2.1 数据帧 (6)3.2.2 远程帧 (7)3.2.3 错误帧 (8)3.2.4 过载帧 (8)3.3 CAN报文过滤 (8)3.4 CAN错误处理 (8)3.4.1 错误检测 (8)3.4.2 错误标定 (9)4 硬件电路设计 (10)4.1 单片机最小系统 (10)4.1.1 单片机STC89C52RC (10)4.1.2 最小系统电路 (11)4.2 CAN总线模块 (12)4.2.1 CAN控制器SJA1000 (12)4.2.2 CAN收发器TJA1050 (17)4.2.3 CAN模块电路 (17)4.3 串口通信 (18)4.3.1 电平转换芯片MAX232 (18)4.3.2 串口通信电路 (18)4.4 温湿度检测模块 (19)4.4.1 温度传感器DS18B20 (19)4.4.2 湿度传感器DHT11 (19)4.4.3 温湿度检测电路 (20)4.5 烟雾检测模块 (20)4.6 红外人体感应模块 (20)4.7 液晶显示模块 (21)4.8 报警电路 (22)4.9 按键电路 (22)5 系统软件设计 (23)5.1 软件整体设计 (23)5.2 CAN通信程序设计 (24)5.3 RS-232通信程序设计 (27)5.4 LCD1602液晶显示程序设计 (27)5.5 按键设定值程序设计 (29)5.6 温度采集程序设计 (29)5.7 湿度采集程序设计 (31)5.8 应用软件平台简介 (33)5.8.1 Keil C51 (33)5.8.2 Visual Basic 6.0 (34)6 系统调试 (37)6.1 硬件电路调试 (37)6.2 系统联调 (37)7 总结和展望 (41)谢辞 (42)参考文献 (43)附录 (44)引言科技的进步，带来经济飞速发展的同时，也给人们的生活带来无限的惊奇。
南京理工大学毕业设计说明书(论文)作者: 学号：学院(系): 自动化学院专业: 电气工程及其自动化题目: 基于CAN的温度检测系统设计----适配卡软件及PC监控界面设计指导者：(姓名) (专业技术职务)评阅者：(姓名) (专业技术职务)2012年 6月毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）外文摘要目次1 引言 (1)1．1 课题背景 (1)1．2 研究现状 (1)1．3 系统设计构想 (2)2 准备知识 (4)2．1 现场总线 (4)2．2 CAN总线及其通信协议 (4)2．3 RS232通信 (5)2．4 VB软件 (6)2．5 现场传感器 (7)3 监控界面设计 (9)3．1 主要控件的属性及设置 (9)3．2 功能窗口设计 (11)3．3 主要函数介绍 (17)4 CAN适配卡设计 (19)4．1 CAN适配卡硬件 (19)4．2 家庭火灾监控系统网络参数配置 (21)4．3 现场节点通信流程 (23)4．4 网络通信协议设定 (24)4．5 CAN适配卡程序设计 (25)结论 (35)致谢 (37)参考文献 (38)附录A CAN适配卡部分程序 (40)附录B PC监控界面部分程序 (46)附录C CAN适配卡程序设计中使用的寄存器 (52)附录D CAN适配卡原理图 (57)1 引言1．1 课题背景CAN最初出现在80年代末的汽车工业中。
由德国Bosch公司最先提出。
提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少不断增加的信号线。
1993年，CAN已成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISOll519(低速应用)[1]。
选择基于CAN总线家庭火灾报警系统作为毕业设计，让我们掌握CAN总线原理与应用技术大有裨益。
基于CAN的温度监控是很成熟的技术，业界有公司开发出实际的系统，应用在粮仓、船舶、地铁等。
火灾监控系统中，各个检测点采集数据后，通过CAN总线传输给PC机的适配卡，适配卡再通过RS232串行线传输给控制室的计算机，构成一个分布式监控系统——分散完成各处监控工作，对监控结果集中管理的架构。
PC机使用Visual Basic（以下简称VB）进行串口通信编程，并使用VB作监控界面的设计，CAN适配卡上的单片机使用C语言进行编程[2、3]。
在现代的生产和生活中对温度进行监测有十分重要的意义。
这次毕业设计将CAN总线技术与常见的传感器技术结合起来，实现一个基于CAN总线的智能化温度监测系统。
该系统的典型应用就是家庭火灾监控系统。
本论文叙述家庭火灾监控系统中CAN适配卡软件和PC机监控界面的设计过程和方法。
家庭火灾监控系统成熟后，可以应用于居民住宅小区，学校学生公寓等区域等，具有很广的应用范围。
它可以将火灾控制在初期，有效预防火灾蔓延，减少火灾带来的损失，保障人们生命财产。
1．2 研究现状这些年CAN总线在在国内得到广泛的推广。
它主要被应用于对抗干扰能力和实时通信要求较高，单次通信量小，通信距离在3-5km的一些场合中。
在好多领域，CAN逐渐替代传统的RS-485总线。
CAN总线在各个领域的广泛应用，尤其是在集散控制系统中的使用，使得开发出CAN控制器和PC机的接口卡成为必须——因为现行的通用PC没有CAN控制器单元。
在诸多的基于CAN总线的转接卡中，广州周立功单片机发展有限公司开发的PCI-5121智能CAN接口卡，有很高的数据吞吐量，适合用于有大量数据传输的CAN_BUS场合，可以最大限度减轻PC机负担，对PC机的硬件、软件要求并不严格[4]。
武汉吉阳光电科技有限公司开发的GY8507 USB-CAN总线适配器，是带有USB2.0接口和1路CAN接口的CAN总线适配器，可进行双向传送。
PC可以通过USB接口连接一个标准CAN网络，适配器应用于构建现场总线测试实验室、工业控制、智能楼宇、汽车电子等领域中，进行数据处理、数据采集、数据通讯[5]。
在国外，CAN的研究和应用也很成熟。
成熟的CANOpen协议占领了欧洲的汽车生产领域，而PeliCAN应用层协议在美国和亚太的机械控制方面独占鳌头。
例如，CT断层扫描仪中有各种复杂的功能单元，如X光发生器、X光接收器、扫描控制单元、旋转控制单元等等，CAN总线技术，为断层扫描仪的数据通信提供了较好的解决方案。
Siemens公司的CT断层扫描仪已经采用了CAN总线技术[6]。
在界面设计领域，也有很多成熟的软件。
比较常见的是VC、VB和一些组态软件。
如果采用VC开发通信程序，语言简练，功能强大，易于移植。
但是用VC 开发出完善的界面，需要一定的专业知识。
VB在界面设计中的简单直观的特点，弥补了作为非计算机专业同学的不足，可以让开发人员把主要精力集中在通信控制和数据处理上。
另外，现在的组态软件比较成熟，例如Intouch、组态王、CMS 组态软件等。
他们在工业控制领域中，是比较流行的界面开发软件。
这里，笔者自学了VB，采用VB开发出一款简单、容易使用的界面监控软件。
1．3 系统设计构想家庭火灾报警系统是CAN网络通信的一个简单应用。
家庭火灾报警系统的设计，非常适合采用CAN总线。
因为火灾监控系统对实时性和抗干扰能力要求较高，其次，单次通信量比较小，适合CAN总线的短帧结构 [7]。
家庭火灾监控系统主要功能有：现场节点温度烟雾采集、火灾信息记录、异常数据自动报警、现场参数设置。
在现场检测的两块电路板上，一块带有烟雾传感器和温度传感器，另一块带有温度传感器。
整个系统是分布式监控系统，由监控计算机、CAN适配卡、智能节点（n=2）、CAN网络组成，系统结构如图1-1。
图 1-1 系统结构图放在现场的智能检测节点，采集到数据后（烟雾传感器输出的电压值、温度传感器输出的电压值）将数据打包到消息对象的数据帧里，然后C8051F040的CAN控制器监测总线状态，当总线空闲时，开始发送报文。
CAN适配卡从CAN总线上接收数据，通过RS232数据线传输给上位机。
上位机的监控程序接收到传输来的数据，处理后显示。
当现场数据异常时，监控程序报警模块激活，进行报警。
此外，还可以通过PC机来设置现场节点的一些参数。
2 准备知识2．1 现场总线现场总线较为公认的定义是“从控制室连接到现场设备的双向串行数字通信总线”。
现场总线的本质意义是信息技术对自动化系统底层的现场设备进行改造[8]。
常用的现场总线有：现场基金会总线、HART通信、Profibus现场总线、CAN 现场总线等。
其中CAN是多主对等系统，支持竞争，是计算机、网络技术在现代控制技术领域的应用和发展。
2．2 CAN总线及其通信协议CAN(Controller Area Network)总线，又称控制器局域网，属于现场总线的范畴，是在现代汽车技术中领先的一种多主机局部网络互联方案。
由于其卓越的性能、极高的可靠性、独特灵活的设计和低廉的价格，已广泛应用于工业现场控制、智能大厦、小区安防、交通工具、医疗仪器、环境监控等众多领域 [9]。
与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。
CAN控制器工作于多主方式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)，采用无损结构的逐位仲裁的方式向总线发送数据，且CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据[10]。
这里着重介绍下CAN的位仲裁机制和CAN报文格式。
CAN总线以报文为单位进行数据传送。
报文的优先级结合在11位标识符中。
具有最低二进制数的标识符有最高的优先级。
这种优先级一旦在系统设计时被确立后就不能再被更改。
总线读取中的冲突可通过位仲裁解决。
这种非破坏性位仲裁方法的优点在于，在网络最终确定哪一个站的报文被传送以前，报文的起始部分已经在网络上传送了。
所有未获得总线读取权的站都成为具有最高优先权报文的接收站，并且不会在总线再次空闲前发送报文[11]。
在总线中传送的报文，每帧由7部分组成。
CAN协议支持两种报文格式，其唯一的不同是标识符ID的长度不同，标准格式为l1位，见图2-1，扩展格式为29位。
在标准格式中，报文的起始位称为帧起始(SOF)。
然后是由11位标识符和远程发送请求位(RTR)组成的仲裁场。
RTR位标明是数据帧还是请求帧，在请求帧中没有数据字节。
控制场包括标识符扩展位（ODE)，指出是标准格式还是扩展格式。
它还包括一个保留位(r0)，为将来扩展使用。
它的最后四个字节用来指明数据场中数据的长度(DLC)。
数据场范围为0~8个字节，其后有一个检测数据错误的循环冗余检查（CRC)。
应答场(ACK)包括应答位和应答分隔符。
发送站发送的这两位均为隐性电平(逻辑l)。
这时正确接收报文的接收站发送主控电平(逻辑0)覆盖它。
报文的尾部由帧结束标出。
在相邻的两条报文间有一很短的间隔位。
如果这时没有站点进行总线存取，总线将处于空闲状态。
图2-1 标准格式示意图2．3 RS232通信串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度，只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
串行通信又分为同步通信和异步通信。
同步通信是连续串行传送数据的通信方式，比特块以稳定的比特流传输，一次通信传送若干个数据字符。
字符代码之间没有起始位或是停止位。
但是同步通信容易引起时钟漂移，建立起来的同步时钟信号，在长距离传输中容易受到干扰[12]。
异步通信是一种很常用的通信方式。
发送端发送字符时，所发送的字符之间的时隙可以是任意的，可以在任意时刻开始发送字符，异步通信在有限信道中传输效率高，缺点是设备复杂、信道利用率较低。
在本毕业设计中，RS232的连接采用最简单方式，如图2-2所示，接收数据针脚与发送数据针脚相连，彼此交叉，信号地对应相接[13]。
图2-2 RS-232连接示意图串行通信接口标准经过使用和发展，目前有RS-232、RS-422、RS-485等标准,它们只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议。
RS-232的引脚介绍如表2-1：表 2-1 RS-232引脚方向及其意义针脚号缩写描述2 RXD 接收数据3 TXD 发送数据5 GND 信号地RS-232串口的电气特性如下：1.RS-232串口通信最远距离是50英尺。
2.RS232可做到双向传输，全双工通讯，最高传输速率20kbps。
3.RS-232C上传送的数字量采用负逻辑，且与地对称。
逻辑1：-3V-15V，逻辑0：+3V+15V。
所以与单片机连接时需要加入电平转换芯片，例如MAX232。
RS-232串口通信参数如下：1.数据传输速度：RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。
