基于區(qū)域控制網絡(can)的智能家居自動化火災報警系統外文翻譯（譯文）

1、中文 中文 6500 6500 字出處：IEEE Transactions on Consumer Electronics, 1094 Vol. 50, No. 4, NOVEMBER 2004基于區(qū)域控制網絡(CAN)的智能家居自動化火災報警系統Kyung Chang Lee, Hong-Hee Lee摘 要：本文提出一個應用區(qū)域控制網絡(CAN)的火災報警系統并評估其應用于智能家庭自動化控制的可能性。通常，傳統的火災報警系統有一些

2、不足，例如由于其使用 4~20mA 的模擬電流信號，噪聲對其干擾很大。因此，本文為替代原有系統，提出了一個基于 CAN 的火災報警系統，闡述了 CAN 通信網絡的設計方法并進行試驗評估該系統的性能。這個網絡有以下幾個優(yōu)點，如比其他底層 BACNet(如以太網、ARCNET)有更低的成本且更容易實現。因此，如果 CAN 被選為底層 BACNet，家庭自動化系統將會更有效。關鍵詞：網絡型火災報警系統；區(qū)域控制網絡(CAN);家庭自動化系統；

3、家庭網絡系統；智能建筑1. 引言當前，建筑的智能化為人們帶來更多的方便與安全 1-2。因此，家庭網絡自動化系統的要求隨著智能家居要求的增長而日益增長 3。為了滿足使用者的需求、家電(如冰箱和微波爐)、多媒體設備(如電視和音響系統)和網絡設備(如電腦)已被包括在智能建筑，如圖 1。在智能家居，我們可以在房內或是戶外用一個手機或 PDA 監(jiān)控連接到家庭網絡的電器。為了實現家庭網絡系統，一些標準組織、企業(yè)正在開發(fā) Echonet,Konnex

4、,LnCP 和 LonWorks 等網絡標準 4。圖 1 家庭網絡系統原理圖另外，為了提高人們生活的舒適與安全正在完善如強電控制、照明、防盜、火災報警等家庭自動化系統。通常，在傳統的家庭自動化系統中，開關、閥門或者火災探測器都直接與空調設備或火災報警系統相連。傳統火災告警系統采用 4~20mA 電流的模擬傳輸方式，當從火災探測器接受的電流信號超過閾值，判定發(fā)生火災。因此，該系統存在一些不足，它容易受到包括尖脈沖等不同形式的干擾，同時它不

5、能判斷實際的燃火點。為了解決這些問題，業(yè)界已經開始研究用數字、無線傳輸Internet移動電腦手機、PDA等家庭網關家庭應用控制網絡骨干網信息網絡 多媒體網絡多媒體設備 信息設備強電控制照明控制 取暖控制家庭網絡系統 家庭自動化系統過這種連接方式，由于每一個火災探測器都有屬于自己的唯一地址，接收器就可以識別是哪個探測器進行告警。此外，由于接收器定期檢測各個火災探測器的狀態(tài)，它可以發(fā)現諸如探測器故障或是傳輸總線開路等系統故障。另外，因為各

6、個探測器將煙霧與熱度的定量數據發(fā)送給接收器，所以錯誤警報要少于傳統火災報警系統。在同一區(qū)域安裝多個火災探測器，接收器可以到各位置直觀的煙霧、熱度數據，因此本系統可以直接應用于智能火災報警系統并能使用推理算法。同時由于探測信號可以進行計算比較，系統的風險評估能力得到提升 12。圖 3 網絡型火災報警系統的網絡結構此外，由于 PC 的安裝維護比傳統的專用接收機更為方便，我們可以很容易地創(chuàng)建一個用戶界面，將人機界面應用于 PC，將本系統合成到

7、家庭網絡系統中，因此網絡火災報警系統如果使用 PC作為接收機會更為方便。當前，已有 BACNet、LonWorks、Bluetooth 等多種網絡協議將網絡型火災告警系統應用在智能建筑項目用 5-6。3. 網絡型火災報警系統的設計3.1. CAN 協議概述CAN2.0B 是專門為連接傳感器、驅動器、汽車中的電子控制單元 (ECU) 而編寫的網絡協議。它的支持通信速率為 5Kbps~1Mbps，可以應用于信息共享與實時控制領域。它可以選擇

8、總線型或者星型網絡拓撲結構。CAN2.0B 具有以下性質：分布式總線存取控制。這意味著每一個設備都有相同的總線使用權限。競爭非破壞性總線讀取。雖然設配是通過競爭方式控制總線，但不會因競爭破壞報文。根據內容確定地址。每條報文根據自身內容確定唯一的標識。循環(huán)冗余校驗錯誤檢測和錯誤禁閉來阻止任何不利影響的一個網絡元件失效。設備不管網絡是否空閑都可以傳輸信息。當網絡繁忙時，在正在傳輸的信息包完成前，將要發(fā)送的包會一直等待。電信號在網絡中傳輸的速

9、度是有限的，很有可能多個設備在很短的時間段內都要開始傳輸信息。這種情況被稱為信息沖突，協議通過比較報文包含的標識來解決這一難題。標識的值最小的報文贏得網絡使用權，其他的設備必須立即停止傳輸。因為標識在數據包的首部，一起傳輸的電信號“0”將把電信號“1”改寫，所以標識值最小的數據包將不被破壞的完成傳輸。其他的設備將在當前傳輸結束后，繼續(xù)嘗試傳輸自己的數據。圖 4 展現這個仲裁的過程。響鈴 指示燈 火災探測器 驅動器PC 端接收器網絡總線B