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1 引言 火災自動報警及消防聯動系統（以下簡稱：消防主機）現已廣泛運用在各種樓宇、建筑中，并充分顯示了發現火災及時、撲滅初起火災迅速的特點，但是各種消防主機通信協議不一致，系統誤報、漏報頻繁，特殊惡劣環境干擾等問題也較為突出。為進一步提高火災探測報警系統的可靠性、降低誤報率，縮短火災探測報警時間，及時采取有效防火、滅火措施，必須建立統一的傳輸協議，確保不同種類、不同品牌的各種消防主機之間的可靠聯接和通信，實現城市消防管理的智能化、網絡化，構造一種全新的“以防為主，防消結合”的現代化消防管理、指揮機制。 （省級）城市火災自動報警智能監控網絡由通信平臺和業務處理兩大部分組成。系統通信主要在各重點消防單位消防主機與消防主機收發器之間、消防主機收發器與（市級）消防支隊網絡中心之間、各消防支隊網絡中心與（省級）消防總隊網絡中心之間進行，為滿足系統24小時在線的要求，通信方式采用的是寬帶；系統中的業務處理分三個層次進行，即重點消防單位、消防支隊、消防總隊，這三個層次構成一個完整的有機體，系統結構示意如圖1所示。 2 消防主機收發器的總體設計 2.1 功能概述 如圖1所示，城市消防火災自動報警監控與保障網絡系統以自主開發的消防主機收發器為網絡接點，通過寬帶將重點消防單位的消防主機與消防支隊網絡中心聯接，實現對聯網的消防主機24小時實時監控。 消防主機收發器由一塊嵌入式開發板和相應軟件構成，開發板通過串口與消防主機聯接，采集消防主機發送的數據信息并進行數據格式的轉換，以寬帶方式將信息上傳至消防支隊網絡中心。 2.2 開發平臺選擇[1][2] ⑴ 硬件平臺 每一臺消防主機收發器的硬件部分包括：北京博創UP-NETARM300開發板一塊（采用ARM架構的三星S3C44B0X 32位處理器，主時鐘頻率60MHz，內置8K高速緩存、16MFlash，有兩個串口、一個USB接口、一個仿真器接口）、9吋灰度液晶屏一塊、USB 聯接電纜一條、JTAG 仿真器一個、PC 機并口延長電纜一條、RS-232串口通信線一條和網線一根。 ⑵ 軟件平臺 軟件開發平臺選用嵌入式實時操作系統μC/OS-II、ARM JTAG仿真器UARMJtag 1.5、ARM SDT（Software Development Kit）2.5.1編譯器、USB通信程序ArmDvk、代碼查看器Source Insight 3.0和串口調試工具sscomv2.0。 μC/OS-II[3]是一種開放源代碼的實時嵌入式操作系統，是一個可移植、可裁剪、占先式多任務的操作系統，已被應用到多種微處理器上。 UARMJtag 1.5，也稱JTAG調試器，是通過ARM芯片的JTAG邊界掃描口進行調試的設備。它通過現有的JTAG邊界掃描口與ARM CPU核進行通信，無需目標存儲器，不占用目標系統的任何端口。 SDT是ARM公司為方便用戶在ARM芯片上進行應用軟件的開發而推出的一整套開發工具。它集成快速指令集模擬器，提供ANSI C、 C++、Embedded C函數庫，所有庫均以“.lib”形式提供。 ArmDvk將編譯好的程序通過USB口將程序傳送到收發器的Flash上，即將System.bin文件復制到開發板上。 Source Insight 3.0提供的界面非常友好，易于操作，不同的變量采用不同的顏色。 sscomv2.0用來設置串口的一些相關的參數，當出現錯誤時不需要重新啟動開發板。 2.3 工作原理 消防主機收發器與支隊之間以寬帶方式進行通信，消防主機收發器IP號由消防支隊網絡中心統一分配，第一次使用時人工設置。 消防主機收發器工作原理如圖2所示。消防主機將探測的火警、故障（某些消防主機發握手信號）等運行狀態發送到消防主機收發器，消防主機收發器通過RS-232或RS-485按特定的消防主機串行通信協議接收，快速、準確地對收到的信息進行解析、篩選，最后轉換成符合國家公安部行業標準《火災自動報警系統監控網絡通信協議》（送審稿）的信息幀，上傳至消防支隊網絡中心的消息接收服務器。 3 消防主機收發器軟件設計 消防主機收發器由以下五個功能模塊組成： ⑴ 消防主機信息接收模塊：接收消防主機發出的信息。 ⑵ 信息代碼識別與轉換模塊：由于存在幾百種協議不同的消防主機，且數據格式各不相同，而最終要以統一的格式送達消防支隊網絡中心，所以，必須識別出收到的消防主機信息，并將其轉換為統一的數據格式。 ⑶ 信息篩選模塊：某些消防主機存在這樣的問題：一旦報警，便不停頓地發送信息。針對這種情況，消防主機收發器每發送一次數據，就將其后2分鐘內的重復信息加以屏蔽。 ⑷ 信息上傳模塊：將經過處理的消防主機報警信息或故障信息上傳至消防支隊網絡中心的消息接收服務器。 ⑸ 查崗信息接收模塊：接收消防支隊網絡中心發來的查崗信息，并發出信號（發聲并亮燈），以告知值班人員，等待值班人員應答。 不同種類的消防主機通信協議不一致，每一種消防主機對應一種消防主機收發器。下面以北京獅島SD2100為例，介紹信息代碼識別與轉換模塊的設計與實現。 在消防主機信息接收模塊中，根據消防主機的發送機制，建立了一個數據幀緩沖池，信息代碼識別與轉換模塊完成從緩沖池中取出一幀數據，進行解析后將其轉換成統一信息幀，工作流程如圖3所示。 主要數據結構定義如下： 4 結束語 目前，已成功地通過自主開發的基于嵌入式技術的消防主機收發器，將北京獅島SD2100、無錫中策YZ800、上海能美JB—R21三種消防主機接入城市消防自動報警監控網絡，運行狀況良好，簡化了報警環節，實現了早期預警、自動報警，為全面建立城市消防自動報警智能監控網絡奠定了良好基礎。 |
