电气火灾监控报警系统管理平台开发
|
摘要
随着电气火灾在发生频率的不断增加，危害的不断加重，研发一种能同时监测电气火灾和常规火灾，将电气线路运行状态监控和报警功能集为一体的电气火灾监控报警系统显得日益重要。
电气火灾监控报警系统管理平台作为整个电气火灾监控报警系统的控制中心，负责管理各台下位机报警控制器和消防联动设备，并具有监控信息发布等功能，在整个系统中的作用极为重要。管理平台由管理中心软件和总线控制设备组成。管理中心软件以LabVIEW7.0作为开发工具，实现数据库管理、串行数据通信和网络化数据传输等功能。总线管理设备是以PIC单片机作为核心元件的控制单元，用于对系统总线网络进行管理。本文介绍了电气火灾监控报警系统管理平台的研发，论文的主要内容如下：
第一章为绪论。本章着重论述了电气火灾的危害、电气火灾报警系统的现状以及管理平台的关键技术问题，指出了本课题的研究意义和论文的主要研究内容。
第二章为总线管理设备的开发，介绍了电气火灾监控系统的监控网络组成以及总线管理设备软硬件开发过程。
第三章为电气火灾报警系统管理中心软件开发。本管理中心软件采用模块化编程的方式，本章主要介绍了管理中心软件主要功能模块的开发过程。软件实时串行数据通信和数据库管理为本章阐述的重点。
第四章介绍管理中心软件基于DataSocket技术的网络化数据发布功能，阐述了DataSocket技术特点，重点介绍了监控信息发送和接收程序的开发过程。
第五章对全文做了总结，指出本管理平台研发过程中的技术难点和解决方法，并对今后该课题的进一步开展作了一些展望。
The proportion of electrical fire has been greatly increasing with prevalent application of electricity. Electrical fire does severe harm to human's life. Thus, it is absolutely necessary to develop a monitor and alarm system for electrical fire and ordinary fire, which is called monitor and alarm system for electrical fire.
The management platform of monitor and alarm system for electrical fire is the administrative center of the whole system. The management platform controls all of inferior alarming equipments and other fire fighting equipments as well as sends the information of monitor status to outside system So, it plays a critical role for the whole monitor and alarm system. The management platform of monitor and alarm system for electrical fire is composed by tow parts: the management software and the device for communication bus control. The management software is developed by LabVIEW7.0 and functions as administrating database, serial communication between superior industrial computer and inferior alarming equipments and etc. The device for communication bus control is printed circuit board based on PIC16F877 single-chipped micro-controller. The theme of this article is development for the management platform of monitor and alarm system for electrical fire. The main content of the article is as follows:
Chapter one is the introduction, which emphasizes on the harm of electrical fire, shows the current status of alarming system of electrical fire and displays the key technology for establishment for the management platform. This chapter also points out research significance and content.
Chapter two introduces the device for communication bus control. Firstly, it introduces the establishment of the monitor and alarm net, and then this chapter gives more information about the designation of hardware and software of the device for communication bus control.
Chapter three introduces designation of the management software. The software is programmed according to different function modules. This chapter sets forth the course of designation for central management software and emphasizes on serial communication and connectivity with database.
Chapter four is about the function of sending and receiving monitor information of.monitor and alarm system for electrical fire. It displays the application for DataSockettechnology and introduces programs for sending and receiving monitor informationbased on DataSocket.
Finally, chapter five is a brief summary on research work of this thesis and providesthe vista of alarming system for electrical Fire.
电气火灾监控报警系统管理平台作为整个电气火灾监控报警系统的控制中心，负责管理各台下位机报警控制器和消防联动设备，并具有监控信息发布等功能，在整个系统中的作用极为重要。管理平台由管理中心软件和总线控制设备组成。管理中心软件以LabVIEW7.0作为开发工具，实现数据库管理、串行数据通信和网络化数据传输等功能。总线管理设备是以PIC单片机作为核心元件的控制单元，用于对系统总线网络进行管理。本文介绍了电气火灾监控报警系统管理平台的研发，论文的主要内容如下：
第一章为绪论。本章着重论述了电气火灾的危害、电气火灾报警系统的现状以及管理平台的关键技术问题，指出了本课题的研究意义和论文的主要研究内容。
第二章为总线管理设备的开发，介绍了电气火灾监控系统的监控网络组成以及总线管理设备软硬件开发过程。
第三章为电气火灾报警系统管理中心软件开发。本管理中心软件采用模块化编程的方式，本章主要介绍了管理中心软件主要功能模块的开发过程。软件实时串行数据通信和数据库管理为本章阐述的重点。
第四章介绍管理中心软件基于DataSocket技术的网络化数据发布功能，阐述了DataSocket技术特点，重点介绍了监控信息发送和接收程序的开发过程。
第五章对全文做了总结，指出本管理平台研发过程中的技术难点和解决方法，并对今后该课题的进一步开展作了一些展望。
The proportion of electrical fire has been greatly increasing with prevalent application of electricity. Electrical fire does severe harm to human's life. Thus, it is absolutely necessary to develop a monitor and alarm system for electrical fire and ordinary fire, which is called monitor and alarm system for electrical fire.
The management platform of monitor and alarm system for electrical fire is the administrative center of the whole system. The management platform controls all of inferior alarming equipments and other fire fighting equipments as well as sends the information of monitor status to outside system So, it plays a critical role for the whole monitor and alarm system. The management platform of monitor and alarm system for electrical fire is composed by tow parts: the management software and the device for communication bus control. The management software is developed by LabVIEW7.0 and functions as administrating database, serial communication between superior industrial computer and inferior alarming equipments and etc. The device for communication bus control is printed circuit board based on PIC16F877 single-chipped micro-controller. The theme of this article is development for the management platform of monitor and alarm system for electrical fire. The main content of the article is as follows:
Chapter one is the introduction, which emphasizes on the harm of electrical fire, shows the current status of alarming system of electrical fire and displays the key technology for establishment for the management platform. This chapter also points out research significance and content.
Chapter two introduces the device for communication bus control. Firstly, it introduces the establishment of the monitor and alarm net, and then this chapter gives more information about the designation of hardware and software of the device for communication bus control.
Chapter three introduces designation of the management software. The software is programmed according to different function modules. This chapter sets forth the course of designation for central management software and emphasizes on serial communication and connectivity with database.
Chapter four is about the function of sending and receiving monitor information of.monitor and alarm system for electrical fire. It displays the application for DataSockettechnology and introduces programs for sending and receiving monitor informationbased on DataSocket.
Finally, chapter five is a brief summary on research work of this thesis and providesthe vista of alarming system for electrical Fire.
引文
[1] 杨乐平．LabVIEW 7.1高级程序设计．北京：清华大学出版社，2003．4
[2] 张凯等．LabVIEW虚拟仪器工程设计与开发．北京： 国防工业出版社2004．6
[3] 邓焱等．LabVIEW 7．1测试技术与仪器应用．机械工业出版社，2004．7
[4] 高峰．单片微型计算机接口技术．北京：科学出版社，2003：522．
[5] 刘和平．单片机原理及应用．重庆：重庆大学出版杜，2002．1
[6] 杨乐平．LabVIEW程序设计于应用．北京：电子工业出版社，2003．
[7] 李学海．PIC单片机原理．北京：北京航空航天大学出版社，2004．5
[8] 王有绪，许杰．PIC系列单片机接口技术及应用系统设计．北京：北京航空航天大学出版社，2000．12
[9] Mike Keesling . Data Acquisition & Control Systems . Chemical Engineering World. 2005; 40 (2) ;70
[10] 裴锋．基于LabView的虚拟仪器算法解决方案．自动化仪表，2005(8)：50-52
[11] 刘朝青．PC机与单片机以及DSP数据通信技术．北京：北京航空航天大学出版社，2002，8
[12] 张彬斌．LabVIEW和SQL Server数据库之间的互访．哈尔滨理工大学学报．2005；25(1)；22-28．
[13] D.I. Shin, S.J. Huh, T.S. Lee. Web-based remote monitoring of infant incubators in the ICU. International Journal of Medical Informatics, 2003, 71(2):30-32
[14] 秘小元．LabVIEW利用LabSQL访问数据库．数据采集与监测．2003；11(6)；30—32
[15] 夏新春等．LabVIEW数据采集与数据库访问技术．机械．2005；3(4)；44-46
[16] 范立秋，刘波峰．基于LabVIEW的配电防火监测保护系统．仪表技术．2006，5：38-40
[17] Dallas Semiconductor. Guidelines for Proper Wiring of an RS-485 (TIA/EIA-485-A) Network. 2003
[18] National Instrument. Database Connectivity Toolset User Manual. 2004
[19] 汪锐，汪仁煌．在LabVIEW中使用动态连接库与通用数据库接口[J]．电讯技术．2000：16(3)； 63—65．
[20] 李鹰，黄海荣，田作华．一种LabVIEW和数据库的接口设计方法[J]．计算机工程．2000；23 (7)； 98—99
[21] 黎洪生，李超，刘俊刚．LabVIEW中利用ADO访问数据库的方法[J]．计算机系统应用．200112(11)；71-73
[22] 孙海燕．用LabVIEW实现虚拟仪器测试系统与数据库之间的数据交换．工业控制计算机．2002；5(3)；20—22
[23] 张明，邸曼．1993～2002年我国电气火灾的统计分析．电器火灾调查与鉴定技术．2003；9(12)：105—108
[24] 于万民，王哈力，郑洪平．PC机与PIC单片机串行通讯的实现．现代电子技术．2003年，18：161
[25] 杨在塘．电气防火工程．北京；中国建筑工业出版社，2005
[26] 苏向明．电气防火安全检测工作的实践与思考．中国消防．2003：13(4)；45
[27] 韩广兴等．电子元器件与使用电路基础．北京：电子工业出版社，2005
[28] 求是科技编著．单片机通信技术与工程实践．北京：人民邮电出版社，2005．
[29] 谭小华．电气起火的原因及预防．消防技术与管理．2000；11(12)；51-52
[30] 尹红，唐煜．单片机RS—485多机通讯的实现。现代机械．2003；8(3)：；77-79．
[31] 朱志伟周志光．RS—485总线通信系统的可靠性措施．单片机及嵌入式系统应用．2002；10(3)： 54—57。
[32] 魏雄．RS-485总线的理论与实践．大连理工大学学报．19991 17(3)；19-20．
[33] 程凯，曹伟．RS-485总线理论及应用分析．哈尔滨工程大学学报．2002；22(2)；33—37．
[34] 水祺吕景辉．火灾报警系统中的信息融合．国外电子测量技术．2005；16(8)；15—19
[35] 于大元．PIC嵌入式微控制器原理及应用．西安：西安大学出版社，2002
[36] Maxim Integrated Products, Inc. MAX220-MAX249 Data Sheet. 2003:1-19.
[37] David J. Ritter.LabVIEW GUI : essential techniques .New York: McGraw-Hill, 2002.
[38] Leonard Sokoloff. Applications in LabVIEW . N.J.: Pearson-Hall, 2004.
[39] NicholsH. M.C., BernardC. B. and avid M.H. Remote Instrument Diagnosis on the Internet[J].IEEE System, 1998(5): 70-76.
[40] N.E. Dole, V Rane, Mrs A Amonkar. Multiprocessor Serial Communication. Journal of The Institution of Engineers (India) ,2004,85 (7) : 37-38.
[41] 刘和平．PIC16F87X单片机实用软件与接口技术；汇编语言及其应用．北京：北京航空航天大学出版社，2002
[42] 孙德明，何正嘉．快速构建基于Web的远程测控系统[J]．计算机工程与应用．2003；22(23)：160—162．
[43] 陶贵生．LabVIEW实现的制冷及低温实验测试系统开发．中国测试术．2005，13(6)；22-25．
[44] 王建新，杨世凤．远程监控技术的发展现状和趋势．国外电子测量技术．2005，16(3)；77-78．
[45] 雷振山．LabVIEW实用技术教程．北京：中国铁道出版社，2005．
[46] Theodore Karatzas. Automatic Switch Handles RS-232 Or RS-485 Serial Data. Electronic Design, 2004,52 (21) : 11-14
[47] 窦振中．PIC单片机原理及程序设计．北京：北京航空航天大学出版社，1998
[48] 王新梅等．纠错码—原理与方法．西安：西安电子科技大学出版社，2001
[49] 孟德红．循环冗余校验码的软件实现．矿冶研究与开发．2000；9(2)；37—38
[50] Mitchell Lee. Isolated RS485 Transceiver Breaks Ground Loops-Design Note [49]228 . EDN Asia, 2002,11(4):52-54
[51] Robert Gochnour J. Integrating Data for the Reservoir Engineer. SPE36759 presented in Journal of Petroleum Techno;ogy, 1996.486-496
[52] Kathleen H. Almand .System degradation and life safety-Fire safety and our aging electrical infrastructure. NFPA Journal, 2006,10(2):8-11
[53] H.W. Amorphis. RS232 To RS485 Converters. Chemical Engineering World, 2004, 39(4):15-17
[54] Wong, L.T.; Leung, L.K.. Minimum fire alarm sound pyessure level for elder care centres. Building and Environment , 2005, 40(i): 125-133
[55] Laroche, C., Latour, J. C.. Audibility Problems with Fire Alarms in Apartment Buildings . Journal of Safety Research, 1996, 27(3): 199
[56] Holborn, P.G.; Uolan, P.F.; Golt, J.. An analysis of fatal unintentional dwelling fires investigated by London Fire Brigade between 1996 and 2000. Fire Safety Journal, 2003, 38(1):1-42
[57] Sadok, Mokhtar; Shirer, Jeff; et. al. Design and test methods for a video-based cargo fire verification system for commercial aircraft .Fire Safety Journal, 2006,41(4):290-300
[58] Chance Elliott, Vipin Vijayakumar, Wesley Zink. National Instruments LabVIEW: A Programming Environment for Laboratory Automation and Measurement. Journal of the Association for Laboratory Automation, 2007,12(1):9-16
[59] Microchip Technology Inc. PIC16F877/PIC16F877E Data Sheet. 2003
[60] Texas Instruments. 6N137 Optocoupler Data Sheet. 2003
[61] Hans Haringa. An Aliance for Reservoir Simulation Software Integration. SPE36759 presented in Journal of Petroleum Techno;ogy, 1996.7
[62] Alvares, Norman; Fernandez-Pello, A. Carlos. Fire initiation and spread in overloaded communication system cable trays. Experimental Thermal and Fluid Science, 2003.21(3):51-57
[63] Hakim, Simon .Social Cost Benefit Analysis of Commercial and Residential Burglar and Fire Alarms. Journal of Policy Modeling, 1996, 18(1):49-67
[64] 中华人民共和国国家技术监督局．GB14287-1(电气火灾报警监控系统)．中华人民共和国国家标准—量与单位．北京：中国标准出版社，2005
[65] 陈勇，刘兴顺．电气火灾监控系统和剩余电流保护装置设计探讨．建筑电气技术，2006年，12：88-91
[66] 沈育祥．对电气火灾监控系统的理解．建筑电气技术，2006年，5(4)：
[67] 宗莒．电气火灾监控技术有新进展．煤，2006年，15(6)：81-82
[68] 邓湖滨．电子电路Protel实用教程．北京：中国水利水电出版社，2000．5-210
[69] 高鹏，安涛等．电路设计与制片：Protel 99X门与提高．北京：人民邮电出版社，2000 12-120
[2] 张凯等．LabVIEW虚拟仪器工程设计与开发．北京： 国防工业出版社2004．6
[3] 邓焱等．LabVIEW 7．1测试技术与仪器应用．机械工业出版社，2004．7
[4] 高峰．单片微型计算机接口技术．北京：科学出版社，2003：522．
[5] 刘和平．单片机原理及应用．重庆：重庆大学出版杜，2002．1
[6] 杨乐平．LabVIEW程序设计于应用．北京：电子工业出版社，2003．
[7] 李学海．PIC单片机原理．北京：北京航空航天大学出版社，2004．5
[8] 王有绪，许杰．PIC系列单片机接口技术及应用系统设计．北京：北京航空航天大学出版社，2000．12
[9] Mike Keesling . Data Acquisition & Control Systems . Chemical Engineering World. 2005; 40 (2) ;70
[10] 裴锋．基于LabView的虚拟仪器算法解决方案．自动化仪表，2005(8)：50-52
[11] 刘朝青．PC机与单片机以及DSP数据通信技术．北京：北京航空航天大学出版社，2002，8
[12] 张彬斌．LabVIEW和SQL Server数据库之间的互访．哈尔滨理工大学学报．2005；25(1)；22-28．
[13] D.I. Shin, S.J. Huh, T.S. Lee. Web-based remote monitoring of infant incubators in the ICU. International Journal of Medical Informatics, 2003, 71(2):30-32
[14] 秘小元．LabVIEW利用LabSQL访问数据库．数据采集与监测．2003；11(6)；30—32
[15] 夏新春等．LabVIEW数据采集与数据库访问技术．机械．2005；3(4)；44-46
[16] 范立秋，刘波峰．基于LabVIEW的配电防火监测保护系统．仪表技术．2006，5：38-40
[17] Dallas Semiconductor. Guidelines for Proper Wiring of an RS-485 (TIA/EIA-485-A) Network. 2003
[18] National Instrument. Database Connectivity Toolset User Manual. 2004
[19] 汪锐，汪仁煌．在LabVIEW中使用动态连接库与通用数据库接口[J]．电讯技术．2000：16(3)； 63—65．
[20] 李鹰，黄海荣，田作华．一种LabVIEW和数据库的接口设计方法[J]．计算机工程．2000；23 (7)； 98—99
[21] 黎洪生，李超，刘俊刚．LabVIEW中利用ADO访问数据库的方法[J]．计算机系统应用．200112(11)；71-73
[22] 孙海燕．用LabVIEW实现虚拟仪器测试系统与数据库之间的数据交换．工业控制计算机．2002；5(3)；20—22
[23] 张明，邸曼．1993～2002年我国电气火灾的统计分析．电器火灾调查与鉴定技术．2003；9(12)：105—108
[24] 于万民，王哈力，郑洪平．PC机与PIC单片机串行通讯的实现．现代电子技术．2003年，18：161
[25] 杨在塘．电气防火工程．北京；中国建筑工业出版社，2005
[26] 苏向明．电气防火安全检测工作的实践与思考．中国消防．2003：13(4)；45
[27] 韩广兴等．电子元器件与使用电路基础．北京：电子工业出版社，2005
[28] 求是科技编著．单片机通信技术与工程实践．北京：人民邮电出版社，2005．
[29] 谭小华．电气起火的原因及预防．消防技术与管理．2000；11(12)；51-52
[30] 尹红，唐煜．单片机RS—485多机通讯的实现。现代机械．2003；8(3)：；77-79．
[31] 朱志伟周志光．RS—485总线通信系统的可靠性措施．单片机及嵌入式系统应用．2002；10(3)： 54—57。
[32] 魏雄．RS-485总线的理论与实践．大连理工大学学报．19991 17(3)；19-20．
[33] 程凯，曹伟．RS-485总线理论及应用分析．哈尔滨工程大学学报．2002；22(2)；33—37．
[34] 水祺吕景辉．火灾报警系统中的信息融合．国外电子测量技术．2005；16(8)；15—19
[35] 于大元．PIC嵌入式微控制器原理及应用．西安：西安大学出版社，2002
[36] Maxim Integrated Products, Inc. MAX220-MAX249 Data Sheet. 2003:1-19.
[37] David J. Ritter.LabVIEW GUI : essential techniques .New York: McGraw-Hill, 2002.
[38] Leonard Sokoloff. Applications in LabVIEW . N.J.: Pearson-Hall, 2004.
[39] NicholsH. M.C., BernardC. B. and avid M.H. Remote Instrument Diagnosis on the Internet[J].IEEE System, 1998(5): 70-76.
[40] N.E. Dole, V Rane, Mrs A Amonkar. Multiprocessor Serial Communication. Journal of The Institution of Engineers (India) ,2004,85 (7) : 37-38.
[41] 刘和平．PIC16F87X单片机实用软件与接口技术；汇编语言及其应用．北京：北京航空航天大学出版社，2002
[42] 孙德明，何正嘉．快速构建基于Web的远程测控系统[J]．计算机工程与应用．2003；22(23)：160—162．
[43] 陶贵生．LabVIEW实现的制冷及低温实验测试系统开发．中国测试术．2005，13(6)；22-25．
[44] 王建新，杨世凤．远程监控技术的发展现状和趋势．国外电子测量技术．2005，16(3)；77-78．
[45] 雷振山．LabVIEW实用技术教程．北京：中国铁道出版社，2005．
[46] Theodore Karatzas. Automatic Switch Handles RS-232 Or RS-485 Serial Data. Electronic Design, 2004,52 (21) : 11-14
[47] 窦振中．PIC单片机原理及程序设计．北京：北京航空航天大学出版社，1998
[48] 王新梅等．纠错码—原理与方法．西安：西安电子科技大学出版社，2001
[49] 孟德红．循环冗余校验码的软件实现．矿冶研究与开发．2000；9(2)；37—38
[50] Mitchell Lee. Isolated RS485 Transceiver Breaks Ground Loops-Design Note [49]228 . EDN Asia, 2002,11(4):52-54
[51] Robert Gochnour J. Integrating Data for the Reservoir Engineer. SPE36759 presented in Journal of Petroleum Techno;ogy, 1996.486-496
[52] Kathleen H. Almand .System degradation and life safety-Fire safety and our aging electrical infrastructure. NFPA Journal, 2006,10(2):8-11
[53] H.W. Amorphis. RS232 To RS485 Converters. Chemical Engineering World, 2004, 39(4):15-17
[54] Wong, L.T.; Leung, L.K.. Minimum fire alarm sound pyessure level for elder care centres. Building and Environment , 2005, 40(i): 125-133
[55] Laroche, C., Latour, J. C.. Audibility Problems with Fire Alarms in Apartment Buildings . Journal of Safety Research, 1996, 27(3): 199
[56] Holborn, P.G.; Uolan, P.F.; Golt, J.. An analysis of fatal unintentional dwelling fires investigated by London Fire Brigade between 1996 and 2000. Fire Safety Journal, 2003, 38(1):1-42
[57] Sadok, Mokhtar; Shirer, Jeff; et. al. Design and test methods for a video-based cargo fire verification system for commercial aircraft .Fire Safety Journal, 2006,41(4):290-300
[58] Chance Elliott, Vipin Vijayakumar, Wesley Zink. National Instruments LabVIEW: A Programming Environment for Laboratory Automation and Measurement. Journal of the Association for Laboratory Automation, 2007,12(1):9-16
[59] Microchip Technology Inc. PIC16F877/PIC16F877E Data Sheet. 2003
[60] Texas Instruments. 6N137 Optocoupler Data Sheet. 2003
[61] Hans Haringa. An Aliance for Reservoir Simulation Software Integration. SPE36759 presented in Journal of Petroleum Techno;ogy, 1996.7
[62] Alvares, Norman; Fernandez-Pello, A. Carlos. Fire initiation and spread in overloaded communication system cable trays. Experimental Thermal and Fluid Science, 2003.21(3):51-57
[63] Hakim, Simon .Social Cost Benefit Analysis of Commercial and Residential Burglar and Fire Alarms. Journal of Policy Modeling, 1996, 18(1):49-67
[64] 中华人民共和国国家技术监督局．GB14287-1(电气火灾报警监控系统)．中华人民共和国国家标准—量与单位．北京：中国标准出版社，2005
[65] 陈勇，刘兴顺．电气火灾监控系统和剩余电流保护装置设计探讨．建筑电气技术，2006年，12：88-91
[66] 沈育祥．对电气火灾监控系统的理解．建筑电气技术，2006年，5(4)：
[67] 宗莒．电气火灾监控技术有新进展．煤，2006年，15(6)：81-82
[68] 邓湖滨．电子电路Protel实用教程．北京：中国水利水电出版社，2000．5-210
[69] 高鹏，安涛等．电路设计与制片：Protel 99X门与提高．北京：人民邮电出版社，2000 12-120