基于區(qū)域控制網(wǎng)絡(luò)(can)的智能家居自動(dòng)化火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)(CAN)的智能家居自動(dòng)化火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)Kyung Chang Lee, Hong-Hee Lee摘 要：本文提出一個(gè)應(yīng)用區(qū)域控制網(wǎng)絡(luò)(CAN)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)并評(píng)估其應(yīng)用于智能家庭自動(dòng)化控制的可能性。通常，傳統(tǒng)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)有一些

2、不足，例如由于其使用 4~20mA 的模擬電流信號(hào)，噪聲對(duì)其干擾很大。因此，本文為替代原有系統(tǒng)，提出了一個(gè)基于 CAN 的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，闡述了 CAN 通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法并進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)估該系統(tǒng)的性能。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，如比其他底層 BACNet(如以太網(wǎng)、ARCNET)有更低的成本且更容易實(shí)現(xiàn)。因此，如果 CAN 被選為底層 BACNet，家庭自動(dòng)化系統(tǒng)將會(huì)更有效。關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)；區(qū)域控制網(wǎng)絡(luò)(CAN);家庭自動(dòng)化系統(tǒng)；

3、家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；智能建筑1. 引言當(dāng)前，建筑的智能化為人們帶來(lái)更多的方便與安全 1-2。因此，家庭網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)的要求隨著智能家居要求的增長(zhǎng)而日益增長(zhǎng) 3。為了滿足使用者的需求、家電(如冰箱和微波爐)、多媒體設(shè)備(如電視和音響系統(tǒng))和網(wǎng)絡(luò)設(shè)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?jī)?nèi)或是戶外用一個(gè)手機(jī)或 PDA 監(jiān)控連接到家庭網(wǎng)絡(luò)的電器。為了實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，一些標(biāo)準(zhǔn)組織、企業(yè)正在開(kāi)發(fā) Echonet,Konnex

4、,LnCP 和 LonWorks 等網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) 4。圖 1 家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)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(qiáng)電控制、照明、防盜、火災(zāi)報(bào)警等家庭自動(dòng)化系統(tǒng)。通常，在傳統(tǒng)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)、閥門或者火災(zāi)探測(cè)器都直接與空調(diào)設(shè)備或火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)相連。傳統(tǒng)火災(zāi)告警系統(tǒng)采用 4~20mA 電流的模擬傳輸方式，當(dāng)從火災(zāi)探測(cè)器接受的電流信號(hào)超過(guò)閾值，判定發(fā)生火災(zāi)。因此，該系統(tǒng)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(shí)它不

5、能判斷實(shí)際的燃火點(diǎn)。為了解決這些問(wèn)題，業(yè)界已經(jīng)開(kāi)始研究用數(shù)字、無(wú)線傳輸Internet移動(dòng)電腦手機(jī)、PDA等家庭網(wǎng)關(guān)家庭應(yīng)用控制網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò) 多媒體網(wǎng)絡(luò)多媒體設(shè)備 信息設(shè)備強(qiáng)電控制照明控制 取暖控制家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 家庭自動(dòng)化系統(tǒng)過(guò)這種連接方式，由于每一個(gè)火災(zāi)探測(cè)器都有屬于自己的唯一地址，接收器就可以識(shí)別是哪個(gè)探測(cè)器進(jìn)行告警。此外，由于接收器定期檢測(cè)各個(gè)火災(zāi)探測(cè)器的狀態(tài)，它可以發(fā)現(xiàn)諸如探測(cè)器故障或是傳輸總線開(kāi)路等系統(tǒng)故障。另外，因?yàn)楦?/p>

6、個(gè)探測(cè)器將煙霧與熱度的定量數(shù)據(jù)發(fā)送給接收器，所以錯(cuò)誤警報(bào)要少于傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。在同一區(qū)域安裝多個(gè)火災(zāi)探測(cè)器，接收器可以到各位置直觀的煙霧、熱度數(shù)據(jù)，因此本系統(tǒng)可以直接應(yīng)用于智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)并能使用推理算法。同時(shí)由于探測(cè)信號(hào)可以進(jìn)行計(jì)算比較，系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力得到提升 12。圖 3 網(wǎng)絡(luò)型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)此外，由于 PC 的安裝維護(hù)比傳統(tǒng)的專用接收機(jī)更為方便，我們可以很容易地創(chuàng)建一個(gè)用戶界面，將人機(jī)界面應(yīng)用于 PC，將本系統(tǒng)合成到

7、家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，因此網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)如果使用 PC作為接收機(jī)會(huì)更為方便。當(dāng)前，已有 BACNet、LonWorks、Bluetooth 等多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)型火災(zāi)告警系統(tǒng)應(yīng)用在智能建筑項(xiàng)目用 5-6。3. 網(wǎng)絡(luò)型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1. CAN 協(xié)議概述CAN2.0B 是專門為連接傳感器、驅(qū)動(dòng)器、汽車中的電子控制單元 (ECU) 而編寫(xiě)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它的支持通信速率為 5Kbps~1Mbps，可以應(yīng)用于信息共享與實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域。它可以選擇

8、總線型或者星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。CAN2.0B 具有以下性質(zhì)：分布式總線存取控制。這意味著每一個(gè)設(shè)備都有相同的總線使用權(quán)限。競(jìng)爭(zhēng)非破壞性總線讀取。雖然設(shè)配是通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)方式控制總線，但不會(huì)因競(jìng)爭(zhēng)破壞報(bào)文。根據(jù)內(nèi)容確定地址。每條報(bào)文根據(jù)自身內(nèi)容確定唯一的標(biāo)識(shí)。循環(huán)冗余校驗(yàn)錯(cuò)誤檢測(cè)和錯(cuò)誤禁閉來(lái)阻止任何不利影響的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件失效。設(shè)備不管網(wǎng)絡(luò)是否空閑都可以傳輸信息。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)繁忙時(shí)，在正在傳輸?shù)男畔瓿汕?，將要發(fā)送的包會(huì)一直等待。電信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)乃?/p>

9、度是有限的，很有可能多個(gè)設(shè)備在很短的時(shí)間段內(nèi)都要開(kāi)始傳輸信息。這種情況被稱為信息沖突，協(xié)議通過(guò)比較報(bào)文包含的標(biāo)識(shí)來(lái)解決這一難題。標(biāo)識(shí)的值最小的報(bào)文贏得網(wǎng)絡(luò)使用權(quán)，其他的設(shè)備必須立即停止傳輸。因?yàn)闃?biāo)識(shí)在數(shù)據(jù)包的首部，一起傳輸?shù)碾娦盘?hào)“0”將把電信號(hào)“1”改寫(xiě)，所以標(biāo)識(shí)值最小的數(shù)據(jù)包將不被破壞的完成傳輸。其他的設(shè)備將在當(dāng)前傳輸結(jié)束后，繼續(xù)嘗試傳輸自己的數(shù)據(jù)。圖 4 展現(xiàn)這個(gè)仲裁的過(guò)程。響鈴 指示燈 火災(zāi)探測(cè)器 驅(qū)動(dòng)器PC 端接收器網(wǎng)絡(luò)總線B