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

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

3、家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；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(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)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(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，我們可以在房內(nèi)或是戶外用一個手機或 PDA 監(jiān)控連接到家庭網(wǎng)絡(luò)的電器。為了實現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，一些標準組織、企業(yè)正在開發(fā) Echonet,Konnex

4、,LnCP 和 LonWorks 等網(wǎng)絡(luò)標準 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電控制、照明、防盜、火災(zāi)報警等家庭自動化系統(tǒng)。通常，在傳統(tǒng)的家庭自動化系統(tǒng)中，開關(guān)、閥門或者火災(zāi)探測器都直接與空調(diào)設(shè)備或火災(zāi)報警系統(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，當從火災(zāi)探測器接受的電流信號超過閾值，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(jīng)開始研究用數(shù)字、無線傳輸Internet移動電腦手機、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)備強電控制照明控制 取暖控制家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 家庭自動化系統(tǒng)過這種連接方式，由于每一個火災(zāi)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(zāi)探測器的狀態(tài)，它可以發(fā)現(xiàn)諸如探測器故障或是傳輸總線開路等系統(tǒng)故障。另外，因為各

6、個探測器將煙霧與熱度的定量數(shù)據(jù)發(fā)送給接收器，所以錯誤警報要少于傳統(tǒng)火災(zāi)報警系統(tǒng)。在同一區(qū)域安裝多個火災(zāi)探測器，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)報警系統(tǒng)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(tǒng)的風險評估能力得到提升 12。圖 3 網(wǎng)絡(luò)型火災(zāi)報警系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)此外，由于 PC 的安裝維護比傳統(tǒng)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(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)報警系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)型火災(zāi)告警系統(tǒng)應(yīng)用在智能建筑項目用 5-6。3. 網(wǎng)絡(luò)型火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計3.1. CAN 協(xié)議概述CAN2.0B 是專門為連接傳感器、驅(qū)動器、汽車中的電子控制單元 (ECU) 而編寫的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它的支持通信速率為 5Kbps~1Mbps，可以應(yīng)用于信息共享與實時控制領(lǐng)域。它可以選擇

8、總線型或者星型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。CAN2.0B 具有以下性質(zhì)：分布式總線存取控制。這意味著每一個設(shè)備都有相同的總線使用權(quán)限。競爭非破壞性總線讀取。雖然設(shè)配是通過競爭方式控制總線，但不會因競爭破壞報文。根據(jù)內(nèi)容確定地址。每條報文根據(jù)自身內(nèi)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(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。當網(wǎng)絡(luò)繁忙時，在正在傳輸?shù)男畔瓿汕埃瑢⒁l(fā)送的包會一直等待。電信號在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)乃?/p>

9、度是有限的，很有可能多個設(shè)備在很短的時間段內(nèi)都要開始傳輸信息。這種情況被稱為信息沖突，協(xié)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(wǎng)絡(luò)使用權(quán)，其他的設(shè)備必須立即停止傳輸。因為標識在數(shù)據(jù)包的首部，一起傳輸?shù)碾娦盘枴?”將把電信號“1”改寫，所以標識值最小的數(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)這個仲裁的過程。響鈴 指示燈 火災(zāi)探測器 驅(qū)動器PC 端接收器網(wǎng)絡(luò)總線B