淺談基于MSP430的電氣火災探測器的設計

摘要：介紹一種基于l6位嵌入式微處理器MSP430的漏電電流電氣火災監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由電氣火災監(jiān)測設備和各種電氣火災探測器組成網(wǎng)絡。探測器采用改進的交流采樣算法和計量芯片，完成數(shù)據(jù)采集、電氣火災預警、故障和報警記錄保存等工作。監(jiān)控設備還可以實時監(jiān)控和智能應用系統(tǒng)。結(jié)果表明，該系統(tǒng)符合國家標準設計要求，具有能耗低、精度高、安全可靠、誤報率低、操作維護方便的特點，具有明顯的市場應用價值。

關鍵字：MSP430；電流泄漏；交流采樣；智能監(jiān)控

引言

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，社會用電量大大增加。各種電氣設備和家用電器的用量急劇增加，電氣火災事故也急劇增加。在過去的10年里，中國的電氣火災占火災事故總數(shù)的3O％，目前，它已成為中國各種火災的主要災害來源。電氣火災事故的比例逐年增加，令人擔憂。隨著對電氣火災的重視程度逐步加深，電氣火災探測器新國家和人民的生命財產(chǎn)安全也逐步加深。

1系統(tǒng)硬件設計

1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

如圖1所示，整個系統(tǒng)由一個監(jiān)控設備與不超過255個探測器聯(lián)網(wǎng)。電氣火災探測器的工作原理是獨立完成配電電路和供電線路的漏電流、過載短路電流和過壓，通過外部傳感器、微控制器和數(shù)字處理芯片的組合。／欠壓／監(jiān)控和管理缺相、線路溫升等火災危險參數(shù)。供電線路一旦出現(xiàn)漏電、過載、短路、過壓、欠壓、缺相、過熱等超過設定值信號，就可以快速準確地發(fā)出聲光語音預警(報警)信號，指示報警部位，記錄報警時間，顯示報警類型，提醒相關人員及時處理危險情況。配合外部輸入信號和斷路器可以完成配置線路的隔離、消防聯(lián)動和輸入報警等。監(jiān)控設備通過RS485總線組網(wǎng)后，可以對探測器進行實時檢查、參數(shù)設置、遠程控制和數(shù)據(jù)備份打印，實現(xiàn)探測器的遠程檢測、遠程控制、遠程調(diào)整和遠程信任；同時，系統(tǒng)內(nèi)部設備故障不影響其他部位的正常工作，穩(wěn)定性和安全性高；便于操作人員集中監(jiān)督、快速處理和檢查故障等。圖1中探測器的傳感器和斷路器已經(jīng)內(nèi)置。

圖1電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

模塊分類按探測器功能設計進行，如圖2所示，除微處理器MSP430主控模塊外，圖2中的電氣火災探測器設計大致可分為六個部分：信號采集模塊、時鐘與數(shù)據(jù)存儲模塊、人機交互模塊、輸入輸出模塊、通信模塊和電源控制模塊。

1.2主要功能模塊

信號采集模塊；時鐘和數(shù)據(jù)存儲模塊；人機交互模塊；輸入輸出模塊；通訊模塊；

2系統(tǒng)軟件設計

電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計主要分為探測器軟件設計和監(jiān)控系統(tǒng)遠程控制軟件設計兩部分，通過制定統(tǒng)一的網(wǎng)絡通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸。對于電氣火災探測器，通過合理的編程，可以充分調(diào)用16位微控制器MSP430強大的定時、中斷和外圍模塊功能，實現(xiàn)內(nèi)部設備之間的同步通信和模塊功能；對于電氣火災監(jiān)控設備，在安裝應用登錄密碼、MFC功能擴展類、ActiveX控件、數(shù)據(jù)庫訪問、hook等技術(shù)的遠程監(jiān)控和控制通信軟件后，可以及探測器系統(tǒng)的同時，實現(xiàn)組網(wǎng)

3安科瑞電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

（1）概述

Acre1-6000電氣火災監(jiān)測系統(tǒng)是根據(jù)中心的消防電子產(chǎn)品試驗認證，并通過了嚴格的EMC電磁兼容試驗，確保了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行，目前已在全國范圍內(nèi)批量生產(chǎn)和廣泛應用。該系統(tǒng)通過收集和監(jiān)控剩余電流、過流、過壓、溫度和故障電弧等信號，實現(xiàn)了對電氣火災的早期預防和報警。如有必要，它還可以聯(lián)動切斷超標的配電電路，如剩余電流、溫度和故障電弧。根據(jù)用戶的需求，還可以通過電源管道和電源管道進行報警或電源管道。

（2）應用場合

適用于石化、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域的智能建筑、高層公寓、酒店、酒店、商業(yè)建筑、工礦企業(yè)、國家重點消防單位。

（3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（4）配置方案

4結(jié)語

電氣火災監(jiān)測系統(tǒng)由獨立的電氣火災探測器和電氣火災監(jiān)測設備組成，是一種智能綜合保護產(chǎn)品，用于在線實時監(jiān)測低壓供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以有效防止接地電弧短路引起的電氣火災，同時可以監(jiān)測電壓、電流、功率、電度、環(huán)境溫度等保護線路的參數(shù)，具有多路消防聯(lián)動和報警功能；采用標準的RS485通信，提供可選的以太網(wǎng)通信接口，配合智能遠程控制軟件，充分滿足遠程監(jiān)控綜合管理的要求，具有廣闊的市場應用價值。

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