一種基于can總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng)及模糊控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于CAN總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng)，包括：CAN總線通信電路，包括至少一個(gè)CAN控制器和CAN收發(fā)器，具有接收、發(fā)送功能并能夠完成報(bào)文濾波；主控制模塊，其連接CAN總線通信電路，能夠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)并且有效地控制系統(tǒng)的運(yùn)行；若干控制器節(jié)點(diǎn)，其連接所述CAN控制器，所述各節(jié)點(diǎn)能夠獨(dú)立完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和實(shí)現(xiàn)與所述CAN總線通信電路之間的通信功能，基于CAN總線的分布式架構(gòu)，可以隨時(shí)添加、刪除節(jié)點(diǎn)設(shè)備，邏輯關(guān)系簡(jiǎn)單，降低了故障率，并提供一種基于CAN總線的消防設(shè)備模糊控制方法，通過(guò)計(jì)算火災(zāi)評(píng)估系數(shù)，判斷開(kāi)啟防排煙設(shè)備或消防水泵，防止煙霧傳感器誤判，采用模糊控制方法實(shí)現(xiàn)了超精準(zhǔn)滅火。
【專利說(shuō)明】
-種基于CAN總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng)及模糊控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及消防設(shè)備控制領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于CAN總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng) 和一種基于CAN總線的消防設(shè)備控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 消防水累和防排煙風(fēng)機(jī)作為建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)主要的消防設(shè)備，關(guān)乎著建筑物內(nèi) 人員的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。而它們是否能可靠運(yùn)行，控制系統(tǒng)相當(dāng)關(guān)鍵。目前，一般僅僅 由一個(gè)個(gè)獨(dú)立的控制箱來(lái)完成單個(gè)或幾個(gè)消防設(shè)備的控制及保護(hù)功能，而沒(méi)有形成一個(gè)控 制系統(tǒng)。每個(gè)控制內(nèi)除了開(kāi)關(guān)電器、接觸器、熱繼電器等一次元件外，控制和保護(hù)功能主要 由繼電器等二次元件搭建而成。
[0003] 對(duì)于一個(gè)功能單一、控制要求簡(jiǎn)單的消防設(shè)備（例如正壓送風(fēng)機(jī))來(lái)說(shuō)，需要的二 次元件不多，控制邏輯簡(jiǎn)單，接線簡(jiǎn)單。而GB50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》新增 添了消防設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)視要求。如果仍然采用傳統(tǒng)的方式收錄運(yùn)些信息，一 方面會(huì)大大增加二次元件的數(shù)量，而且如何將運(yùn)些信息實(shí)時(shí)接入至火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)也是 問(wèn)題。
[0004] 對(duì)于故障狀態(tài)和手自動(dòng)狀態(tài)等開(kāi)關(guān)量信號(hào)，可W通過(guò)消防輸入模塊掛接在消防聯(lián) 動(dòng)總線上直接拾取。但運(yùn)樣做不僅大量占用消防聯(lián)動(dòng)控制器的總點(diǎn)數(shù)，而且運(yùn)些不用參加 邏輯判斷的平時(shí)工作狀態(tài)大量傳至消防聯(lián)動(dòng)控制器，也降低了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的穩(wěn)定 性;而對(duì)于消防電源的電壓信號(hào)與電流信號(hào)等模擬量信號(hào)，就沒(méi)法通過(guò)消防輸入模塊直接 拾取。
[0005] 再加上，消防設(shè)備控制要求越發(fā)復(fù)雜，例如消防水累類采用一主一備兩個(gè)設(shè)備，主 用累故障時(shí)備用累要自動(dòng)投入運(yùn)行；消防排煙風(fēng)機(jī)與平時(shí)排風(fēng)風(fēng)機(jī)合用，作為排風(fēng)機(jī)使用 時(shí)低速運(yùn)行，作為排煙風(fēng)機(jī)使用時(shí)高速運(yùn)行;排煙風(fēng)機(jī)與送風(fēng)機(jī)要連鎖運(yùn)行等等。邏輯關(guān)系 越發(fā)復(fù)雜，即使能用傳統(tǒng)的方式搭建控制回路，二次元件的數(shù)量會(huì)大大增加，線路連接復(fù) 雜，故障點(diǎn)會(huì)大大增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種基于CAN總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng)，能夠直接啟動(dòng)控制器 節(jié)點(diǎn)對(duì)煙霧濃度和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)能夠采集消防設(shè)備信息，從而對(duì)火情實(shí)施控制， 且基于CAN總線的分布式架構(gòu)，可W隨時(shí)添加、刪除節(jié)點(diǎn)設(shè)備，邏輯關(guān)系簡(jiǎn)單，降低了故障 率。
[0007] 本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種基于CAN總線的消防設(shè)備模糊控制方法，通過(guò)計(jì) 算火災(zāi)評(píng)估系數(shù)，判斷開(kāi)啟排煙設(shè)備或消防水累，防止因吸煙或室內(nèi)溫度升高造成的煙霧 傳感器誤判。
[000引本發(fā)明的另一個(gè)目的是采用模糊控制器，通過(guò)煙霧濃度和環(huán)境溫度控制消防水累 出水量的控制，實(shí)現(xiàn)了超精準(zhǔn)滅火。
[0009] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
[0010] -種基于CAN總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng)，包括：
[0011] CAN總線通信電路，包括至少一個(gè)CAN控制器和CA州欠發(fā)器，具有接收、發(fā)送功能并 能夠完成報(bào)文濾波；
[0012] 主控制模塊，其連接所述CAN總線通信電路，能夠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)并且有效地 控制系統(tǒng)的運(yùn)行；
[0013] 若干控制器節(jié)點(diǎn)，其連接所述CAN控制器，所述各節(jié)點(diǎn)能夠獨(dú)立完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處 理和實(shí)現(xiàn)與所述CAN總線通信電路之間的通信功能；
[0014] 其中，所述主控制模塊能夠控制所述節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)完成控制、傳感器的數(shù) 據(jù)采集或監(jiān)聽(tīng)所述CAN總線通信電路的狀態(tài)。
[0015] 優(yōu)選的是，所述CAN控制器采用STC1抓204S忍片。
[0016] 優(yōu)選的是，所述主控制模塊包括CAN節(jié)點(diǎn)控制器和模糊控制器，
[0017] 其中，所述CAN節(jié)點(diǎn)控制器包括主節(jié)點(diǎn)工作模式和從節(jié)點(diǎn)工作模式；
[0018] 當(dāng)處于所述主節(jié)點(diǎn)工作模式時(shí)，通過(guò)所述CAN總線實(shí)現(xiàn)主控制模塊與所述控制器 節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信；
[0019] 當(dāng)處于從節(jié)點(diǎn)工作模式時(shí)，通過(guò)所述CAN總線實(shí)現(xiàn)所述各控制器節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù) 通信。
[0020] 優(yōu)選的是，所述主節(jié)點(diǎn)工作模式包括:主動(dòng)模式和從動(dòng)模式，
[0021] 當(dāng)處于主動(dòng)模式時(shí)，所述主控制模塊發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求指令，并接收針對(duì)所述數(shù)據(jù)請(qǐng) 求指令返回的數(shù)據(jù)，對(duì)所述返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后進(jìn)行指令應(yīng)答；
[0022] 當(dāng)處于從動(dòng)模式時(shí)，所述主控制模塊被動(dòng)接收數(shù)據(jù)，并對(duì)所述接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理后進(jìn)行指令應(yīng)答。
[0023] 優(yōu)選的是，還包括：
[0024] 煙霧傳感器，其為光電式煙霧傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑空間內(nèi)的煙霧濃度信息 并輸出至所述CAN總線通信電路；
[0025] 消防水累壓力傳感器，其設(shè)置在消防水累出水口位置，用于檢測(cè)消防水累的開(kāi)度 信號(hào)并上傳至所述模糊控制器；
[0026] 排煙口壓力傳感器，其設(shè)置在排煙口位置，用于檢測(cè)所述排煙設(shè)備的開(kāi)度信號(hào)。
[0027] -種基于CAN總線的消防設(shè)備模糊控制方法，包括：
[00%]采用煙霧傳感器檢測(cè)煙霧濃度P，環(huán)境溫度T，環(huán)境濕度R曲；
[0029] 將煙霧濃度信號(hào)與預(yù)設(shè)煙霧濃度做比較得到濃度偏差信號(hào)，將環(huán)境溫度信號(hào)與預(yù) 設(shè)環(huán)境溫度做比較得到溫度偏差信號(hào)；
[0030] 將濃度偏差信號(hào)經(jīng)過(guò)微分計(jì)算得到濃度變化率信號(hào)，將溫度偏差信號(hào)經(jīng)過(guò)微分計(jì) 算得到溫度變化率信號(hào)；
[0031] 將煙霧濃度變化率信號(hào)和溫度濃度變化率信號(hào)共同經(jīng)過(guò)放大后輸入二維模糊控 制器，輸出為消防水累的開(kāi)度；
[0032] 根據(jù)得到的消防水累的開(kāi)度，通過(guò)電磁閥調(diào)節(jié)所述消防吹累出水口開(kāi)度。
[0033] 優(yōu)選的是，還包括火勢(shì)評(píng)估，計(jì)算火災(zāi)評(píng)估系數(shù)， 「nm^l
[003引引t;>'7000巧),《時(shí)，排煙設(shè)備和消防水累的開(kāi)度均為最大。
[0036] 優(yōu)選的是，所述煙霧濃度變化率信號(hào)、所述環(huán)境溫度變化率信號(hào)和所述消防水累 開(kāi)度的模糊集為：{NB，醒，NS，ZR，PS，PM，PB}，NB表示負(fù)大，醒表示負(fù)中，NS表示負(fù)小，ZR表示 零，PS表示正小，PM表示正中，ro表示正大，它們的論域?yàn)椋簕-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3， 4,5,6}。
[0037] 優(yōu)選的是，所述模糊控制器的輸入和輸出變量的隸屬度函數(shù)均選擇Ξ角形隸屬度 函數(shù)。
[0038] 本發(fā)明的有益效果
[0039] 1、主控制器和控制器節(jié)點(diǎn)設(shè)于控制箱內(nèi)，箱內(nèi)一次元件與控制器之間均設(shè)端接專 口，接線簡(jiǎn)單;控制要求變更時(shí)，無(wú)須變動(dòng)硬件設(shè)備，只需調(diào)整軟件編程即可，一方面會(huì)大大 減少了二次元件的數(shù)量，另一方面邏輯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修簡(jiǎn)便。
[0040] 2、對(duì)于消防設(shè)備的監(jiān)視信息和控制信息，不論是模擬量還是開(kāi)關(guān)量，均由負(fù)責(zé)該 設(shè)備的控制器(下位機(jī))通過(guò)專用的接口接入。控制主機(jī)(上位機(jī))與控制器(下位機(jī))W及控 制器(下位機(jī))之間的通信，則采用CAN總線方式進(jìn)行。而火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)不再通過(guò)消防模塊直 接監(jiān)視和控制各個(gè)消防設(shè)備，而是通過(guò)內(nèi)部總線直接與本系統(tǒng)的控制主機(jī)(上位機(jī))共享上 述信息。此時(shí)，整個(gè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)變成集中管理、分散控制、信息綜合、資源共享，一個(gè) 完全的集散控制系統(tǒng)。
[0041] 3、本發(fā)明還提供一種基于CAN總線的消防設(shè)備控制方法，通過(guò)計(jì)算火災(zāi)評(píng)估系數(shù)， 判斷開(kāi)啟防排煙設(shè)備或消防水累，防止因吸煙或室內(nèi)溫度升高造成的煙霧傳感器誤判，采 用模糊控制器，通過(guò)煙霧濃度和環(huán)境溫度控制消防水累出水量的控制，實(shí)現(xiàn)了超精準(zhǔn)滅火。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 圖1為本發(fā)明所述的CAN總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0043] 圖2為本發(fā)明所述的下位機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0044] 圖3為本發(fā)明所述的基于CAN總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0045] 圖4為本發(fā)明所述的基于CAN總線的消防設(shè)備控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，W令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文 字能夠據(jù)W實(shí)施。
[0047] 如圖1所示，本發(fā)明提供的基于CAN總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng)，包括:CAN總線通信 電路、主控制模塊和控制器節(jié)點(diǎn)。
[004引其中CAN總線通信電路，包括至少一個(gè)CAN控制器和CA州欠發(fā)器，具有接收、發(fā)送功 能并能夠完成報(bào)文濾波；
[0049]主控制模塊，其連接所述CAN總線通信電路，能夠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)并且有效地 控制系統(tǒng)的運(yùn)行；
[0050] 若干控制器節(jié)點(diǎn)，其連接所述CAN控制器，各節(jié)點(diǎn)能夠獨(dú)立完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和 實(shí)現(xiàn)與所述CAN總線通信電路之間的通信功能，作為一種優(yōu)選，控制器節(jié)點(diǎn)采用STC15W204S 忍片。
[0051] 其中，主控制模塊能夠控制所述節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)完成功能調(diào)試、功能控制和 傳感器的數(shù)據(jù)采集，并能夠監(jiān)聽(tīng)所述CAN總線通信電路的狀態(tài)；
[0052] 在上位機(jī)控制系統(tǒng)中，各節(jié)點(diǎn)獨(dú)立完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)W及顯示等任 務(wù)，數(shù)據(jù)通信時(shí)各節(jié)點(diǎn)是"平等主體"，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式通信，同時(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)均可作為上位機(jī) 與CAN總線的連接點(diǎn)，其中，主控制模塊能夠控制控制器節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)工作，CAN總線 的軟件實(shí)現(xiàn)主要由SJA1000的初始化、數(shù)據(jù)的接收W及發(fā)送Ξ個(gè)部分構(gòu)成
[0053] 下位機(jī)軟件利用微處理器對(duì)消防設(shè)備信息等數(shù)據(jù)的采集功能，并且根據(jù)上位機(jī)的 控制指令，控制消防水累和防排煙風(fēng)機(jī)類設(shè)備控制系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)CAN總線協(xié)議進(jìn)行軟件化實(shí) 現(xiàn)，完成上、下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)顯示和控制功能。下位機(jī)控制流程圖如圖2所示。
[0054] 下位機(jī)控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能:其一是通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊即開(kāi)度和模擬量的 采集，并對(duì)檢測(cè)值分析處理，及時(shí)將處理結(jié)果輸出給CAN總線，交由上位機(jī)分析處理;其二是 可W實(shí)現(xiàn)與CAN總線的通信功能，既可W滿足下位機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至上位機(jī)，也可W滿足實(shí) 時(shí)接收上位機(jī)下達(dá)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)控制。
[0055] 作為一種優(yōu)選，主控制模塊包括CAN節(jié)點(diǎn)控制器和模糊控制器，其中，CAN節(jié)點(diǎn)控制 器包括主節(jié)點(diǎn)工作模式和從節(jié)點(diǎn)工作模式；
[0056] 當(dāng)處于主節(jié)點(diǎn)工作模式時(shí)，通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)主控制模塊與控制器節(jié)點(diǎn)之間的數(shù) 據(jù)通信；
[0057] 當(dāng)處于從節(jié)點(diǎn)工作模式時(shí)，通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)各控制器節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信。
[005引其中，主節(jié)點(diǎn)工作模式包括:主動(dòng)模式和從動(dòng)模式；
[0059] 當(dāng)處于主動(dòng)模式時(shí)，主控制模塊發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求指令，并接收針對(duì)數(shù)據(jù)請(qǐng)求指令返 回的數(shù)據(jù)，對(duì)返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后進(jìn)行指令應(yīng)答；
[0060] 當(dāng)處于從動(dòng)模式時(shí)，主控制模塊被動(dòng)接收數(shù)據(jù)，并對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后進(jìn)行 指令應(yīng)答。
[0061] 如圖3所示，本發(fā)明提供的基于CAN總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng)還包括:火災(zāi)報(bào)警系 統(tǒng)、消防水累和防排煙機(jī)類控制系統(tǒng)和消防設(shè)備信息采集系統(tǒng)，
[0062] 其中火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)包括煙霧傳感器和火災(zāi)報(bào)警器，其中，煙霧傳感器為光電式煙 霧傳感器或離子式煙霧傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑空間內(nèi)的煙霧濃度信息并輸出至所述 CAN總線；
[0063] 消防設(shè)備信息采集系統(tǒng)包括消防水累壓力傳感器和排風(fēng)口壓力傳感器、溫度傳感 器和濕度傳感器等，
[0064] 消防水累壓力傳感器，其設(shè)置在消防水累出水口位置，用于檢測(cè)消防水累的開(kāi)度 信號(hào)并上傳至所述模糊控制器；
[0065] 排煙口壓力傳感器，其設(shè)置在排煙口位置，用于檢測(cè)所述排煙設(shè)備的開(kāi)度信號(hào)。
[0066] 消防水累和防排煙機(jī)設(shè)備包括消防水累、排煙機(jī)、排煙口、風(fēng)道等。
[0067] 如圖4所示，本發(fā)明的目的還可進(jìn)一步由一種基于CAN總線的消防設(shè)備控制方法， 包括：
[0068] 采用煙霧傳感器檢測(cè)煙霧濃度P，環(huán)境溫度Τ，環(huán)境濕度R冊(cè)，計(jì)算火災(zāi)評(píng)估系數(shù)D， 火災(zāi)評(píng)估系數(shù)的計(jì)算公式為，
[0069]
[0070] 并將其與闊值進(jìn)行比較，判斷開(kāi)啟排煙設(shè)備或消防水累；
[0071] 當(dāng)45 %《畑〇《100 %且2000巧纖 < 充《3500巧刑時(shí)，排煙設(shè)備開(kāi)啟；
[0072] 當(dāng)3500巧wr::X.^ 7000/wm時(shí)，開(kāi)啟消防水累，并采用模糊控制器控制消防水累的 開(kāi)度；
[0073] 當(dāng)X>700〇wm時(shí)，排煙設(shè)備和消防水累的開(kāi)度均為最大。
[0074] 消防水累模糊控制過(guò)程包括:將煙霧濃度信號(hào)與預(yù)設(shè)煙霧濃度做比較得到濃度偏 差信號(hào)，將環(huán)境溫度信號(hào)與預(yù)設(shè)環(huán)境溫度做比較得到溫度偏差信號(hào)；
[0075] 將濃度偏差信號(hào)經(jīng)過(guò)微分計(jì)算得到濃度變化率信號(hào)，將溫度偏差信號(hào)經(jīng)過(guò)微分計(jì) 算得到溫度變化率信號(hào)；
[0076] 將煙霧濃度變化率信號(hào)eci和溫度變化率信號(hào)ec2共同經(jīng)過(guò)放大后輸入二維模糊控 制器，輸出為消防水累的開(kāi)度q;
[0077] 其中，eci、ec2、q 的實(shí)際變化范圍分別為[-30,30]，[-0.5,0.5]，[-1，1];ECi、EC2、Q 的離散論域均為{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2,3,4,5,6}
[007引則比例因子ki = 6/30，k2 = 6/0.5，k3 = 6/1
[0079] 定義模糊子集及隸屬函數(shù)
[0080] 把煙霧濃度變化率ECl分為7個(gè)模糊狀態(tài):PB(正大），PM(正中），PS(正?。?，0(零）， NS(負(fù)?。?，醒(負(fù)中），NB(負(fù)大），結(jié)合經(jīng)驗(yàn)得出煙霧濃度變化率eC1的隸屬度函數(shù)表，如表1 所示。
[0081] 表1煙霧濃度變化率eci的隸屬度函數(shù)表 Γ00821
[0083] 把溫度變化率ec2分為屯個(gè)模糊狀態(tài):PB(正大），PM(正中），PS(正?。?，0(零），NS (負(fù)?。?負(fù)中），NB(負(fù)大），結(jié)合經(jīng)驗(yàn)得出溫度變化率ec2的隸屬度函數(shù)表，如表2所示。
[0084] 表2溫度變化率ec2的隸屬度函數(shù)表
[0085] _
[0086] 把消防水累的開(kāi)度q分為屯個(gè)模糊狀態(tài):PB(正大），PM(正中），PS化小），0(零），NS (負(fù)?。?，NM(負(fù)中），NB(負(fù)大），結(jié)合經(jīng)驗(yàn)得出消防水累的開(kāi)度q的隸屬度函數(shù)表，如表3所示。
[0087] 表3消防水累的開(kāi)度q的隸屬度函數(shù)表 rm只只1
'[0089]~模糊推理過(guò)程必須執(zhí)行復(fù)雜的矩陣運(yùn)算，計(jì)算量非常大，在線實(shí)施推理很難滿足I 控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求，本發(fā)明采用查表法進(jìn)行模糊推理運(yùn)算，模糊推理決策采用雙輸入 單輸出的方式，控制規(guī)則由下列推理語(yǔ)言構(gòu)成：
[0090] If e is Ai and e〇 is Bi then Δ Kj is Ci [0091 ]其中，Ai、Bi、Ci分別為eci、ec2和q模糊子集。
[0092] 通過(guò)經(jīng)驗(yàn)可W總結(jié)出模糊控制器的初步控制規(guī)則，其中參數(shù)q控制規(guī)則見(jiàn)表4。
[0093] 表4為模糊控制規(guī)則表
[0094]
[0095] 模糊控制器根據(jù)得出的模糊值對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行解模糊化，得到消防水累的開(kāi)度， 求模糊控制查詢表，由于論域是離散的，模糊控制規(guī)則及可W表示為一個(gè)模糊矩陣，采用單 點(diǎn)模糊化，求出模糊控制查詢表，見(jiàn)表5
[0096] 表5模糊控制查詢表
[0097]
[0099] 主控制器和控制器節(jié)點(diǎn)設(shè)于控制箱內(nèi)，箱內(nèi)一次元件與控制器之間均設(shè)端接專 口，接線簡(jiǎn)單;控制要求變更時(shí)，無(wú)須變動(dòng)硬件設(shè)備，只需調(diào)整軟件編程即可，一方面會(huì)大大 減少了二次元件的數(shù)量，另一方面邏輯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修簡(jiǎn)便。
[0100] 對(duì)于消防設(shè)備的監(jiān)視信息和控制信息，不論是模擬量還是開(kāi)關(guān)量，均由負(fù)責(zé)該設(shè) 備的控制器(下位機(jī))通過(guò)專用的接口接入。控制主機(jī)(上位機(jī))與控制器(下位機(jī)）W及控制 器(下位機(jī))之間的通信，則采用CAN總線方式進(jìn)行。而火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)不再通過(guò)消防模塊直接 監(jiān)視和控制各個(gè)消防設(shè)備，而是通過(guò)內(nèi)部總線直接與本系統(tǒng)的控制主機(jī)(上位機(jī))共享上述 信息。此時(shí)，整個(gè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)變成集中管理、分散控制、信息綜合、資源共享，一個(gè)完 全的集散控制系統(tǒng)。
[0101] 盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列 運(yùn)用，它完全可W被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地 實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限 于特定的細(xì)節(jié)和運(yùn)里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于CAN總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于，包括： CAN總線通信電路，包括至少一個(gè)CAN控制器和CAN收發(fā)器，具有接收、發(fā)送功能并能夠 完成報(bào)文濾波； 主控制模塊，其連接所述CAN總線通信電路，能夠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)并且有效地控制 系統(tǒng)的運(yùn)行； 若干控制器節(jié)點(diǎn)，其連接所述CAN控制器，所述各節(jié)點(diǎn)能夠獨(dú)立完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和 實(shí)現(xiàn)與所述CAN總線通信電路之間的通信功能； 其中，所述主控制模塊能夠控制所述節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)完成控制、傳感器的數(shù)據(jù)采 集或監(jiān)聽(tīng)所述CAN總線通信電路的狀態(tài)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于，所述CAN控制 器采用STC15W204S芯片。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CAN總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制 模塊包括CAN節(jié)點(diǎn)控制器和模糊控制器， 其中，所述CAN節(jié)點(diǎn)控制器包括主節(jié)點(diǎn)工作模式和從節(jié)點(diǎn)工作模式； 當(dāng)處于所述主節(jié)點(diǎn)工作模式時(shí)，通過(guò)所述CAN總線實(shí)現(xiàn)主控制模塊與所述控制器節(jié)點(diǎn) 之間的數(shù)據(jù)通信； 當(dāng)處于從節(jié)點(diǎn)工作模式時(shí)，通過(guò)所述CAN總線實(shí)現(xiàn)所述各控制器節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于CAN總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主節(jié)點(diǎn) 工作模式包括:主動(dòng)模式和從動(dòng)模式， 當(dāng)處于主動(dòng)模式時(shí)，所述主控制模塊發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求指令，并接收針對(duì)所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求指 令返回的數(shù)據(jù)，對(duì)所述返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后進(jìn)行指令應(yīng)答； 當(dāng)處于從動(dòng)模式時(shí)，所述主控制模塊被動(dòng)接收數(shù)據(jù)，并對(duì)所述接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后 進(jìn)行指令應(yīng)答。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于CAN總線的消防設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 煙霧傳感器，其為光電式煙霧傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑空間內(nèi)的煙霧濃度信息并輸 出至所述CAN總線通信電路； 消防水栗壓力傳感器，其設(shè)置在消防水栗出水口位置，用于檢測(cè)消防水栗的開(kāi)度信號(hào) 并上傳至所述模糊控制器； 排煙口壓力傳感器，其設(shè)置在排煙口位置，用于檢測(cè)所述排煙設(shè)備的開(kāi)度信號(hào)。6. -種基于CAN總線的消防設(shè)備模糊控制方法，其特征在于，包括： 采用煙霧傳感器檢測(cè)煙霧濃度P，環(huán)境溫度T，環(huán)境濕度RHo; 將煙霧濃度信號(hào)與預(yù)設(shè)煙霧濃度做比較得到濃度偏差信號(hào)，將環(huán)境溫度信號(hào)與預(yù)設(shè)環(huán) 境溫度做比較得到溫度偏差信號(hào)； 將濃度偏差信號(hào)經(jīng)過(guò)微分計(jì)算得到濃度變化率信號(hào)，將溫度偏差信號(hào)經(jīng)過(guò)微分計(jì)算得 到溫度變化率信號(hào)； 將煙霧濃度變化率信號(hào)和溫度濃度變化率信號(hào)共同經(jīng)過(guò)放大后輸入二維模糊控制器， 輸出為消防水栗的開(kāi)度； 根據(jù)得到的消防水栗的開(kāi)度，通過(guò)電磁閥調(diào)節(jié)所述消防吹栗出水口開(kāi)度。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于CAN總線的消防設(shè)備模糊控制方法，其特征在于，還包括 火勢(shì)評(píng)估，計(jì)算火災(zāi)評(píng)估系數(shù)， -3(70 --- - 0.24(70 - RH{))+ 0.9]· , 45% <RH() <100% ρ·[()·641η(70-/?//(,)+0.7]·//_' 0% < RH,<45% ； 當(dāng)λ>7000???時(shí)，排煙設(shè)備和消防水栗的開(kāi)度均為最大。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的基于CAN總線的消防設(shè)備模糊控制方法，其特征在于，所述 煙霧濃度變化率信號(hào)、所述環(huán)境溫度變化率信號(hào)和所述消防水栗開(kāi)度的模糊集為：{NB，匪， NS，ZR，PS，PM，PB}，NB表示負(fù)大，NM表示負(fù)中，NS表示負(fù)小，ZR表示零，PS表示正小，PM表示正 中，PB表示正大，它們的論域?yàn)椋簕-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2,3,4,5,6}。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于CAN總線的消防設(shè)備模糊控制方法，其特征在于，所述模 糊控制器的輸入和輸出變量的隸屬度函數(shù)均選擇三角形隸屬度函數(shù)。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK106066640SQ201610457642
【公開(kāi)日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日 公開(kāi)號(hào)201610457642.3, CN 106066640 A, CN 106066640A, CN 201610457642, CN-A-106066640, CN106066640 A, CN106066640A, CN201610457642, CN201610457642.3
【發(fā)明人】王立光, 張立輝, 遲耀丹, 王超, 高曉紅, 趙春雷, 楊小天
【申請(qǐng)人】吉林建筑大學(xué)