基于STM32的区域电气火灾监控设备的设计

【摘要】：随着我国生产、生活用电量的大幅增长,电气火灾事故发生率呈不断上升趋势,电气火灾已经成为严重危害人们生命和财产安全的灾害之一。如何对电气火灾进行有效监控,及早发现电气火灾隐患,避免电气火灾事故,是当前电气火灾监控领域亟待解决的问题。 目前,大部分的电气火灾监控系统存在数据处理能力有限,通讯效率低及通讯方式单一等缺点,导致构建系统有众多不便,这主要是因为处于监控系统中间层的区域电气火灾监控设备不具有大量数据处理能力和多方式通讯能力。本文设计了一款电气火灾监控设备,采用基于ARM内核的STM32微处理器,支持GPRS、RS-485总线、M-BUS二总线和以太网四种通讯方式,具有友好的人机交互接口,可弥补同类产品缺陷,提升电气火灾监控系统的性能。 本文首先深入介绍剩余电流探测、导线温度探测、红外测温这三种电气火灾探测技术的原理,它们是电气火灾监控的基础。然后参考监控系统设计的国家标准,介绍了电气火灾监控系统的分级分布式结构及其工作原理,同时指出区域电气火灾监控设备功能单一是电气火灾监控系统性能提升的瓶颈,由此提出了改进的区域电气火灾监控设备的功能要求和实现方案。 本文从硬件设计和软件设计两个方面介绍了方案的实现过程。硬件设计以电气火灾监控设备架构为依据,给出各模块的硬件电路,并介绍其工作原理,同时进行性能比较。软件设计采用具有众多优点的μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统作为软件平台。在此平台上将软件划分为相应功能模块,重点介绍了四种方式通讯、LCD显示的程序设计思想和关键技术。最后介绍常用的电气火灾信号处理算法,对算法进行仿真和结果分析。