基于森林火災(zāi)監(jiān)控報警系統(tǒng)軟件的設(shè)計

黃聰

摘 要：森林火災(zāi)監(jiān)控報警系統(tǒng)軟件很重要的一個功能就是實現(xiàn)報警控制器和煙霧探測器之間的通訊。本文設(shè)計的煙霧報警系統(tǒng)軟件，其中上位機軟件中利用串口接收下位機系統(tǒng)傳輸?shù)臒熿F報警數(shù)據(jù)，通過VS平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示和存儲。為了將煙霧報警系統(tǒng)應(yīng)用于實際應(yīng)用系統(tǒng)中，對煙霧報警系統(tǒng)進行了軟件配置，并設(shè)計了系統(tǒng)的實現(xiàn)流程以達到測試目的。通過實驗驗證該系統(tǒng)適用于相應(yīng)的火災(zāi)報警，充分保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準確性。

關(guān)鍵詞：煙霧報警系統(tǒng)；軟件系統(tǒng)；下位機；上位機

森林火災(zāi)監(jiān)控報警系統(tǒng)的通訊過程為：由火災(zāi)報警器依次向各個火災(zāi)探測器發(fā)送巡檢數(shù)據(jù)包，火災(zāi)探測器接收到數(shù)據(jù)包后檢查數(shù)據(jù)包內(nèi)包含的火災(zāi)探測器地址編碼，如果和自身的地址編碼相匹配說明數(shù)據(jù)包是發(fā)給自己的；否則，丟棄該數(shù)據(jù)包，不作任何響應(yīng)。當火災(zāi)探測器確定報警控制器是呼叫本機時，由數(shù)據(jù)包頭可以判斷出數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，對數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)做出正確的處理。為了確保數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，每個數(shù)據(jù)包最后一個字節(jié)傳輸?shù)氖钦麄€數(shù)據(jù)包計算出的效驗和，接收方也通過同樣的方法計算出數(shù)據(jù)包的效驗和二者比較，如果一致認為數(shù)據(jù)包傳輸正確。否則，認為數(shù)據(jù)包傳輸錯誤，要求重新傳輸該數(shù)據(jù)包，當火災(zāi)報警控制器發(fā)送巡檢數(shù)據(jù)包后，報警控制器處于等待狀態(tài)，等待時間可以在程序中人為設(shè)定，如果在等待時間內(nèi)接收到報警探測器返回的數(shù)據(jù)包，判斷正確后，可以對數(shù)據(jù)包進行相應(yīng)處理。如果在預(yù)設(shè)時間內(nèi)有收都無法收到火災(zāi)探測器的答應(yīng)數(shù)據(jù)包，則系統(tǒng)判斷通訊線路或者該火災(zāi)探測器出現(xiàn)故障。在LCD顯示器屏幕顯示錯誤警告，提示操作人員檢查。火災(zāi)報警控制器通信程序流程圖如下圖1所示。

1 終端軟件設(shè)計

系統(tǒng)最終面向終端用戶，而用戶一般對技術(shù)細節(jié)不了解，也不需要了解，用戶直接接觸到的是軟件的運行界面。在系統(tǒng)功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，用戶往往通過操作界面的簡潔與否、操作流程的復(fù)雜程度、界面是否有良好的一致性、是否可以方便地進行二次開發(fā)等標準來評價一個系統(tǒng)的優(yōu)劣。從編程人員的角度考慮，能夠輕松維護和升級的程序才有活力。因此，在基本功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，如何為用戶提供一個簡單、舒適、友好的界面，如何能使用戶方便、簡單的操作系統(tǒng)，如何在現(xiàn)有基礎(chǔ)上方便的實現(xiàn)軟件的維護和升級，如何能使擁護容易的進行二次開發(fā)，使現(xiàn)代系統(tǒng)軟件設(shè)計的目標。報警控制器軟件的基本功能設(shè)計要求如下：

1.要能夠?qū)γ總€火災(zāi)探測器進行管理，包括查詢火災(zāi)報警探測器的相關(guān)信息、修改火災(zāi)探測器的相關(guān)信息、增加、刪除火災(zāi)報警探測器。在軟件運行過程中，可以隨時在界面上觀察火災(zāi)探測器的工作狀態(tài)。

2.要能夠準確判明發(fā)生火災(zāi)或故障的火災(zāi)探測器的位置，并且在界面上顯示相關(guān)報警信息，提示操作人員進行處理。如果發(fā)生了火災(zāi)，系統(tǒng)除了在屏幕上顯示出報警信息，發(fā)出報警以外，還將相關(guān)報警信息打印出，以方便查閱、分析。

終端運行流程圖如圖2所示。

2 串口通信軟件設(shè)計

系統(tǒng)采用zigbee模塊，煙霧傳感器對檢測到的數(shù)據(jù)進行傳輸，計算機與計算機之間，計算機與傳感器之間采用串口通信傳遞數(shù)據(jù)。

串行總線是一種久遠但目前仍常用的通信方式，早期的儀器、單片機、PLC等均使用串口是計算機進行通信，最初多用于數(shù)據(jù)通信上，但隨著工業(yè)測控行業(yè)的發(fā)展許多測量儀器都帶有串口總線接口，因此了解掌握串口通信技術(shù)及其編程是非常必要的。在此設(shè)計中，報警控制器和煙霧探測器之間的通訊為SerialPort的串口通信，外設(shè)和計算機之間，通過數(shù)據(jù)信號線、地線、控制線等，按位進行傳輸數(shù)據(jù)。

3 上位機軟件設(shè)計

軟件還要能夠管理操作人員的相關(guān)信息。可以增加、刪除操作人員，并且可以修改現(xiàn)有操作人員信息。軟件運行時需要輸入操作人員編號和密碼進入系統(tǒng)，使對于操作系統(tǒng)的人員進行更好的管理，使系統(tǒng)具有更高的安全性。軟件還要做到能方便查詢報警控制器和火災(zāi)探測器之間傳遞的數(shù)據(jù)記錄，以及程序主界面報警信息查詢模塊通訊模塊火警處理模塊探測器查詢模塊探測器管理模塊操作人員管理模塊系統(tǒng)運行日志模塊系統(tǒng)進行的歷史記錄。上位機軟件運行流程圖和界面圖如下。

4 小結(jié)

本文構(gòu)思了一個智能化、安全化化的煙霧報警軟件系統(tǒng)，并結(jié)合該系統(tǒng)的需要的功能去實現(xiàn)這些功能。編程部分主要是上位機系統(tǒng)部分，需要考慮將串口通信接收的數(shù)據(jù)儲存并發(fā)送，還要結(jié)合用戶的自身需求而改動煙霧濃度的值和下位機的數(shù)據(jù)交流，進行閉環(huán)控制，最終經(jīng)過多次修改和調(diào)試完成了系統(tǒng)的整體設(shè)計。