一种快速响应的智能疏散指示系统技术方案

发明专利技术公开了一种快速响应的智能疏散指示系统，包括主机、分机、支路和节点，所述分机插于主机的总线槽中，每个所述分机内置4片具有CAN总线控制器的型号为C8051F0500的单片机，所述单片机与主机采用双口RAM进行通讯，与其下层的支路采用CAN总线进行通讯，所述支路采用双CPU并行工作，CPU1通过CAN总线与上层分机中的通道通讯；CPU2通过CAN总线与下层的节点以CAN线的方式通讯；CPU1与CPU2采用I/O直连的方式通讯。本发明专利技术的快速响应的智能疏散指示系统适用于火灾发生时建筑物内人员逃生的路径指示，保障火灾发生时，使人员快速逃离火场，进入安全地带。

【技术实现步骤摘要】
一种快速响应的智能疏散指示系统
本专利技术涉及一种快速响应的智能疏散指示系统。
技术介绍
中国是个人口众多的国家，其中像北京、上海、广州这样的大城市的人口也是日益膨胀，导致这些城市结构变得复杂多样化。因此，在有限的地域里合理而又高效率地利用地上空间和地下空间，已成为城市发展的必然趋势。根据发展的需求，一些建筑设计大师们开始将停车场、大型商场、电影院等供人们娱乐消费的场所都集中到地下，从而促进了一个地下城市的形成。同时，一些医院、居民住宅、商务会所也越盖越高，越盖越大，也促使了一个高空城市的形成。随着时代的发展，人们生活水平日益提高，收入也逐年倍增，对房屋住宿也开始追求舒适和方便。当各式各样的高层住宅拔地而起时，这些住宅建筑的通道也随之加长，楼层结构也更加复杂。这对于消防疏散来说，无疑是个巨大的挑战。就近几年而言，火灾事故频频发生。2009年，山西省朔州市内共发生火灾295起，受灾人员共94户，烧毁建筑面积14737.2平方米，直接财产损失为2073200元。在2010年11月5日上午9:15的时候，吉林省吉林市的珲春街商业大厦起火，火灾最终导致19人死亡，另有1人失踪，28人受伤[2]。2010年11月15日14时在上海余姚路胶州路，住宅在装修期间脚手架起火，总共58人遇难。这些惨痛的案例告诉我们，高层建筑的火灾危害甚烈，伤及弱势群体至深并且救援逃生也相当困难。所以一个安全可靠的消防疏散系统能够把伤亡财产损失降到最低。在火灾现场如何能够迅速、安全、准确的逃离，这正是这一个时期急需解决的问题。就目前传统的消防疏散系统而言，存在诸多问题和隐患。传统消防疏散指示系统没有自检功能，主机经常不能正常运行，并且工作人员疏忽大意，不能及时发现问题，甚至有的系统没接备用电源，最终导致悲剧的发生。此外，传统消防疏散指示系统缺失智能性。当某处火灾发生时，传统消防疏散指示系统不能及时了解火灾现场的情况，从而导致现场的应急照明灯和应急疏散标志灯的误操作，很可能会误导人员朝向灾情严重的方位疏散，这是不允许发生的。以上这些都是传统消防疏散指示系统存在的问题。如果火灾现场有一套智能化的消防疏散系统，利用智能点位控制技术，能够实时对现场的各种灯具状态的监控，并且能够根据火灾现场情况，正确指示应急照明灯和应急疏散标志灯的工作，这样就解决传统的消防疏散系统的问题，消除了逃生者的心理恐慌，使疏散人员赢得最大的生存几率，同时能够给人员搜救提供很大的方便。按照相关规定，商场、酒吧等大型建筑必须安装符合国家标准的消防疏散指示系统。所以，就实际使用价值和市场经济价值而言，研究符合国家标准的智能点位控制式消防应急照明和疏散指示系统具有重大的意义。目前的消防疏散指示系统大多采用485通讯技术。485总线式一种基于主从通讯方式的标准的工业总线。具有成本低，硬件简单适合于多机通讯等优点，是目前普遍采用的通讯方式。但是，因其是主从的通讯方式，通讯中采用的是轮询的工作方式，故通讯速度慢，且从机之间不能直接通讯。以10000个节点的智能消防疏散指示系统而论，采用主机—分机--节点三级结构的话（1个主机，100个分机，每个分机100个节点）按2400波特率计算（可靠的通讯率），一组数据10个字节计算，主机轮询一次至少需要500秒以上。为了稳妥增加一些延时的话，至少需要600秒，也就是10分钟以上。严重地影响了系统的性能。国家标准虽然没有对等的巡检时间做出定量的规定，但是巡检时间短是系统的一个重要指标。针对此问题，提出了一种基于复合总线高速、高可靠性、多节点通讯系统的设计方法，解决了多节点与通讯速度慢的矛盾。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术目的是提供一种用于火灾发生时建筑物内人员逃生的路径指示，保障火灾发生时，使人员快速逃离火场，进入安全地带的快速响应的智能疏散指示系统。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种快速响应的智能疏散指示系统，包括主机、分机、支路和节点，所述分机插于主机的总线槽中，每个所述分机内置4片具有CAN总线控制器的型号为C8051F0500的单片机，所述单片机与主机采用双口RAM进行通讯，与其下层的支路采用CAN总线进行通讯，所述支路采用双CPU并行工作，CPU1通过CAN总线与上层分机中的通道通讯；CPU2通过CAN总线与下层的节点以CAN线的方式通讯；CPU1与CPU2采用I/O直连的方式通讯。作为优选，所述主机与分机通过双口RAM以并行方式进行通讯，双口RAM采用容量为2KB的CY7C132，一个分机包括4个通道，每个通道由一个8位的CPUC8051F040控制，PC机与单片机各占用CY7C132的1KB空间。作为优选，所述支路内采用双CPU的结构完成对通道和节点的CAN总线数据通讯，CPU采用自带CAN总线控制器且具有I/O接口的C8051F500，两个CPU之间的通讯采用I/O直连的方式进行，利用18位I/O，其中数据线占用2个8位口，握手线采用中断方式占用2位。一种快速响应的智能疏散指示系统的工作过程，包括以下步骤：1）主机向所有分机发送预案命令，采用双口RAM通讯，时间小于1毫秒；2）各通道单片机通过CAN总线向所带支路群发命令，发送1个数据包即可，时间小于10毫秒；3）支路双CPU在40微秒内传送完一组数据；4）各支路单片机通过CAN总线向所带节点（节点）群发命令，发送1个数据包即可，时间小于10毫秒5）系统自检：当有一节点发生故障时，节点将通过支路、通道、分机在50毫秒内将自己的故障信息发送给主机。采用以上技术方案为容量可扩展的“塔式”通讯系统；然后根据各层作用的不同合理地配置CPU及选择适当的总线通讯方式；再通过理论计算给出极端情况下处于末梢的节点与处于顶端的主机随机通讯所需要的时间。从而证明本系统的大容量与高速的特点。本专利技术技术效果主要体现在以下方面：根据火灾发生的位置，自动确定远离火场的逃生路线。各疏散指示灯在最短的时间内，做出正确的远离火场的指示。为保证系统的正常工作，要求各指示灯平时具有自检功能。指示灯多，（节点多）。成本低（不宜用以太网）。通讯的数据量小。附图说明图1为本专利技术一种快速响应的智能疏散指示系统的总体结构图。图2为本专利技术一种快速响应的智能疏散指示系统的分机原理图。图3为本专利技术一种快速响应的智能疏散指示系统的支路原理图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步详述，以使本专利技术技术方案更易于理解和掌握。一种快速响应的智能疏散指示系统，包括：第一层，主机：采用工控机。特点：总线插槽多，扩展容易。一个插槽可以扩展一个分机。可以扩展四—八个分机。第二层，分机：插于主机的总线槽中，内置4片具有CAN总线控制器的C8051F0500单片机，构成四个通道。各通道单片机与主机采用双口RAM进行通讯，与其下层的支路采用CAN总线进行通讯。每个通道可以带100个CAN节点，在本系统中既100个支路。第三层，支路：置于智能疏散指示系统的配电箱中。采用两片带有CAN总线的单片机C8051F500为主控制器，双CPU并行工作。CPU1通过CAN总线与上层分机中的某一通道通讯；CPU2通过CAN总线与下层的节点（灯具）以CAN线的方式通讯；CPU1与CPU2采用I/O直连的方式通讯。一条支路带100个CAN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速响应的智能疏散指示系统，其特征在于：包括主机、分机、支路和节点，所述分机插于主机的总线槽中，每个所述分机内置4片具有CAN总线控制器的型号为C8051F0500的单片机，所述单片机与主机采用双口RAM进行通讯，与其下层的支路采用CAN总线进行通讯，所述支路采用双CPU并行工作，CPU1通过CAN总线与上层分机中的通道通讯；CPU2通过CAN总线与下层的节点以CAN线的方式通讯；CPU1与CPU2采用I/O直连的方式通讯。

【技术特征摘要】
1.一种快速响应的智能疏散指示系统，其特征在于：包括主机、分机、支路和节点，所述分机插于主机的总线槽中，每个所述分机内置4片具有CAN总线控制器的型号为C8051F0500的单片机，所述单片机与主机采用双口RAM进行通讯，与其下层的支路采用CAN总线进行通讯，所述支路采用双CPU并行工作，CPU1通过CAN总线与上层分机中的通道通讯；CPU2通过CAN总线与下层的节点以CAN线的方式通讯；CPU1与CPU2采用I/O直连的方式通讯。2.根据权利要求1所述的快速响应的智能疏散指示系统，其特征在于：所述主机与分机通过双口RAM以并行方式进行通讯，双口RAM采用容量为2KB的CY7C132，一个分机包括4个通道，每个通道由一个8位的CPUC8051F040控制，PC机与单片机各占用CY7C132的1KB空间。3.根据权利要求2所述的快速响应的智...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞兰，周军，白龙，李曙光，周家宁，
申请(专利权)人：北华大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22