随着我国经济的飞速发展，建筑行业也应用众多的新技术、新设备，从国内外的消防技术和智能消防控制系统的发展状况来看，我国智能消防控制系统主要存在以下几方面不足：第一，现有的集中控制器如 PLC 控制器，开发周期长，成本高，体积大，功耗高，后期维护贵，不可裁剪；第二，现有消防联动系统集中控制方式存在控制器工作负荷重及控制可靠性不足的问题。《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116—2013 提出集中管理、分散控制的目标，但相关技术暂未被广泛应用；第三，消防系统各功能子模块通信协议不统一，系统集成和功能扩困难，限制其市场推广与应用；第四，消防监控系统大多是独立选购安装、独立工作，由于系统兼容性等问题，很容易导致火灾信息漏报、迟报甚至大量误报，报警设备出现故障没有及时恢复开通，对设备的故障更是无法判断、预测。
综上所述，有必要设计出包括火灾自动报警系统和消防联动控制系统两大方面的嵌入式新型智能消防控制系统，有利于火灾的预防和控制。
1 系统总体功能设计
嵌入式系统开发的集中控制器 [1] 体积小，功耗低，开发周期短，成本低，软硬件可裁剪，实时性与可靠性高。在新型智能消防系统当中，嵌入式系统第一作为控制系统对探测器设备和联动设备进行控制，第二作为监测系统对所有设备运行进行监测。利用消防系统集中控制器将原来多个分离的、独立的消防报警应急点进行联网以后形成集中控制中心，具有远程报警、远程联动、集中式管理、兼容性强等优点，也符合现代建筑对消防的需求。消防应急联动系统由 3 个子系统构成，具备防火卷帘门控制系统、应急广播控制系统、应急照明控制系统，消防应急联动系统部分的研究工作包括各子系统控制器、应急节点的结构及程序设计和功能实现、子系统控制器与集中控制器的控制指令和工况反馈的信息通讯。
智能消防系统由消防火灾检测系统 [2] 、消防联动系统、集中控制器和监测控制系统构成，如图 1所示。消防火灾检测系统将检测到的火灾信息传送给集中控制器和消防联动系统，集中控制器按照程序的设定判定火灾发生时的状态并确定采取策略，控制消防联动系统执行相应操作。与此同时，消防联动系统将工作状态反馈给集中控制器，集中控制器将智能消防系统的工作运行状态发送给监测控制系统服务器，监测控制系统将信息通过运行于服务器的消防信息综合监控系统呈现给运行维护的工作人员，工作人员也可利用 PC 端和手机端网络访问的形式获取消防系统的运行信息，消防手动操作指令和系统运行相关的查询指令可通过点击消防信息综合监控系统界面相应动作按钮传递给集中控制器执行。
2 消防应急联动系统功能的设计与实现
消防应急联动系统的工作由消防火灾检测系统提供的火灾报警信号来触发，遵照集中控制器的程控和手动指令。消防火灾检测系统设计为自动报警系统和手动报警系统两部分，按照规范要求以火灾检测节点的形式分布在建筑中，每个节点兼具火灾自动和手动报警功能。自动报警系统选用烟雾传感器、红外探测器和光敏电阻，分别检测节点的环境包括烟雾及可燃气体、移动的人员目标和光照情况，当达到阈值时，输出相应的信号。手动报警系统设置为人工操作按钮，由附近人员操作报警按钮，将火灾信息发送。消防检测系统将手动和自动报警信息整理，并附加地址区域信息，通过有线通讯方式以特定时间间隔实时发送给集中控制器和消防联动控制器。
为确保智能消防系统安全平稳运行，运行维护工作人员需要实时准确掌握各控制器和消防节点的工作状态，建立消防信息综合监控系统可提高运行维护的效率和可靠性，并降低消防系统运行维护成本。本设计采用的监控系统软件是 LabVIEW，LabVIEW 是 Laboratory Virtual Instrument Engi－neering Workbench(实验室虚拟仪器集成环境）的简称，是由美国国家仪器（National Instruments, NI）公司开发的一款优秀的商用图形化编程开发平台。LabVIEW 是一种图形化编程语言，又称 G（Graphic）语言。LabVIEW 程序被称为 VI （Virtual Instrument）,即虚拟仪器。虚拟仪器是指通过应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来，用户可通过交互性好的图形界面来操作这台计算机，就像在操作自己定义、自己设计的一台单个仪器一样，从而完成对被测试量的采集、分析、判断、显示、数据存储等。与传统仪器一样，如果忽略它跨网络的位置透明性，它同样可划分为数据采集、数据分析处理、显示结果三大功能模块。本监控系统具备指令发送和状态查询功能，即在紧急状况发生时能够第一时间获取火灾相关信息，在集中控制器依据预先编制的程序控制应急联动系统工作的同时，通过工作人员手动控制的方式配合完成消防应急处置工作；日常工作状态下，监控系统可以通过状态查询的方式测试各节点和控制系统的工作状态，进行设备维护和故障排查，如图 2 所示。
3 节点与子系统控制器和集中控制器的通讯
系统中使用的嵌入式控制板见图 3，硬件电路分为主控电路板和扩展底板两部分，主控电路芯片基于 ARM 内核，具有高性能、低功耗的优点。该控制电路具有 CAN 总线控制的功能，可以控制 CAN总线收发器芯片和控制器芯片进行 CAN 总线通信[3] 。
节点微控制器通过 SPI 接口与 MCP2515 CAN控制器进行连接，并通过 TJA10150 CAN 收发器向物理总线接收和发送数据，进而实现与子系统控制器和集中控制器的数据通讯，如图 4 所示。
消防联动系统各节点、子系统控制器、集中控制器和消防检测系统控制器进行数据通信时是“平等主体”，采用点对点通信方式实现向 CAN 物理总线接收与发送数据 [4] 。如图 5 所示。
4 结论
随着社会的发展和人民生活水平的提高，楼宇中的电路和家用电器越来越多，消防隐患也随之增多，保护人民的生命与财产安全越来越重要。本文设计了基于嵌入式系统的智能消防应急联动系统，与传统的系统对比，可以有效的解决火灾报警系统中误报、漏报、消防联动延迟等问题。在火灾发生时，可以更加及时的进行灭火，加强了消防系统的可靠性与实时性。嵌入式集散消防系统对消防系统的发展具有重要的研究意义，在未来的市场具有较强的竞争优势。
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