Проектирование: Автомобильная сигнализация

министерство образования и  науки российской федерации волгоградский государственный технический

университет

факультет подготовки инженерных кадров

кафедра "системы автоматизированного  проектирования и

поискового конструирования"

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по  курсу: «Концептуальное проектирование»

Выполнил:

Студент гр. АУЗ-364с

Корольков Д. Г.

Проверил:

доц. Орлова Ю.А.

 

Волгоград 2013

 

Оглавление

 

 

1. ОПИСАНИЕ ИСХОДНОЙ СИСТЕМЫ

1.1.    ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом  исследования - является автоматизированная система автомобильной  сигнализации (АС) применяемая для  охраны автомобиля, т. е. оповещение хозяина о попытке проникновения в его автомобиль.

1.2.ВЕРБАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

 

 

Автомобильная  сигнализация (АС) применяемая для охраны автомобиля,  т. е. оповещение хозяина о попытке проникновения в его автомобиль. К некоторым моделям автосигнализаций возможно подключение GSM/GPRS модуля с возможностью управления функциями сигнализации с сотового телефона путём отправки SMS. Также сигнализации бывают с автозапуском. На некоторых моделях предусмотрен автозапуск по факту падения температуры подкапотного пространства до определённого уровня и (или) с определённым интервалом времени.

Рассматриваемая система состоит из следующих  систем: Д - датчик сигнализации; УОС - устройство обработки сигнала; ИУ - исполнительное устройство; ЛС - линия связи; УПД - устройство передачи данных; УО - устройство оповещения; ИП - источник питания. На рис.1 приведена схема АС.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Схема автомобильной сигнализации.

 

 

Сигнал  на включение или отключение сигнализации могут поступать с датчиков. Датчик сигнализации (для охранной сигнализации используется термин "извещатель") - это устройство, которое при определенном воздействии на него изменяет характеристики электрической цепи в которую он включен. В зависимости от назначения датчики могут реагировать на изменение температуры, звуковые колебания, вибрации и т.д.

  В качестве выходного устройства  в извещателях чаще всего используется  реле, которое замыкает или размыкает электрическую цепь (шлейф сигнализации) или изменяет ее токопотребление.

  Устройство обработки сигнала (приемно-контрольный прибор) отслеживает изменение состояния извещателей, с помощью исполнительных устройств (как правило - реле) включает устройства оповещения (сирены, световые оповещатели). При необходимости передачи извещений о состоянии системы сигнализации на удаленные расстояния, например на пульт, используется устройство передачи данных. В указанных выше разделах также есть дополнительная информация про это оборудование..

1.3. ОГРАНИЧЕНИЯ НА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование  данной системы проводится на примере одной машины. В качестве внешней среды, непосредственно влияющей на исследуемую систему, рассматривается человек и температура на улице, а также минимум вибрации и колебаний. При исследовании системы не учитывается воздействие коллизий возникающих при неправильной работе датчиков, а так же различных видов электронных помех.

1.4. ЦЕЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИСТЕМЫ.

Исследование  методов управления автомобильной сигнализацией без или с незначительным участием человека, разработки эффективного комплектования рассматриваемой системы.

 

2. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМЫ

Исследуемая система относится к сложным техническим детерминированным системам.

Так же система открытая, так как взаимодействует с ОС и не живая Исследуемая система конкретная, так как имеет более двух элементов, которые являются объектами.

Система управления обогревом  относится  к искусственным физическим системам, так как создана человеком.

База (базовое свойство) - Кол-во потребляемой энергии.

3. КОНСТРУКТИВНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ  СИСТЕМЫ

Таблица №1: Конструктивно-функциональная структура

Объекты внешней среды: VI-человек V2- датчики открытия, закрытия, V3-пульт управления

 

Элемент ТО		Функции элемента
Обозначение	Наименование	Обозначение	Вербальное  описание
Е0	Датчик сигнализации	Ф01	Подает сигнал в УОС Е1 о срабатывании датчика V2
Е1	Устройство  обработки сигнала	Ф11	Изменяет состояние E2
Е2	Устройство  передачи данных	Ф21	Изменяет состояниеV3 и передает на ПУ E3
Е3	Устройство  оповещения	Ф31	Получает  сигнал E2

 

4. КОНСТРУКТИВНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА  В ГРАФИЧЕСКОМВИДЕ

 

 

 

 

 

Рис.2. Конструктивно-функциональная структура в графическом виде.

5. ФУНКЦИОНАЛЬНО-ФИЗИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ  ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Таблица №2: Функционально-физическая структура Объекты внешней среды: VI-человек V2- датчики открытия, закрытия, V3-пульт управления.

 

Элемент ТО		Физическая  операция
Обозначение	Наименование	Входное воздействие:А	Операция  Колера	Выходное воздействие: В
Е0	Датчик  сигнализации	Срабатывание  датчика V2	Преобразование	Цифровой  сигнал в Е1
Е1	Устройство  обработки сигнала	Цифровой сигнал	Преобразование	Передача  цифрового сообщения
Е2	Устройство  передачи данных	Получение цифрового  сообщения с Е1	Преобразование	Передача  цифрового сообщения в Е3
Е3	Устройство  оповещения управления	Передача  цифрового сообщения в Е3	Преобразование	Включение звукового  сигнала

 

6. ПОТОКО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА

Внешняя среда

 

Рис.3. Потоко-функциональная структура

7. ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

ТО представляет собой автомобильной  сигнализации (АС) , применяемая для охраны автомобиля, т. е. оповещение хозяина о попытке проникновения в его автомобиль и изменяет свое состояние при воздействии элементов внешней среды, таких как человек и датчики открытия закрытия, пульт управления.

Изобретение относится к электротехнике, так как устройство преобразующее теплов электрический сигнал, переключение напряжения и т.д.

8. МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО  ОБЪЕКТА

8.1.    ЦЕЛЬ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО  АНАЛИЗА

Целью анализа является создание морфологической  матрицы, на основе которой в дальнейшем можно будет, применив процедуру синтеза, создать новое техническое решение, которое будет более экономически выгодным и надежным.

Необходимо  усовершенствовать рассматриваемую  систему. Требования: необходимо уменьшить количество энергии затрачиваемой на работу системы. Увеличить быстродействие и точность срабатывания.

8.2.    МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА

Таблица №3. Морфологическая таблица ТО.

 

Классификационные признаки	Варианты  реализации классификационных признаков
Зоны действия	V11- 500 м; V12 – 1 км; V13 -1,5 км;
Вид датчика	V21 – проводной V22 – безпроводной
Режим работы системы	V31 – постоянно рабочий; V32 – наличие дежурного режима (система включается по требованию);
Рабочее напряжение системы	V41- 220В; V42 -127B; V43 -110B;
Тип блока питания	V51 – встроенный V52 – внешний
Метод переключений цепей	V61 - контактный метод; V62-  бесконтактный метод;

 

 

8.3.    ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО ВОЗМОЖНЫХ  ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

Общее количество возможных технических  решений: 3*2*2*3*2*2=144. Для уменьшения числа возможных комбинаций можно отбросить следующие менее значимые классификационные признаки: «Метод переключений цепей», «Рабочее напряжение системы».

Далее в каждом из оставшихся классификационных признаков  уменьшаем количество альтернатив, отбрасывая наименее полезные.

8.4.    ИТОГОВОЕ ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО  ВОЗМОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХРЕШЕНИЙ 

Таблица №4. Итоговая таблица.

 

Классификационные признаки	Варианты  реализации классификационных признаков
Зоны действия	V11- 500 м; V12 – 1 км; V13 -1,5 км;
Вид датчика	V21 – проводной V22 – беспроводной
Режим работы системы	V31 – постоянно рабочий; V32 – наличие дежурного режима (система включается по требованию);
Тип блока питания	V51 – встроенный V52 – внешний

Итоговое общее  количество возможных технических  решений: 3*2*2*2=24

 

9.   МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ  ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

9.1.    ЦЕЛЬ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО СИНТЕЗА

На основе морфологической  таблицы, полученной на этапе морфологического анализа, необходимо выделить те решения, которые экономически оправданы  и надежны в работе.

9.2.    ТАБЛИЦА ЭКСПЕРТНЫХ ОЦЕНОКТаблица №5. Таблица экспертных оценок ТО.

 

Наименование  элемента	Оценка  элементов по критериям
		Эффективность	Простота осуществления	Экономичность	Надежность
Зоны действия : V11- 500 м; V12 – 1 км; V13 -1,5 км;	4 3 5	3 4 5	3 4 5	5 4 4
Вид датчика: V21 – проводной V22 – беспроводной	5 4	3 5	5 3	5 4
Режим работы системы: V31 – постоянно рабочий; V32 – наличие дежурного режима (система включается по требованию);	5 4	5 4	3 4	5 4
Тип блока питания : V51 – встроенный V52 – внешний	5 4	4 3	5 3	4 3

Весовые значимости критериев:

Эффективность – 0.3

Простота осуществления – 0.2

Экономичность — 0.2

Надежность – 0.3

9.3.    СИНТЕЗ ПО ОДНОМУ КРИТЕРИЮ

Синтез  по критерию «Надежность».

Самым удачным вариантом системы будет:

Зоны действия : V₁¹- 500 м;

Вид датчика: V₂¹ – проводной;

Режим работы системы: V₃¹ – постоянно рабочий;

Тип блока питания : V₅¹ – встроенный.

 

9.4.    СИНТЕЗ ПО ВСЕМ КРИТЕРИЯМ

Таблица №6. Синтез по всем критериям.

 

Наименование  элемента	Обобщенный  критерий
Зоны действия : V11- 500 м; V12 – 1 км; V13 -1,5 км;	0,3180,3000,382
Вид датчика: V21 – проводной V22 – беспроводной	0,534 0,533
Режим работы системы: V31 – постоянно рабочий; V32 – наличие дежурного режима (система включается по требованию);	0,534 0,533
Тип блока питания : V51 – встроенный V52 – внешний	0,730 0,360

Самым удачным вариантом будет:

Зоны действия : V₁³ -1,5 км;

Вид датчика: V₂¹ – проводной

Режим работы системы: V₃¹ – постоянно рабочий;

Тип блока питания : V₅¹ – встроенный

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе была рассмотрена Автомобильная  сигнализация (АС) , т. е. оповещение хозяина о попытке проникновения в его автомобиль.  В ходе выполнения курсовой работы  произведен конструктивно-функциональный   анализ   системы,   функционально-физический анализ, морфологический анализ и синтез технического объекта. Составлена конструктивно-функциональная и потоко-функциональная структура рассматриваемой системы. Найдены оптимальные варианты по одному и по всем критериям, таким как эффективность, экономичность, простота исполнения и надежность. В результате мы получили опыт работы с методами системного анализа,   и   методами   синтезировать   новые   проектные   решения,   которые позволяют модифицировать уже имеющиеся системы и технические объекты, и изобретать новые.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1) АльтшуллерГ.С. Алгоритм изобретения. «Московский рабочий», 1973, 296

с.

2. Альтшуллер Г.С., Злотин БЛ., Филатов В.Н. Профессия - поиск нового. -Кишинёв: КартяМолдовеняскэ, 1985. - 196 с.
3. Половинкин А.Н. Основы инженерного творчества: - М: Машиностроение, 1988.-368 с.