Обзор литературы и аналогов разрабатываемого устройства

Содержание

 

 

Введение

 

Интеграция охранной и пожарной сигнализации в составе  единой системы охранно-пожарной сигнализации осуществляется на уровне централизованного мониторинга и управления. При этом системы охранной и пожарной сигнализации администрируются независимыми друг от друга постами управления, сохраняющими автономность в составе системы охранно-пожарной сигнализации. На небольших объектах охранно-пожарная сигнализация управляется приемно-контрольными приборами.

Приемно-контрольный  прибор осуществляет питание охранных и пожарных извещателей по шлейфам  охранно-пожарной сигнализации, прием  тревожных извещений от извещателей, формирует тревожные сообщения, а также передает их на станцию централизованного наблюдения и формирует сигналы тревоги на срабатывание других систем.

 

1 Обзор литературы и аналогов разрабатываемого устройства

 

Рассмотрим аналоги  разрабатываемой системы.

Модули контроля неадресных шлейфов: МШ4 ХРА6, МШ4 ХР95

 

Модуль МШ4 предназначен для контроля 2-х резистивнонагруженых шлейфов сигнализации с включенными в них неадресными пожарными извещателями, передачи извещений на пожарную станцию, а также управления исполнительными устройствами через встроенные реле. Питание модуля МШ4 осуществляется от внешнего источника.

Тип поддерживаемого  протокола   ХР95   ХРА6

Контролируемых шлейфов, шт   2   2

Количество встроенных реле, шт   2   2

Модулей в адресном шлейфе, шт   32   63

Токопотребляющих извещателей  до 10/на шлейф до 10/на шлейф 

Напряжение питания, В    24±20%  12±20%

 

МШ4 предназначен для  круглосуточной непрерывной работы в составе системы пожарной сигнализации адресной АСПС 01-33-1311.

МШ4 устойчиво работает при следующих климатических условиях окружающей среды:

- температура, С от  минус 20 до плюс 50

- относительная влажность  (без конденсации влаги) при  35 oС, % 95+3

Предприятие изготовитель не гарантирует качество работы МШ4, если уровень электромагнитных помех в месте эксплуатации превышает уровни степени жёсткости 2 норм УК1, степени жесткости 3 норм УП1, УП2, степени жесткости 4 норм УК2 в соответствии с ГОСТ 30379.

 

 

GEM-P1632 Приемно-контрольная охранно-пожарная панель.

Панель серии GEM-P1632 представляет собой современный приемно-контрольный прибор на базе микропроцессорной техники, используемый в охранных и охранно-пожарных системах. К плате контрольной панели подключаются 8 шлейфов (зон), однако их количество может быть увеличено до 32 при использовании метода удвоения зон, дополнительных модулей расширения и/или пультов GEM-RP1Cae2. Панель содержит встроенный цифровой коммуникатор. Система сигнализации, созданная на основе данного прибора может быть разделена на двеа независимых раздела (области). Постановка и снятие с охраны каждого раздела может быть осуществлено пользователем только в том случае, если его код зарегистрирован в данном разделе.

Система имеет буфер протокола на 400 событий, зафиксированных в реальном масштабе времени, которые могут быть просмотрены с компьютера с помощью программы PCD3000 Quickloader или с помощью пульта GEM-RP1CAe2.

Пульты имеют встроенное жидкокристаллическое табло, предназначенное  для отображения текстовых сообщений. В обычном ежедневном режиме работы табло пульта используется для идентификации зон и сообщений о состоянии системы. Светодиоды и звуковой оповещатель пульта дополнительно информируют о работе системы.

Программные данные могут  быть легко и быстро введены в  панель с удаленного компьютера при помощи специализированного программного обеспечения PCD3000 Quickloader и интерфейсного модуля PCI 2000. Панель также может быть запрограммирована с помощью пульта в одином из режимов программирования (Дилерский или Пользовательский). В этих режимах табло пульта отображает номер ячейки памяти, установленные данные и буквенно-цифровые значения необходимые для программирования до 32 кодов пользователей и описаний зон.

Контрольная панель

• Обеспечивает подключение восьми шлейфов с оконечными резисторами, с возможностью настройки каждого на следующие функции: раздел, задержка на вход/выход, внутренняя зона, проходная зона, дневная зона, зона со звуковым локальным оповещением, пожарная зона и другие.
• Обеспечивает расширение до 32 зон с помощью дополнительных модулей расширения и/или пультов со встроенными расширителями.
• Поддерживает программирование до 32 индивидуальных пользовательских кодов с настраиваемыми правами управления.
• Имеет 3 программируемых транзисторных выхода на плате и возможность подключения до 8 внешних реле.
• Обеспечивает три вида подачи тревоги с клавиатуры пульта: Пожарная, Полицейская и Дополнительная.
• Имеет 2 независимых логических раздела.
• Позволяет управлять системой с 7 отдельных пультов с помощью 32 кодов пользователей.
• Поддерживает управление до 8 устройств по протоколу Х-10 с помощью интерфейсных модулей GEM-X10KIT и PC04.
• Позволяет отображать на пульте цифровые и текстовые комментарии и сообщения о состоянии системы.
• Позволяет вводить и отображать текстовые описания шлейфов.
• Обеспечивает возможность подключения 2-х и 4-х проводных дымовых извещателей.

Обеспечивает передачу кодовых сообщений о тревогах, восстановленях и неисправностях шлейфов.

• Имеет буфер памяти на 400 событий.
• Два программируемых значения задержек на вход.
• Поддерживает возможность создания группы внутренних зон.
• Имеет функцию динамической проверки аккумулятора:

Каждые 4 часа отключает  аккумулятор от подзарядки и подключет  его в работу под нагрузкой и обратно.

• Программируемое время продолжительности звукового сигнала для режима зон с локальным звуковым оповещением.
• Программирование с компьютера.
• 2 транзисторных программируемых выхода.
• Поддержка беспроводных устройств серии Gemini.

Встроенный  коммуникатор

• Поддерживает все основные форматы приема и передачи кодовых сообщений, включая импульсные 4+2, тональный Contact ID и SIA.
• Импульсный и тональный с последующим импульсным режимы набора номера.
• Три 20-значных телефонных номера для дозвона.
• Режимы повторной, двойной и раздельной передачи сообщений.
• Передача сообщений о постановке и снятии системы с охраны с идентификацией каждого кода пользователя.
• Сообщение об отключении питания с программируемой задержкой.
• Контроль телефонной линии с программируемой задержкой выдачи сообщения о неисправности.
• Возможность передачи сообщения на пейджер (формат Pager).

Пульт

• Жидкокристаллическое табло (руссифицированное - для пульта типа GEM-RP1CAe2L), светодиоды и звуковой оповещатель.
• 4-проводное подключение до 7 пультов.
• Предусмотрена возможность подачи пожарной, полицейской и дополнительной тревоги.
• В каждый пульт (только для типа GEM-RP1Cae2) встроен блок расширения (EZM) на 4 зоны.
• Режим поиска неисправности с целью упрощения для определения и устранения возможных неисправностей.

Технические характеристики:

• Диапазон рабочих температур: 0^oC ... +49^oС
• Напряжение питания платы: 16,5 В переменного тока с использованием трансформатора 40 ВА.
• Напряжение в шлейфе: 10 - 13 В постоянного тока.
• Ток потребления:
• шлейфа с конечным сопротивлением 2,2 кОм: 2,5 мА;
• для зон с 2-проводными дымовыми извещателями: 5 мА.
• Сопротивление:
• обычного шлейфа: 300 Ом максимум;
• шлейфа с 2-проводными дымовыми извещателями: 50 Ом .
• Дополнительный выход питания: 11,7 - 12,5В постоянного тока, регулируемый.

Выход питания для  клавиатур: 12В постоянного тока, регулируемый.

Суммарный ток потребления  в дежурном режиме: (ток потребления  всеми подключенными периферийными  устройствами + ток потребления по дополнительному выходу питания) 650мА.

 

 

2 Разработка структурной схемы

 

Схема структурная модуля контроля шлейфов приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1

На схеме:

Микроконтроллер – принимает  сигналы предупреждения и нарушения  и формирует сигналы тревоги.

Шлейф ОС – схема обеспечивает подключение двух шлейфов ОС через усилительный каскад.

Светодиодный индикатор  – предназначен для индикации работы шлейфа.

Супервизор питания  – предназначен для контроля питания  микропроцессора.

Адресный блок – предназначен для задания адреса схеме.

GSM канал – предназначен для приёма/передачи данных.

 

3 Разработка функциональной схемы

 

 

На рисунке 3.1 представлена функциональная схема устройства

 

Рисунок 3.1 – Функциональная схема

 

Целостность знакопостоянного шлейфа контролируется, используя оконечное устройство — резистор, устанавливаемый в конце шлейфа. Чем больше номинал оконечного резистора, тем меньше ток потребления в дежурном режиме, соответственно, меньше емкость источника резервного питания и ниже его стоимость. Состояние шлейфа прибора приемно-контрольного определяет по его току потребления или, что то же самое, по напряжению на резисторе, через который питается шлейф. При включении в шлейф дымовых извещателей ток шлейфа увеличится на величину их суммарного тока в дежурном режиме. Причем его величина для выявления обрыва шлейфа должна быть меньше тока в дежурном режиме не нагруженного шлейфа.

Рисунок 3.2 – Схема знакопостоянного шлейфа

Рисунок 3.3 – Режим работы знакопостоянного шлейфа. 1-дежурный режим, 2-внимание, 3-пожар, 4 -короткое замыкание, 5-обрыв

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Разработка принципиальной схемы

 

Центральным узлом устройства является микроконтроллер, выполняющий заложенный алгоритм и управляющий остальными узлами. Исходя из технического задания, выбираем контроллер фирмы Microchip PIC16F720. Это недорогой контроллер, способный реализовать функции системы. Ниже приведены его расположение выводов (рисунок 4.1), блок-схема (рисунок 4.2), назначение выводов (таблица 4.1).

 

PIC16X7XX - семейство дешевых, высокоэффективных, 8-разрядных микроконтроллеров со встроенным аналого-цифровым (analog-to-digital) преобразователем. Среди микроконтроллеров PIC16CXX данное семейство занимает среднее положение.

Все микроконтроллеры РIС16\17 используют RISC структуру процессорного ядра. Семейство микроконтроллеров PIC16CXX имеет расширенные возможности ядра, стек глубиной восемь уровней и множество внутренних и внешних прерываний. Гарвардская архитектура с отдельными шинами команд и данных позволяет одновременно передавать 14-разрядные команды и 8-разрялныс данные. Двухкомандный конвейер позволяет выполнять все команды за один машинный цикл кроме команд ветвления программы, которые выполняются за два цикла. Микроконтроллеры имеют уменьшенную систему команд (всего 35 команд). Высокая эффективность достигается использованием новшеств архитектуры и большого набора дополнительных регистров.

Микроконтроллеры семейства PIC16CXX по сравнению с другими 8-разрядными микроконтроллерами такого же класса позволяют уменьшить программу 2:1 и увеличить быстродействие 4:1 и идеально подходит для дешевых приложений, требующих аналоговый интерфейс. 

Микроконтроллеры имеют память данных (RAM) размером от 36 ло 368 байт, память программ от 512 до 8192 слова и от 13 до 33 контактов ввода - вывода (ГО). Кроме того, микроконтроллеры содержат различные, наборы периферийных устройств, таких как: 8- и 16-разрядные таймеры, быстродействующий аналого-цифровой преобразователь с 8-, 10- или 12-разрядным разрешением и мультиплексированными входными каналами, модули сравнения накопления и широтно-имнульсной модуляции (Carrtiire/Compare/PWM), синхронный последовательный порт, который может функционировать как трехпроводной последовательный периферийный интерфейс (SPI) или двухпроводная шина, универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик (USART).

Кроме того в состав новых  микроконтроллеров могут входить: встроенный генератор тактовых импульсов 4 МГц; усовершенствованная схема ШИМ, позволяющая управлять силовыми ключами, мостовой схемой (4 канала), полумостовой схемой (2 канала) или одноканальной схемой с 10-разрядным разрешением на частоте 20 кГц: контроллер USB с 64 байтовой двухпортовой буферной памятью, поддерживающий протокол версии LI. Эти микроконтроллеры удобны для построения компьютерной периферии.

Для того чтобы уменьшить  количество внешних компонентов  и, таким образом, снизить стоимость, повысить надежность системы и уменьшить потребление, семейство микроконтроллеров PIC16X7XX имеет дополнительные возможности. Имеются четыре режима генератора: RC-генератор на одном контакте обеспечивает дешевое решение, LP-генератор обеспечивает минимальное потребление. ХТ-генератор - стандартное решение.