ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6353| Title: | Спеціалізована протипожежна система контролю |
| Authors: | Корпань, Ярослав Васильович Ситник, Валерій Володимирович |
| Issue Date: | Jun-2023 |
| Abstract: | Мета кваліфікаційної роботи - розробка автоматизованої системи пожежної безпеки для багатоквартирного будинку. Для досягнення поставленої мети було вирішено наступні задачі: проведено аналіз існуючих характеристик підсистем пожежної безпеки; розглянуто склад і структуру систем пожежної безпеки; на основі розглянутих підсистем функціонування була запропонована структурна схема пожежної безпеки і елемента база; наведено технічні характеристики мікроконтролерів Arduino; розроблено програму для мікроконтролера Arduino в середовищі IDE; визначені конструкції зв’язку для вхідної і вихідної інформації, визначені компоненти для входу-виходу датчика і виміру температури. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6353 |
| Appears in Collections: | 123 Комп’ютерна інженерія (Спеціалізовані комп’ютерні системи) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Б_123_2023_Ситник.pdf Restricted Access | 922.39 kB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ І СИСТЕМ
КАФЕДРА РОБОТОТЕХНІКИ ТА СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до кваліфікаційної роботи
освітнього ступеня «бакалавр»
на тему: Спеціалізована протипожежна система контролю
Виконав: здобувача вищої освіти 4 курсу,
групи СКС-1907, спеціальності
123 «Комп'ютерна інженерія»
Ситник В.В.
(прізвище та ініціали)
Керівник Корпань Я.В.
(прізвище та ініціали)
Рецензент
(прізвище та ініціали)
Черкаси 2023
ИЗМІСТ
ВСТУП ..................................................................................................................... 3
1 АНАЛІЗ ХАРАКТЕРИСТИК ПІДСИСТЕМ ПОЖЕЖНОЇ БЕЗПЕКИ
БАГАТОКВАРТИРНИХ БУДИНКІВ ................................................................... 4
Загальні відомості ............................................................................................... 4
1.1 Пристрій бездротової охоронно-пожежної сигналізації «Астра-РІ-
М» ......................................................................................................................... 8
1.2 Радіоканальні пристрої «ЛАДОГА-РК» ................................................... 11
1.3 Охоронно-пожежна радіосистема «СТРІЛЕЦЬ» ..................................... 15
1.4 Пожежна частина радіосистеми «СТРІЛЕЦЬ» ........................................ 21
1.5 Склад і структура пожежної частини ........................................................ 23
1.6 Суміщення дротової адресної і бездротової адресно-аналогової
пожежних радіосистем на об’єктах різного ступеня складності ................. 27
1.7 Бездротове розширення .............................................................................. 27
1.8 Принципи побудови і топологія ................................................................ 29
2 СПЕЦІАЛІЗОВАНА ПРОТИПОЖЕЖНА СИСТЕМА КОНТРОЛЮ НА
ARDUINO............................................................................................................... 46
2.1 Апаратна частина ........................................................................................ 46
2.2 Інтегроване середовище розробки програм IDE ...................................... 47
2.3 Входи і виходи Arduino .............................................................................. 49
2.4 Датчик температури lМ35 .......................................................................... 50
2.5 Структурна схема пожежної сигналізації ................................................. 51
ВИСНОВКИ ........................................................................................................... 52
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ............................................................. 53
Додаток
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата
Розроб. Ситник Спеціалізована Літ. Лист Листів
Перевір. Корпань
протипожежна система У 2
Реценз.
контролю
Н. Контр. ЧДТУ, СКС-1907
Пояснювальна записка
Затверд. Лукашенко
ВСТУП
Часто наслідки пожеж і пов’язані з ними збитки лягають важким
вантажем на плечі не лише постраждалого, а й суспільства в цілому.Саме тому,
все більша кількість людей починають замислюватися про створення
професійних систем сигналізації.
Автоматичні системи пожежної сигналізації призначені для швидкого І
надійного виявлення зароджується пожежі за допомогою розпізнавання явищ,
супроводжуючих пожежу, таких як виділення тепла, диму, невидимих
продуктів згорання, інфрачервоного випромінювання І т.п. У разі виявлення
пожежі центральна станція повинна виконувати наказані дії по управлінню
системами автоматики будівлі (відключеннявентиляційної системи, системи
сповіщення, світлових і звукових оповіщувачів, запуск системи
пожежогасіння, зупинка ліфтів, розблокування дверей і т.п.). Це дає
можливість людям, що знаходяться в будівлі, а також пожежної частини або
локальному посту пожежної охорони об’єкта почати дії, необхідні для
ліквідації пожежі на стадії його зародження.
Призначення системи пожежної сигналізації визначає її загальну
структуру, а саме, наявність трьох складових системи, що виконують різні
функції: виявлення пожежі здійснюється автоматичними пожежниками
сповіщувачами з різними принципами виявлення і різними методами обробки
і обміну інформацією; обробка інформації, що надходить з сповіщувачів, і
видача результатів операторові виконуються центральною станцією і пультом
управління; виконання, запропонованих дій для оповіщення персоналу та
пожежної частини.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 3
1 ХАРАКТЕРИСТИКИ ПІДСИСТЕМИ ПОЖЕЖНОЇ БЕЗПЕКИ
БАГАТОКВАРТИРНОГО БУДИНКУ
Загальні відомості
Охоронно-пожежна сигналізація застосовується для своєчасного
оповіщення про можливе вторгнення в приватну власність або виникнення
пожежі. Залежно від цього розрізняють системи охоронної та пожежної
сигналізації. Система охоронної сигналізації в складі охоронно-пожежної
сигналізації виконує задачі своєчасного оповіщення служби охорони щодо
факту несанкціонованого проникнення чи спроби проникнення людей в
будинок чи його окремих частин з фіксацією дати, місця і часу порушення
рубежу охорони.
Система пожежної сигналізації призначена для своєчасного виявлення
місця спалаху вогню і формування управляючих сигналів для системи
оповіщення щодо пожежі та автоматичного пожежогасіння.
Вітчизняні нормативні документи по пожежній безпеці суворо
регламентують перелік будівель і споруд, що підлягають оснащенню
автоматичною пожежною сигналізацією. В даний час весь перелік
організаційно-технічних заходів на об'єкті під час пожежі має одну головну
мету - врятування життя людей. Тому на перше місце виходять завдання
раннього виявлення спалаху і оповіщення персоналу. Рішення цих задач
покладене на пожежну сигналізацію, основні функції якої сформульовані в
наступному визначенні.
Пожежна сигналізація - це отримання, обробка, передача і
представлення в заданому вигляді споживачам за допомогою технічних
засобів інформації про пожежу на об'єктах, що охороняються.
Основні функції пожежної сигналізації забезпечуються різними
технічними засобами. Для виявлення пожежі слугують оповіщувачі, для
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 4
обробки і протоколювання інформації і формування сигналів тривоги, що
управляють, - приймальний-контрольна апаратура і периферійні пристрої.
Велика ємність адресної охоронно-пожежної сигналізації дозволяє
контролювати кожен датчик і управляти кожним виконавчим реле. При
спільній роботі з персональним комп’ютером на моніторі відображається не
просто номер поверху або приміщення, а конкретне місце на плані об’єкта,
стан датчика, пожежної чи охоронної зони. Детальний звіт про роботу адресної
охоронно-пожежної сигналізації містить інформацію про те, хто і коли ставив
і знімав систему з охорони, факти включення тривоги, обриви в лінії, стан
контролерів. Все це дає можливість керівництву організації або служби
безпеки оцінити роботу персоналу та проаналізувати стан безпеки об’єкта.
При такій багатофункціональності адресна охоронно-пожежна сигналізація
залишається досить простою в управлінні та настройці.
Адресна охоронно-пожежна сигналізація легко нарощується і модифікується
під конкретні завдання. Використовуючи 256 контролерів, з’єднаних однією
лінією зв’язку, можна контролювати до 8 000 тисяч адресних чипів. На кожен
адресний чіп можна завести до 8 датчиків. Використовуючи декілька портів
одного персонального комп’ютера (сервера), можна збільшити загальну
кількість адрес у кілька разів. Іншими словами, на базі одного і того ж
обладнання можна побудувати систему охорони, як невеликого офісу або
котеджу, так і великої організації або цілого міста.
Принцип роботи адресно-аналогових систем полягає в безперервному
опитуванні всіх адресних пристроїв, що відстежують зміни параметрів
задимленості, температури, стану пристроїв пожежної автоматики і т.д. ППКП
аналізує отримані з різних приміщень дані, усереднюючи кілька послідовних
результатів, проводить оперативний аналіз контрольованих параметрів в
кожному приміщенні. Маючи сукупність результатів вимірювань, ППКП
робить аналіз їх зміни в часі, наприклад, обчислює похідну зміни температури
і таким чином визначає швидкість її зростання. В адресно-аналогових
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 5
системах використовуються алгоритми обробки інформації, що забезпечують
раннє виявлення спалаху при відсутності помилкових спрацьовувань. Всі ці
переваги дозволяють використовувати адресно-аналогові системи для
реалізації самих складних алгоритмів керування будь-якими інженерними
системами пожежної автоматики.
В сучасній будівлі, обладнаній дорогими системами телекомунікації,
автоматизації і життєзабезпечення, використання адресно-аналогового
устаткування є найдоцільнішим рішенням. Так само, як і в адресній системі,
кожний датчик має свою індивідуальну адресу в шлейфі.
Важливою відмінністю адресно-аналогової пожежної сигналізації є те,
що в ній оповіщувач є лише вимірником параметра і транслює на ПКП його
значення і свою адресу, а ПКП оцінює величину і швидкість зміни цього
параметра, включаючи відповідний режим. Тобто всі рішення по контролю і
управлінню пожежною ситуацією на об'єкті ухвалюються приймально-
контрольним приладом .
Системи охоронної сигналізації - це спеціальні системи охорони
будівель, квартир чи територій, які сповіщають власників або відповідних осіб
про незаконне проникнення зловмисника. Охоронна сигналізація може бути
звуковою або світловою. Також інформація про проникнення від сигналізації
може надходити безпосередньо на патрульний пост .
Загалом, сигналізація складається з трьох основних елементів - датчика,
приймально-контрольного приладу і оповіщувача тривоги. Залежно від
призначення, можна підбирати кожен елемент окремо. Для сигналізації будь-
яких видів об’єктів охорони, наприклад, охоронна сигналізація квартир,
приватних будинків, офісів, організацій, територій, розроблена своя
індивідуальна схема сигналізації. Охоронна сигналізація - нескладне
обладнання, яке убезпечить від несанкціонованого доступу і крадіжки.
Системи пожежної сигналізації призначені для своєчасного оповіщення
про пожежу. При цьому, вона не просто видає звуковий сигнал, але і виявляє
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 6
джерело загоряння. Виявивши місце, де з’явився вогонь, пожежна сигналізація
сповіщає про це звуковою сиреною і одночасно запускає системи
пожежогасіння та видалення диму. Це дозволяє вчасно погасити полум’я, не
дозволяючи йому поширитися по приміщенню.
На сьогоднішній день найбільш популярним видом сигналізації є
автоматична пожежна сигналізація. Вона складається з оповіщувача,
приймально-контрольної установки і периферійних пристроїв, що служать для
надіслання сигналів тривоги.
В залежності від масштабу задач, які вирішує охоронно-пожежна
сигналізація, в її склад входить устаткування трьох основних категорій:
- устаткування централізованого управління охоронно-пожежною
сигналізацією (наприклад, центральний комп’ютер, з встановленим на ньому
програмним забезпеченням для управління охоронно-пожежною
сигналізацією; в невеликих системах охоронно-пожежної сигналізації задачі
централізованого управління виконує охоронно-пожежна панель);
- устаткування збору і обробки інформації з датчиків охоронно-
пожежної сигналізації: прилади приймально-контрольні (панелі);
- сенсорні прилади - датчики та оповіщувачі охоронно-пожежної
сигналізації.
Інтеграція охоронної та пожежної сигналізації в складі єдиної системи
охоронно-пожежної сигналізації здійснюється на рівні централізованого
моніторингу і управління. При цьому системи охоронної і пожежної
сигналізації адмініструються незалежними один від одного постами
управління, які зберігають автономність в складі системи охоронно-пожежної
сигналізації. На невеликих об’єктах охоронно-пожежна сигналізація
управляється приймально-контрольними приладами.
Приймально-контрольний прилад здійснює живлення охоронних і
пожежних оповіщувачів по шлейфам охоронно-пожежної сигналізації,
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 7
прийом тривожних оповіщень від оповіщувачів, формує тривожні
повідомлення, а також передає їх на станцію централізованого спостереження.
1.1 Пристрій бездротової охоронно-пожежної сигналізації «Астра-
РІ-М»
Пристрій бездротової охоронно-пожежної сигналізації «Астра-РІ-М»
(ПБОПС) призначено для організації бездротової охоронно-пожежної
сигналізації шляхом виявлення оповіщувачами, що входять до складу
пристрою, відповідних типів порушень, передачі закодованих повідомлень по
радіоканалу на ретранслятор периферійний «РПУ Астра-РІ-М» і видачі
сповіщень про тривогу на пульт централізованого спостереження (ПЦС) через
релейні виходи [21].
До складу ПБОПС «Астра-РІ-М» входять:
- оповіщувач охоронний об’ємний оптико-електронний радіоканальний
ІО40910-1 «Астра-5131» ісп. А;
- оповіщувач охоронний поверхневий оптико-електронний
радіоканальний ІО30910-1 «Астра-5131» ісп. Б;
- оповіщувач охоронний поверхневий звуковий радіоканальний
ІО32910-1 «Астра-6131»;
- оповіщувач охоронний точковий магнітоконтактний радіоканальний
ІО10210-1 «Астра-3321»;
- оповіщувач охоронний точковий електроконтактний радіоканальний
мобільний ІО10110-1 «Астра-РІ-М РПДК» (брелок);
- оповіщувач пожежний димовий оптико-електронний радіоканальний
ІП21210-1 «Астра-421» ісп. РК;
- ретранслятор периферійний Р019-64-1 «РПП Астра-РІ-М»
(радіоприймальний пристрій - РПП);
- ПКПОП «Астра-812» (рисунок 1.1).
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 8
Оповіщувач охоронний поверхневий Оповіщувач охоронний об’ємний оптико-
звуковий радіоканальний «Астра-6131» електронний радіоканальний «Астра-5131»
Оповіщувач охоронний поверхневий
Оповіщувач охоронний точковий
оптико-електронний радіоканальний
магнітоконтактний радіоканальний
«Астра-5131»
«Астра-3321»
Ретранслятор периферійний (радіоприймальний
пристрій) «РПУ Астра-РІ-М»
Оповіщувач пожежний димовий оптико-
Оповіщувач охоронний точковий
електронний радіоканальний «Астра-421»
електроконтактний радіоканальний
мобільний «Астра-РІ-М РПДК» (брелок)
Прилад приймально-контрольний
Ретранслятор периферійний (радіоприймальний
охоронно-пожежний «Астра-812»
пристрій) «РПУ Астра-РІ-М»
Рисунок 1.1 - Структурна схема радіосистеми «Астра-РІ-М»
Діапазон робочих частот - 433,92 МГц
Потужність передавача РПДІ - не більше 10 мВт
Радіус дії радіоканалу РПДІ «Астра 5131», «Астра 6131», «Астра 3321»,
«Астра 421» ісп. РК - не менше 300 м.; РПДІ «Астра-РІ-М РПДК» - не менше
1300 м.
Час контролю каналу - не більше 10 хв.
Основні можливості ПБОПС «Астра-РІ-М»:
- алгоритм виключення накладень сигналів від оповіщувачів;
- радіус дії радіоканалу брелока - не менше 1300 м;
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 9
- можливість контролю одним радіоприймальним пристроєм до 48
оповіщувачів;
- режим «пам'ять тривоги» для РПП;
- режим «обхід несправних оповіщувачів» для РПП;
- формування радіоприймальним пристроєм коду в форматі Touch
Memory при отриманні команди від брелока для управління
постановкою/зняттям зовнішнього ПКП;
- підключення до ПКПОП «Астра-812» до 4 РПП;
- управління необхідною кількістю реле через релейні модулі «Астра-
83Х»;
- підключення до ПКПОП «Астра-812» звичайних дротових ШС через
модуль «Астра-83Х»;
- широка гамма радіоканальних оповіщувачів;
- динамічне кодування повідомлень від оповіщувачів;
- три частотні літери;
- радіус дії радіоканалу оповіщувачів РПП - не менше 300 м;
- режим автономної роботи радіоприймального пристрою або в
комплексі з ПКПОП «Астра-812»;
- використання брелоків в якості «тривожної кнопки» для передачі
сигналів про небезпеку на підприємствах або фізичними особами для
організації власної автономної (охорона дітей на ігрових майданчиках і т. п.)
або централізованої тривожної сигналізації;
- не вимагає дозволу на застосування радіозасобів.
Крім того, особливостями даної системи є використання протоколу з
елементами криптостійкості, а також відносно великий радіус дії оповіщувачів
(до 300 м) і тривожних радіокнопок (до 1300 м). Ємність системи становить 48
оповіщувачів на одну робочу частоту. Передача інформації може
здійснюватися на трьох різних частотах; таким чином, максимальна ємність
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 10
системи може складає 144 оповіщувача. Час контролю радіоканалу каналу - 10
хв.
Таким чином, ринок охоронної техніки поповнився новим класом
виробів - вітчизняними ПКПОП з радіооповіщувачами. Номенклатура даних
радіосистем дозволяє задовольнити запити споживачів для обладнання
об’єктів різних класів. Всі ці радіосистеми ближнього радіуса дії, і їх
радіооповіщувачі відповідають жорстким вимогам вітчизняних стандартів.
Вони розроблені та створені з урахуванням адаптації їх характеристик до умов
експлуатації, і, що важливо, ці радіосистеми в 2-3 рази дешевше імпортних
аналогів.
1.2 Радіоканальні пристрої «ЛАДОГА-РК»
Системи пожежної сигналізації та автоматики на даний момент є
програмне забезпечення для спостереження за об’єктом в циклі експлуатації.
Незважаючи на простоту і невибагливість програмного забезпечення системи
РАДУГА-2А/4А, воно забезпечує всі необхідні функції:
• використання графічних планів (файли JPG і BMP) з масштабуванням;
• ведення журналу подій;
• автоматичне розгортання програми по подіях;
• 3 рівня доступу персоналу.
Програмне забезпечення поставляється безкоштовно в комплекті з
приладами РАДУГА-2А/4А [25].
Спільне використання дротового (на базі приладів РАДУГА-2А/4А) і
бездротового рішення (на базі радіосистеми СТРІЛЕЦЬ ®) дозволяє створити
єдину гібридну адресну систему пожежної сигналізації, мовного оповіщення,
пожежної автоматики і пожежогасіння, аналогів якої в країнах СНД не існує.
Така гібридна адресна система оптимальна з точки зору
функціональності, вартості обладнання, монтажних робіт і часу введення
об’єкта в експлуатацію.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 11
Основні можливості пристроїв:
- робоча частота - 433 МГц;
- цифрове поділ на 4 радіоканалу;
- захист від підміни оповіщувачів;
- контроль радіоканалу;
- дальність дії оповіщувачів:
- з вбудованою антеною - 200 м;
- із зовнішньою антеною - 400 м;
- час контролю каналу для охоронних оповіщувачів - 3 хв.
Структурна схема радіосистеми «Ладога РК» представлена на рисунку
1.2.
Блок центральний «Ладога» БЦ
Блок розширення шлейфів
сигналізації радіоканальний Блок розширення шлейфів
БРШС-РК Блок розширення шлейфів сигналізації радіоканальний
сигналізації радіоканальний БРШС-РК
БРШС-РК
Оповіщувач охоронний Оповіщувач охоронний Оповіщувач пожежний Кнопка тривожної
оптико-електронний магнітоконтактний димовий сигналізації РК-
радіоканальний РК-ІК радіоканальний РК-МК радіоканальний РК-ПД КТС
Рисунок 1.2 - Структурна схема радіосистеми «Ладога РК»
Особливістю даної системи є її повна сумісність з приймально-
контрольними приладами серії «Ладога», які отримали широке поширення на
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 12
ринку охоронної техніки. Ємність системи становить до 32 оповіщувачів на
одну робочу частоту. Передача інформації може здійснюватися на чотирьох
різних частотах; таким чином, максимальна ємність системи може містити до
128 оповіщувачів. Час контролю радіоканалу - 3 хв.
Блок розширення шлейфів сигналізації радіоканальний «Ладога БРШС-
РК» призначений для контролю стану до 32 радіоканальних охоронних і
пожежних оповіщувачів.
При підключенні до ПКПОП «Ладога», «Ладога-А»:
- збільшує кількість шлейфів сигналізації на 8;
- забезпечує передачу на ПКПОП високоінформативних повідомлень:
«Норма», «Тривога», «Несанкціоноване відкриття», «Несправність», «Розряд
батареї».
При підключенні до інших ПКП забезпечує передачу повідомлень:
«Норма», «Тривога».
Підключення:
- до приладів «Ладога», «Ладога-А» - в лінію зв’язку;
- до інших ПКП - в радіальний шлейф приладу.
Ємність системи:
- до центрального блоку ПКПОП «Ладога-А» можна підключити до 8
БРШС-РК;
- до центрального блоку ПКПОП «Ладога» - до 3 БРШС-РК;
- в межах радіовидимості може перебувати до 60 охоронних
оповіщувачів.
Режими роботи:
- штатний - для охорони об'єкта;
- автономний - з підключеною клавіатурою, для настройки та перевірки
працездатності.
Діапазон робочих температур - від + 1 до +50 ° С.
Напруга живлення - 12 В.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 13
Оповіщувач охоронний оптико-електронний радіоканальний «Ладога
РК-ІК» призначений для виявлення проникнення в простір закритого
приміщення і бездротової передачі повідомлень на блок «Ладога БРШС-РК».
Модифікації оповіщувача:
- «Ладога РК-ІК» - об'ємна зона виявлення, зовнішня антена;
- «Ладога РК-ІК» ісп. 1 - об'ємна зона виявлення, внутрішня антена;
- «Ладога РК-ІК-А» - лінійна зона виявлення, зовнішня антена;
- «Ладога РК-ІК-А» ісп. 1 - лінійна зона виявлення, внутрішня антена;
- «Ладога РК-ІК-Б» - поверхнева зона виявлення, зовнішня антена;
- «Ладога РК-ІК-Б» ісп. 1 - поверхнева зона виявлення, внутрішня
антена.
Зони виявлення аналогічні зонам оповіщувача «Фотон-10».
Інформативність: «Норма», «Тривога», «Несанкціоноване відкриття»,
«Розряд батареї».
Електроживлення здійснюється від двох елементів CR123A.
Термін служби без заміни батареї - не менше 1 року.
Діапазон робочих температур - від -10 до +50 ° С.
Оповіщувач охоронний магнітоконтактний радіоканальний «Ладога РК-
МК» призначений для охорони об'єктів шляхом підключення
магнітоконтактних датчиків до місцевого шлейфу і бездротової передачі
повідомлень на блок «Ладога БРШС-РК» .
Модифікації оповіщувача:
- «Ладога РК-МК» - без функції зняття з охорони (безперервно працює в
черговому режимі);
- «Ладога РК-МК» исп.1 - з вбудованою антеною;
- «Ладога РК-МК-У» - з функцією зняття з охорони (для контролю
охороняється конструкції в задані періоди часу), із зовнішньою антеною;
- «Ладога РК-МК-У» ісп. 1 - з внутрішньою антеною.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 14
Параметри місцевого шлейфу:
- довжина - до 5 м;
- напруга - (10 ± 2) В;
- опір кінцевого резистора - 10 кОм.
Інформативність: «Норма», «Тривога», «Несправність шлейфу»,
«Несанкціоноване відкриття», «Розряд батареї», «Знято» (для РК-МК-У).
Електроживлення здійснюється від двох елементів CR123A.
Термін служби без заміни батареї - не менше 1 року.
Діапазон робочих температур - від -10 до +50 ° С.
Кнопка тривожної сигналізації «Ладога РК-КТС» призначена для подачі
тривожного сигналу по радіоканалу.
Інформативність: «Тривога», «Розряд батареї».
Дальність дії - не менше 800 м.
Електроживлення здійс нюється від елементу типу 23А 12V.
Діапазон робочих температур - від -10 до +50 ° С.
1.3 Охоронно-пожежна радіосистема «СТРІЛЕЦЬ»
Особливості радіосистеми «Стрілець» [22]:
• висока завадостійкість системи: двосторонній протокол обміну між
усіма радіопристроях «Аргус-Діалог»®;
• 10 радіочастотних каналів передачі (з автоматичним і ручним
вибором);
• автоматичний вибір резервного каналу передачі (вільного від
перешкод);
• рознесений радіоприйом;
• до 400 радіопристроїв, що знаходяться в зоні взаємної радіовидимості
на одному радіочастотний каналі передачі;
• можливість побудови повноцінної адресної пожежної радіосистеми;
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 15
• програмований період передачі контрольних радіосигналів від 12 с до
2 хв.;
• криптографічний захист сигналів з механізмом динамічної
аутентифікації;
• мікростільникова топологія радіосистеми.
Радіосистема «Стрілець» складається із сукупності приймально-
контрольних пристроїв (радіорозширювачів), об’єднаних в радіомережу, яка
охоплює об'єкт, що охороняється. Кожен радіорозширювач контролює
закріплені за ним безліч дочірніх пристроїв (охоронних і пожежних
оповіщувачів, пристроїв керування, виконавчих пристроїв та ін.).
Переваги: застосування радіосистеми нового покоління «Стрілець»
дозволяє організовувати професійну охоронно-пожежну сигналізацію не
тільки на традиційних для радіосистем об'єктах з числом оповіщувачів
N<100, але і на недоступних раніше великих об'єктах (число оповіщувачів
N>100) [27].
Склад радіосистеми:
- радіорозширювачі:
• радіорозширювач охоронно-пожежний РРОП;
• радіорозширювачі пожежні АСБ-РС і РРП-240.
- радіооповіщувачі:
• пожежний димовий адресно-аналоговий «Аврора-ДР»;
• пожежний тепловий адресно-аналоговий «Аврора-ТР»;
• пожежний комбінований адресно-аналоговий «Аврора-ДТР»;
• пожежний ручний електроконтактний «ІПР-Р»;
• охоронний поверхневий звуковий «Арфа-2Р» (з входом для
підключення охоронного ШС);
• охоронний об’ємний оптико-електронний «Ікар-Р»;
• охоронний об’ємний оптико-електронний стійкий до руху тварин
(вагою до 40 кг) «Ікар-5К»;
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 16
• охоронний магнітоконтактний універсальний (з входом для
підключення охоронного, пожежного або тривожного ШС);
- виконавчі блоки:
• виконавчий блок релейний ІБ-Р;
• виконавчий блок релейний ІБ-Р2;
• оповіщувач звуковий радіоканальний «Сирена-Р»;
• радіоканальна система мовного оповіщення «Орфей-Р».
- пристрій керування та індикації:
• радіобрелок управління РБУ;
• клавіатура управління з дротовим інтерфейсом ПУЛ;
• клавіатура управління з бездротовим інтерфейсом ПУЛ-Р;
• клавіатура програмування та управління з бездротовим інтерфейсом
ПУ-Р;
• блоки виносної індикації БВІ і БВІ-64.
Радіочастотні параметри:
- частотні діапазони роботи радіосистеми «Стрілець» - 433 МГц і 868
МГц;
- кількість робочих частотних каналів радіосистем – 10;
- максимальна дальність зв'язку дочірніх пристроїв з приймально-
контрольними пристроями у відкритому просторі - не менше 600 м;
- максимальна дальність зв'язку між приймально-контрольними
пристроями у відкритому просторі - не менше 1000 м;
- випромінювана потужність радіопередавальних трактів пристроїв не
більше 10 мВт.
Пристрої радіосистеми здійснюють автоматичну зміну робочого
частотного каналу при неможливості доставки повідомлень за основним
частотного каналу. Пристрої радіосистеми в процесі функціонування
здійснюють автоматичне керування потужністю радіовипромінювання, а
також проводять автоматичне підстроювання робочої частоти.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 17
Обмін даними між пристроями - передача даних між кожною парою
пристроїв здійснюється в двох напрямках по зв'язкам у мережевої топології
(протокол Аргус-Діалог 3). Дочірні пристрої передають контрольні
радіосигнали на батьківський радіорозширювач з програмованою
періодичністю. Періоди передачі програмуються: 12 с., 32 с., 1 хв., 2 хв.
Стан зв'язку між оповіщувачами охоронними, оповіщувачами
пожежними, виконавчими пристроями та приймально-контрольними
пристроями, а також між батьківськими і дочірніми радіорозширювачами
контролюється. Період контролю є програмованим, і може бути, обраний
одним з наступних: 1,5 хв., 3 хв., 9 хв., 15 хв. У разі відсутності зв’язку по
закінченню періоду контролю радіорозширювач виробляє сигнал
несправності зв'язку.
При передачі даних в радіосистемі використовується криптографічне
закриття переданих сигналів, а також спеціальний механізм RCX динамічної
аутентифікації, заснований на використанні пар секретних ключів між усіма
учасниками обміну і динамічно змінюваних імітовставок, для виключення
можливості підміни радіопристроїв та несанкціонованого управління станом
радіосистеми.
Імітовставки генеруються випадковим чином пристроями при кожному
сеансі обміну. Довжина імітовставки і ключа такі, що для злому буде потрібно
безперервний аналіз повідомлень між парою «розширювач-оповіщувач»
протягом 3-х років.
На рисунку 1.3 зображено аналіз вартості установки дротяних і
радіоканальних систем в залежності від числа оповіщувачів. На вертикальній
осі відкладена сумарна вартість ($) установки охоронно-пожежної сигналізації
на об’єкті, що включає:
• вартість устаткування;
• вартість матеріалів;
• вартість монтажу.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 18
Горизонтальна вісь характеризує розмір об’єкта, який визначається
кількістю встановлюваних оповіщувачів (N).
Рисунок 1.3 - Аналіз вартості
Оперуючи кількістю оповіщувачів, можна розділити всі об’єкти на дві
умовні групи: об’єкти типу «Котедж» і «Гіпермаркет» .
Перша група об’єктів - кількість оповіщувачів не перевищує величини
50-70 штук. Рішення про те, яку охоронно-пожежну систему дротову або
радіоканальну встановлювати на об’єкті даної групи, приймається, перш за
все, з урахуванням можливих наслідків порушення інтер’єру. Сумарна
вартість установки провідний системи, зрозуміло, буде нижче вартості
установки будь радіосистеми, вибір падає на радіосистеми. До групи об’єктів,
що обговорюються сміливо можна включити: музеї, палаци, елітне житло.
Друга група об’єктів - кількість оповіщувачів перевищує 100 штук.
Застосування радіосистем останнього покоління дозволяє організувати
професійну охоронно-пожежну сигналізацію не тільки на звичних для
радіосистем об’єктах типу «Котедж», а й на недоступних раніше для
радіосистем великих об'єктах типу «Гіпермаркет», що вимагають виняткової
надійності і великої ємності радіосистеми. При обладнанні таких об’єктів
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 19
радіосистеми нового покоління успішно конкурує з провідними системами за
вартістю установки (витратні матеріали, монтаж). Крім того, сучасні
радіосистеми можуть бути розгорнуті на об'єкті без виведення його з
експлуатації.
Два найбільш характерних рішення, що використовують принцип
мікростільникової побудови системи СТРІЛЕЦЬ® - охорона «розподіленого»
об’єкта (котеджне містечко) (рисунок 1.4) .
Радіорозширювачі системи відповідають за охорону окремих будинків
котеджного селища, при цьому всі вони пов'язані в єдину радіомережу і
передають по радіоканалу всю необхідну інформацію на пост охорони.
Котедж 2 Котедж 3 Котедж 4 Котедж 5
Котедж 1
Котедж 6
Котедж 22
Котедж 7
Котедж 21
Котедж 8
Центральний
Котедж 20 пункт охорони
Котедж 9
Котедж 19
Котедж 10
Котедж 18 Котедж 11
Котедж 17 Котедж 12
Котедж 16 Котедж 15 Котедж 14 Котедж 13
Рисунок. 1.4 - Охорона «розподіленого» об’єкту
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 20
Охорона об’єкта великої площі: як приклад можна привести систему,
змонтовану декілька років тому в одному з гіпермаркетів «Ельдорадо»
(рисунок 1.5 ).
Сектор 3 Сектор 2
Сектор 5
Сектор 1
Сектор 6
Сектор 9
Сектор 7
Сектор 10
Сектор 8
Центральний
пульт
Рисунок 1.5 - Охорона об’єкта великої площі
Розширювачі так само, як у випадку з котеджним селищем, пов’язані в
єдину мережу, відповідаючи при цьому не за окремо розташовані будинки, а
за свою ділянку об’єкту.
1.4 Пожежна частина радіосистеми «СТРІЛЕЦЬ»
При обговоренні можливості застосування радіоканалу в охоронній або
пожежної сигналізації в першу чергу постає питання надійності. Подібна
дискусія має право на існування, тільки якщо мова йде про охоронні системи,
де можливий технічно підготовлений саботаж. Принципово інша ситуація
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 21
складається з професійними бездротовими пожежним системами останнього
покоління, які володіють наступними особливостями:
- пристрої радіомережі працюють в діалоговому режимі;
- система працює на десятці радіоканалів в декількох діапазонах;
- при появі перешкод відбувається автоматичний перехід на резервні
радіоканали із застосуванням спеціальних алгоритмів.
Перераховані вище технології дозволяють бездротовим системам
пожежної сигналізації не тільки надійно захиститися від «примх» радіоканалу,
а й забезпечити навіть більшу надійність роботи, ніж дротові системи.
Трагічні події в інтернатах, будинках пристарілих і гуртожитках, ще раз
показали, що при пожежі дуже часто люди гинуть не від вогню, а від диму.
Для своєчасної евакуації людей і в разі необхідності зміни її порядку при появі
вторинних вогнищ загоряння необхідно безперервно отримувати інформацію
про задимлення приміщень і під час пожежі.
Вогонь і дим можуть розповсюджуватися по повітреводам і
міжповерховими перекриттями. Обстановка змінюється дуже швидко. Тим
часом, провідні системи сигналізації можуть вийти з ладу ще на початку
пожежі.
На відміну від провідних систем пожежної сигналізації радіосистема
СТРІЛЕЦЬ® здатна працювати до тих пір, поки функціонує хоча б один
оповіщувач. Кожен оповіщувач має автономне живлення, зв'язок між
пристроями здійснюється по радіоканалу.
Завдяки «неперегораємим» зв’язкам між усіма пристроями - система
здатна контролювати динаміку розвитку пожежі та оперативно управляти
евакуацією людей вже в процесі розвитку пожежі .
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 22
1.5 Склад і структура пожежної частини
Радіосистема СТРІЛЕЦЬ® призначена для обладнання об’єктів різного
призначення адресно-аналоговою пожежною сигналізацією та системою
мовного оповіщення. У пожежну частину радіосистеми входять (рисунок 1.6):
Орфей-Р
ІПР-Р
Сирена-Р
ІБ-Р ісп.2 Аврора-ДР
ІБ-Р Аврора-ТР
ПУЛ-Р Аврора-ДТР
РБУ РІГ
ПУЛ 1 ПУЛ 2
Виходи Тривога
на ПЦС Пожежа РРОП
Несправність ПУП-Р ПУ-Р
БВИ-2 БВИ-1 12В/24В
СО
ЗО
БВ И-64
ПК
Рисунок 1.6 – Склад пожежної частини радіосистеми СТРІЛЕЦЬ®:
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 23
- димовий адресно-аналоговий пожежний оповіщувач «Аврора-ДР» (ІП
21210-3);
- тепловий адресно-аналоговий пожежний оповіщувач «Аврора-ТР» (ІП
10110-1-А1);
- комбінований адресно-аналоговий пожежний оповіщувач «Аврора-
ДТР» (ІП 21210/10110-1-А1);
- ручний пожежний оповіщувач ІПР-Р (ІПР 51310-1);
- вхідний модуль РІГ;
- виконавчий модуль ІБ-Р (реле 220 В, 5 А, зовнішнє живлення);
- виконавчий модуль ІБ-Р2 (реле 220 В, 2 А, підключення табло
«Пожежа», «Вихід» і т.д., автономне живлення);
- звуковий оповіщувач «Сирена-Р» (100 дБ, автономне живлення);
- підсистема мовного оповіщення «Орфей-Р» (256 модулів, 32 секунди
повідомлень, 95 дБ, автономне живлення);
- пульт управління пожежний радіоканальний ПУП-Р (програмування і
управління пожежної системою, відповідає НПБ 58-97);
- дротові і бездротові пристрої управління та індикації. Ємність системи
- 512 адресно-аналогових оповіщувачів і 256 пристроїв керування або
виконавчих блоків (наприклад, мовних акустичних радіомодулів «Орфей-Р»).
Радіосистема забезпечує автоматичний контроль працездатності
пожежних оповіщувачів з видачею повідомлень про несправності на
приймально-контрольний прилад, що дозволяє встановлювати один
оповіщувач в приміщенні.
Система може функціонувати в автономному режимі з запуском
світлового, звукового і мовного оповіщення, виведенням інформації на
локальний персональний комп’ютер (програмне забезпечення «АРМ
СТРІЛЕЦЬ») або на пульти централізованого спостереження.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 24
Крім того, реалізована можливість адресно-аналогового алгоритму
обробки сигналів, що надходять від пожежних оповіщувачів, у тому числі при
інтеграції з провідними адресно-аналоговими системами типу «Радуга-240» і
адресації (з функцією діагностування несправних пожежних оповіщувачів)
при інтеграції з провідними приладами типу «Радуга-2А», «Радуга-4А»,
«Акорд-512» або «Спектр-8» [8].
Користувачів цікавить питання: чи можливе використання в рамках
єдиної системи провідних і радіоканальних пристроїв? Більшість спеціалістів
надає позитивну відповідь, адже радіосистема СТРІЛЕЦЬ® має унікальні
можливості інтегрування з провідними системами, що дозволяє
використовувати на одному об’єкті переваги провідних і радіоканальних
систем і мінімізувати вартість витратних матеріалів та робіт з установки, а
також час, необхідний для монтажу.
Як приклад, можна привести інтеграцію радіосистеми СТРІЛЕЦЬ® з
комплексом засобів пожежної сигналізації та автоматики РАДУГА-2А/4А®.
Такі ж рішення існують для систем СПЕКТР®, АКОРД-512®, РАДУГА-240®.
Крім інтеграції з «рідними» системами охоронної та пожежної
сигналізації, можлива інтеграція і з системами інших виробників.
Розглянемо реальну ситуацію: існує об’єкт, на частині якого вже
встановлена провідна система пожежної сигналізації, і є необхідність
розширити перелік приміщень, обладнаних сигналізацією. Один
радіорозширювач системи СТРІЛЕЦЬ контролює до 32 адресно-аналогових
пожежних оповіщувачів - це майже 500-750 м2 контрольованої площі, що
взагалі-то відповідає одному неадресному дротовому шлейфу. В самому
радіорозширювачі є п’ять виходів, чотири з них можна включити в шлейфи
наявного приладу так, щоб сформувати повідомлення «Пожежа» від чотирьох
радіоканальних зон контролю, і одне реле для узагальненого сповіщення
«Несправність». При цьому радіорозширювач не обов’язково повинен
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 25
розташовуватися близько дротового ППКП. Можна піти і по зворотному
шляху - сигнали з дротового приладу передавати по радіоканалу.
Радіосистема СТРІЛЕЦЬ® являє собою сукупність мікростільників,
кожний з яких контролює охоронно-пожежний розширювач (РРОП) [9].
Особливостями радіосистеми СТРІЛЕЦЬ®, як професійної системи
пожежної сигналізації, є:
- двосторонній протокол обміну даними між усіма радіопристрою
АРГУС-ДІАЛОГ®;
- криптографічний захист сигналів;
- застосовані алгоритми боротьби з навмисними і ненавмисними
перешкодами: завадостійке кодування, оперативна зміна робочих частот і
автоматичне регулювання потужності передавальних пристроїв.
Завдяки цим та іншим технічним рішенням забезпечується практично
100 відсоткова вірогідність доставки повідомлень на пожежний пост. В
системі використовуються 10 радіочастотних каналів з автоматичним
переходом на резервний при появі перешкоди за основним каналом, а також
забезпечується автономне функціонування радіопристроїв від комплекту
батарей в широкому діапазоні робочих температур (від 30 до +55° С) протягом
тривалого періоду часу (до 7, 5 років).
Навіть наявність сигналізації (у переважній кількості випадків -
провідний) і чергової на пожежному посту не змінює сумної статистики
останніх років. Провід перегорає на самому початку пожежі, отже керувати
евакуацією, наприклад, багатоповерхової лікарні стає неможливим. Системи
пожежної сигналізації на базі радіоканальної системи СТРІЛЕЦЬ® по своїй
надійності та функціональності, зручності та трудовитратам на монтаж значно
перевершують дротяні пожежні системи [9].
Крім того, забезпечується унікальна можливість оперативно керувати
евакуацією людей навіть після початку пожежі відповідно до оперативної
обстановки, що складається.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 26
1.6 Суміщення дротової адресної і бездротової адресно-аналогової
пожежних радіосистем на об’єктах різного ступеня складності
Фахівцям в області установки пожежних систем досить часто
доводиться стикатися з об’єктами, складними в питанні прокладки кабельних
мереж. Перелік таких об’єктів не обмежується будівлями, що представляють
історичну цінність (музеї, храми, палаци) [9]. Наприклад, це може бути
звичайний виробничий комплекс, на більшій частині території якого не
виникає труднощів з установкою традиційної провідний системи, але є ряд
приміщень, прокладання проводів у яких небажана:
- адміністративна будівля (дорогий ремонт);
- цехові приміщення (немає можливості перервати виробничий цикл);
- реконструюються приміщення (тимчасова установка).
Саме на таких об’єктах очевидна унікальність рішення, яке на даний
момент пропонує компанія «Аргус-Спектр»: бездротове розширення адресної
пожежної системи РАДУГА-2А/4А з використанням приладів охоронно-
пожежної та адресно-аналогової пожежної радіосистеми СТРІЛЕЦЬ®. Воно
дозволяє інсталятору пожежної системи використовувати на одному об’єкті
переваги провідних і радіоканальних систем, мінімізуючи вартість монтажних
робіт, видаткових матеріалів і час, необхідний для обладнання об’єкта.
1.7 Бездротове розширення
Бездротове розширення адресної пожежної системи РАДУГА-2А/4А
можливо при підключенні до сигнальної лінії спеціалізованого
радіорозширювача АСБ-РС зі складу радіосистеми СТРІЛЕЦЬ®. Причому на
відміну від більшості інших рішень, представлених на ринках, мова йде не
просто про стикування систем на рівні сухих контактів, а про двосторонній
обмін інформацією та управління з ППКП РАДУГА-2А/4А. Особливості
радіорозширювача АСБ-РС:
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 27
- контролює до 32 радіооповіщувачів;
- керує до 16 радіомодуля;
- дозволяє контролювати чутливість і поточну запиленість
радіооповіщувача;
- живлення від сигнальної лінії або зовнішнього джерела живлення
становить 12 В.
Застосування АСБ-РС дозволяє використовувати на об’єкті
радіосистему, що володіє рядом незаперечних переваг у порівнянні з іншими
радіосистемами російського і зарубіжного виробництва:
- 10 радіочастотних каналів;
- автоматичний перехід на резервні радіочастотні канали, вільні від
перешкод;
- два частотних діапазони (433 і 868 МГц);
- мікростільникова топологія;
- дальність зв’язку - 600 м в межах мікростільника, 1000 м. між
мікростільниками;
- дві батареї живлення в кожному радіопристрої (до 7 років від базової
плюс 2 місяці від резервної);
- діапазон робочих температур: від -30° С до +55° С.
У 2006 р. були видані «Технічні умови на проектування систем
забезпечення пожежної безпеки на базі радіосистеми СТРІЛЕЦЬ®». Дані
Технічних умов були схвалені експертною радою Управління державного
пожежного нагляду [10].
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 28
1.8 Принципи побудови і топологія
Радіосистема «Стрілець» складається із сукупності приймально-
контрольних пристроїв (радіорозширювачів), об’єднаних в радіомережу, яка
охоплює об’єкт, що охороняється. Кожен радіорозширювач контролює
закріплену за ним безліч дочірніх пристроїв (охоронних і пожежних
оповіщувачів, пристроїв керування, виконавчих пристроїв та ін.).
Радіорозширювач разом з його дочірніми пристроями формує охоронюваний
мікростільник.
Топологія радіомережі приймально-контрольних пристроїв - трійкове
дерево з максимальною кількістю шарів (рисунок 1.7). Іншими словами, кожен
радіорозширювач здатний контролювати до трьох дочірніх
радіорозширювачів і бути контрольованим одним батьківським, причому
максимальна кількість ділянок ретрансляції між радіорозширювачами 5.
Мережева топологія дочірніх пристроїв всередині кожного мікростільника
«зірка», в центрі якої розміщений радіорозширювальний координатор [18].
Рисунок 1.7 - Топологія радіомережі приймально-контрольного пристрою
Приймально-контрольний пристрій, що не має батьківських
приймально-контрольних пристроїв і знаходиться у вершині «дерева» (рівень
0, адреса 0 на рисунку 1.7), виконує роль координатора радіомережі.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 29
Координатор збирає інформацію про стан усіх пристроїв радіомережі,
обробляє отриману інформацію, протоколює її, відображає за допомогою
засобів індикації і передає на пристрої передачі сповіщень, персональний
комп’ютер, релейні виходи і в сигнальні лінії різних приймально-контрольних
приладів (ППКОП Аккорд-512, ППКОП Спектр-8, ППКП Радуга-240) (таблиці
1.1, 1.2).
Таблиця 1.1 - Ємність радіосистеми
Максимальна кількість
пристроїв, шт.
В одному Всього в
мікростільнику системі
Кількість приймально-контрольних
1 16
пристроїв
Кількість оповіщувачів 32 512
Сумарне кількість виконавчих пристроїв і
16 256
пристроїв управління
Таблиця 1.2 - Розширення дротових приладів
Приймально- Стрілець
контрольний прилад Координатор Дочірній розширювач
Аккорд-512, Спектр-8 РРОП
Радуга 2А/4А АСБ-РС РРОП
Радуга-3/240 РРП-240
Координатор також отримує сигнали управління від пристроїв
керування, персонального комп’ютера або зовнішнього приймально-
контрольного приладу і, в разі необхідності, передає керуючі команди своїм
дочірнім пристроям або іншим радіорозширювачам радіомережі.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 30
У разі відсутності дочірніх приймально-контрольних пристроїв
координатор функціонує самостійно, виконуючи функції радіоканальної
приймально-контрольного приладу охоронно-пожежної сигналізації з малим
радіусом охоплення, або блоку радіоканального розширення існуючих
дротяних приймально-контрольних приладів.
Темою роботи передбачено використання Arduino. Arduino - це
електронний конструктор і зручна платформа швидкої розробки електронних
пристроїв для новачків і професіоналів . Платформа користується величезною
популярністю в усьому світі завдяки зручності і простоті мови програмування
а також відкритій архітектурі і програмному коду . Пристрій програмується
через USB без використання програматорів .[10] Команда розробників Arduino
визначає його так: – Arduino є платформою прототипування електроніки з
відкритим вихідним кодом, заснована на гнучких, легких у використанні
апаратних засобах і програмному забезпеченні. Він призначений для
художників, дизайнерів, любителів і всіх, хто зацікавлений у створенні
інтерактивних об'єктів або середовищ. – Arduino може відчути навколишнє
середовище отримуючи вхідні дані від різних датчиків і може вплинути на
своє оточення, контролюючи лампи, двигуни та інші приводи.
Мікроконтролер на платі програмується з використанням мов програмування
Arduino (на підключення) і розвитку навколишнього середовища Arduino (на
основі обробки). Arduino-проекти можуть бути автономними або спілкуватися
з програмним забезпеченням, яке працює на комп'ютері. – Плати можуть бути
побудовані самостійно або куплені попередньо зібраними; програмне
забезпечення можна завантажити безкоштовно.
Апаратні еталонні конструкції (CAD-файли) доступні під відкритою
ліцензією і їх можна адаптувати для власних потреб – Arduino побудований
навколо ідеї, що студенти будуть використовувати це "як робити" таким
чином: є отримані дані з датчиків, є трохи коду, треба зробити що-небудь з
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 31
цим. Може бути, вони навіть не писатимуть код, а вирізатимуть і
вставлятимуть його, щоб почати.
Віддають перевагу Arduino тому, що : –IDE працює на Mac, Linux і Win
і це повністю відкритий вихідний код. IDE заснований на сильній і добре
підтримуваній серверній частині, відкритих джерела gcc набору інструментів
і загорнутий в Java, тому легко портується, а помилки можуть бути знайдені і
виправлені. –Драйвери працюють на комп'ютерах з Mac, Linux, і Windows.
Знову ж , як IDE , драйвери використовувати робочі дошки на Mac, Win, Linux
і драйвери FTDI "просто працюють" –Бібліотеки: прості речі - легкі для
виконання, важкі речі - легкі для виконання.
Є велика кількість об'єктно-орієнтованих бібліотек, які роблять складні
речі, наприклад, запис SD-карт, підтримка LCD-екранів, аналіз GPS. І також є
бібліотеки, які роблять прості речі, типу, перемикання пінів чи брязкіт кнопок.
–Легковаговик, працює на залізі. Код виконується безпосередньо на голому
залізі, з добре перевіреним і зрозумілим компілятором. Він не інтерпретується
як .NET або BASIC. Він швидкий, малий, легкий, і можна використовувати
HEXфайл для програмування свіжих чіпів оптом.
Датчики. Arduino має аналого-цифровий вхід, іншими словами, можна
взяти дані датчиків, наприклад, освітленість, температуру, звук, отримані за
допомогою будь-яких інший недорогих датчиків, що зробити в Arduino легко.
Він також має готові до використання SPI та I2C для цифрових датчиків,
покриваючи 99% ринку датчиків. Багато плат для розробки історично
надзвичайно складні з великою кількістю доданих таких частин, як LCD-
дисплеї, кнопки, світлодіоди, 7-сегментні індикатори, і т.д., щоб показувати
все, що можна на ній зробити. Arduino має мінімум.
Плата не розроблялася під певні чіпи. Виробники чіпів часто хочуть
показати, як їх продукт відрізняється, тому вони додають дивні речі, щоб
диференціювати себе. В Arduino підкреслюється спільність між
мікроконтролерами, а не відмінності . Це означає, що Arduino є ідеальною
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 32
платформою для новачків, і що можна зробити з Arduino - те можна зробити з
будь-яким іншим мікроконтролером.
Можна отримати Arduino за $30, і, ймовірно, побачите незабаром
Arduino за $20. Багато плат для розробників починаються від $50 і можуть
легко дістатися до $100+, хоча в даний час видно, як компанії з виробництва
чіпів починають розуміти, що їм варто мати більш прагматичну стратегію
ціноутворення. Отже, Arduino являє собою гнучку платформу з великим
можливість підключення до більшості чого-небудь. Це відмінна платформа,
щоб вивчити першою і ідеально підходить для багатьох невеликих проектів.
Отже в якості мікроконтролера буде використана платформа Arduino
Nano, схема представлена на рисунку 1.8:
Рисунок 1.8 - Схема Arduino Nano
Платформа Nano , побудована на мікроконтролері ATmega328 , має
невеликі розміри і може використовуватися в лабораторних роботах . Вона має
схожу з Arduino Duemilanove функціональність, однак відрізняється
складанням. Відмінність полягає у відсутності силового роз'єму постійного
струму і роботі через кабель Mini- B USB . Nano розроблена і продається
компанією Gravitech .
Короткі характеристики
– мікроконтролер Atmel ATmega328;
– Робоча напруга (логічна рівень ) 5 В;
– Вхідна напруга ( рекомендована) 7-12 В;
– Вхідна напруга (гранична ) 6-20 В;
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 33
– Цифрові Входи / Виходи 14 ( 6 з яких можуть використовуватися як
виходи ШІМ );
– аналогові входи 8;
– Постійний струм через вхід / вихід 40 мА;
– Флеш- пам'ять 32 Кб ( ATmega328 ) при цьому 2 КБ використовуються
для завантажувача;
– ОЗУ 2 КБ ( ATmega328 );
– EEPROM 1 Кб ( ATmega328 );
– тактова частота 16 МГц; – розміри 1.85 см x 4.2 см;
Живлення Arduino Nano може бути заживляний через кабель Mini-B
USB, від зовнішнього джерела живлення з нестабілізованою напругою 6-20В
(через вивід 30) або зі стабілізованою напругою 5В (через вивід 27). Пристрій
автоматично вибирає джерело живлення з найбільшою напругою. Напруга на
мікросхему FTDI FT232RL подається тільки в разі живлення Arduino Nano
через USB. Тому при живленні пристрою від інших зовнішніх джерел (Не
USB), вихід 3.3В (формований мікросхемою FTDI) буде неактивний, в
результаті чого світлодіоди RX і TX можуть мерехтіти при наявності високого
рівня сигналу на висновках 0 і 1.
Об'єм пам'яті програм мікроконтролера ATmega328 - становить 32 КБ (з
яких 2 КБ відведені під завантажувач ). Крім цього , ATmega328 має 2 КБ
оперативної пам'яті SRAM і 1 КБ EEPROM ( для взаємодії з якої служить
бібліотека EEPROM).
З використанням функцій pinMode (), digitalWrite () і digitalRead () кожен
з 14 цифрових виводів Arduino Nano може працювати в якості входу або
виходу. Робоча напруга виводів - 5В. Максимальний струм, який може
віддавати або споживати один вивід, становить 40 мА. Усі виводи пов'язані з
внутрішніми підтягуючими резисторами (за замовчуванням відключеними)
номіналом 20-50 кОм. Крім основних, деякі виводи Arduino можуть
виконувати додаткові функції: – Послідовний інтерфейс: виводи 0 (RX) і 1
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 34
(TX). Використовуються для отримання (RX) і передачі (TX) даних по
послідовному інтерфейсу. Ці виводи з'єднані з відповідними виводами
мікросхеми перетворювача USB - UART-від FTDI.
Зовнішні переривання: виводи 2 і 3. Дані виводи можуть бути
налаштовані в якості джерел переривань, що виникають при різних умовах:
при низькому рівні сигналу, по фронту, по спаду або при зміні сигналу. Для
отримання додаткової інформації дивитися функцію attachInterrupt (). – ШІМ:
виводи 3, 5, 6, 9, 10 і 11. За допомогою функції analogWrite () можуть виводити
8-бітові аналогові значення у вигляді ШІМ-сигналу.
Інтерфейс SPI: виводи 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Дані
виводи дозволяють здійснювати зв'язок по інтерфейсу SPI. У пристрої
реалізована апаратна підтримка SPI, проте на даний момент мова Arduino поки
її не підтримує. – Світлодіод: вивід 13. Вбудований світлодіод, приєднаний до
цифрового вивід 13. При відправці значення HІGH світлодіод включається,
при відправці LOW - вимикається.
I2С: виводи 4 (SDA) і 5 (SCL). З використанням бібліотеки Wіrе дані
виводи можуть здійснювати зв'язок по інтерфейсу I2C (TWI). Крім
перерахованих на платі існує ще кілька виводів: – AREF. Опорна напруга для
аналогових входів. Може задіятися функцією analogReference ().
Скидання. Формування низького рівня (LOW) на цьому виводі призведе
до перезавантаження мікроконтролера. Зазвичай цей вивід служить для
функціонування кнопки скидання на платах розширення Входи і виходи
Arduino Nano зображені на рисунку 1.9:
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 35
Рисунок 1.9 - Входи і виходи Arduino Nano
Зв'язок Arduino Nano надає ряд можливостей для здійснення зв'язку з
комп'ютером, ще одним Arduino або іншими микроконтроллерами. У
ATmega328 є приймач UART, що дозволяє здійснювати зв'язок по
послідовним інтерфейсів за допомогою цифрових виводів 0 (RX) і 1 (TX).
Мікросхема FTDI FT232RL забезпечує зв'язок приймача/передатчика з USB-
портом комп'ютера, і при підключенні до ПК дозволяє Arduino визначатися як
віртуальний COM-порт- (драйвера FTDI включені в пакет програмного
забезпечення Arduino).
У пакет програмного забезпечення Ардуіно також входить спеціальна
програма, що дозволяє зчитувати і відправляти на Arduino прості текстові дані.
При передачі даних комп'ютера через USB-на платі будуть мигати світлодіоди
RX і TX. (При послідовній передачі даних за допомогою виводів 0 і 1 дані
світлодіоди задіюються). Бібліотека SoftwareSerial дозволяє реалізувати
послідовну зв'язок на будь- яких цифрових виводах Arduino Nano.
У мікроконтролерах ATmega328 також реалізована підтримка
послідовних інтерфейсів I2C (TWI), і SPI. У програмне забезпечення Arduino
входить бібліотека Wіrе, що дозволяє спростити роботу з шиною I2C.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 36
Програмування Arduino Nano програмується за допомогою програмного
забезпечення . Arduino 1.х.х Для цього з меню Tools > Board необхідно вибрати
"Arduino Diecimila, Duemilanove або Nano w/ATmega328". ATmega328 в
Arduino Nano випускається з прошитим загрузчиком, що дозволяє
завантажувати в мікроконтролер нові програми без необхідності використання
зовнішнього програматора. Взаємодія з ним здійснюється за оригінальним
протоколом STK500 (довідка, заголовки C-файлів). Тим не менш,
мікроконтролер можна прошити і через роз'єм для внутрисхемного
програмування ICSP (In-Circuit Serial Programming), не звертаючи уваги на
завантажувач.
Щоб кожен раз перед завантаженням програми не було потрібно
натискати кнопку скидання, Arduino Nano спроектований таким чином, який
дозволяє здійснювати його скидання програмно з підключеного комп'ютера.
Один з виводів мікросхеми FT232RL, що бере участь в управлінні потоком
даних (DTR), з'єднаний з виводом RESET, мікроконтролера ATmega328 через
конденсатор номіналом 100 нФ. Коли на лінії DTR з'являється нуль, вивід
RЕSЕТ також переходить в низький рівень на час, достатній для
перезавантаження мікроконтролера. Дана особливість використовується для
того, щоб можна було прошивати мікроконтролер всього одним натисненням
кнопки в середовищі програмування Arduino. Така архітектура дозволяє
зменшити таймаут завантажувача, оскільки процес прошивки завжди
синхронізований зі спадом сигналу на лінії DTR. Однак ця система може
призводити і до інших наслідків.
При підключенні Arduino Nano до комп'ютерів, що працюють на Mac OS
X або Linux, його мікроконтролер буде скидатися при кожному з'єднанні
програмного забезпечення з платою. Після скидання на Arduino Nano
активізується завантажувач на час близько півсекунди. Незважаючи на те, що
завантажувач запрограмований ігнорувати сторонні дані (тобто всі дані, які не
стосуються процесу прошивки нової програми), він може перехопити кілька
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 37
перших байт даних з посилки, що відправляється платі відразу після установки
з'єднання. Відповідно, якщо в програмі, що працює на Arduino передбачено
отримання від комп'ютера будь-яких налаштувань або інших даних при
першому запуску, переконайтеся, що програмне забезпечення, з яким
взаємодіє Arduino, здійснює відправку через секунду після установки
з'єднання.
Огляд основних мікросхем Arduino Nano
Основою Arduino Nano є мікроконтролер ATmega 328. ATmega328 -
малопотужний 8-розр. CMOS мікроконтролер, заснований на розширеній
АVR RІSC-архітектурі. За рахунок виконання більшості інструкцій за один
машинний цикл ATmega328 досягає продуктивності 1 млн. операцій в
секунду/Мгц, що дозволяє проектувальникам систем оптимізувати
співвідношення енергоспоживання і швидкодії.
Загальні характеристики
–тактова частота: 0 - 20 МГц;
–обсяг Flash-пам'яті: 32 кб;
–обсяг SRAM-пам'яті: 2 кб;
–нбсяг EEPROM-пам'яті: 1 кб;
–напруга живлення: 1,8 - 5,5 В;
–струм в режимі роботи: 0,2 мА (1 МГц, 1,8 В);
–струм в режимі сну: 0,75 мкА (1 МГц, 1,8 В);
–кількість таймерів / лічильників: 2 восьмібітних, 1 шістнадцятибітний;
–загальна кількість портів: 23;
–кількість ШІМ (PWM) виходів: 6;
–кількість каналів АЦП (аналогові входи): 6;
–кількість апаратних USART (Serial): 1;
–кількість апаратних SPI: 1 Master / Slave;
–кількість апаратних I²C / SPI: 1.
Архітектура мікроконтролера ATmega328 представлена на рисунку 1.10:
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 38
Рисунок 1.10 - Архітектура мікроконтролера ATmega328
Ядро AVR поєднує багатий набір інструкцій з 32 універсальними
робочими регістрами. Усі 32 регістра безпосередньо підключені до
арифметико-логічного пристрою (АЛП), який дозволяє вказати два різних
регістра в одній інструкції і виконати її за один цикл. Дана архітектура володіє
більшою ефективністю коду за рахунок досягнення продуктивності в 10 разів
вище в порівнянні зі звичайними CISC-мікроконтролерами.
ATmega328 містить такі елементи:, 512 байт EEPROM, 4 кбайт
статичного ОЗУ, 53 лінії універсального введення-виведення, 32
універсальних робочих регістра, лічильник реального часу (RTC), чотири
гнучких таймера -лічильники з режимами порівняння і ШИМ, 2 УСАПП,
двохпровідний послідовний інтерфейс орієнтований на передачу байт, 8-
канальний 10-розр. АЦП з опціональним диференціальним входом з
програмованим коефіцієнтом підсилення, програмований сторожовий таймер
з внутрішнім генератором, послідовний порт SPI, випробувальний інтерфейс
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 39
JTAG сумісний зі стандартом ІЕЕЕ 1149.1, який також використовується для
доступу до вбудованої системи налагодженні і для програмування, а також
шість програмно обираних режимів зменшення потужності.
Режим холостого ходу (Idle) зупиняє ЦПУ, але при цьому підтримуючи
роботу статичного ОЗУ, таймерів-лічильників, SPI-порту і системи
переривань. Режим виключення (Powerdown) дозволяє зберегти вміст
регістрів, при зупиненому генераторі і виключенні вбудованих функцій до
наступного переривання або апаратного скидання. В економічному режимі
(Power-save) асинхронний таймер продовжує роботу, дозволяючи
користувачеві зберегти функцію відліку часу в той час, коли інша частина
контролера знаходиться в стані сну. Режим зниження шумів АЦП (ADC Noise
Reduction) зупиняє ЦПУ і всі модулі введення-виведення, крім асинхронного
таймера і АЦП для мінімізації імпульсних шумів в процесі перетворення АЦП.
У черговому режимі (Standby) кварцовий / резонаторний генератор
продовжують роботу, а інша частина мікроконтролера знаходиться в режимі
сну. Даний режим характеризується малою споживаною потужністю, але при
цьому дозволяє досягти найшвидшого повернення в робочий режим. У
розширеному черговому режимі (Extended Standby) основний генератор і
асинхронний таймер продовжують працювати. Мікроконтролер проводиться
за технологією високощільної незалежної пам'яті компанії Atmel. Вбудована
Внутрішньосистемна програмована флеш- пам'ять дозволяє
перепрограмувати пам'ять програм безпосередньо усередині системи через
послідовний інтерфейс SPI за допомогою простого програматора або за
допомогою автономної програми в завантажувальному секторі.
Завантажувальна програма може використовувати будь-який інтерфейс для
завантаження прикладної програми у флеш-пам'ять. Програма в
завантажувальному секторі продовжує роботу в процесі оновлення прикладної
секції флеш-пам'яті, тим самим підтримуючи двухопераціонність: читання під
час запису. За рахунок поєднання 8-розр. ATmega328 є потужним
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 40
мікроконтролером, що дозволяє досягти високого ступеня гнучкості та
ефективної вартості при проектуванні більшості додатків вбудованого
управління.
ATmega328 підтримується повним набором програмних і апаратних
засобів для проектування, в тому числі: Сі-компілятори, макроассемблер,
програмні віддавачі/симулятори, внутрішньосистемні емулятори та оціночні
набори.[11] USB-програматор Arduino Nano зібраний на широко застосованій
мікросхемі FT232R. Мікросхема FTDI FT232R є високоінтегрований адаптер
USB - COM дозволяє використовувати мінімум зовнішніх компонентів (роз'єм
і пасивних компонентів) організувати послідовний обмін даними між
зовнішнім пристроєм на мікроконтролері і комп'ютером через шину USB. У
порівнянні з попередніми версіями мікросхеми у FT232R на кристал
інтегровані тактовий генератор, незалежна пам'ять EEPROM, частина
зовнішніх пасивних компонентів. Мікросхема може працювати в режимі
послідовного обміну і в режимі bitbang.
Характеристики й особливості мікросхеми FT232R:
–одночіповий перехідник з USB в асинхронний послідовний інтерфейс
передачі даних (UART);
–протокол USB повністю реалізований в мікросхемі;
–інтерфейс UART підтримує режими передачі 7 і 8 біт даних, 1 і 2
степових бита, різні режими контролю парності;
–підтримка управління потоком даних програмного X-On / X-Off і
апаратного;
–швидкості передачі від 300 бод до 3 мегабод для RS422 / RS485 / TTL і
від 300 бод до 1 мегабод для RS-232;
–безкоштовні VCP (віртуальний COM-порт) і D2XX (DLL) драйвера для
розробників;
–нова можливість - вбудований унікальний ідентифікаційний номер
(FTDIChip-ID ™) - може бути використаний для створення ключа захисту;
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 41
–нові настроюються висновки CBUS;
–можливість виведення стану прийому / передачі на зовнішні
світлодіоди;
–можливість подачі тактового сигналу на зовнішні мікросхеми,
контролери, ПЛІС, частоти 6, 12, 24 і 48 МГц;
–буфери FIFO на прийом і передачу для високошвидкісної передачі
даних; –настроюється timeout для приймального буфера;
–покращений режим bit bang - висновки CBUS можуть служити для
формування стробів читання і запису;
–вбудована незалежна пам'ять EEPROM об'ємом 1024 байт;
–мікросхема поставляється з унікальним ідентифікаційним номером,
який програмується на фабриці в процесі виготовлення кристалів і доступний
для читання по шині USB; –підтримка режимів харчування від шини, від шини
з великим споживанням і від зовнішнього джерела;
–вбудований стабілізатор на 3.3 В з навантажувальною здатністю до 50
мА; –вбудований перетворювач для напруг зовнішніх сигналів на висновках
UART і CBUS від 1.8 до 5 вольт;
–справжня підтримка рівнів 5В / 3.3В / 2.8В / 1.8В CMOS на виході і TTL
на вході висновків;
–висока здатність навантаження виходів;
–вбудована ланцюг скидання з харчування;
–вбудований генератор - не потрібно зовнішніх; –вбудований фільтр
живлення - не потрібен зовнішній RC фільтр;
–можливість інверсії сигналу UART; –робота мікросхеми при напрузі
живлення від 3.3 до 5.25 вольт;
–низьке споживання, режим енергозбереження;
–сумісність з хост контролерами UHCI / OHCI / EHCI;
–сумісність з USB 2.0 Full Speed;
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 42
–розширений робочий температурний діапазон: від -40 ° С до + 85 ° С
(промисловий);
–виконання RoHS-сумісний в корпусах 28 SSOP і QFN-32.
Блок – схема мікросхеми FTDI FT232R представлена на рисунку 1.11:
Рисунок 1.11 - Блок – схема мікросхеми FTDI FT232R
Internal EEPROM. Внутрішня EEPROM в FT232R використовується для
зберігання USB-Vendor ID (VID), продукту (РІD), серійний номер пристрою,
опис продукту рядок і різні інші дескриптори конфігурації USB. Внутрішня
EEPROM також використовується для налаштування функції виd jsd CBUS.
Область користування внутрішньої EEPROM є доступною для розробників
системи і слугує щоб зберігати додаткові дані. Внутрішній дескриптор
EEPROM може бути запрограмований в ланцюзі, за допомогою USB без
додаткової напруги. Він може бути запрограмований використовуючи
службове програмне забезпечення FTDI під назвою MPROG, який можна
завантажити з FTDI Utilities на FTDI сайті (www.ftdichip.com). +3.3V LDO
Regulator. Регулятор +3,3 LDO генерує опорну напругу +3,3 В. для живлення
вихідних буферів осередку USB трансивера. Це потребує зовнішнього
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 43
конденсатора розв'язки який приєднаний до контактного виходу регулятора
3V3OUT.
Основна функція LDO є живлення трансивера USB і генератор скидання
клітин, а не до джерела зовнішньої логіки. Тим не менш, він може бути
використаний для подачі на зовнішні схеми, що вимагають +3.3 живлення з
максимальним струмом 50 мА. USB Transceiver. USB-приймач забезпечує
приймання USB 1.1/USB 2.0 на повній швидкості фізичного інтерфейсу до
кабелю USB. У вихідних драйверах забезпечують сигналізацію + рівеня
управління швидкістю наростання 3,3, в той час як диференціальний вхід
приймача і два несиметричних вхідних приймачі надають дані USB.
Serial Interface Engine (SIE). Послідовний інтерфейс двигуна (SІЕ) блок
виконує паралельно серійне і послідовно-паралельне перетворення даних
USB. Відповідно до специфікації USB 2.0, його виконує біт начинку / UN-
начинкою і CRC5 / CRC16 покоління. Він також перевіряє CRC на даних USB.
USB Protocol Engine. Протокол USB двигуна управляє потік даних від
управління USB пристрої до кінцевої точки. Він обробляє запити протоколу
низького рівня USB, що генеруються приймаючою USB контролером і
команди для управління функціональними параметрами UART відповідно до
USB 2.0. FIFO RX Buffer (128 bytes). Дані, що передаються від хоста USB
контролера до UART за допомогою даних USB OUT кінцева точка
зберігається в FIFO RX (прийом) буфера. Дані видаляються з буфера в UART
передачі реєструватися під управлінням контролера UART FIFO. (Rx по
відношенню до інтерфейсу USB). FIFO TX Buffer (256 bytes). Дані від UART
отримують регістр зберігається в буфері TX. USB-хост-контролер видаляє дані
з FIFO буфера TX, відправивши запит USB для передачі даних від пристрою
до кінцевої точки. (Тх по відношенню до інтерфейсу USB). UART FIFO
Controller.
Контролер UART FIFO обробляє передачу даних між FIFO RX і TX
буфера і UART передавача і приймача регістрів. UART Controller with
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 44
Programmable Signal Inversion and High Drive. Разом з UART FIFO контролера
UART контролер обробляє передачу даних між FIFO RX FIFO і TX буфером і
UART передавача і приймача регістрів. Він виконує асинхронний 7 або 8-
бітний паралельне серійне і послідовно-паралельне перетворення даних на
RS232 або інтерфейсу. Керуючі сигнали, підтримувані режимі UART включає
RTS, CTS, DSR, DTR, DCD і RI. UART контролер також передавач сигналу
управління дозволяють контактний варіант (TXDEN) для надання допомоги
взаємодії з RS485 трансивером. Також підтримуються RTS / CTS, DSR / DTR
і XON / XOFF параметри попереднього узгодження. Рукостискання
обробляється в обладнанні для забезпечення швидкого часу відгуку. Інтерфейс
UART також підтримує RS232.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 45
2 СПЕЦІАЛІЗОВАНА ПРОТИПОЖЕЖНА СИСТЕМА КОНТРОЛЮ НА
ARDUINO
2.1 Апаратна частина
Більшості звичайних людей вважають мікроелектроніку надто складною
для розуміння - десятки деталей: резистори, діоди, конденсатори, транзистори,
мікросхеми, які поєднані між собою переплетінням дротів та доріжок на
платах. Разом з тим мікроелектроніка стала невід’ємною частиною життя в
сучасному високотехнологічному суспільстві, адже електронні пристрої
оточують нас, вони є практично у будь-якому більш-менш складному
побутовому пристрої - мобільний телефон, телевізор, пральна машина, навіть
автомобіль сьогодні не зможе працювати без мікропроцесореногокерування.
Рисунок 2.1 - Мікроконтролер Arduino
Arduino - це маленька плата з процесором, по потужності порівняним з
комп’ютерами кінця 80-их років. У неї є контакти, до яких можна підключати
будь-які пристрої: моторчики, лампочки, сенсори, роутери, динаміки. Для
керуваня всім слід написати просту Arduino-програму і завантажити її на
платуUSB.
Arduino - електронний конструктор про який ви мріяли, та зручна
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 46
платформа швидкої розробки електронних пристроїв для новачків і
професіоналів. Платформа користується величезною популярністю в усьому
світі завдяки зручності і простоті мови програмування, а також відкритої
архітектури і програмного коду. Пристрій програмується через USB без
використання програматорів.
Arduino дозволяє комп'ютеру вийти за рамки віртуального світу у
фізичний і взаємодіяти з ним. Пристрої на базі Arduino можуть отримувати
інформацію про навколишнє середовище за допомогою різних датчиків, а
також можуть управляти різними виконавчими пристроями.
Мікроконтролер на платі програмується за допомогою мови Arduino
(заснований на мові Wiring) і середовища розробки Arduino (заснована на
середовищі Processing). Проекти пристроїв, засновані на Arduino, можуть
працювати самостійно, або ж взаємодіяти з програмним забезпеченням на
комп'ютері (напр.: Flash, Processing, MaxMSP). Плати можуть бути зібрані
користувачем самостійно або куплені в зборі. Програмне забезпечення
доступне для безкоштовного скачування. Вихідні креслення схем (файли
CAD) є загальнодоступними, користувачі можуть застосовувати їх на свій
розсуд.
2.2 Інтегроване середовище розробки програм IDE
Як і кожен комп’ютер, Arduino з моменту подачі на плату живлення
виконує програму яка записана в пам’яті плати. Процесор може обробити
програму яка записана у вигляді набору чисел - машинних кодів (взагалі кожен
числовий код має так зване "двійкове" представлення, тобто у вигляді набору
одиниць та нулів, але про це ми поговоримо далі). Людині яка програмує
Arduino краще писати програму (тут вона називається скетч) за допомогою
набору слів-команд, які схожі на розмовну мову (принаймі англійську). Тобто
необхідно мати спеціальну програму яка буде "перекладати" слова-команди,
зрозумілі людині, у машинні коди, які зрозумілі машині. Сам процес
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 47
називається компіляцією, а програма, яка виконує все це зветься
транслятором.
Так як програму спочатку слід написати, то необхідно мати програму-
текстовий редактор, а краще коли є універсальний програмний засіб, який
може виконувати функції редактора, компілятора та зможе завантажити
готовий код в пам’ять Arduino.
IDE (інтегроване середовище розробки) - це спеціальна програма, що
працює на вашому комп’ютері і дозволяє вам писати скетчі для плати Arduino
простою мовою на зразок мови Processing. Коли ви натиснете кнопку
вивантаження скетчу на плату, то код, який ви написали, буде транслюватися
в мову C (яка досить складна для початківців), потім буде переданий
компілятору avr-gcc, який і проведе фінальну трансляцію в код, зрозумілий
мікроконтролеру.
.
Рисунок 2.2 - Компіляція програми
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 48
2.3 Входи і виходи Arduino
Кожен з 14 цифрових виходів може використовуватися як вхід або вихід.
Висновки працюють при напрузі 5В. Кожен вихід має навантажувальний
резистор (стандартно відключений) 20-50 кОм і може пропускати до 40 мА.
Виходи 3, 5, 6, 9, 10, і 11 можуть використовуватися для ШІМ; подробиці в
описі функції. Підключення до висновків 0 і 1 будь-яких пристроїв, крім
адаптера Міпі ТГ8В, може перервати підключення по И8В або запис нового
програмного коду.
На платформі Міпі встановлені 8 аналогових входів, кожен дозволом
10 біт (тобто може приймати 1024 різних значення). Входи 0 - 3 мають
висновки, а для підключення входів 4-7 потрібно пайка. Стандартно входи
мають діапазон вимірювання до 5 В відносно землі, проте є можливість
змінити верхню межу допомогою виводу АКЕР та програмного коду нижчого
рівня.
Виявлення про виникнення пожежі, своєчасний виклик пожежних
підрозділів та оповіщення про пожежу людей, що перебувають у зоні
можливої небезпеки, дозволяє швидко локалізувати осередки пожежі,
здійснити евакуацію та вжити необхідних заходів щодо гасіння пожежі. Тому
багатоквартирні будинки повинні бути забезпечені засобами зв’язку та
системами пожежної сигналізації та оповіщення. Тому На основі вивчення та
аналізу існуючої системи пожежної сигналізації вважаю, що є доцільним
спроектувати підсистему.
Основним завдання моєї підсистеми пожежної сигналізації для
багатоквартирного будинку являється виявлення номера квартири в якій
сталося загорання, та відправка тривожного сигналу на пульт пожежної
частини. В даному випадку в під’їзді міститься 14 квартир, в кожній квартирі
на стелі закріплений датчик температури. Всі датчики приєднанні до
мікроконтролера Аrduino, в пам’яті якого міститься програма і як тільки
температура в квартирі буде більшою ніж 45 градусів, спрацьовує пожежна
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 49
сигналізація. Яка потім передає свій сигнал на дисплей, який знаходиться біля
мікроконтролера. На дисплеї буде міститися інформація про датчик який
зафіксував пожежу.
2.4 Датчик температури lМ35
Світлодіодний індикатор температури на датчику lМ35 можна
застосувати для візуальної індикації позитивної температури всередині
холодильника, двигуна автомобіля, води в акваріумі і так далі. Простота
світлодіодного індикатора обумовлена застосуванням тільки лише / двох
інтегральних радіокомпонентів, що ідеально підходять для даного випадку.
Для отримання підвищеної точності світлодіодного індикатора і температури
і полегшення його калібрування, вибір був зроблений на користь
напівпровідникового датчика температури lМ35. Низька ціна датчика
пояснюється підгонкою і калібруванням датчиків на етапі виготовлення.
Низький вихідний опір, лінійне значення вихідної напруги і прецизійна
калібрування роблять датчик LM35 вкрай зручним для підключення до
вимірювальних ланцюгах. Датчик може використовуватися як з однополярним
напругою живлення, так і з двох полярним. Датчик LM35 допускає роботу в
діапазоні температур -55 ... +150 ° C, LM35C працює в діапазоні -40 ... +110 °
C (від -10 ° C з поліпшеною точністю).
Датчик
П латформа
LM35
Arduino
Рисунок 2.3 – Підключення датчика LM35
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 50
2.5 Структурна схема пожежної сигналізації
Сигналізація побудована згідно схеми представленої на рис. 2.4.
Arduino 1 - транзистор 1 - LM35
2 - транзистор 2 - LM35
3 - транзистор 3 - LM35
4 - транзистор 4 - LM35
5 - транзистор 5 - LM35
6 - транзистор 6 - LM35
7 - транзистор 7 - LM35
8 - транзистор 8 - LM35
9 - транзистор 9 - LM35
10 - транзистор 10 - LM35
11 - транзистор 11 - LM35
12 - транзистор 12 - LM35
13 - транзистор 13 - LM35
14 - транзистор 14 - LM35
Рисунок 2.4 – Структурна схема пожежної сигналізації
Згідно схеми плата Arduino по черзі відкриває транзистори з допомогою
дешифратора, через відкритий транзистор інформація з відповідного датчика
надходить на АЦП Arduino. На Arduino інформація обробляється, аналізується
і результати виводяться на екран.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 51
LCD 16x2
Реле сигналізації
Дешифратор 4 в 16
ВИСНОВКИ
Метою кваліфікаційної роботи бакалавра була розробка автоматизованої
системи пожежної безпеки для багатоквартирного будинку.
Для досягнення поставленої мети було вирішено наступні задачі
1. Проведено аналіз існуючих характеристик підсистем пожежної
безпеки. Визначено напрямок розробки системи.
2. Розглянуто склад і структуру систем пожежної безпеки, а саме:
бездротове розширення в підсистемах пожежної безпеки; принцип
побудови і топології підсистем пожежної безпеки і визначено
напрямок удосконалення, яке базується на платформі Arduino.
3. На основі розглянутих підсистем функціонування була
запропонована структурна схема пожежної безпеки і елемента база.
4. Наведено технічні характеристики мікроконтролері Arduino.
Розроблено програму для мікроконтролера Arduino в середовищі
IDE. Визначені конструкції зв’язку для вхідної і вихідної інформації,
визначені компоненти для входу-виходу датчика і виміру
температури.
В даному випадку в під’їзді міститься 14 квартир, в кожній квартирі на
стелі закріплений датчик температури. Всі датчики приєднанні до
мікроконтролера Аndruino, в пам’яті якого міститься написана мною програма
і як тільки температура в квартирі буде більшою ніж 45 градусів, спрацьовує
пожежна сигналізація. А також виявлено номер або номера квартир, в яких
сталося загорання, для відправки тривожного сигналу на пульт пожежної
частини.
Розроблена система пожежної безпеки може бути впроваджена у
вітчизняний ринок і скласти конкуренцію аналогічним системам безпеки.
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 52
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Глушаков С.В. Персональний комп'ютер. - Харків: Фомо, 2004. - 499 с.
2. Макарчук О.М. Практичний курс інформатики. - К.: Либідь, 2001. - 366
с.
3. Онищук А.Р. Створення таблиць в Ехсеl. - К.: КНЕУ, 1997. - 366 с.
4. Послед Б. Ехсеl 2000. Лекции и упражнения. - К.: ДиаСофт, 2000. -411
с.
5. Рудейко В.Д. Практичний курс інформатики. - К.: Фенікс, 1997. - 399 с.
6. Соколов П.Т. Інформатика в школі, - К.: Знання, 2000. - 394 с.
7. Чаїювська Р.Б. Microsoft Office Excel 2000. - Шепетівка: Аспект, 2005.
- 258 с.
8. Реле модуль подключение к Arduino [Электронный ресурс] //
Сообщество Zelectro, 2013. – Режим доступу до ресурсу:
http://zelectro.cc/relayModule
9. Arduino и Raspberry PI: заклятые враги или лучшие друзья?
[Электронный ресурс] // Хабрахабр. – Режим доступу до ресурсу:
https:// habr.com/company/piter/blog/255701/
10. Глинський Я. М., Анохін В.Є., Ряжська В.А. C++ і C++ Builder:
Навчальний посібник 5-те вид. – Львів: СПД Глинський, 2011. – 192 с.
11. Довідкова інформація Arduino [Электронный ресурс]. – Режим
доступу: https://www.arduino.cc
12. Хоровіц, П.А. Мистецтво схемотехніки-1. К .: Світ, 1999.
13. "Fire Alarm Systems: Design, Installation, Operation, and Maintenance" -
David M. Farrell, Delmar Cengage Learning
14. "Design, Installation, Commissioning, and Maintenance of Fire Detection
and Fire Alarm Systems: A Guide to BS 5839-1:2017" - Colin S. Todd, IET
15. "Fire Alarm Signaling Systems Handbook" - Richard Bukowski, P.E.,
William D. Clark, P.E., NFPA
16. "Fire Alarm Systems: A Reference Manual" - National Fire Protection
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 53
Association (NFPA)
17. "Fire Detection and Alarm Systems: A Brief Guide" - Institution of Fire
Engineers (IFE)
18. "Fire Alarm Systems: A Reference Manual" - Wayne D. Moore, NFPA
19. "Handbook of Fire and Explosion Protection Engineering Principles: For
Oil, Gas, Chemical and Related Facilities" - Dennis P. Nolan
20. "Fire Protection Systems: Understanding the Basics" - Raymond Friedman,
P.E., C.F.P.S.
21. "Handbook of Fire Technology: Principles and Applications" - James G.
Quintiere
22. "Fire Detection and Suppression Systems" - David D. Wagner
23. Перелік Національних стандартів України для створення,
впровадження та супроводження автоматизованих і інформаційних
систем [Электронный ресурс] // Національна бібліотека України імені
В. І. Вернадського. – Режим доступу до ресурсу:
http://nbuv.gov.ua/node/1469
Лист
ЧДТУ 232118.001 ПЗ
Змн. Лист № докум. Підпис Дата 54
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ШИФРУВАННЯ ТА ДЕШИФРУВАННЯ ДАНИХ ПО АЛГОРИТМУ RSA
Текст програми
UA.ЧДТУ. 232118-01 12 01-1
Листів 8
Розробник:
студент IV курсу
групи СКС-1907 В.В. Ситник
2023
Лістинг пpoграми
#include <LiquidCiystal.h>
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
float temp_read;
bool addr_sensor[][] = {
{0,0,0,0}
{0,0,0,1}
{0,0,1,0}
{0,0,1,1}
{0,1,0,0}
{0,1,0,1}
{0,1,1,0}
{0,1,1,1}
{1,0,0,0}
{1,0,0,1}
{1,0,1,0}
{1,0,1,1}
{1,1,0,0}
{1,1,0,1}
}
pins[]={`A0`,`A1`,`A2`,`A3`}
void setup()
{
mySerial.begin(9600);
Serial.begin(9600);
lcd.begin(20,4);
delay(500);
PinMode (A0, output);
PinMode (A1, output);
PinMode (A2, output);
PinMode (A3, output);
}
void loop()
for (int i=0; i<14; i++)
{
for (int j=0; j<3; j++)
{
DigitalWrite(pins[j], addr_sensor[i][j]);
}
temp_read=(analogRead(A5)*500)/1023;
if(temp_read>45)
{
DigitalWrite(13, 1);
1lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Sensor " + String(i+1) );
lcd.setCursor(1,0);
lcd.print("detect fire!");
}
else
{
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("NOT FIRE!");
}
}