Программная и аппаратная часть автоматизированной сигнализации по GSM каналу
Бакалаврская работа
на тему «Программная и аппаратная часть автоматизированной сигнализации по GSM каналу»
Содержание
1. Введение
2. Теоретическая часть
2.1 Аналогичные системы оповещения
2.1.1 Страж SMS 8x6 GPS
2.1.2 Visonic GA-1RS
2.1.3 Страж-GSM-M
2.2 Сравнительная характеристика систем оповещения
2.3 Классификация систем оповещения
2.3.1 Виды систем оповещения
2.4 Электронные блоки систем оповещения
2.5 Выводы
3. Практическая часть
3.1 Постановка задачи
3.2 Описание охраняемого пространства
3.3 Состав системы
3.1.1 Выбор микроконтроллера для центрального блока
3.1.2 Считыватель ключей
3.1.3 Датчики
3.4 Работа системы
3.5 Конструкторская часть
3.5.1. Разработка и анализ ТЗ
3.5.2 Техническое задание
3.5.3 Состав изделия и требования к конструктивному устройству
3.5.4 Разработка печатного узла
3.5.5 Конструкторские расчеты
3.5.6 Расчет стоимости системы
3.6 Выводы
4. Заключение
5. Список литературы
6. Приложение. Чертежи
1. Введение
Современные технологии позволяю создавать системы, заблаговременно предупреждающие о наступлении или приближении некоторого события. Широкое разнообразие жизненных ситуаций поднимает проблему своевременного оповещения на новый уровень. Обо всем, начиная от катаклизмов природы, несущими в себе многочисленные негативные последствия, и заканчивая приготовлением тоста, человек может быть проинформирован в определенное время, чтобы избежать неблагоприятных последствий и ускорить приближение удовлетворяющих моментов. В современном мире самое востребованное оповещение – это оповещении о незаконном проникновении в пределы частной собственности.
Ежедневно в Москве, столице России, регистрируется до 40 квартирных краж. А если учесть всю Россию, то это число будет значительно больше. Не стоит упускать из виду еще тот факт, что до 2010 года количество квартирных краж только росло. Поэтому системы сигнализации будут необходимы для многих. При этом специалисты считают, что лучше, если у вас будут одновременно установлены две или более разные системы охраны, что значительно затруднит работу вора. Осознав серьезность препятствия, злоумышленник, отступит от своего дела, не желая быть замеченным.
Актуальность разрабатываемой темы работы подчеркивается повышением спроса на системы защиты, оповещения, безопасности, наблюдения за объектами недвижимости, в которых хранятся материальные ценности.
Разрабатываемое устройство (GSM-сигнализация) нацелено на широкий круг потребителей. Следовательно, оно будет доступно по своей цене для многих людей.
Разрабатываемое устройство предназначено для контроля работы датчиков (извещателей), нажатия тревожной кнопки, дозвона и передачи текстового сообщения (SMS) по каналу связи GSM в случае тревоги. Устройство может встраиваться в системы охранной и пожарной сигнализации. Устройство применяется совместно с сотовым телефоном стандарта GSM.
Данная систем может с легкостью подстраиваться под различные требования заказчика: только охранные функции, охранные функции плюс контроль параметров (температуры, освещения и т.д.). Все интерфейсы предусмотрены на плате, а выбор того или иного варианта реализуется при получении ТЗ от заказчика и прошивкой того или иного варианта программы. Если заказчик в процессе эксплуатации захочет изменить функции, то просто происходит перепрограммирование, дооснащение дополнительными внешними устройствами при необходимости и возврат системы заказчику. Универсальность системы немаловажна при выборе системы потребителем.
В качестве исходных данных для работы использован набор технических средств, в совокупности представляющих устройство сигнализации: микроконтроллер, мобильный телефон, датчики, считыватель ключей, зарядное устройство.
2. Теоретическая часть
2.1 Аналогичные системы оповещения
К наиболее популярными по частоте применения относятся системы охранной сигнализации с добавлением недорогих функций пожарной сигнализации.
В связи с тем, что комплексные системы сигнализации зачастую производятся по высокой цене для обеспеченных клиентов.
Цель таких систем – охрана больших по площади территорий и зданий (коттеджи, предприятия, заводы, фабрики и др.).
Но и остальные граждане нуждаются в безопасности своего имущества. Рассмотрим некоторые системы оповещения.
2.1.3 Страж-GSM-M
«Страж-GSM-M» (рисунок 4) предназначен для охраны квартир, офисов, дач, автомобилей и других объектов охраны и осуществляет оповещение через сеть сотовой связи стандарта GSM посредством звонка на заданные телефонные номера (до 3-х номеров).
Рисунок 4.Страж-GSM-M
Как работает охранная система:
Физически и «Страж GSM-M» представляет собой модифицированный сотовый телефон «Motorolla M3x88», снабженный входом для подключения датчиков (в комплект поставки входит один герконовый датчик). Возможно использование любых типов датчиков с нормально замкнутым контактным выходом. При этом все функциональные возможности телефона сохраняются.
Для увеличения эффективности охранной системы советуем уделить особое внимание скрытности расположения самого устройства. Также следует убедиться в том, что в месте установки «Стража GSM-M» уровень сигнала приема достаточен.
После срабатывания (размыкания) датчика устройство сразу производит дозвон по заданным телефонным номерам с интервалом 2 минуты. Длительность дозвона по каждому из номеров составляет 30 с. На телефонах, на которые осуществляется дозвон, предполагается наличие функции АОН. Определение АОНом номера телефона «Стража GSM-M» означает срабатывание тревожной сигнализации. Поскольку при этом нет необходимости отвечать на звонок, нет расходования средств с баланса телефона «Стража GSM-M», за исключением абонентской платы.
«Страж GSM-M» имеет ряд уникальных достоинств, отсутствующих у других систем охраны:
Практически неограниченный радиус действия. Вы можете проконтролировать свою собственность в Москве даже из Пуэрто-Рико, не говоря о Подмосковье.
Монтаж систем чрезвычайно прост: просто подсоедините датчики к телефону, включите телефон и запрограммируйте нужные номера телефонов и текст для оповещения. Никаких лишних проводов.
Телефон имеет встроенный аккумулятор, поэтому повреждение сети питания 220 В (или отключение аккумулятора автомобиля, в случае использования в качестве автомобильной сигнализации) не скажется на надежности оповещения.
«Страж GSM-M» очень экономен в использовании за счет того, что Вам не нужно отвечать на входящий звонок.
Вы можете контролировать состояние нескольких объектов, так как «Страж GSM-M» идентифицирует объект по номеру установленного на нём мобильного телефона.
Монтаж системы:
Монтаж этой охранной системы несложен. Телефон закрепляется в укромном месте так, что бы была доступна клавиатура телефона (с неё производится программирование системы, постановка и снятие с охраны), устанавливается необходимое количество датчиков и подключаются к разъёму телефона. Телефон подключается к сети 220 В через прилагаемый блок питания. Программируются номера и сообщения для оповещения.
Цена: 3 200 руб.
3.1 Постановка задачи
На основе вышесказанного в настоящей бакалаврской работе ставится задача разработать микропроцессорное устройство, отвечающее за контроль и своевременное оповещение о наступлении того или иного события. С необходимыми для изготовления чертежами схемами по единому российскому стандарту.
3.2 Описание охраняемого пространства
Под моделью охраняемого пространства будем понимать крытое трехкомнатное одноэтажное кирпичное здание с одной входной стальной дверью. Площадь комнат примем 4 х 5 х 2,5 м.
3.3 Состав системы
По итогам изучения видов и существующих действующих образцов систем оповещения определим состав разрабатываемой системы.
1) Центральный блок, устанавливаемый в недоступном месте и управляющий работой всей системы;
2) Считыватель ключей, со встроенным светодиодом для индикации;
3) Два ИК – датчика движения;
4) Температурный датчик;
5) Накладной магнитно-контактный датчик для входной двери;
6) Мобильный телефон для дистанционного оповещения владельца о возникшей проблеме.
3.1.1 Выбор микроконтроллера для центрального блока
Микроконтроллер – микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Эти микросхемы являются основой для построения встраиваемых систем, их можно встретить во многих современных приборах, таких как телефоны, стиральные машины и т. п. На сегодняшний день существует более 200 модификаций микроконтроллеров. Популярностью у разработчиков пользуются 8-битные микроконтроллеры PIC фирмы Microchip Technology и AVR фирмы Atmel, 16-битные MSP430 фирмы TI, а также ARM. В то время как 8-разрядные процессоры общего назначения полностью вытеснены более производительными моделями, 8-разрядные микроконтроллеры продолжают широко использоваться. Это объясняется тем, что существует большое количество применений, в которых не требуется высокая производительность.
В разрабатываемом устройстве данной бакалаврской работы не понадобится высокопроизводительный микроконтроллер (такие как 16-битные MSP430), так как число задач в системе оповещения будет не велико.
| Характеристики | Attiny2313 | PIC16F628A | ||
| БЫСТРОДЕЙСТВИЕ | Макс. Такт. Частота (МГц) | 20 | 20 | |
| Flash-памяти программ (байт) | 2048 | 2048 | ||
| ПАМЯТЬ | EEPROM (байт) | 128 | 128 | |
| SRAM (байт) | 128 | 224 | ||
| Число портов ввода/вывода | 18 | 16 | ||
|
| ||||