Устройство управления работой системы безопасности

Содержание
СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ И ОБЗОР СОСТАВЛЯЮЩИХ ОХРАННО-ПОЖАРНЫХ СИГНАЛИЗАЦИЙ
1.1 Система охранной сигнализации
1.2 Система пожарной сигнализации
1.3 Технические средства обнаружения
1.4 Технические средства оповещения
1.5 Технические средства сбора и обработки информации
1.6 Периферийные устройства охранно-пожарной сигнализации
1.7 Питание устройств охранно-пожарной сигнализации
2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА
2.1 Анализ существующих решений
2.2 Требования к структуре устройства
2.3 Синтез структуры устройства
3. СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА
3.1 Выбор и обоснование применения элементной базы
3.2 Особенности и принцип работы устройства
3.3 Моделирование в системе OrCAD
4. РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОГО УЗЛАУСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ
4.1 Выбор типа и материала печатной платы
4.2 Выбор класса точности печатной платы
4.3 Конструкторско-технологический расчёт
4.4 Электрический расчёт
4.5 Проектирование печатных узлов в САПР P-CAD

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Аббревиатура Значение
ППКОП Прибор приёмно-контрольный охранно-пожарный
ПЦН Пульт централизованного наблюдения
ШС Шлейф сигнализации
СОУЭ Система оповещения и управления эвакуацией людей
ИМС Интегральная микросхема
БПТЛ Блок подключения телефонной линии
ВЧ Высоко-частотные
КМОП Комплементарная логика на транзисторахметалл-
оксид-полупроводник
ПП Печатная плата
АЦС Аналогово-цифровая система
ОЗУ Оперативное запоминающее устройство
ДПП Двустороння печатная плата
КП Контактная площадка
КС Координатная сетка
МО Монтажное отверстие
КОС Коэффициент относительной связности

ВВЕДЕНИЕ
Уровень криминализации вынуждает нас с усиленным вниманием относиться к безопасности личности, имущества. Сегодня мы всё больше осознаём необходимость применения современных систем защиты (охраны) дома, гаража или любых других охраняемых объектов. Чем ценнее имущество, тем многофункциональнее и надежнее должны быть эти системы.
Системы защиты достаточно разнообразны, а их номенклатура велика, более того, они в своем развитии отслеживают самые передовые технологии в области электроники, связи и т.д.
С развитием SMD элементной базы и SMT технологий началось развитие нового поколения систем охраны. В их основе по прежнему остается классическая схема сбора данных, но, в то же время, она уже состоит из разных физических высокоточных датчиков и микроконтроллерного модуля обработки информации, а оповещение происходит по-разному и с помощью разных технических средств.
Итак, современные охранные системы – это новый способ решения распознавательных задач для надежной охраны территории и имущества от не желаемого проникновения. Определив факт вторжения или другой опасности, система должна предупредить об этом оператора.
Таким образом, целью данного дипломного проекта является разработка устройства управления многофункциональной системы охраны на основе современной элементной базы высокой степени интеграции (микроконтроллер PIC16F73), который при разработке схемы обеспечивает многофункциональность системы, а при конструировании и производстве системы является недорогим по сравнению с аналогичными устройствами и имеет все преимущества SMT технологии. Кроме того технология КМОП микроконтроллера обеспечивает максимальную энергоэкономичность всех узлов, а это очень важный параметр системы.

1. АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ И ОБЗОР СОСТАВЛЯЮЩИХ ОХРАННО-ПОЖАРНЫХ СИГНАЛИЗАЦИЙ
Система охранно-пожарной сигнализации представляет собой сложный комплекс технических средств, служащих для своевременного обнаружения возгорания и несанкционированного проникновения в охраняемую зону. Охранно-пожарная сигнализация может интегрироваться в комплекс, объединяющий системы безопасности и инженерные системы здания, обеспечивая достоверной адресной информацией системы оповещения, пожаротушения, дымоудаления, контроля доступа и др. [1]
Рис.1.1 Структура охранно-пожарной сигнализации
В зависимости от масштаба задач, которые решает система охранно-пожарной сигнализации, в ее состав входит оборудование трех основных категорий (см. рис.1.1):
· Оборудование централизованного управления охранно-пожарной сигнализацией (например, центральный компьютер с установленным на нем ПО для управления охранно-пожарной сигнализацией – пульт централизованного наблюдения (ПЦН); в небольших системах охранно-пожарной сигнализации задачи централизованного управления выполняет охранно-пожарная панель);
· Оборудование сбора и обработки информации с датчиков охранно-пожарной сигнализации: приборы приемно-контрольные охранно-пожарные (панели);
· Сенсорные устройства:
- технические средства обнаружения (извещатели);
- технические средства оповещения (звуковые и световые оповещатели, модемы, системы речевого оповещения)
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.
Рассмотрим детальнее каждую из составляющих системы охранно-пожарной сигнализации
1.1 Система охранной сигнализации
Система охранной сигнализации в составе охранно-пожарной сигнализации выполняет задачи своевременного оповещения службы охраны о факте несанкционированного проникновения или попытке проникновения людей в здание или его отдельные помещения с фиксацией даты, места и времени нарушения рубежа охраны.
1.2 Система пожарной сигнализации
Система пожарной сигнализации предназначена для своевременного обнаружения места возгорания и формирования управляющих сигналов для систем оповещения о пожаре и автоматического пожаротушения.
1.3 Технические средства обнаружения
Технические средства обнаружения – это извещатели, построенные на различных принципах действия. Извещатель – это устройство, формирующее определенный сигнал при изменении того или иного контролируемого параметра окружающей среды. По области применения извещатели делятся на охранные и пожарные.
Охранные извещатели по виду контролируемой зоны подразделяются на точечные, линейные, поверхностные и объемные. По принципу действия – на электроконтактные, магнитоконтактные, ударноконтактные, пьезоэлектрические, оптико-электронные, емкостные, звуковые, ультразвуковые, радиоволновые и т.д.
Пожарные извещатели по способу приведения в действие разделяют на ручные и автоматические. В ручных извещателях отсутствует функция обнаружения очага загорания, их действия сводятся к передаче тревожного извещения в электрическую цепь шлейфа сигнализации после обнаружения загорания человеком и активизации извещателя путем нажатия соответствующей пусковой кнопки. Автоматические пожарные извещатели разделяют на тепловые, дымовые, пламени, газовые и комбинированные.
Расчет общего количества извещателей и определение мест их установки должны проводится с учетом особенностей помещения, а также требований нормативно-технической документации, регламентирующей общие вопросы проектирования и монтажа установок пожарной автоматики, систем и комплексов пожарной и охранной сигнализации.
1.4 Технические средства оповещения
Одной из важнейших систем безопасности на любом объекте является система оповещения и управления эвакуацией людей (далее СОУЭ), основное назначение которой – своевременная передача информации о возникновении пожара и реализация плана эвакуации людей с объекта.
Основное назначение системы оповещения – это предупреждение находящихся в здании людей о пожаре или другой аварийной ситуации и управление эвакуацией. Однако в штатном режиме системы оповещения могут использоваться также для передачи фоновой музыки или речевых объявлений, например, по помещениям компании.
Большинство систем оповещения о пожаре строится по модульному принципу, поэтому в зависимости от архитектурных особенностей здания и его назначения система оповещения может включать в себя устройства, предназначенные для экстренной трансляции, или же дополняться модулями, служащими для повышения качества звука.
В торговых центрах и офисных зданиях система оповещения о пожаре может создавать уютную обстановку, транслируя приятную фоновую музыку, или передавать объявления служебного или рекламного характера. В случае поступления с датчиков сигнала тревоги, трансляция общего назначения прерывается, и система оповещения о пожаре начинает передавать экстренное сообщение, записанное в блок памяти или зачитываемое диспетчером. Такая расстановка приоритетов при трансляции является обязательным требованием для системы оповещения о пожаре.
В зависимости от функциональных характеристик, СОУЭ делятся на 5 типов:
1-й тип характеризуется наличием звукового способа оповещения (звонки, тонированный сигнал и т.д.)
2-й тип характеризуется наличием звукового способа оповещения и светоуказателей «Выход». Оповещение должно производится во всех помещениях одновременно.
3-й тип характеризуется речевым способом оповещения (запись и передача спецтекстов) и наличием светоуказателей «Выход». Регламентируется очередность оповещения: сначала обслуживающего персонала, а затем всех остальных по специально отработанной схеме.
4-й тип характеризуется речевым способом оповещения, наличием светоуказателей направления движения и «Выход». Должна обеспечиваться связь зоны оповещения с диспетчерской. Регламентируется очередность оповещения: сначала обслуживающего персонала, а затем всех остальных по специально отработанной схеме.
5-й тип характеризуется речевым способом оповещения, наличием светоуказателей направления движения и «Выход». Светоуказатели направления должны быть с различным включением для каждой зоны. Должна обеспечиваться связь зоны оповещения с диспетчерской. Регламентируется очередность оповещения: сначала обслуживающего персонала, а затем всех остальных по специально отработанной схеме. Обеспечивается полная автоматизация управления системой оповещения и возможность реализации множества вариантов организации эвакуации из каждой зоны оповещения.
Для трансляции звуковых сообщений по зонам оповещения используются громкоговорители различных конструкций.
Количество и схема расположения громкоговорителей выбираются исходя из характеристик громкоговорителей, задач системы оповещения о пожаре и особенностей помещения: его архитектуры, характеристик звукопоглощения поверхностей, заполненности помещений людьми, высоты размещения громкоговорителей над уровнем пола.

1.5. Технические средства сбора и обработки информации
К техническим средствам сбора и обработки информации относятся приборы приемно-контрольные, контрольные панели, сигнально-пусковые устройства и т.п. Они предназначены для непрерывного сбора информации от технических средств обнаружения (извещателей), включенных в шлейфы сигнализации, анализа тревожной сигнализации на объекте и ее отображения управления местными световыми и звуковыми оповещателями, индикаторами и другими устройствами, а также формирование и передача извещений о состоянии объекта на центральный пульт централизованного наблюдения. Они же обеспечивают сдачу под охрану и снятие объекта с охраны.
Приемно-контрольная аппаратура охранно-пожарной сигнализации
Для получения и обработки извещений охранно-пожарная сигнализация использует различные типы приемно-контрольной аппаратуры: центральные станции, контрольные панели, приборы приемно-контрольные (название определяется стандартами страны-производителя, далее по тексту примем термин «контрольная панель»). Данная аппаратура отличается информационной емкостью — количеством контролируемых шлейфов сигнализации на приборы малой – до 5 шлейфов сигнализации, средней – от 6 до 50 шлейфов сигнализации и большой – свыше 50 шлейфов сигнализации и степенью развития функций управления и оповещения. Как правило, небольшие объекты оборудуются неадресными системами, контролирующими несколько шлейфов охранно-пожарной сигнализации, а на средних и больших объектах используются адресные и адресно-аналоговые системы.
Функции управления и оповещения реализуются в контрольных панелях с помощью специализированных входных и выходных интерфейсов. Для отображения информации охранно-пожарная сигнализация широко использует встроенные световые и буквенно-цифровые индикаторы, звуковые сигнализаторы. Выходной интерфейс в контрольных панелях охранно-пожарной сигнализации для небольших объектов – это, как правило, набор релейных выходов. На больших объектах системы охранно-пожарной сигнализации строятся по сетевым технологиям, поэтому пожарные контрольные панели оснащаются внешними интерфейсами RS422 или RS48, а также способны взаимодействовать по сети Ethernet или с помощью модемной связи по коммутируемому телефонному каналу.
В представленном дипломном проекте реализовывался именно аналог данной составляющей системы охранно-пожарной сигнализации – прибора приемно-контрольного охранно-пожарного.
1.6 Периферийные устройства охранно-пожарной сигнализации
Периферийными считаются все устройства охранно-пожарной сигнализации (кроме извещателей), имеющие самостоятельное конструктивное исполнение и подключаемые к контрольной панели охранно-пожарной сигнализации через внешние линии связи. Наиболее часто используются следующие типы периферийных устройств охранно-пожарной сигнализации:
· пульт управления — применяется для управления устройствами охранно-пожарной сигнализации из локальной точки объекта;
· модуль изоляции коротких замыканий — используется в кольцевых шлейфах охранно-пожарной сигнализации для обеспечения их работоспособности в случае короткого замыкания;
· модуль подключения неадресной линии — для контроля неадресных извещателей охранно-пожарной сигнализации;
· релейный модуль — для расширения функции оповещения и управления контрольной панели;
· модуль входа/выхода — для контроля и управления внешними устройствами (например, автоматическими установками пожаротушения и дымоудаления, технологическим, электротехническим и другим инженерным оборудованием);
· звуковой оповещатель — для оповещения о пожаре или тревоге в требуемой точке объекта с помощью звуковой сигнализации;
· световой оповещатель — для оповещения о пожаре или тревоге в требуемой точке объекта с помощью световой сигнализации;
· принтер сообщений — для печати тревожных и служебных системных сообщений.
1.7 Питание устройств охранно-пожарной сигнализации
Все устройства охранно-пожарной сигнализации должны обеспечиваться бесперебойным электропитанием. В качестве основного, как правило, используется сетевое электропитание контрольных панелей охранно-пожарной сигнализации, остальные устройства питаются от низковольтных вторичных источников постоянного тока или от шлейфа охранно-пожарной сигнализации. В соответствии с отечественными нормами пожарной безопасности, охранно-пожарная сигнализация должна бесперебойно функционировать в случае пропадания сетевого электропитания на объекте в течение суток в дежурном режиме и не менее 3 часов в режиме тревоги. Для выполнения этого требования охранно-пожарная сигнализация должна использовать систему резервного электропитания — дополнительные источники или встроенные аккумуляторные батареи.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать полную версию