Разработка вычислительной системы для автоматизации жилого помещения с использованием системы умный дом

Защита от статического электричества.

Для защиты от статического электричества необходимо выполнять следующие требования:

- обеспечить подвижность воздуха в помещении не выше 0.2 м/сек.

- при проветривании помещения пользователи в нем должны отсут-

ствовать.

- обеспечить регулярное проведение влажной уборки.

- покрытие полов должно быть антистатичным.

- должны быть в наличии нейтрализаторы статического электричества.

Наиболее эффективным способом нейтрализации статического электричества является применение нейтрализаторов, создающих вблизи наэлектризованного диэлектрического объекта положительные и отрицательные ионы. Различают несколько типов нейтрализаторов:

- коронного разряда (индуктивные и высоковольтные);

- радиоизотопные;

- комбинированные;

- аэродинамические.

Нейтрализаторы радиоизотопного и аэродинамического типов используют во взрывоопасных производствах. Индукционные нейтрализаторы применимы в случаях, когда их можно расположить очень близко к наэлектризованному материалу (20 мм. и менее). Кроме того, они не ликвидируют заряд полностью; остаточная плотность зарядана материале может достигать 5х10-6 Кл/м2. Высоковольтные нейтрализаторы высокоэффективны, и их работа не зависит от величины заряда на материале.

Защита от ультрафиолетового излучения.

Дляослабленияультрафиолетовогоизлучениянеобходимоиспользоватьвпомещении, где установлена вычислительная техника, люминесцентные лампы мощностью не более 40 Вт; стены в вычислительном центре должны быть побелены обычной побелкой, или побелкой с добавлением гипса; одежда персонала - фланель, поплин; должны использоваться очки "Стинглас" из стекла толщиной 2 мм с добавлением свинца.

Защита от излучения электромагнитных полей низких частот.

Защита от излучения электромагнитных полей низкой частоты осуществляется выбором расстояния от экрана монитора, длительности работы с компьютером и экранированием. Суточная продолжительность работы с компьютером не должна превышать 4 часа , запрещается работать при снятых внешних кожухах (корпусах) персональных компьютеров , запрещается располагаться от экрана на расстоянии, меньшем длины вытянутой руки.

Требования к освещенности рабочих мест.

Помещения должны иметь естественное и искусственное освещение. Оконные проемы должны иметь регулируемые жалюзи или занавеси, позволяющие полностью закрывать оконные проемы. занавеси следует выбирать одноцветные, гармонирующие с цветом стен, выполненные из плотной ткани и шириной в два раза больше ширины оконного проема. Для дополнительного звукопоглощения занавеси следует подвешивать в складку на расстоянии 15-20 см от стены с оконными проемами.

Рабочие места по отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественно - слева.

Норма освещенности 400 Лк для общего освещения в помещении обеспечена. Для исключения возникновения бликов экран монитора должен быть покрыт антибликовым покрытием. При его отсутствии необходимо использовать экраны и фильтры, обеспечивающие устранение бликов и повышение контрастности изображения. Наилучшими характеристиками обладают фильтры "полной защиты", состоящие из 3-5 антибликовых слоев, поглощающего слоя и проводящего металлизированного слоя.

Однако наиболее распространенными являются более простые фильтры , которые делятся на несколько типов:

- из нейлоновой сетки (повышают контрастность при уменьшении об-

щей яркости изображения).

- стеклянные с заземлением (предположительно снимают электроста-

тику, повышают контрастность изображения и уменьшают фронталь-

ное электромагнитное излучение).

- из нейлоновой сетки с графическим покрытием и заземлением (по-

вышают контрастность и снимают электростатику).

Требования к режиму труда и отдыха.

Режимы труда и отдыха при работе с ЭВМ зависят от категории трудовой деятельности. Все работы с ПК делятся на три категории:

I. Эпизодическое считывание и ввод информации в ЭВМ или работа в режиме диалога (не более 2-х часов за 8-часовую рабочую смену).

II. Считывание информации с предварительным запросом не более 40 тыс. знаков или ввод информации не более 30 тыс. знаков или творческая работа в режиме диалога не более 4-х часов за 8-часовую смену.

III. Считывание информации с предварительным запросом более 40 тыс. знаков или ввод информации более 30 тыс. знаков или творческая работа в режиме диалога более 4-х часов за 8-часовую рабочую смену.

Время регламентированных перерывов за рабочую смену следует принимать в зависимости от категории трудовой деятельности с ЭВМ, а также продолжительности смены.

Продолжительность непрерывной работы с ЭВМ без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.

Продолжительность обеденного перерыва определяется действующим законодательством о труде и Правилами внутреннего трудового распорядка предприятия (организации, учреждения).

При 8-часовои рабочей смене регламентированные перерывы целесообразно устанавливать:

для I категории работ с ПК через 2 часа от начала смены и через 2 часа после обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый.

для II категории работ через 2 часа от начала смены и через 2 часа после обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый или продолжительностью 10 минут через каждый час работы.

для III категории работ с ПК через 2 часа от начала смены, через 1,5 и 2,5 часа после обеденного перерыва продолжительностью 5-15 минут и через каждый час работы.

При 12-часовой рабочей смене регламентированные перерывы устанавливаются в первые 8 часов работы аналогично перерывам при 8 часовой рабочей смене, а в течение последних 4 часов работы, независимо от категории и вида работ, через каждый час продолжительностью 5-10 минут.

При работе с ПК в ночную смену, независимо от вида и категории работ, продолжительность регламентированных перерывов увеличивается на 60 минут.

С целью уменьшения отрицательного влияния монотонии целесообразно применять чередование операций ввода осмысленного текста и числовых данных (изменение содержания работ), чередование редактирования текстов и ввода данных (изменение содержания и темпа работы) и т.п.

В случаях возникновения у работающих с ЭВМ зрительного дискомфорта и других неблагоприятных субъективных ощущений , несмотря на соблюдение санитарно-гигиенических, эргономических требований, режимов труда и отдыха следует применять индивидуальный подход в ограничении времени работ с ЭВМ и коррекцию длительности перерывов для отдыха или проводить смену деятельности на другую, не связанную с использованием ЭВМ.

8.3 Расчёт защитного заземления

Определим ток короткого замыкания Iкз через Н П и по его величине - Iном ток срабатывания предохранителя или автомата.

; (8.1)

Где Iкз - ток короткого замыкания.

Uф - фазное напряжение: Uф = 220В.

rТ - паспортная величина сопротивления обмотки трансформатора:

rТ = 0,412 Ом.

(8.2)

p -удельное сопротивление проводника:

(8.3)

(8.4)

L - длина проводника (L1 = 600м, L2 = 100м, Lнзп = 50м);

S - площадь поперечного сечения проводника (S1 = 2мм2, S2 = 1мм2, Sнзп = 1мм2).

Устройство защиты от которого замыкание срабатывает при выполнении следующего условия:

(8.5)

Рассчитаем дозу, которую можно получить на различном расстоянии от экрана монитора, и сведем полученные данные в таблицу 8.1.

Для этого необходимо определить мощность дозы облученности Pri на расстоянии г от экрана, которая рассчитывается по формуле:

; (8.6)

Где : Р0- начальная мощность дозы на расстоянии 5 см. от экрана, Р() = 100 мкР/ч.

r- расстояние от экрана, см.

м- линейный коэффициент ослабления рентгеновского излучения воздухом, см-1.

Поскольку неизвестен энергетический уровень рентгеновского излучения, возьмем для расчета м = ,14*.

автоматизация программный аппаратный дом

Таблица 8.1 Мощность дозы излучения на различных расстояниях от экрана.

После заполнения таблицы построен график , как показана на рис. 8.1 график зависимости мощности дозы излучения от расстояния до экрана.

Рисунок 8.1 График зависимости мощности дозы излучения от расстояния до экрана.

Среднестатистический пользователь располагается на расстоянии 60см от экрана дисплея. Рассчитаем дозу облучения, которую получит пользователь за смену, за неделю, за год.

Годовая норма дозы облучения - 0.1 Р/год. Из расчета получено, что: Dгод =18480мкР/год (0,018480Р/год)<0,1 Р/год.

То есть мы выполнили условие безопасности при защите от радиации: Dполу ч. за год ? Dнорм. за год

Пользователи, использующие мониторы, не соответствующие стандарту

MPRII, нуждаются в дополнительной защите от воздействия рентгеновского излучения. Такая защита обеспечивается экранированием. Экранирование - это использование специальных экранов для монитора. Лучшим из них считаются экраны: "Ergostar", дающий ослабление 0.03 мкР/ч. на 5 см., а также "Global Shield", соответствующий стандарту MPRII. Характеристики его подтверждаются Ассоциацией Прикладной Эргономики Средств Отображения и Шведским Институтом ащиты от Излучений.

Во избежание поражения электрическим током и выхода из строя ЭВМ и периферийного оборудования, в случае возникновения короткого замыкания или других причин появления напряжения прикосновения Uпр , в цепь питания ЭВМ необходимо включить устройство защитного отключения с Iном = 7A и I Д = 30мА.

Все мониторы, работающие на предприятии, должны соответствовать стандарту MPRII, в противном случае обязательна установка защитных экранов.

Используемые методы и способы по защите от воздействия опасных и вредных факторов и соблюдение эргономических требований обеспечивают безопасность разработчика и пользователей.

Заключение

В ходе выполнения дипломной работы, получены следующие результаты:

1. Анализ современных систем автоматизации зданий, результаты которых позволили обосновать выбор инструментальных средств разработки программного обеспечения.

2. Разработана архитектура, включающая программные и аппаратные компоненты, отличительной особенностью является гибкость и масштабируемость системы.

3. Разработан программно-аппаратный комплекс умного дома который реализует предложенную архитектуру.

4. Разработаны алгоритмы функционирования системы управления и системы контроля.

5. Результаты тестирования показали, что разработанная система удовлетворяет требованиям технического задания.

6. Результатом работы являются листы конструкторской документации включающие в себя: схема структурная, функциональная и принципиальная электрическая , перечень элементов, спецификацию.

7. Разработана моделирование системы что позволит визуально протестировать систему на экране монитора.

8. В работе исследованы вопросы экономической эффективности и затраты на реализацию данного устройства и составляет 154000 руб.

9. последнем разделе дипломного проекта освещаются основные вопросы техники безопасности и экологии труда. В качестве примера оптимального рабочего места программиста приводится анализ характеристик помещения и расчет во избежание поражения электрическим током и выхода из строя ЭВМ и периферийного оборудования , от короткого замыкания. Расчет дозы облучения от экрана монитора.

Перечень литературы

1. Росстандарт Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии http://www.gost.ru/ Федеральный закон Российской Федерации от 10 июля 2012 г. "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности". Дата обращения 15.04.2014

2. База нормативных документов http://gostisnip.ru/ ГОСТ 17516.1-90 (2001) Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам. Дата обращения 15.04.2014

3. Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации http://docs.cntd.ru/ ГОСТ Р 52350.29.1-2010 Взрывоопасные среды. Часть 29-1. Газоанализаторы. Общие технические требования и методы испытаний газоанализаторов горючих газов. Дата обращения 15.04.2014

4. Актив .Система безопасности. http://www.aktivsb.ru/article-info728.html Рекомендации ФГУ ВНИИПО МЧС России по проектированию систем пожарной сигнализации. Дата обращения 20.04.2014

5. Умный дом , всё об автоматизированном жилье и его устройстве http://smarthouse2.ru/umnyjj-dom-tekhnologiya-z-wave.php Умный дом -- технология Z-Wave. Дата обращения 22.04.2014

6. Лабаратория домашних технологий "Ай-хом.ру" http://www.i-home.ru/site.xp/049055048054124054052055050124.html

7. ЮРС. Умный дом-безопасность-связь. http://www.npours.ru/prod_ ud_svet.html Технология Zigbee. Дата обращения 30.04.2014

8. МК AVR семейств Tiny и Atmega. Ефстифеев, 2008. Дата обращения 2.05.2014

9. Измерение, управление и регулирование с помощью AVR. Трамперт, 2006. Дата обращения 2.05.2014

10. Сайт паяльник http://cxem.net/mc/mc90.php Датчик температуры DS18B20. Дата обращения 4.05.2014

11. Техники для дома http://electronicsdesign.ru/index-1235.shtml.htm 1-Wire. Дата обращения 6.05.2014

12. Промышленная автоматика http://ic.danfoss.ru/products/klapany/what _solenoid.html Соленоидный клапан Danfoss , области применения.

13. Данфос http://www.danfoss.com/ Клапан (вентиль) электромагнитный соленоидный EV225B Дата обращения 14.05.2014

14. Сигнализация для дома http://sigadoma.ru/umnyj-dom/datchik-utechki-gaza.html Датчики утечки газа. Дата обращения 17.05.2014

15. Торговый дом Тинко http://www.tinko.ru/ Извещатель пожарный комбинированный адресный. Дата обращения 21.05.2014

16. Магазин технических новинок http://shop-tn.jimdo.com/ GSM Сигнализация. Дата обращения 26.05.2014

17. Интернет магазин будущего http://www.textronic.ru/product/provodnaja-sveto-zvukovaja-sirena/ Звуковые сирены. Дата обращения 29.05.2014

18. Рынок микроэлектроники http://www.gaw.ru/ Даташит Atmega8.

19. Вентиляторы Kanalflakt http://monovent.ru/kanalflakt-p30.shtml вентиляторы Kanalflakt. Дата обращения 01.06.2014

20. Википедия. Свободная энциклопедия. http://ru.wikipedia.org/ CodeVisionAVR описание. Дата обращения 04.06.2014

21. Программирование на языке С для AVR и PIC МК. Шпак, 2006. Дата обращения 04.06.2014

Размещено на Allbest.ru