Микроконтроллерная система охранной сигнализации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ (АССОЦИАЦИЯ)

«КИСЛОВОДСКИЙ ГУМАНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

Факультет Инженерный

Кафедра Радиоэлектронных систем

Направление Радиотехника

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к выпускной квалификационной работе

на тему: «Микроконтроллерная система охранной сигнализации»

Студент: Григоренко Юрий Анатольевич, гр. ОЗО.

Кисловодск 2017

Реферат

В выпускной квалификационной работе (ВКР) разрабатываются структурная, функциональная и принципиальная схема электрические схемы устройства охранной сигнализации на микропроцессорной технике. В ходе работы было разработано относительно простое, функциональное, перепрограммируемое устройство охранной сигнализации.

В первом разделе ВКР произведен аналитический обзор систем тревожно _ охранной сигнализации и выполнен аналитический обзор датчиков и извещателей систем охранной сигнализации.

Во втором разделе работы осуществлена разработка структурной схемы устройства охранной сигнализации, а так же разработан алгоритм функционирования устройства сигнализации.

В третьем разделе осуществлен аналитический обзор существующих микроконтроллеров и их технических характеристик.

В четвертом разделе выполнены работы, связанные с разработкой функциональной схемы устройства охранной сигнализации.

В пятом разделе ВКР осуществлено технико-экономическое обоснование, выбран аналог и рассчитаны эксплуатационные расходы и ожидаемый годовой экономический эффект.

В шестом разделе работы осуществлен анализ условий труда на рабочем месте, определен производственный фактор для данных работ, решены задачи пожарной безопасности.

Содержание

Введение

1. Анализ существующих систем тревожноохранной сигнализации

1.1 Анализ функций и схем простейших устройств охранной сигнализации

1.2 Анализ устройств охранной сигнализации, разработанных в России

1.3 Аналитический обзор датчиков и извещателей систем охранной сигнализации

2. Разработка структурной схемы устройства охранной сигнализации

2.1 Функции устройства

2.2 Структурная схема устройства охранной сигнализации

3. Аналитический обзор микропроцессорных средств

3.1 Микроконтроллеры фирмы MICROCHIP

3.2 Микроконтроллеры фирмы ATMEL

3.3 Микроконтроллеры семейства МИКРОКОНТ-Р2

3.4 Интерфейсы фирмы MAXIM RS-485

4. Разработка функциональной схемы устройства охранной сигнализации

4.1 Микропроцессорный блок

4.2 Блок индикации

4.3 Клавиатура

4.4. Блок управления оповещателями

4.5 Блока питания

4.6 Блок оперативной сигнализации

4.7 Принципиальная схема устройства охранной сигнализации

5. Технико-экономическое обоснование

5.1 Анализ рынка и маркетинговое исследование

5.2 Выбора аналога

5.3 Расчет интегрального технического показателя качества

5.4 Расчет затрат на этапе проектирования

5.5 Стоимостная оценка разработки

5.6 Расчет эксплуатационных расходов

5.7 Расчет ожидаемого годового экономического эффекта

5.8 Вывод

6. Безопасность и экологичность работы

6.1 Анализ условий труда на рабочем месте

6.2 Производственный фактор наиболее важный для данных работ

6.3 Пожарная безопасность

Заключение

Список источников

Введение

Системы и устройства охранной сигнализации _ обыденное явление, Они широко применяются на предприятиях, в государственных учреждениях, а также при охране жилищ граждан. При проектировании устройств сигнализации для задач охраны применяют самые новые достижения электронной, микропроцессорной и оптической техники, что позволяет создавать совершенно новые устройства. Эффективность применения устройств охранной сигнализации проявилась в том, что уменьшено число случаев несанкционированного нарушения целостности территорий, которые имели цель кражи не только собственности и материальных ценностей, но и авторских прав, а также предметов коммерческой тайны. Системы охранной сигнализации позволили уменьшить риски потери имущества на миллионы рублей [1].

Функции устройств охранной сигнализации _ разные, начиная от простой звуковой сигнализации и оканчивая фиксацией, записью изображения и передачей его на расстояния. Устройства охранной сигнализации снабжаются разными датчиками, позволяющими обнаруживать несанкционированные изменения состояний контролируемых объектов. Широкое применение получили системы с проводной и GSM-связью. В первом случае передача сигнала на пульт охраны передаётся по обычным стационарным телефонным проводам, во втором - при помощи канала мобильной связи.

Существует много фирм, разрабатывающих устройства охранной сигнализации, что делает спектр изделий и их возможностей достаточно широким. Отметим, что цена на современную охранную технику пока еще достаточно высока, поэтому разработка охранных многофункциональных комплексов с доступной ценой остается актуальной задачей.

Следует разрабатывать многофункциональные, недорогие, простые в настройке и эксплуатации устройства охранной сигнализации, предназначенные для охраны небольших офисов, подсобных помещений, квартир и т.д. Одной из основных функций данных устройств является сохранение материальных или коммерческих ценностей и обезвреживание преступников. Охранное устройство должно помогать подразделению охраны быстро выявлять нарушенную зону, привлекать внимание акустическими и световыми сигналами.

Устройства охранной сигнализации с коммуникационными связями являются особо эффективными, т.к. позволяют передавать сигналы «тревога» на расстояние, указывать на возможное ограбление, отслеживая попытки проникновения в охраняемое помещение. Также попытка либо отключение охраняемой зоны, либо нейтрализации датчиков должна сразу же фиксироваться на пульте подразделения охраны и вызывать ответное действие.

Создавать подобные сложные системы можно с применением микропроцессорной техники, проектируя специализированные микроконтроллеры. ВКР посвящена разработке устройства охранной сигнализации на микропроцессорной технике, что обуславливает актуальность темы ВКР.

Целью ВКР является разработка относительно простого, функционального, перепрограммируемого устройства охранной сигнализации.

В соответствии с поставленной целью в ВКР решаются следующие задачи:

- анализ существующих систем тревожно - охранной сигнализации;

- разработка алгоритма работы и схем устройства охранной сигнализации;

- разработка программного обеспечения для устройства;

- технико-экономическое обоснование работы;

- решение задач безопасности и экологичности работы.

Объектами исследования ВКР являются микроконтроллерные системы, предназначенные для создания устройств охранных сигнализаций.

В первом разделе ВКР произведен аналитический обзор систем тревожно _ охранной сигнализации. Приведена схема одного из простых устройств охранной сигнализации и описание её работы. Приведена схема телефонной системы дальнего оповещения, которая позволяет контролировать путем прослушивания помещение, где установлен телефон. Рассмотрены некоторые запатентованные устройства охранной сигнализации: по патенту 669274 Швейцарии, по патенту 2636756 Франции, российский приемно-контрольный прибор нового поколения «Буг», устройство охранной телесигнализации УОТС-1-1, прибор приемно-контрольный охранно-пожарный (ППКОП 41-1-1) «Сигнал-44». Сделан вывод о целесообразности разработки нового охранного устройства, отличающегося от известных лучшей надежностью, простотой в эксплуатации, небольшой стоимостью.

Выполнен аналитический обзор датчиков и извещателей систем охранной сигнализации: российские датчики Фотон-4, Фотон-5, Фотон-6, зарубежные пассивные инфракрасные датчики «MH-10», «MH-20», «D&D» фирмы CROW; «990», «990LR», «990PA» фирмы ADEMCO; пьезосирены «ТК-10101» и «ТК-2010» и стробовспышки «ТК-30», «ТК-А22». Рассмотренные датчики и оповещатели обеспечат надежный уровень охраны объекта.

Во втором разделе работы осуществлена разработка структурной схемы устройства охранной сигнализации. Разработаны и представлены в виде «дерева» функции устройства на основе анализа функций прототипов системы охранной сигнализации «SYSTEM 2316» американской фирмы «C&K SYSTEMS» и устройства «УОТС 1-1». Получена структурная схема комплекса охранной сигнализации в виде микросети.

Разработана структурная схема устройства сигнализации, содержащая: блок питания; интерфейсный блок; микропроцессорный блок; клавиатуру; блок управления оповещателями; блок оперативной сигнализации; блок датчиков.

Разработан алгоритм функционирования устройства сигнализации. В блоках алгоритма приведены словесные определения всех совершаемых действий. По данному алгоритму разработан программный код.

В третьем разделе работы осуществлен аналитический обзор микропроцессорных средств фирмы Microchip, фирмы ATMEL, контроллеры МИКРОКОНТ-Р2, приведены их технические характеристики. Рассмотрены интерфейсы соединения устройств. Отмечено, что в настоящее время происходит интенсивное развитие микроэлектронной базы.

В четвертом разделе выполнены работы, связанные с разработкой функциональной схемы устройства охранной сигнализации. Для реализации микропроцессорного блока выбран микроконтроллер фирмы AtmelAT91SAM7S321. Приведена структурная схема AT91SAM7S и рассмотрены его характеристики. Определены требования к блоку индикации, клавиатуре блоку управления оповещателями, блоку питания и блоку оперативной сигнализации. Разработана функциональная схема системы охранной сигнализации, приведено описание работы функциональных блоков.

В пятом разделе ВКР осуществлено технико-экономическое обоснование. Произведен анализ рынка и маркетинговое исследование, выбран аналог, рассчитан интегральный технический показатель качества затраты на этапе проектирования, рассчитаны эксплуатационные расходы и ожидаемый годовой экономический эффект.

В шестом разделе работы осуществлен анализ условий труда на рабочем месте, определен производственный фактор для данных работ, решены задачи пожарной безопасности.

Заключение содержит выводы о проделанной работе.

1. Анализ существующих систем тревожно - охранной сигнализации

1.1 Анализ функций и схем простейших устройств охранной сигнализации

Устройства систем охранной сигнализации рассматриваются в достаточно многих работах [2]. Можно отметить, что охранные устройства имеют разные схемотехнические решения и выполняют функции, направленные на достижение конечной цели _ охрана разных видов ценностей. На рис. 1.1 показана одна из простых схем устройства охранной сигнализации.

Рисунок 1.1 - Простая схема устройства охранной сигнализации

Устройство охранной сигнализации работает следующим образом. Если ни один из датчиков не нарушен (нет разрыва в цепи), а выключатель включен, то реле удерживает контакты, включающие звонок, разомкнутыми. Если нарушен (разорвана цепь) хотя бы один из датчиков, а также провода, идущие к датчикам, то реле разомкнет контакты, что приведен к включению звонка.

Устройство охранной сигнализации сигнализирует о нарушениях на небольшие расстояния, определяемые пределами слышимости звонка. Устройство не применимо для контроля объекта, находящегося на расстоянии в несколько километров. Схема сигнализации на рис. 1.1 обеспечивает высокий уровень безопасности. Конфигурация этой системы являлась основой для охранных систем, длительно применявшихся в последнее время. Данные системы до сих пор функционируют при охране домов, складов, предприятий и прочих видов ценностей.

Так как существовала необходимость контроля распределенных объектов на удаленном расстоянии, то для передачи сигналов сигнализации применяют телефонные линии. На рис. 1.2 показана схема телефонной системы дальнего оповещения.

Рисунок 1.2 - Схема телефонной системы дальнего оповещения

Телефонная система дальнего оповещения позволяет контролировать путем прослушивания помещение, где установлен телефон.

Принцип работы данной системы следующий. После появления в линии вызывающего сигнала коммутатор питания подает питание на все блоки схемы системы. Запускается таймер А, который выключает имитатор поднятой трубки. Таймер В выполняет двойную функцию: включает питание на усилитель и блокирует таймер А, не давая ему отключиться. К входу усилителя подключен микрофон. Он воспринимает все звуки в комнате и через усилитель, и согласующий трансформатор передает их в телефонную линию. По окончанию выдержки таймера В питание усилителя будет отключено. Чтобы этого не произошло, абонент должен через каждые 5 _ 10 сек подавать тональный сигнал на перезапуск таймера В. Очевидно, что, как и в первой, так и во второй рассмотренных выше системах, несмотря на

различие в принципе работы, не обеспечивается высокий уровень надёжности. Даже неквалифицированный взломщик может без труда обезвредить эти системы.

Разработано большое количество охранных устройств. Некоторые из этих устройств запатентованы. Рассмотрим некоторые из этих устройств.

Рассмотрим устройство охранной сигнализации по патенту 669274 Швейцарии [3]. Данное устройство содержит блок обработки, кодирования и передачи сигналов от датчиков (инфракрасных, ультразвуковых и т.д.), которые устанавливаются в охраняемом помещении и могут быть закамуфлированные под бытовые электроприборы, а также блоки приема, декодирования и сигнализации, находящихся на центральном пункте и включающие сирену или фару. Блоки соединяются между собой через 2-х проводную линию, к который они подключаются с помощью розеток.

Рассмотрим автономную систему охранной сигнализации по патенту 2636756 Франции [4]. Предлагаемая система использует эффект прерывания светового потока, посылаемого от источника ИК-излучения. При отсутствии препятствия на своем пути поток отражается от рефлектора и воспринимается детектором. При прерывании потока детектор фиксирует наличие импульса, что приводит к включению динамика.

Все компоненты системы, за исключением рефлектора, объединены в общем малогабаритном корпусе и имеют автономное питание. Система может быть установлена в любом помещении в течении нескольких минут.

В России также имеются разработки в данной области, например, приемно-контрольный прибор нового поколения «Буг» [5]. Улучшены функциональные возможности, расширена сфера применения прибора приемно-охранного «Буг», выполненного на базе МП-техники и предназначенного для охраны банков, учреждений, торговых центров, музеев.

1.2 Анализ устройств охранной сигнализации, разработанных в России

Рассмотрим системы сигнализации, разработанные в России. Устройство охранной телесигнализации УОТС-1-1 [2] предназначено для охраны объектов, оборудованных шлейфами сигнализации с электроконтактами и токопотребляющими охранными и пожарными извещателями. Устройство выдает сигналы телесигнализации при нарушении или пожаре на пульт центрального наблюдения, а также для управления на объекте звуковым и световым индикатором. Устройство позволяет подключить один шлейф сигнализации, обладает возможностью автономной охраны при питании от сети переменного тока или от резервного источника постоянного тока. Устройство предназначено для установки внутри охраняемого объекта и рассчитано на круглосуточный режим работы.

Структурная схема УОТС-1-1 показана на рис. 1.3. Устройство контролирует величину тока, протекающего в шлейфе сигнализации. Изменение величины этого тока, вызванное механическим повреждением шлейфа сигнализации или срабатыванием установленных в него извещателей, превышающие заданные пределы, приводит к выдаче устройством сигнала тревоги.

Устройство работает следующим образом. После включения начинает течь ток через узел защиты от перегрузки в шлейфе. Одновременно начинает работать генератор импульсного напряжения. На выходе генератора импульсного напряжения формируются импульсы напряжения частотой 1000 Гц, поступающие на блок контроля, где из последовательности импульсов формируется постоянное управляющее напряжение, подаваемое на триггер. Под воздействием управляющего напряжения триггер поддерживает электронные ключи в замкнутом состоянии, а на блок управления оповещателями сигналы тревоги не поступают. Описанное состояние устройства соответствует его дежурному режиму работы.

Рисунок 1.3 - Структурная схема УОТС-1-1

При обрыве шлейфа сигнализации на выходе блока контроля исчезает управляющее напряжение, что приводит триггер в противоположное состояние. Электронные ключи размыкают цепь пульта центрального наблюдения, что соответствует сигналу тревоги. На входе блока управления оповещателями появляется напряжение. Звуковые и световые извещатели сигнализируют о нарушении. В случае срабатывания звукопотребляющего извещателя или короткого замыкания шлейфа сигнализации увеличение тока ограничивается узлом защиты от перегрузок, который выдаст сигнал переключения на триггер. Алгоритм «тревоги» повторяется.

Блок памяти осуществляет организацию работы устройства в соответствии с тактикой сдачи объекта под охрану «с открытой дверью». После включения питания устройства при неисправном шлейфе сигнализации (открыта входная дверь), сигнал тревоги не выдается. После закрытия входной двери устройство переходит в дежурный режим и в дальнейшем работа устройства осуществляется аналогично описанному выше.

Преимущество устройства УОТС-1-1 определено его эффективной охраной объектов, невозможность саботажа тревоги, которая осуществляется сопротивлением в конце шлейфа (2 - 5 кОм). При малейшем изменении сопротивления шлейфа выдается сигнал тревоги. Следовательно, устройство УОТС-1-1 достаточно просто в эксплуатации и в обслуживании. Недостатком устройства УОТС-1-1 является возможность подключения только одного шлейфа сигнализации и отсутствие программной перенастройки. Другим устройством, которое часто применяется вневедомственной охраной, является «Прибор приемно-контрольный охранно-пожарный (ППКОП 41-1-1) «Сигнал-44» [1], схема которого приведена на рис. 1.4.

Рисунок 1.4 - Структурная схема прибора «Сигнал-44»

Рассмотрим устройство и принцип работы данного устройства. Сфера назначения «Сигнала-44» аналогична УОТС-1-1. Принцип работы устройства основан на анализе переходных процессов в шлейфе сигнализации, нагрузкой которого является конденсатор.

Программатор анализирует время разряда конденсатора нагрузки через шлейф сигнализации и специальные разрядные цепи в приборе. Изменение состояния шлейфа сигнализации, вызванное ухудшением его качества (появление повышенной утечки между проводами или увеличение сопротивления проводов вследствие окисления контактов и т.п.) или срабатывания установленных в него извещателей приводит к изменению времени разряда, выходящему за установленные пороговые уровни.

Если параметры шлейфа сигнализации выходят за установленные пределы, на панели прибора включается световой индикатор и по отдельному выходу на пульт центрального наблюдения передается извещение «Внимание». Если произошло срабатывание установленного в шлейф извещателя, то включается звуковой оповещатель, переходят в мигающий режим работы световой оповещатель и по второму отдельному выходу на пульт центрального наблюдения передается извещение «Тревога».

После включения питания начинает работать задающий генератор, формируя на своем выходе прямоугольные импульсы с частотой 1600±5% Гц. Импульсы поступают на вход формирователя временных интервалов (ФВИ) и первый вход блока формирования извещения «Тревога». ФВИ представляет собой делитель частоты на 8, причем на его выходах формируются прямоугольные импульсы частотой 200 Гц, имеющие различную длительность и относительный временной сдвиг. Симметричные прямоугольные импульсы поступают на коммутатор. При коммутации осуществляется последовательно заряд и разряд конденсатора, устанавливаемого в шлейфе сигнализации.

При ухудшении качества шлейфа сигнализации, а также срабатывании установленных в шлейф извещателей, длительность формируемых импульсов становится меньше половины полупериода коммутации или импульсы полностью исчезают. При умышленной установке в шлейф сигнализации конденсатора большой емкости длительность импульса на выходе формирователя увеличивается и становится больше полупериода коммутации. Таким образом, длительность контрольного импульса однозначно определяет состояние шлейфа сигнализации.

Анализ длительности контрольного импульса осуществляется в анализаторе импульсов. Если произошло нарушение шлейфа, то длительность контрольных импульсов становится меньше. На выходе блока анализа длительности контрольного импульса (БАДКИ) появляется постоянный сигнал логической единицы, что приводит к формированию извещений «Внимание» и «Тревога» в блоках БФИВ и БФИТ. Одновременно сигнал логической единицы поступает на БУО, включаются звуковые и световые извещатели. Достоинства и недостатки прибора «Сигнал-44» аналогичны прибору УОТС-1-1.

Анализ состава и работы вышеприведенных устройств выполнен с целью определения требований, предъявляемых к охранной сигнализации и понимания технического задания к разработке нового охранного устройства, отличающегося от известных лучшей надежностью, простотой в эксплуатации, небольшой стоимостью и, по возможности, меньшими габаритами.

1.3 Аналитический обзор датчиков и извещателей систем охранной сигнализации

В последнее время в системах сигнализации в качестве охранных датчиков все более части применяют пассивные инфракрасные датчики, причем из отечественных изделий это датчика Фотон-4, Фотон-5, Фотон-6 [2]. Принцип действия пассивного инфракрасного датчика основан на обнаружении излучаемого человеком тепла.

Датчики Фотон-4, Фотон-5, Фотон-6 отличаются друг от друга только диаграммой направленности линз. У датчика «Фотон-4» диаграмма направленности - стандартная, с максимальной дальностью обнаружения 10 м и углом обзора зоны обнаружения 30° в вертикальной плоскости, и 90° _ в горизонтальной плоскости.

Диаграмма направленности датчика «Фотон-4» показана на рис. 1.5.

Рисунок 1.5 - Диаграмма направленности датчика «Фотон-4»

Диаграммой направленности датчика «Фотон-5» является «шторка», т.е. он перекрывает в вертикальной плоскости помещение длиной 10 м. У датчика «Фотон-6» диаграмма направленности «луч». Он перекрывает помещение длиной до 40 м лучом с расхождением в вертикальной плоскости 10° и в горизонтальной 5°. Датчики Фотон-4, Фотон-5, Фотон-6 имеют следующие технические данные: напряжение питания _ 9 - 15 В, ток потребления - 15 мА; скорость перемещения объекта _ 0,3 - 3 м/с; выход тревоги - 30 мА, 72 В; время разогрева _ 1 мин, диапазон рабочих температур _ -30°С _ +50°С. Датчики формируют тревожное извещение о проникновении путем размыкания выходных контактов реле.

Из зарубежных аналогов пассивных инфракрасных датчиков известны следующие: «MH-10», «MH-20», «D&D» фирмы CROW; «990», «990LR», «990PA» фирмы ADEMCO. У датчиков есть 3 сменных линзы, позволяющие использовать любую из описанных выше диаграмм направленности. Датчик «D&D» выполнен во всепогодном исполнении, защищен от попаданий влаги и прямого солнечного света, с диапазоном температур от -40 до +60°С. В датчик «MH-10» заложены широкие возможности настройки путем как выбора интервала обработки информации, так и аналоговой настройки чувствительности.

Технические данные датчиков «MH-10», «MH-20», «D&D»: напряжение питания _ 8,2 - 16 В, ток потребления - 25 - 30 мА от 12 В; скорость перемещения объекта _ 0,1 - 5 м/с; выход тревоги _ 0,5 А, 24 В; время разогрева _ 1 мин. Зона обнаружения при стандартной линзе (широкий обзор): дальность 15 м; углы охвата: в горизонтальной плоскости 120° и 80° - в вертикальной.

У датчиков фирмы ADEMCO зона обнаружения аналогичны датчикам фирмы Crow. Технические данные следующие: напряжение питания _ 12 В, ток потребления - 15 В; скорость перемещения объекта _ 0,15 м/с; выход тревоги _ 0,5 А, 24 В; время разогрева _ 1 мин, диапазон рабочих температур _ 0°С _ +50°С.

Как видно из приведенных данных, по основным для пассивных инфракрасных датчиков показателям зона обнаружения и скорость перемещения объекта, отечественные разработки уступают зарубежным.

Из активных инфракрасных датчиков следует выделить датчик «Вектор-2», производимы в России. Датчик состоит из двух блоков: излучателя и приемника. Излучатель освещает приемник мерцающим инфракрасным излучением с частотой 1000 Гц. Приемник анализирует излучение. При пересечении луча приемник фиксирует нарушение и выдает сигнал тревоги размыканием шлейфа. Его параметры: напряжение питания _ 12 В, ток потребления _ 40 мА; дальность обнаружения _ 12 м; время разогрева _ 0,5 минут, диапазон рабочих температур - от -20°С до +40°С.

Принцип действия акустических датчиков основан на фиксировании характерных звуков при разбитии стекла. Наиболее часто применяемые в настоящее время датчики: «GBD-II»” фирмы Crow и «FG-730» фирмы Intellisense.

Датчики состоят из чувствительного микрофона и схемы обработки сигнала. Датчики двухканальные, т.е. сигнал тревоги вырабатывается только в том случае, когда микрофон фиксирует две составляющие: низкочастотную, характерную при ударе по стеклу, и ультразвуковую, характерную при разрушении стекла. Параметры следующие: напряжение питания - 9 _ 16 В, ток потребления - 14 мА; зона чувствительности _ 10 м; выход тревоги _ 0,5 А, 24 В; диапазон рабочих температур - от -40°С до. +80°С.

В России акустические датчики не производятся.

Для блокировки дверных и оконных проемов на открывание применяют датчик «СМК-1», состоящий из двух частей: геркона и магнита. Геркон крепится на неподвижную часть блокируемого проема, а магнит на подвижную. При открытии магнит отходит от геркона и контакты размыкаются.

Среди множества тревожных извещателей выделим два вида - это пьезосирены и стробовспышки. Из сирен рассмотрим «ТК-10101» и «ТК-2010» с техническими данными: звуковой выход _ 10 Вт, 110 Дб; напряжение питания - 6 _ 12 В; ток потребления _ 0,35 А (0,45 А).

Пьезосирены «ТК-10101» и «ТК-2010» хороши для применения в закрытых помещениях, для открытого пространства лучше использовать «ТК-1512» или «ТК-405» со следующими параметрами: звуковой выход _ 15 Вт, 120 Дб; напряжение питания - 6 _ 12 В; ток потребления _ 0,8 А [6].

Из стробовспышек можно выделите следующие: «ТК-30», «ТК-А22». Технические данные: количество вспышек _ 90 вс/мин (120 вс/мин); напряжение питания _ 12 В; ток потребления _ 180 мА.

Рассмотренные датчики и оповещатели в комплексе с многофункциональным пультом приемно-контрольным обеспечит надежный уровень охраны объекта.

В техническом задании существует условие создания устройства, которое должно быть недорогим и простым, поэтому рассмотрим датчики, отвечающие этим условиям. Достаточно часто в виде датчиков применяют герметичные герконовые контакты, замыкающиеся при воздействии магнита. Датчики обладают высокой надежностью и малыми габаритами, что делает возможным потайное размещение в углублении на каркасе дверей и оконных рам. При этом небольшой магнит крепится на подвижной части, например, клеем, как показано на рис. 1.6.

Рисунок 1.6 - Герметичный герконовый контакт

В зависимости от расположения магнита относительно геркона, датчик может работать на замыкание или размыкание цепи при срабатывании. Чувствительности контактов геркона достаточно, чтобы он срабатывал на расстоянии 5 _ 15 мм от магнита.

Для охраны на стеклах применяют датчики, вид которых показан на рис. 1.7 [7]. Датчик клеится к стеклу и срабатывает на удары или разбивание за счет того, что пластина с закрепленным на ней магнитом не имеет жесткого крепления и при ударах отходит от геркона, что разрывает цепь охранного шлейфа (все датчики подключаются последовательно). Аналогичную конструкцию несложно изготовить самостоятельно или приобрести.

Стекло может охранять и обычная миниатюрная кнопка (МП-1), установленная на уголок рис. 1.8. Крепится она к стеклу зажимом уголка под резиновую уплотнительную прокладку.

Рисунок 1.7 _ Датчик ДИМК

Использованием только герконовых датчиков и кнопок не везде удастся обеспечить надежную охрану, т.к. окно могут попросту разбить. Простейшим способом сигнализации при разбивании окна является наклеенная по периметру стекла тонкая и узкая полоска из металлической фольги, включенная последовательно в цепь охранного шлейфа, как показано на рис. 1.9. Таким образом, главной деталью охранного устройства являются датчики, определяющие момент, когда осуществлено проникновение на охраняемую территорию.

Отметим, что наиболее часто используются в системах сигнализации отечественные датчики: СМК-1, ДИМК-2, Фотон-6, Вектор-2, а из зарубежных аналогов MH-10, MH-20 фирмы Crow, GF-730 фирмы Intellisense, 990LR фирмы Ademco, которые используют нормально-замкнуты контакты. В охранных шлейфах с такими датчиками, когда нет срабатывания, то в шлейфе протекает ток. Все датчики включены последовательно. Как только происходит срабатывание датчика, цепь размыкается, контрольный пульт фиксирует вторжение и выдает сигнал тревоги. Разрабатываемое устройство сигнализации также будет проектировать на нормально-замкнутые датчики.

Рисунок 1.8 - Кнопка (МП-1)

Рисунок 1.9 - Полоска из металлической фольги

В каждом помещении существует комнаты с ценностями (материальными или коммерческими тайнами), куда проникновении посторонних лиц категорически запрещено. Есть помещения, куда проникновение посторонних лиц нежелательно, например, рабочие комнаты, коридоры и т.д. Поэтому существует классификация важности объекта (по приоритетам).

Так как в ВКР разрабатывается устройство сигнализации, предназначенная для охраны квартир, дома или дачи, то наиболее важным объектом будет являться только входная дверь. Датчик входной двери в системе сигнализации будет подключен к отдельной линии микроконтроллера.

2. Разработка структурной схемы устройства охранной сигнализации

2.1 Функции устройства

При разработке структурных схем электронных систем применяют метод синтеза, в котором разрабатывается «дерево» функций системы. При применении данного метода для систем, рассматриваемых, как прототипы разрабатываемого устройства, стоятся деревья функций. Из устройств прототипов выбирают два варианта устройств. Первый вариант _ сложная система, имеющая большие функциональные возможности, оригинальное схемотехническое решение и соответственно высокую стоимость. Второй вариант _ устройство со более ограниченными функциональными возможностями, простым схемотехническим решением и низкой ценой. Для обоих вариантов стоится дерево функций.

В вершине дерева находится глобальная цель (целевая функция), от которой идет ветвление на основные функции и дальше на дополнительные функции системы. Выбирают те функции, которые необходимо применить в разрабатываемой системе. В результате строится дерево функций для новой системы, по которому синтезируется алгоритм работы и структура системы.

В качестве первого варианта примем систему охранной сигнализации «SYSTEM 2316» американской фирмы «C & K SYSTEMS», а для второго варианта _ устройство «УОТС 1-1» (см. разд. 1.2). Деревья функций для этих устройств приведены на рис. 2.1 и рис. 2.2 соответственно.

Проанализировав «максимальные» и «минимальные» функциональные возможности, построим дерево функций, вид которого показан на рис. 1.3.



Рисунок 2.1 - Дерево функций системы охранной сигнализации «SYSTEM 2316»

Рисунок 2.2 - Дерево функций системы «УОТС 1-1»



Рисунок 2.3 - Дерево функций разрабатываемой устройства охранной сигнализации

2.2 Структурная схема устройства охранной сигнализации

Структурная схема комплекса охранной сигнализации показана на рис. 2.4 и составлена, исходя из дерева функций, показанного на рис. 2.3.

Рисунок 2.4 - Структурная схема комплекса охранной сигнализации

Разрабатываемое устройство позволяет использовать 17 датчиков, причем один датчик устанавливается, внутри корпуса на крышку устройства для предотвращения вскрытия самого устройства. Возможно увеличение количества применяемых датчиков способом, путем добавления в схему еще одного расширителя порта, но этот способ неудобен тем, что придется менять структуру устройства, а, следовательно, и всю программу его работы.

Проще и удобнее организовать систему сигнализации в виде сетевой структуры, как показано на рис. 2.5.

Рисунок 2.5 - Структурная схема комплекса охранной сигнализации в виде микросети

Устройство сигнализации (см. рис. 2.4) имеет следующие компоненты: УС - устройство сигнализации, устанавливаемый на каждом контролируемом объекте; Д - датчики, подключаемые к УС; ПО - пульт охраны.

Пульт охраны опрашивает УС и выдает сигналы тревоги подразделению охраны. В работе не рассматривается проектирование ПО. Считается, что выделена одна линия микроконтроллера для подключения устройства сигнализации к ПО.

Разрабатываемое устройство способно функционировать автономно, но для более эффективного его применения следует предусмотреть подключение к ПО.

Структурная схема разрабатываемого устройства представлена на рис. 2.6.



Рисунок 2.6. Структурная схема устройства сигнализации: БП - блок питания; ИБ - интерфейсный блок; МБ - микропроцессорный блок; К - клавиатура; БУО - блок управления оповещателями; БОС - блок оперативной сигнализации; БД - блок датчиков

Алгоритм функционирования УС показан на рис. 2.7.

В блоках алгоритма приведены словесные определения всех совершаемых действий.

В приложении приведен программный код, разработанный по данному алгоритму.

алгоритм сигнализация микроконтроллер программный



Рисунок 2.7 - Алгоритм функционирования устройства сигнализации



Продолжение рисунка. 2.7



Окончание рисунка 2.7

3. Аналитический обзор микропроцессорных средств

3.1 Микроконтроллеры фирмы MICROCHIP

Для реализации микропроцессорных систем могут быть применены микропроцессоры различных фирм [8 - 12]. Выбор типа микропроцессора определяется условиями поставленной задачи. Рассмотрим описание некоторых достаточно распространенных микроконтроллеров (МК).

МК семейств PIC (Peripheral Interface Controller) компании Microchip объединяют передовые технологии: электрически программируемые пользователем ППЗУ, минимальное энергопотребление, высокую производительность, хорошо развитую RISC-архитектуру, функциональную законченность и минимальные размеры. Высокая скорость выполнения команд в PIC-контроллерах достигается за счет использования двухшинной гарвардской архитектуры. Гарвардская архитектура основана на наборе регистров с разделенными шинами и адресными пространствами для команд и данных. Все ресурсы МК, такие как порты ввода/вывода, ячейки памяти и таймер, представляют собой физически реализованные аппаратные регистры.

МК PIC содержат RISC-процессор имеют симметричную систему команд, позволяющую выполнять операции с любым регистром, используя произвольный метод адресации. Пользователь может сохранять результат операции в самом регистре-аккумуляторе или во втором регистре, используемом для операции.

На рис. 3.1 приведено условное изображение МК PIC17C4X.

Отличительные особенности МК PIC17C4X: программная память объемом 2 Кбайта; прямая и обратная адресная модуляция; программирование в параллельном или в последовательном режимах; различные способы синхронизации; наличие нескольких режимов пониженного энергопотребления.

PIC17C4X обладает следующими особенностями:

- СППЗУ(EEPROM) 2 Кбайта; 33 универсальных линий ввода/вывода;

- 64 регистра общего назначения;

- встроенная поддержка отладки и программирования;

- 4 гибких таймера/счетчика со схемами сравнения;

- внутренние и внешние прерывания;

Рисунок 3.1 - Микроконтроллер PIC17C4X

- последовательный программируемый USART;

- байт ориентировки последовательного двухпроводного интерфейса;

- программируемый сторожевой таймер с внутренним генератором;

- последовательный порт SPI и режим пониженного энергопотребления.

Данный микроконтроллер имеет недостаток, состоящий в отсутствии разбиения адресного пространства памяти. Из-за этого длина кода в несколько раз больше, чем в микроконтроллерах с разбиением адресного пространства, что приводит к увеличению длительности обработки данных. Происходит постоянное обращение к ячейкам памяти, из которых как берутся начальные данные, так и заносятся результаты.

3.2 Микроконтроллеры фирмы ATMEL

Среди выпускаемых в настоящее время МК выделяются МК семейства AVR фирмы ATMEL. Эти МК обладают низким уровнем потребления, невысокой стоимостью при больших функциональных возможностях, высоким быстродействием и возможностью многократной перезаписи программ.

Область применения МК - реализация в реальном масштабе времени алгоритмов, не требующих сложных вычислительных процедур и времени реакции от единиц миллисекунд и более. МК этого семейства являются 8-разрядными МК, предназначенными для встраиваемых приложений. МК изготавливаются по малопотребляющей КМОП - технологии, которая в сочетании с усовершенствованной RISC-архитектурой позволяет достичь наилучшего соотношения показателей быстродействия и энергопотребления.

Учитывая, что подавляющее большинство команд выполняется за один такт, быстродействие этих МК может достигать значения 1 MIPS (миллион операций в секунду) на 1 МГц тактовой частоты.

Микроконтроллер ATmega16. Условное изображение МК AVR ATmega16, соответствующее входам и выходам, представлено на рис. 3.2.

Рисунок 3.2 - Условное изображение микроконтроллера AVR ATmega16

Отличительные особенности МК AVR ATmega16:

- возможность вычислений со скоростью до 1 MIPS/1 МГц;

- FLASH-память программ объемом 16 Кбайт (число циклов стирания/ записи не менее 10 000); память данных на основе статического ОЗУ (SRAM) объемом 1 Кбайт; память данных на основе ЭСППЗУ(EEPROM) объемом 512 байт (число циклов стирания/ записи не менее100 000);

- возможность защиты от чтения и модификации памяти программ и данных (в EEPROM);

- программирование в параллельном или в последовательном режимах;

- различные способы синхронизации;

- наличие нескольких режимов пониженного энергопотребления.

МК ATmega16 обладает следующими особенностями:

- 16 Кбайт внутрисистемной программируемой Flash-памятью; СППЗУ(EEPROM) 512 байтов; 1КБайт SRAM; 32 универсальные линии ввода/вывода; 32 регистра общего назначения;

- JTAG_интерфейс для граничного просмотра;

- встроенная поддержка отладки и программирования;

- 3 гибких таймера/счетчика со схемами сравнения; внутренние и внешние прерывания; последовательный программируемый USART;

- байт ориентировки последовательного двухпроводного интерфейса;

- 8-канальный 10-разрядный АЦП; программируемый сторожевой таймер с внутренним генератором; последовательный порт SPI; 6 режимов пониженного энергопотребления.

ATmega16 имеет разбиение пространства памяти на Flash-память, СППЗУ(EEPROM) и SRAM. Таким образом, для увеличения быстродействия достаточно в памяти СППЗУ(EEPROM) хранить координаты приемников и границы опасных зон, а Flash-память использовать для хранения матрицы задержек и непосредственно для хранения определенной координаты.

Микроконтроллер ATmega128. Технические характеристики МК Atmega128 следующие:

- высокопроизводительный, маломощный 8-разрядный AVR-МК;

- развитая RISC-архитектура - 133 мощные инструкции, большинство из которых выполняются за один машинный цикл; 32 8-разрядных регистра общего назначения и регистры управления встроенной периферией;

- полностью статическая работа производительностью до 16 млн операций в секунду при тактовой частоте 16 МГц; встроенное умножающее устройство, выполняющее умножение за два машинных цикла;

- энергонезависимая память программ и данных;

- износостойкость 128 Кбайт перепрограммируемой флэш-памяти: 1000 циклов запись/стирание;

- опциональный загрузочный сектор с отдельной программируемой защитой; внутрисистемное программирование встроенной загрузочной программой; гарантированная двухоперационность: возможность чтения во время записи;

- износостойкость 4 Кбайта ЭСППЗУ: 100 000 циклов запись/стирание;

- встроенное статическое ОЗУ емкостью 4 кбайта;

- опциональная возможность адресации внешней памяти размером до 64 Кбайт; программируемая защита кода программы;

- интерфейс SPI для внутрисистемного программирования; интерфейс JTAG (совместимость со стандартом IEEE 1149.1);

- граничное сканирование в соответствии со стандартом JTAG;

- обширная поддержка функций встроенной отладки;

- программирование флэш-памяти, ЭСППЗУ, бит конфигурации и защиты через интерфейс JTAG;

Отличительные особенности периферийных устройств:

- два 8-разрядных таймера-счетчика с раздельными предделителями и режимами сравнения; два расширенных 16-разрядных таймера/счетчика с отдельными предделителями, режимами сравнения и режимами захвата;

- счетчик реального времени с отдельным генератором;

- два 8-разрядных канала ШИМ; 6 каналов ШИМ с программируемым разрешением от 2 до 16 разрядов; модулятор выходов сравнения;

- 8 мультиплексированных каналов 10-разрядного аналогово-цифрового преобразования; 8 несимметричных каналов, 7 дифференциальных каналов, 2 дифференциальных канала с выборочным усилением из 1x, 10x и 200x;

- двухпроводной последовательный интерфейс, ориентированный не передачу данных в байтном формате;

- два канала программируемых последовательных УСАПП; последовательный интерфейс SPI с поддержкой режимов ведущий/подчиненный;

- программируемый сторожевой таймер со встроенным генератором;

- встроенный аналоговый компаратор.

Специальные возможности микроконтроллера:

- сброс при подаче питания и программируемая схема сброса при снижении напряжения питания; встроенный калиброванный RC-генератор;

- внешние и внутренние источники прерываний; 6 режимов снижения энергопотребления: холостой ход (Idle), уменьшение шумов АЦП, экономичный (Power-save), выключение (Power-down), дежурный (Standby) и расширенный дежурный (Extended Standby); программный выбор тактовой частоты;

- конфигурационный бит для перевода в режим совместимости с ATmega103;

- общее выключение подтягивающих резисторов на всех линиях портов ввода/вывода.

Ввод/вывод: 53 -программируемые линии ввода/вывода; 64 вывода на корпусе TQFP.

Рабочие напряжения: 2,7 - 5,5 В для ATmega128L; 4,5 - 5,5 В для ATmega128. Градации по быстродействию: 0 _ 8 МГц для ATmega128L, 0 _ 16 МГц для ATmega128.

Условное изображение микроконтроллера AVR Atmega128 представлено на рис. 3.3.

Рисунок 3.3 - Условное изображение микроконтроллера AVR Atmega128

3.3 Микроконтроллеры семейства МИКРОКОНТ-Р2

Программируемые контроллеры МИКРОКОНТ-Р2 имеют модульную конструкцию, что позволяет произвольно наращивать число входов/выходов в каждой точке управления и сбора информации. Все элементы (модули) семейства выполнены в закрытых корпусах единого исполнения и ориентированы на установку в шкафах.

Присоединение модулей ввода/вывода (EXP) к модулю вычислителя (СРU) выполняется с помощью гибкой шины расширения (плоский кабель) без использования шасси, ограничивающего возможности расширения и снижающего гибкость при компоновке. В состав данного микроконтроллера входят следующие модули: модуль процессора, модули ввода/вывода и пульт оператора. Рассмотрим назначение и технические характеристики основных модулей МК.

Модуль процессора CPU-320DS предназначен для организации интеллектуальных систем управления и функционирует как автономно, так и в составе локальной информационной сети. Связь с объектами управления осуществляется через модули ввода/вывода, подключаемые к CPU посредством шины расширения.

Модуль CPU-320DS может быть подключен к двум локальным сетям BITNET (ведомый/ведущий; моноканал; витая пара; RS485; 255 абонентов) и выполнять функции как ведущего, так и ведомого в обеих сетях.

Модуль CPU-320DS может выполнять функции активного ретранслятора между двумя сегментами локальной сети (до 32-х абонентов в каждом сегменте).

Модуль CPU-320DS включает в себя источник питания, использующийся как для питания внутренних элементов, так и для питания модулей ввода/вывода (до 10-ти модулей ввода/вывода).

Основные технические характеристики следующие:

- БИС процессора _ DS80C320;

- время цикла команды «Регистр-регистр» _ 181 нс;

- тактовая частота генератора - 22,1184 МГц;

- энергонезависимое ОЗУ емкостью 96 Кбайт; системное ППЗУ емкостью 32 Кбайта; ЭППЗУ пользователя с электрической перезаписью (FLASH) емкостью 32 Кбайта; ЭППЗУ системных параметров емкостью 512 байт;

- погрешность часов реального времени не более 5с в сутки;

- время сохранения данных в энергонезависимом ОЗУ и работы часов реального времени при отключенном питании модуля _ 5 лет;

- последовательные интерфейсы: COM 1 _ RS485 с гальва-нической развязкой или RS232; COM 2 _ RS485 с гальванической развязкой или RS232;

- время цикла обращения к внешним устройствам по шине расширения _ 1266 нс;

- скорость обмена данными в информационной сети (кБод) _ 1,2 115,2;

- длины кабеля связи соответственно (км) _ 24 0,75;

- кабель информационной сети _ экранированная витая пара;

- напряжение питания _ ~220 В (+10 _ 30 %);

- максимальная потребляемая мощность встроенного блока питания при подключенных модулях ввода/вывода (Вт) _ не более 20 Вт;

- максимальная допустимая нагрузка блока питания: +5 В, 2,0 A;

- собственное потребление модуля CPU-320DS по питанию + 5 В, не более 200 мA;

- наработка на отказ - 100 000 час;

- температура окружающей среды: для CPU-320DS _ от 0 до +60 С;

- относительная влажность окружающей среды _ не более 80 % при t=35 С;

- степень защиты микроконтроллера от воздействия окружающей среды _ IP-20.

Модуль аналогового ввода Ai-NOR/RTD предназначен для автоматического сканирования и преобразования сигналов от датчиков с нормированным токовым выходом, и от термопреобразователей сопротивления в цифровые данные с последующей записью их в двухпортовую память, доступную для модуля CPU по шине расширения.

Полное обозначение модуля аналогового ввода Ai-NOR/RTD-XXX-X. Первые две буквы обозначают тип модуля: Ai _ аналоговый ввод. Следующие буквы _ тип входного сигнала: NOR _ нормированный аналоговый сигнал, RTD - термо-преобразователь сопротивления. Следующие три цифры определяют варнианты.

Первая цифра _ число и соотношение аналоговых входов, причем предусмотрено 6 вариантов соотношения нормированных входов и входов от термопреобразователей сопротивления:

- Ai-NOR/RTD-1X0 _ 20 нормированных входов, RDT-входов - нет;

- Ai-NOR/RTD-2XX _ 16 нормированных входов, 2 входа RTD;

- Ai-NOR/RTD-3XX _ 12 нормированных входов, 4 входа RTD;

- Ai-NOR/RTD-4XX _ 8 нормированных входов, 6 входов RTD;

- Ai-NOR/RTD-5XX _ 4 нормированных входа, 8 входов RTD;

- Ai-NOR/RTD-60X _ отсутствуют нормированные входы, 10 входов RTD.

Вторая цифра определяет диапазон нормированного токового или потенциального входного сигнала, причем предусмотрено 7 вариантов нормированных сигналов:

- Ai-NOR/RTD-X1X _ диапазон входного сигнала от -10 В до 10 В;

- Ai-NOR/RTD-X2X _ диапазон входного сигнала 0 10 В;

- Ai-NOR/RTD-X3X _ диапазон входного сигнала -1 1 В;

- Ai-NOR/RTD-X4X - диапазон входного сигнала от 100 до 100 мВ;

- Ai-NOR/RTD-X5X _ диапазон входного сигнала 05 мA;

- Ai-NOR/RTD-X6X _ диапазон входного сигнала 020 мA;

- Ai-NOR/RTD-X7X _ диапазон входного сигнала 420 мA.

Третья цифра определяет тип термопреобразователя сопротивления, причем предусмотрено подключение пяти типов термопреобразователей сопротивления:

- Ai-NOR/RTD-XX1 _ медный термопреобразователь сопротивления типа ТСМ-50М, значение W100=1,428;

- Ai-NOR/RTD-XX2 _ медный термопреобразователь сопротивления типа ТСМ-100М, значение W100=1,428;

- Ai-NOR/RTD-XX3 _ платиновый термопреобразователь сопротивления типа ТСП-46П, значение W100=1,391;

- Ai-NOR/RTD-XX4 _ платиновый термопреобразователь сопротивления типа ТСП-50П, значение W100=1,391;

- Ai-NOR/RTD-XX5 _ платиновый термопреобразователь сопротивления типа ТСП-100П, значение W100=1,391.

Диапазон температур и электрических сопротивлений термопреобразователей приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1 - Диапазон температур и электрических сопротивлений термопреобразователей

Тип термопреобразователя сопротивления	Диапазон температур, С	Электрическое сопротивление, Ом
ТС - 50М	-50 200	39,24 92,791
ТС-100М	-50 180	78,48 177,026
ТС-46П	0 650	50 153,3
ТС-50П	-50 450	39,991 133,353
ТС-100П	-50 450	79,983 266,707

Замыкающая шифр буква _ тип клеммного соединения (подключение кабеля): R _ подключение справа, L _ подключение слева, F _ подключение с фронта.

Модуль дискретного ввода/вывода предназначен для преобразования дискретных входных сигналов постоянного тока от внешних устройств в цифровые данные и передачу их по шине расширения в процессорный модуль (CPU). Модуль предназначен для преобразования цифровых данных, поступающих от процессорного модуля, в бинарные сигналы, их усиления и вывод на выходные разъемы для управления подключенным к ним устройствам. Все входы и выходы гальванически развязаны с внешними устройствами. Основные технические характеристики следующие.

Число входов - 16, число выходов _ 16.

Тип гальванической развязки: по входам _ групповая; 1 общий провод на каждые 4 входа; по выходам _ 1 общий провод на каждые 8 входов.

Параметры входов: питание входных цепей _ внешний источник (2436) В; уровень логической единицы _ более 15 В; уровень логического нуля _ менее 9 В.

Параметры выходов: номинальный входной ток _ 10 мА; питание выходных цепей _ внешний источник (540) В; максимальный выходной ток _ 0,2 A. Напряжение питания модуля _ +5 В. Ток потребления - 150 мA. Наработка на отказ - 100 000 часов. Рабочий диапазон температуры _ от -30 до +60 С. Относительная влажность окружающего воздуха _ не более 95 % при 35 С. Степень защиты от воздействия окружающей среды _ IP-20.

Дискретные датчики и внешние устройства подключаются к разъемам модуля Bi/o 16DC24. К разъемам XD1 и XD2 подключаются внешние устройства У1 _ У16, к разъемам XD3 и XD4 _ дискретные датчики К1 _ К16.

Мощность источников U1 и U2 должна быть равной или большей суммы мощностей нагрузок, подключаемых к ним. Источник U3 _ источник 220БП24 или аналогичный с током нагрузки 700 мA. Если не требуется гальванической развязки между группами по 8 выходов, то можно объединить провода 24 В у источников U1, U2 или использовать 1 источник питания при условии достаточности мощности для питания всех внешних выходных устройств.

3.4 Интерфейсы фирмы MAXIM RS-485

Для обмена данными необходимо использовать последовательный интерфейс UART. Приемник и передатчик интерфейса работают независимо друг от друга в асинхронном режиме со стандартным форматом сообщения. Данный интерфейс позволяет соединять только 2 устройства, и имеет значительное ограничение на расстояние (около 2-х метров). Поэтому для того, чтобы улучшить характеристики интерфейса UART, необходимо использовать добавочный внешний интерфейс.

В компьютерной технике и промышленной автоматике для связи центральных устройств с периферией широко распространены стандартные интерфейсы фирмы MAXIM. Они хорошо стандартизированы, и поэтому всем производителям периферийной техники приходится придерживаться этих интерфейсов и соответствующих протоколов.

Для устройств охранной сигнализации можно применять интерфейс RS485, который наиболее часто используется при создании современных локальных сетей различного назначения. Основными преимуществами интерфейса RS485 являются: