Принципова схема дворівневої системи охорони, побудована застосуванням AVR мікроконтролерів серії ATMega. 1-й рівень охорони – кодовий замок. 2-й рівень охорони – пристрій охорони. Дві функціональні плати, що входять до системи, виконані на базі мікроконтролерів ATmega 8535.

Структурна схема

Мікроконтролери (родини AVR, MCS-51 та ін.) зі своєю архітектурою, програмними та апаратними ресурсами, як цифрові кубики ідеально підходять для розробки різних пристроїв охорони, сигналізації, кодових замків та ін.

Мал. 1. Структурна схема системи охраны.

У системі (рис. 1) є дві основні складові: кодовий замок А2, і пристрій охорони А1. Пристрій охорони А1 має 24 незалежні вхідні лінії, до яких підключені кінцеві вимикачі S1...S24. Ці вимикачі контролюють стан вікон 01...05, двері Д1, люків Л1, Л2.

Кількість вищевказаних об'єктів контролю може бути різною, і прив'язана до кожного конкретного приміщення або периметру, що охороняється.

Кількість застосовуваних пристроїв охорони А1 та кодових замків А2 теж нічим не обмежена та визначається умовами охорони, ступенем захисту, особливостями будівель, приміщень та ін. Зрозуміло, що кінцеві вимикачі S1...S24 можуть контролювати й ті двері, люки доступ до яких обмежений замком (або кодовими замками) А2. p align="justify"> Принципова схема кодового замку представлена ​​на рис. 2.

Принципова схема

Розглянемо роботу устрою охорони. Зовнішніми (виносними) елементами по відношенню до пристрою є 24 кінцеві вимикачі (S1...S24), які дозволяють контролювати стан 24 об'єктів (наприклад, двері). Один кінцевий вимикач контролює стан одних дверей. Якщо двері зачинені - кінцевий вимикач розімкнуто.

Користувач (оператор, диспетчер) візуально стан дверей може проконтролювати стан індикатора.

Якщо двері відчинені - кінцевий вимикач замкнений. Індикатор – періодично блимає. Якщо двері зачинені - кінцевий вимикач розімкнуто. Індикатор – не горить (погашений). Нехай кінцевий вимикач S1 встановлений у дверях № 1. Нехай кінцевий вимикач S2 встановлений у дверях № 2 і т.д.

Якщо відкриті двері № 1, то періодично блимає індикатор HL2 (якщо двері № 1 закриті індикатор HL2 – погашено). Якщо відкриті двері № 2, то періодично блимає індикатор HL3 (якщо двері № 1 закриті індикатор HL3 - погашено) і т.д.

Автор, не зупинятиметься на якомусь конкретному конструктивне виконанняустановки кінцевого вимикача, а також конструкції самого пристрою. В інтерфейс контролю та керування пристрою входять: тумблери SA1, SA2, індикатори HL1...HL25. Конструктивно всі вищевказані елементи доцільно розмістити на окремій панелі управління.

Мал. 2. Принципова схема кодового замку системи охорони.

Елементи інтерфейсу керування пристрою мають таке призначення:

• SA1 (ОХОРОНА) – тумблер сигналізації. При встановленні даного тумблера в положення "ВКЛ" пристрій ставиться під охорону. Пристрій ставиться під охорону через ~ 10 сек. з моменту встановлення тумблера SA1 у положення "ВКЛ" із положення "ВИМКН". Після встановлення під охорону сигналізація спрацьовує через ~ 10 сек з моменту замикання будь-якого кінцевого вимикача S1...SA24.
• SA2 - перемикач вимикання звуку. Цей перемикач функціонує тільки в режимі контролю стану дверей. Тумблер SA1 повинен бути встановлений у положенні "ВИМК." При встановленні тумблера SA2 у положення "ВКЛ" при відкритті будь-яких дверей п'єзоелектричний випромінювач ВА1 відразу видасть звуковий сигнал, Тривалістю ~ 2 сек. Якщо даний тумблер у положення "ВИМК", то при відкритті будь-яких дверей, буде періодично блимати тільки відповідний індикатор, п'єзоелектричний випромінювач ВА1 - буде вимкнений.
• HL1 – індикатор активації режиму охорони. Якщо пристрій знаходиться в режимі "охорона", цей індикатор - горить, якщо в режимі "контроль стану дверей" цей індикатор - погашено.

Сигналізація спрацьовує – це означає: реле К1 – постійно включено. Висновки 5 і 6, а також 2 і 3 даного реле- Замкнуті. П'єзоелектричний випромінювач ВА1 - включається і вимикається з періодом ~ 1 сек. Для вимкнення сигналізації необхідно тумблер SA1 встановити у положення "ВИМКН".

Розглянемо основні, функціональні вузлипринципової схеми устрою. Основою пристрою служить мікроконтролер DD1, робоча частотаякого задається генератором із зовнішнім резонатором ZQ1 на 10 МГц.

Мал. 3. Принципова схема устрою охорони на микроконтроллере.

До порту PD мікроконтролер DD1 підключені вимикачі SA1, SA2 п'єзоелектричний випромінювач ВА1, індикатор HL1, ключ на транзисторах VT1, VT2 для управління реле К1. До портів РВ, РА, PC мікроконтролера DD1 підключені кінцеві вимикачі S1...S24 та індикатори HL2...HL25.

Живлення на ці індикатори надходить через ключ на транзисторі VТЗ, який управляється з виведення 21 мікроконтролера DD1. Резистори R10...R17, R20...R27, R28...R35 - струмообмежувальні для індикаторів HL2...HL25. Резистор R8 - струмообмежувальний індикатор HL1.

Реле К1 управляється відповідно до виведення 14 мікроконтролера DD1. Напруга живлення +12 В і +5В надходить на пристрій зі з'єднувача XI. Конденсатор С5 фільтрує пульсації в ланцюгу живлення +5 В. Блокувальний конденсатор С4 стоїть по ланцюгу живлення мікроконтролера DD1.

В алгоритмі роботи пристрою можна виділити два режими роботи: режим контролю стану дверей та режим охорони. Розглянемо алгоритм роботи пристрою у режимі контролю стану дверей. Нехай всі двері об'єкта, що охороняється, закриті. Тумблер SA1 у положенні "ВИКЛ".

Тумблер SA2 у положенні "ВКЛ". Після подачі живлення пристрій, при ініціалізації в усі розряди портів РВ, РА, PC мікроконтролера DD1 записуються балка. 1. Ключі на транзисторах VT1 ... VT2 закриті, індикатор -HL1 - погашено.

Індикатори HL2...HL25-погашені. Кінцеві вимикачі S1...S24 розімкнуті. З виводу мікроконтролера 21 DD1 генерується періодичний сигнал (меандр) з періодом порядку 1 с. Якщо відкрити двері № 1, включиться кінцевий вимикач S5.

Індикатор HL2 періодично блиматиме з періодом ~ 1 сек. П'єзоелектричний випромінювач ВА1 видасть звуковий сигнал тривалістю 3 сек.

Якщо відкрити двері № 2, включиться кінцевий вимикач S6. Індикатор HL2 періодично блиматиме з періодом ~ 1 сек. П'єзоелектричний випромінювач ВА1 видасть звуковий сигнал тривалістю ~ 2 сек і т. д. Якщо встановити тумблер SA2 у положенні "ВКЛ", то при замиканні будь-якого кінцевого вимикача (при відчиненні будь-яких дверей) тільки блиматиме відповідний індикатор.

Розглянемо роботу пристрою у режимі охорони. Нехай всі двері об'єкта, що охороняється, закриті. Тумблер SA1 встановлений у положенні "ВИМК."

Пристрій переходить в режим охорони через ~10 сек з моменту установки тумблера SA1 в положенні "ВКЛ". За цей час необхідно закрити всі двері і залишити об'єкт, що охороняється. Зрозуміло якщо периметр об'єкта, що охороняється, досить великий і за 10 сек. неможливо закрити всі двері, всі двері необхідно закрити до постановки об'єкта під охорону.

Якщо в режимі охорони включиться будь-який з кінцевих вимикачів S1...S24 (буде відчинені будь-які двері) при цьому на відповідному виведенні портів РВ, РА, PC мікроконтролера DD1 буде присутній сигнал рівня лог.0. то через ~10 сек. увімкнеться звукова сигналізація(П'єзоелектричний випромінювач ВА1). При цьому на виводі 14 мікроконтролер DD1 встановить рівень лог.0 (ввімкнеться реле К1).

Якщо на об'єкт, що охороняється, проникає "свій", то йому необхідно за ~ 10 сек і встановити тумблер SA1 в положенні "ВИКЛ", інакше спрацює сигналізація. Зрозуміло, що доступ до вимикача SA1 має бути обмеженим.

Якщо на об'єкт, що охороняється (через розкриті двері) проникає "чужий", то йому необхідно за ~10 сек. знайти вимикач SA1 і встановити його у положенні "ВИМК." Сигналізація увімкнеться і в тому випадку, якщо будь-який з кінцевих вимикачів S1...S24 включиться на короткий час(наприклад, закрити і відразу закрити двері). Контакти реле К1 можна використовувати для замикання ланцюгів управління або живлення різних виконавчих пристроїв, наприклад механізму блокування дверей або включення сирени (ревуна).

Розроблена програма на асемблері займає всього близько 0,4 КБайт пам'яті програм мікроконтролера DD1. Незадіяні апаратні (лінії PD6, PD7) та програмні (близько 7,6 Кбайт) ресурси мікроконтролера DD1 можна використовувати для додаткових опцій.

Наприклад, можна встановити пару кнопок і додати функцію встановлення та зняття з охорони пристрою через код доступу або керувати якимись іншими виконавчими пристроями. Розібравшись у програмі можна замінити встановлені програмно параметри пристрою:

• період миготіння індикатора HL1;
• тривалість звукового сигналу п'єзоелектричного випромінювача ВА1 в режимі контролю стану дверей;
• час встановлення пристрою під охорону, а також час затримки на включення сигналізації.

У пристрої використані резистори С2-ЗЗН-0.125, підійдуть будь-які інші з такою ж потужністю розсіювання та похибкою 5%. Конденсатор С5 типу К50-35. Конденсатор С1...С4 типу К10-17а. Конденсатор С4 встановлюються між ланцюгом +5V та загальним провідником мікроконтролера DD1. Тумблери SA1...SA2 типу МТД1.

Реле К1, типу РЕМ48Б виконання РС4.590.202-01. Дані реле, з робочою напругою 12 В (або з якоюсь іншою робочою напругою), для кожного конкретного випадку, можна підібрати абсолютно будь-які, враховуючи при цьому комутовані струм і напруга виконавчого пристрою, що підключається.

Кінцеві вимикачі можна підібрати будь-які під кожен конкретний випадок. Це може бути кнопка типу ПКН124, або, наприклад, вологозахищений вимикач колійної типу ВПК2111. П'єзоелектричний випромінювач ВА1-НРМ14АХ.

Транзистор VT1 – КТ829А. Транзистори VT2, VT3-КТ3107Е. Індикатор HL1 – АЛ307АМ, червоного кольору. Індикатор HL1 можна замінити будь-якою іншою, бажано, з максимальним прямим струмом до 20 мА.

Розглянемо роботу кодового замку (далі замка) на малюнку 3. Алгоритм його роботи досить простий: в режимі запису в EEPROM мікроконтролера заноситься код, що складається з 4-х десяткових цифрі набирається на 7-кнопковій клавіатурі. Для перевірки записаний код читається в режимі читання. У робочому режимі замок чекає на введення коду.

Код, що вводиться, мікроконтролер записує в ОЗУ і побайтно порівнює його з кодом, записаним в EEPROM. Якщо коди збіглися, мікроконтролер на п'ять секунд подає сигнал на включення механізму відкривання замка.

Крім того, процедура набору коду може бути відкритою (набраний код індикується на дисплеї, кожній натиснутій кнопці ставиться у відповідність число на дисплеї) і закритою (при наборі коду на дисплеї індикуються однакові, заздалегідь визначені символи, кожній натиснутій кнопці ставиться певний символ, наприклад).

Для цього у замку є окремий перемикач. Для активації, що індикується на дисплеї 4-розрядного коду в режимі запису і в робочому режимі, достатньо натиснути на клавіатурі будь-яку кнопку.

В інтерфейс пристрою входять шкальний, знакосинтезуючий індикатор HG1, блок індикації (дисплей) з семисегментних цифрових індикаторах HG2...HG4, перемикач SA1, і клавіатура (кнопки S1...S8).

Кнопки S1...S7 позначені цифрами від "1" до "7". Дані кнопки задають код введення Кнопкою S8 (Р) задається в циклі один з трьох режимів роботи: "режим № 1", "режим № 2", "режим № 3". Після режиму №3 вмикається режим №1.

Елемент №1 індикатора HG1 включений при роботі в режимі №1", елемент №2 індикатора HG1 включений при роботі в режимі № 2, і елемент №3 включений відповідно при роботі в режимі № 3. На 5-розрядному дисплеї (здвоєні цифрові індикатори індикатор HG2, HG3 відображається код, що вводиться. Індикатор HG4 індикує символи "3" (при закритому замку) і "0" (при відкритому замку).

Перемикач SA1 визначає режим відображення коду на дисплеї пристрою. Якщо цей перемикач знаходиться в положенні "1", код, що задається з клавіатури, індикується на дисплеї пристрою. Якщо в положенні "2" (прихований режим), при наборі коду на дисплеї пристрою в кожному розряді відображаються символи

У режимі №1 (Робочий режим) замок готовий до введення коду для відкривання замка (якщо звичайно код був попередньо записаний в EEPROM). Перед набором коду на дисплеї відображається код 0000. Елемент №1 індикатора HG1 увімкнено (інші елементи індикатора HG1 вимкнені).

Індикатор HG4 відображає символ "3" (закрито). Кнопками S1...S7 набирається 4-розрядний код. Набраний код відображається на дисплеї. Мікроконтролер після натискання будь-якої з кнопок S1...S7 записує отриманий 4-х розрядний код в ОЗП і починає звіряння коду записаного в ОЗП та коду записаного в EEPROM. Коди порівнюються побайтно.

Якщо порівняння пройшло успішно, мікроконтролер подає сигнал на виконавчий механізм відкриття замка. На п'ять секунд включається елемент №4 індикатора HG1, індикатор HG4 індикує символ "О" (відкрито) та встановлюється балка. 0 на виводі 21.

Через п'ять секунд вимикається елемент №4 індикатора HG1 на виведенні 21 встановлюється балка. 1. На дисплеї знову відображається код 0000. Індикатор HG4 знову відображає символ "3" (закрито).

У режимі №2 (режим запису) здійснюється запис секретного коду EEPROM. На дисплеї відображається код 0000. Елемент №2 індикатора HG1 увімкнено. Індикатор HG4 відображає символ "3" (закрито). Кнопками SI...S7 набирається код. Набраний код відображається на дисплеї.

Мікроконтролер записує в EEPROM 4-розрядний код, що індикується на дисплеї, після натискання будь-якої з кнопок 51...57. Після запису коду на дисплеї знову відображається код 0000.

У режимі №3 (режим перевірки записаного коду) здійснюється перевірка записаного секретного коду EEPROM. Елемент №3 індикатора HG1 увімкнено. Індикатор HG4 відображає символ "3" (закрито). Записаний код EEPROM, індикується на дисплеї.

Зрозуміло, що доступ до кнопки S8 та перемикача SA1 повинен бути обмежений. Конструктивно це зробити не так уже й складно.

Розглянемо основні, функціональні вузли устрою (рис. 3). Основою пристрою служить мікроконтролер DD1, робоча частота якого задається генератором із зовнішнім резонатором ZQ1 на 11.0592 МГц. Порт PD мікроконтролера DD1 управляє динамічною індикацією.

Динамічна індикація зібрана на транзисторах VT1...VT5, здвоєних, цифрових, семисегментних індикаторах HG2, HG3 та одинарному цифровому індикаторі HG4. Резистори R7...R14 - струмообмежувальні сегменти індикаторів HG2...HG4. Коди для включення вищезазначених індикаторів при функціонуванні динамічної індикації надходять до порту PC мікроконтролера DD1.

Для функціонування клавіатури задіяно виведення 19 (PD5) мікроконтролера DD1. Елементи шкального індикатора HG1 підключені до висновків порту РВ мікроконтролера DD1. Резистори R2...R5 - струмообмежувальні елементи індикатора HG1.

Відразу після подачі живлення на виведенні мікроконтролера 9 DD1 через RC-ланцюг (резистор R1, конденсатор С3) формується сигнал системного апаратного скидання для мікроконтролера DD1. На дисплеї відображається код 0000. Елемент №1 індикатора HG1 - увімкнено. Індикатор HG4 відображає символ "3" (закрито).

Напруга живлення +5V надходить на пристрій зі з'єднувача XI. Конденсатор С5 фільтрує пульсації в ланцюзі живлення +5 В. Блокувальний конденсатор С4 стоїть по ланцюзі живлення DD1.

Зовсім коротко про програму. У програмі використовуються два переривання: Reset та переривання таймера ТО, обробник якого починається з мітки ТІМ0. При переході на мітку Reset ініціалізуються стек, таймер, порти, а також прапори та змінні, що використовуються в програмі.

Таймер ТО генерує переривання з переповнення (у регістрі TIMSK встановлено біт TOIE0). Коефіцієнт попереднього поділу тактової частоти таймера встановлено рівним 64 (у регістрі TCCR0 записано число 3).

В основній програмі вмикається елементи індикатора HG1. Включені елементи даного індикатора, Як згадувалося вище визначають поточний режим роботи замка. В обробнику переривання таймера ТО здійснюється: процедура опитування кнопок S1...S8, функціонування динамічної індикації, запис секретного коду в EEPROM, читання секретного коду з EEPROM, перекодування двійкового числа в код для відображення інформації на семисегментних індикаторах пристрою, а також тривалістю п'ять секунд, необхідний включення виконавчого пристрою соленоїда.

У ОЗП мікроконтролера з адреси $61 за адресою $70 організовано буфер відображення динамічної індикації. Нижче наведено докладний розподіл адресного простору в ОЗП мікроконтролера.

• $60 - адреса початку ОЗП мікроконтролера.
• $61...$64 - адреси, де зберігається код, що задається для відкривання замка і символ "3". Ці адреси виводяться на індикацію у режимі №1 (буфер №1).
• $66...$69 - адреси, де зберігається код, що читається з EEPROM і символ "3". Ці адреси виводяться на індикацію у режимі №3 (буфер №2).
• $6С...$70 - адреси, де зберігаються символи при прихованому наборі коду, та символ "3". Ці адреси виводяться на індикацію режимі № 1(буфер №3).

Прапори, задіяні у програмі, знаходяться у регістрах R19 (flo) та R25 (flo1).

Розроблена програма на асемблері займає близько 1,2 Кб пам'яті програм. Розібравшись у програмі, при незначних доопрацюваннях принципової схеми, задіявши вільні апаратні та програмні ресурси мікроконтролера DD1, можна, наприклад, збільшити кількість розрядів у дисплеї та кількість кнопок або додати звукову сигналізацію.

Застосовані резистори типу С2-ЗЗН підійдуть будь-які інші з такою ж потужністю розсіювання та похибкою 5%. Конденсатори С1...С4, типу – К10-17а, С5 – К50-35а. з'єднувач ХІ типу WF-4. Конденсатор С4 встановлюється між ланцюгом +5V та загальним провідником мікроконтролера DD2. Для відпрацювання макету застосовувався вимикач SA1 типу ВДМЗ-8.

Для установки в блоковий корпус можна застосувати, наприклад, перемикач типу МТДЗ. На дисплеї виділено розряд, що індикує символи "3", "О" (індикатор HG4) на тлі інших розрядів інтерфейсу. Тому для цього розряду вибрано семисегментний індикатор зеленого кольору HDSP-F501, індикатори HG2, HG3 зеленого кольору DA56-11GWA.

Замок та пристрій охорони не потребують жодного налаштування та налагодження. При правильному монтажіпочинають працювати одразу.

Вихідний код та прошивки програм - Завантажити (8 КБ).

Шишкін С. В. РК-07-16.

Література:

1. А. В. Бєлов Створюємо пристрої на мікроконтролерах.
2. С. В. Шишкін. Кодовий замокз урахуванням микроконтроллера. Р-10-2011.

Історія розвитку охоронної сигналізаціїналічує набагато більше роківчим прийнято вважати. Прикладом можуть бути стародавні схеми оригінальних винаходів, таких як японські «співаючі підлоги», «діонісієве вухо» з античної Греціїабо єгипетські потайні пастки, призначені для забезпечення збереження скарбів фараонів. Перші прототипи сучасних охоронних сигналізацій почали розроблятися разом із появою фотоелементів та електричного дзвінка.

Сучасні технології надають можливість вибрати охоронну сигналізацію серед безлічі. різних варіантів. У таких системах використовуються різні видита комбінації обладнання. Однак у цьому розмаїтті спостерігається загальна логіка, у зв'язку з чим можна описати загальну просту охоронну сигналізацію, що дозволяє скласти певне уявлення про її конструкцію та принципи роботи.

Схема обладнання будь-якої системи охоронної сигналізації включає такі компоненти.

Сповіщувачі охоронної сигналізації. Залежно від проекту можуть застосовуватись різні типи детекторів. Найбільш поширеними варіантами є інфрачервоні (пасивні або активні), фотоелектричні, магнітоконтактні, а також сповіщувачі, що реагують на звук, розбиття скла або зміна температури.

Контролер.Це ключовий компонент охоронної сигналізації, що збирає та аналізує сигнали з усіх сповіщувачів системи, а також ініціює її спрацювання при проникненні сторонніх на територію, що охороняється. Одночасно контролер виводить інформацію про інцидент на дисплей або інший пристрій для відображення даних.

Виконавчий пристрій.За допомогою цього елемента система реагує на порушення контуру охорони. Сучасні сигналізаціїоснащуються різними виконавчими пристроями, у тому числі звуковими (сиренами, дзвінками, гучномовцями), комунікаційними (що сповіщають про тривогу по радіоканалу або стільникового зв'язку), візуальними (світловими панелями, проблисковими маячками) або активними, наприклад, блокуючими виходами та літерами.

Джерела живлення та комунікаційні лінії.Дані елементи служать для енергозабезпечення (у тому числі автономного) та зв'язку між елементами охоронної системи.

Типова схема охоронної сигналізації виглядає так.

Як сповіщувачі використовуються активні інфрачервоні детектори руху та пасивні магнітні геркони, що викликають спрацювання системи під час відкриття дверей. Виконавчими пристроями служать звукові та візуальні (світлові) індикатори (проблисковий ліхтар, сирена). Контрольна панель містить компоненти керування охоронною сигналізацією, світлодіодні індикатори, що сигналізують у фоновому режимі про цілісність контуру, а також спеціальне реле, що запускає при замиканні контактів на ньому механізми виконавчих пристроїв. Забезпечення системи електроенергією здійснюється за допомогою 12-вольтового джерела безперебійного живлення. Як правило, охоронні сигналізації мають автономне електропостачання, оскільки залежність від центральної мережі підвищує їхню вразливість для порушників.

Маючи загальне уявленняпро принцип побудови та роботи системи охоронної сигналізації, цю схему можна модифікувати та доопрацьовувати за допомогою різних методів, наприклад:

• збільшуючи кількість незалежних по відношенню один до одного контурів охоронних систем;
• комбінуючи детектори різного типута оптимізуючи їх локалізацію. При цьому основне завдання полягає в усуненні сліпих зон і забезпеченні запасних сценаріїв спрацьовування охоронного контуру;
• передбачаючи додаткові ступені безпеки, такі як запасні джерела живлення сигналізації або способи оперативного відновлення функціональності охоронної системи при порушенні комунікаційних каналів;
• інтегруючи охоронну сигналізацію з іншими системами безпеки, такими як відеоспостереження, патрульні служби, протипожежні засоби тощо.
• доповнюючи функції активними охоронними засобами, які впливають порушників. Паралізуючий газ, що випускається в приміщення через вентиляційні ходи, люки в підлозі, що ведуть безпосередньо в басейн з піраннями та інші прийоми з пригодницьких фільмів екстремальні прикладитаких механізмів. Однак не такі екзотичні та небезпечні, але схожі за принципом дії охоронні засобидосить часто застосовуються і насправді.

В абсолютній більшості випадків заходи, що ускладнюють систему безпеки, мають на меті підвищення її надійності та здатності до протистояння будь-яким відомим методам непомітного проникнення або прямого вторгнення на територію, що охороняється. Порушники, у свою чергу, намагаються розробити ефективні, швидкі та непомітні способи обходу всіх ступенів захисту.

У будь-якому випадку, це черговий варіант протистояння засобів нападу та захисту, в якому кожна зі сторін повинна постійно розвиватися, щоб не віддати перевагу в руки противнику. З цієї причини у сфері створення охоронних сигналізацій у майбутньому постійно розроблятимуться нові технології та інноваційне обладнання. Водночас принципова схемасистем безпеки залишатиметься незмінною.

Компанія «ЮНІТЕСТ» спеціалізується на виготовленні охоронного та протипожежного обладнання, а також проектування систем безпеки.

Схема пожежної сигналізації, розроблена з урахуванням архітектурних особливостейбудівлі, дозволить максимально раціонально та ефективно розташувати обладнання для своєчасного визначення та локалізації вогнища займання. Схемою пожежної сигналізації повинні бути передбачені система пожежогасіння, керування вентиляцією будівлі, а також, можливо, мовленнєве сповіщення та керування роботою ліфтів.

Схема охоронної сигналізації служить для розробки системи щодо запобігання незаконному проникненню в будівлю сторонніх осіб. У схемі сигналізації враховуються шляхи прокладання кабелю, встановлення датчиків, централі та розміщення системи управління. Важливо, щоб розміщення системи мінімізувало збитки, що завдаються внутрішньої обробкибудівлі. Цей фактор також має бути враховано на схемі.

Схема охоронно-пожежної сигналізаціїпокликана враховувати розташування інтегрованої системи безпеки. На ній відображаються сигнальні пристрої, прилади для пожежогасіння, блоки керування, розміщення пропускного бюро та системи відеоспостереження. Схема розробляється з урахуванням індивідуальних особливостейоб'єкта, що охороняється - розраховується необхідна кількістьдатчиків та пристроїв для порошкового, газового або водяного пожежогасіння.

Компанія «ЮНІТЕСТ» - незамінний помічникпри розробці систем охоронної та пожежної сигналізації. Вся продукція сертифікована та покликана служити вашій безпеці.

Вибір мікроконтролера, що використовується в центральному блоці, визначається обсягом пам'яті програм, пам'яті даних, числом портів введення/виводу швидкодією.

Будемо використовувати мікроконтролер ATmega.

Оцінимо обсяг пам'яті програм.

Алгоритм функціонування центрального блоку в режимі ініціалізації складається з 32 елементарних дій. Кожна дія виконується за допомогою 5 команд. У загальному випадку команда мікроконтролера обраної серії складається із 16 розрядів. Об'єм пам'яті програм мікроконтролерів ATmega оцінюється в 16-розрядних словах. Таким чином, програма, що виконується центральним блоком у режимі ініціалізації, займе у пам'яті програм осередків пам'яті.

Алгоритм функціонування центрального блоку у режимі тестування складається з 35 елементарних дій. Кожна дія, як і в режимі ініціалізації, виконується в середньому за допомогою 5 команд. Отже, програма, що виконується центральним блоком у режимі тестування, займе у пам'яті програм осередків пам'яті.

Алгоритм функціонування центрального блоку у робочому режимі складається з 31 елементарної дії. Кожна дія, як і в режимі ініціалізації, виконується в середньому за допомогою 5 команд. Отже, програма, що виконується центральним блоком у режимі тестування, займе у пам'яті програм осередків пам'яті.

Алгоритм функціонування центрального блоку під час підпрограми обробки сигналу датчика складається з 11 елементарних дій. Кожна дія, як і в режимі ініціалізації, виконується в середньому за допомогою 5 команд. Отже, програма, що виконується центральним блоком у режимі тестування, займе у пам'яті програм осередків пам'яті.

Отже, вся програма займе

осередків пам'яті.

На згадку про програми записуються п'ять параметрів приміщення:

1. Коефіцієнт корисної дії, згорілого палива;

2. Питома швидкість вигоряння;

• 3. Теплота згоряння палива;
• 4. Площа пожежі;
• 5. Нормальна температура у приміщенні.

Кожен із зазначених параметрів приміщення займе одну комірку пам'яті. Отже, параметри приміщення займуть у пам'яті програм

осередків пам'яті.

При ініціалізації на згадку про програми записуються адреси датчиків периферійного обладнання. Оскільки система пожежної сигналізації розрахована на підключення 2016 датчиків, то для запису адрес датчиків необхідно

осередків пам'яті.

Таким чином, необхідні вихідні дані займуть

осередок пам'яті.

Усього для тексту програми та вихідних даних потрібно

осередків пам'яті.

Пам'ять даних мікроконтролера повинна одночасно зберігати результати вимірювань температури приміщення двома датчиками, 2 порогові значення температури для даного приміщення, 2 адреси датчика, адреса центрального приладу або мультиплексора, 2 результати порівняння значень температур з пороговими значеннями, стан 13 лічильників циклів, максимальна допустима кількість циклів. Таким чином, мінімальна кількість осередків пам'яті даних повинна бути рівна

Оцінимо необхідну кількість портів введення/виводу, необхідну для підключення периферійних пристроїв до мікроконтролера.

Для підключення стандартного програматора необхідно задіяти

послідовний порт.

Для організації послідовного інтерфейсу RS232 необхідно використовувати 2 послідовні порти. Враховуючи, що за допомогою однієї шини вказаного інтерфейсу здійснюється обмін центральними приладами, а за допомогою другої шини проводиться обмін з інформаційною системою вищого рівня, то необхідне використання

послідовний порт.

Центральний блок повинен приймати сигнали від типових ручних пожежних сповіщувачів. Типові ручні пожежні сповіщувачі є адресними пристроями, тому для прийому сигналів від них достатньо використовувати

послідовний порт введення. Усі ручні пожежні сповіщувачі необхідно підключити до одного шлейфу.

У центральному приладі передбачається тимчасове зберігання інформації про показання датчиків. Отже, необхідно організувати програмне управлінняроботою мікросхем зовнішньої пам'яті. Сучасні мікросхеми зовнішньої послідовної пам'яті мають 6 висновків, з яких один подається сигнал вибору мікросхеми. Для спрощення процедури керування подібною пам'яттю на кожен елемент пам'яті зручно подавати сигнал вибору мікросхеми окремо. Таким чином, для керування зовнішньою пам'яттю необхідно

послідовних портів введення/виводу, де K- Число мікросхем зовнішньої послідовної пам'яті.

Отже, для організації роботи пристроїв, що підключаються до мікроконтролера центрального блоку, необхідно

послідовних портів введення/виводу.

Виберемо мікроконтролер ATmega128. Даний мікроконтролер має 128 кБайт внутрішньосистемно програмованої флеш-пам'яті програм, 4096 байт внутрішнього статичного ОЗУ даних та 4 кБайт ЕСППЗУ для енергонезалежного зберігання даних. Тактова частота мікроконтролера дорівнює 16 МГц і визначається внутрішнім генератором кварцовим. Споживаний струм дорівнює 24 мА, при напрузі живлення 5 і тактовій частоті 16 МГц.

Принципова електрична схема осередку периферійного обродувонія представлена ​​малюнку 1.1. Мікроконтролер включений за рекомендованою виробником схемою. Частота кварцового резонатора ZQ1 дорівнює 16 МГц, ємності конденсаторів З 2, З 3 відповідно до рекомендацій виробника прийняті рівними 22 пФ.

При підключенні до центрального блоку виносних пультів керування та системи вищого рівня за допомогою інтерфейсу RS232 необхідно забезпечити узгодження рівнів сигналів мікроконтролера та інтерфейсу. Для узгодження рівнів сигналів будемо використовувати мікросхему DD 1-DD 9 приймача MAX232 в стандартній схемі включення. Виробник рекомендує ємності конденсаторів З 4…C 18 прийняти рівними 1 мкф.

У статті наводиться схема простої охоронної сигналізації, опис роботи, резидентне програмне забезпечення (прошивка). Пристрій не складно зібрати своїми руками. Вся інформація, необхідна для цього, є у статті.

Загальний опис пристрою.

Охоронна сигналізація зібрана на PIC контролере PIC12F629. Це мікроконтролер з 8 висновками і ціною всього 0,5$. Незважаючи на простоту та низьку вартість, пристрій забезпечує контроль двох стандартних шлейфів охоронної сигналізації. Сигналізація може бути використана для охорони великих об'єктів. Управління пристроєм виконується пультом із двома кнопками та одним світлодіодом.

Наша фірма переїхала до нової будівлі. Від попередніх господарів залишилася стара охоронна сигналізація. Вона являла собою залізну коробку з червоними світлодіодами та сиреною над вхідними дверима та розкурочений електронний блок.

Я встановив маленьку плату в блок сигналізації і перетворив цей мотлох на сучасну, надійну охоронну сигналізацію. На даний момент вона використовується для охорони двоповерхової будівлі загальною площею 250 м2.

Отже, сигналізація забезпечує:

• Контролює два стандартні охоронні шлейфи з вимірюванням їх опору та цифровою фільтрацією сигналів.
• Управління за допомогою пульта (дві кнопки та один світлодіод):
  • включення сигналізації;
  • відключення сигналізації через секретний код
  • завдання секретного коду (код зберігається у внутрішній енергонезалежній пам'яті контролера);
  • індикація режиму роботи світлодіоду пульта.
• Пристрій формує тимчасові затримки, необхідні набору секретного коду, закриття дверей приміщення тощо.
• При спрацьовуванні сигналізації пристрій включає звуковий оповіщувач (сирену).
• Режим роботи пристрою також відображає зовнішнім джереломсвітлового випромінювання.

Структурна схема охоронної сигналізації має такий вигляд.

До основного блоку охоронної сигналізації підключено:

• 2 охоронних шлейфу з
  • НЗ – нормально замкнутими датчиками;
  • НР – нормально розімкнутими датчиками;
  • Rок – кінцевими резисторами.
• Зовнішній блок звукового оповіщення та індикації режиму.
• Джерело резервного харчування.
• Блок живлення 12 Ст.

Шлейфи охоронної сигналізації та підключення датчиків.

Для контролю датчиків (сповіщувачів) пристрій використовує стандартні охоронні шлейфи. Контролюється опір шлейфів. Якщо опір ланцюга більше верхнього чи менше нижнього порога, формується сигнал тривоги. Нормальним вважається опір шлейфу рівного кінцевому резистори (2 кОм). Таким чином, якщо зловмисник обірве дроти шлейфів або замкне їх, то спрацює сигналізація. У такий спосіб відключити охоронні датчикине вийде.

У даному пристроївибрано такі порогові значення опору шлейфу.

Тобто. опір шлейфу в межах 540...5900 Ом вважається нормальним. Вихід значення опору цього діапазону викликає спрацювання сигналізації.

Схема підключення датчиків (сповіщувачів) до охоронного шлейфу.

До одного шлейфу можуть бути підключені як нормально замкнуті охоронні датчики (НЗ), так і нормально розімкнені (НР). Головне, щоб у нормальному станіланцюг мав опір 2 ком, а при спрацьовуванні будь-якого датчика викликала обрив або замикання.

Для підвищення перешкодозахищеності системи у пристрої відбувається цифрова фільтрація сигналів шлейфів.

У принципі, все має бути зрозуміло. До мікроконтролера PIC12F629 підключено:

• Два шлейфи через RC ланцюжки R1-R6, C1, C2, що забезпечують
  • формування живлення шлейфу;
  • аналогове фільтрування сигналу;
  • узгодження із вхідними рівнями входів PIC контролера.

Для визначення опору шлейфів використовують компаратор мікроконтролера. До другого входу компаратора підключається внутрішнє джерело опорної напруги. Значення джерела опорної напруги (ІОН) порівняння з верхнім і нижнім пороговими значеннями опору задаються програмно.

• Через RC ланцюжки R7-R10, C3, C4 підключаються дві кнопки пульта та світлодіод через струмообмежувальний резистор R11. Пристрій забезпечує цифрову фільтрацію сигналів кнопок для усунення брязкоту та підвищення перешкоди захищеності.

Варто пояснити призначення резистора R17. Вхід GP3 мікроконтролера має альтернативну функцію - живлення 12 для програмування мікросхеми. Тому в нього немає захисного діода, що обмежує напругу на рівні напруги живлення. При напрузі 12 на цьому висновку мікроконтролер переходить в режим програмування. Резистор R17 знижує напругу на вході GP3.

• Через два транзисторні ключі VT1, VT2 мікроконтролер управляє сиреною та зовнішньою світлодіодною індикацією. Т.к. ці елементи можуть бути підключені довгим кабелем, транзистори захищені від викидів лінії діодами VD4-VD7. Транзисторні ключі допускають струм комутації до 2 А.
• Напруга 5 для живлення PIC контролера виробляє стабілізатор D2. Не варто ігнорувати світлодіод VD8. У його функції входить як індикація живлення, а й створення мінімальної навантаження для микроконтроллера. Якщо PIC контролер буде споживати струм менше 2-3 мА (наприклад, в режимі скидання), то напруга 12 через резистори R8, R10 може підняти напруги живлення мікроконтролера вище допустимого.
• Входи для блоку живлення 12 і джерела резервного живлення розв'язані діодами VD2, VD3. Як діод VD2 використовується діод Шоттки, для того щоб забезпечити пріоритет блоку живлення при рівності напруги з джерелом резервного живлення.

Я зібрав пристрій на платі розміром 54 x 45 мм.

Встановив його у корпус старої сигналізації. Залишив лише блок живлення.

Пульт виконав у пластиковому корпусірозмірами 65 х 40 мм.

Програмне забезпечення.

Резидентне програмне забезпечення розроблено на асемблері. У програмі циклічно відбувається переустановка всіх змінних та регістрів. Зависнути програма не може.

Завантажити прошивку для PIC12F629 в форматі HEX ​​можна .

Управління охоронною сигналізацією із пульта.

Пульт це маленька коробочка з двома кнопками та світлодіодом.

Встановлювати її краще всередині приміщення біля вхідні двері. За допомогою пульта вмикається та вимикається сигналізація, змінюється секретний код.

Режими та управління.

При першій подачі живлення пристрій переходить у режим СИГНАЛІЗАЦІЯ ВІДКЛЮЧЕНА. Світлодіод не світиться. У такому режимі пристрій перебуває протягом робочого дня.

Для увімкнення сигналізації (режим ОХОРОНА) необхідно натиснути на дві кнопки відразу. Світлодіод почне часто блимати і через 20 секунд пристрій перейде в режим ОХОРОНА, тобто. почне контролювати стан датчиків Це час, необхідний для того, щоб вийти з приміщення і закрити вхідні двері.

Якщо протягом цього відрізка часу (20 сек) натиснути на будь-яку кнопку, пристрій відмінить режим охорони і повернеться в режим СИГНАЛІЗАЦІЯ ВІДКЛЮЧЕНА. Часто люди щось згадують безпосередньо перед виходом із будівлі.

Через 20 секунд після ввімкнення пристрій перейде в режим ОХОРОНА. У цьому режимі світлодіоди пульта та блоку зовнішньої індикації блимають приблизно раз на секунду. У режимі ОХОРОНА відбувається контроль стану датчиків.

При спрацюванні будь-якого охоронного датчика починають часто блимати світлодіоди, і сигналізація відраховує час, через який пролунає звуковий сигнал сирени. Цей час (30 с), необхідно для того, щоб встигнути відключити сигналізацію, набравши секретний код на кнопках пульта.

На пульті 2 кнопки. Тому код виглядає як число цифр 1 і 2. Наприклад, код 121112 означає, що треба послідовно натиснути кнопки 1, 2, три рази 1 і 2. Код може мати від 1 до 8 цифр.

Якщо код набрано неправильно або не повністю, можна натиснути дві кнопки одночасно та повторити набір коду.

При правильно набраному коді пристрій переходить у режим СИГНАЛІЗАЦІЯ ВІДКЛЮЧЕНА.

Якщо за 30 с після спрацювання датчика, правильний коднабраний не був, то включається сирена. Вимкнути її можна, набравши правильний код. В іншому випадку, сирена буде звучати протягом 33 секунд, а потім пристрій відключиться (перейде в режим СИГНАЛІЗАЦІЯ ВІДКЛЮЧЕНА).

Залишається пояснити, як встановити секретний код. Це можна зробити тільки з режиму СИГНАЛІЗАЦІЯ ВІДКЛЮЧЕНО.

Утримуйте обидві кнопки протягом 6 секунд. Відпустити, коли світиться світлодіод пульта. Це означатиме, що пристрій перейшов у режим завдання секретного коду.

Потім почекати, поки світлодіод згасне (5 сек). Пристрій перейде в режим СИГНАЛІЗАЦІЯ ВІДКЛЮЧЕНА, а новий код буде збережено у внутрішній енергонезалежній пам'яті мікроконтролера.

Т.к. мікроконтролер пристрою тактується від внутрішнього генератораневисокої точності, зазначені часові параметри можуть відрізнятися на ±10 %.

Стан охоронної сигналізації.

Режим	Стан світлодіода	Умова переходу	Перехід на режим
СИГНАЛІЗАЦІЯ ВІДКЛЮЧЕНА	Не світиться	Короткочасне натискання двох кнопок	Очікування ОХОРОНИ (20 сек).
		Утримання двох кнопок натиснутими 6 сек.	Встановлення секретного коду
Очікування охорони Необхідно на те, щоб вийти та закрити вхідні двері.	Часто блимає	Час 20 сек	ОХОРОНА
		Натискання будь-якої кнопки (скасування)	СИГНАЛІЗАЦІЯ ВІДКЛЮЧЕНА
ОХОРОНА	Блимає раз на секунду	Спрацювання датчика
Час відключення сигналізації кодом (30 сек) Необхідно для того, щоб вимкнути сигналізацію набором коду	Часто блимає	Правильний код набрано	СИГНАЛІЗАЦІЯ ВІДКЛЮЧЕНА
		Правильний код не набраний протягом 30 с	Звук сигнал сирени (тривога)
Звук сигнал сирени (тривога)	Часто блимає	Правильний код набрано	СИГНАЛІЗАЦІЯ ВІДКЛЮЧЕНА
		Час 33 сек	СИГНАЛІЗАЦІЯ ВІДКЛЮЧЕНА
Встановлення секретного коду	Постійно світиться	Набір коду	СИГНАЛІЗАЦІЯ ВІДКЛЮЧЕНА

Практично робота із сигналізацією зводиться до дій.

• Ідучи з приміщення. Натиснути дві кнопки одночасно та закрити двері протягом 20 сек.
• Увійшовши до приміщення. Протягом 30 сік набрати секретний код.

Недоліки, можливі доопрацювання.

Пристрій може бути легко доопрацьований для своїх конкретних умов. Усі доопрацювання стосуються лише апаратної частини. Програмне забезпечення вони не торкаються.

• Бажано встановити дві сирени. Одну в блоці зовнішньої індикації та оповіщення, іншу – у важкодоступному місці. Струм транзисторного ключа (2 А) зробити це дозволяє.
• Треба захистити дроти сирени від короткого замикання транзисторним стабілізатором струму. У наведеному варіанті схеми зловмисник може замкнути дроти сирени і при спрацюванні сигналізації відбудеться коротке замиканняджерела живлення.
• За бажання можна підключати потужні та високовольтні джерела світла, звуку тощо. через електромагнітні реле. Допустимий струмключів це дозволяє і ключі мають захист від викидів при комутації обмотки реле.
• Як резервне живлення можна використовувати акумулятор, додавши до схеми найпростіший ланцюг заряду.

Зовнішній вигляд встановленої системисигналізації.

Зараз до пристрою підключено лише датчик відкриття вхідних дверей. Планую з часом додавати охоронні датчики. Два шлейфи цілком достатньо, щоб охороняти наш двох поверховий корпус.

До речі, якщо використовується лише один шлейф, то до другого треба підключити резистор опором 2 кОм.

На форумі сайту є інші варіанти програмного забезпеченняпристрої. Там же можна обговорити, поставити питання щодо цього проекту.