Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Микроконтроллер принимает последовательно сигналы с четырех датчиков, в зависимости отчего, формируются управляющие сигналы на блокирующее устройство турникета, светодиодный блок и излучатель звука.

Выбор элементной базы

В целях разработки принципиальной электрической схемы устройства нужно в первую очередь выбрать элементную базу.

Выбирая датчики и микроконтроллер, будем исходить из требований технического задания по надежности и атмосферным параметрам, а также из экономических соображений и соображений простоты установки и эксплуатации.

В качестве оптического датчика поворота выберем инкрементальный энкодер с цельным валом ES3-01CN6941. Инкрементальный энкодер (преобразователь угловых перемещений) - устройство, предназначенное для определения угла поворота вращающихся объектов в сигналы (импульсный цифровой код, электрический сигнал), определяющие угол поворота объекта. Технические характеристики:

• Питание 5 В ± 5%;

• Тип выхода Open Collector;

• Ток нагрузки (NPN) 20 мА;

• Максимальное напряжение нагрузки 30VDC.

Электрические характеристики:

• Разрешение энкодера 100.2500 (имп/об);

• Потребляемый ток 100 мА макс;

• Максимальная частота 300 кГц;

• Диаметр кабеля 5,1 мм;

• Форма сигналов: прямоугольные импульсы со сдвигом по фазе на 90 + нулевая метка;

• Длина кабеля 500/1000/2000 ± 20 мм;

• Площадь поперечного сечения 0,18 мм²;

• Длительность фронтов выходных сигналов менее 1 мкс.

Механические характеристики:

• Максимальная скорость вращения вала 6000 (оборотов/мин);

• Начальный момент 2.0 Н*мм/5.0 Н*мм (IP65);

• Момент инерции 0,3кг*мм ²;

• Наружный диаметр корпуса 36,6 мм;

• Длина корпуса 33 мм (S4) /35мм (S6) /50,2 мм (IP65);

• Длина кабеля 500/1000/2000 ± 20 мм;

• Масса <70 г/120 г (IP65);

• Диаметр вала 4 мм/6мм;

• Максимальная нагрузка на вал осевая - 15Н/ радиальная - 30Н (10мм: 10мм от конца вала).

Характеристики условий эксплуатации:

• Рабочая температура - 10⁰C~70⁰C, 95% RH (без конденсата и инея);

• Температура хранения - 25⁰C~85⁰C (без конденсата и инея);

• Ударопрочность 100G 6 мс;

• Вибростойкость 10.200 Гц при 5G;

• Степернглнь защиты IP40/IP65.

В качестве оптического датчика несанкционированного прохода выберем G50-3A30JC. Основные характеристики:

• Максимальное расстояние срабатывания 300 мм;

• Напряжение питания 10 - 30 В;

• Максимальное время отклика 20 мс;

• Выходной сигнал: реле - нормально разомкнутое + нормально замкнутое;

• Класс защиты IP54;

В качестве считывателя магнитных карт выберем PRX-10 - элегантный считыватель карт с дальностью считывания более 12 см. Считыватель идеально подходит для систем контроля доступом.

Технические характеристики:

• Водонепроницаемый вандалозащитный корпус;

• Максимальное расстояние считывания 7-10 см;

• Рабочая частота 125 кГц;

• Светодиодный индикатор работы;

• Звуковой сигнал чтения карточки;

• Питание 5 В (от контроллера), 200 мА;

• Размеры 147х83х18;

• Масса 135 г;

• Диапазон рабочих температур от - 25 до +65 градусов.

В качестве светодиодной мнемосхемы выберем мнемосхему MNEMO-KZ. Светодиодная мнемосхема MNEMO-KZ разработана для применения в системах контроля и управления доступом (СКУД). Мнемосхема предназначена для индикации состояния прохода, управляемого СКУД.

Условия эксплуатации:

• Устойчивость к воздействию климатических факторов по ГОСТ 151509: УХЛ2;

• Температура окружающего воздуха от - 40 до +50°С;

• Относительная влажность воздуха 95% при 35°С и более низких температурах без конденсации влаги и образования инея;

• Помещения с нерегулируемыми климатическими условиями и (или) навесы.

Основные технические характеристики:

• Напряжение питания, В 9-16;

• Входное сопротивление управляющего входа, кОм, не менее 100;

• Уровень управляющего напряжения, В, не более 16;

• Потребляемый ток, А, не более 0,015;

• Габаритные размеры, мм 25х50х10;

• Масса, г 20.

В зависимости от уровня управляющего сигнала, подсвечиваются светодиоды, отображающие либо красный крест, либо зеленую стрелку.

В качестве сирены выберем HPS12F - пьезоэлектрический излучатель звука фирмы JLW. Технические характеристики:

• Тип пьезоэлектрический;

• Встроенный генератор нет;

• Частота, Гц 4000;

• Номинальное рабочее напряжение, В. 3;

• Максимальный ток, мА 3;

• Интенсивность звука, дБ 75;

• Толщина корпуса h, мм 2.5;

• Диаметр (ширина) корпуса d, мм 12;

• Рабочая температура, С: - 20.70.

В качестве используемого микроконтроллера выберем микроконтроллер семейства AVR фирмы Atmel, а именно микроконтроллер ATmega8. Выбор обусловлен наличием для данного семейства удобной среды разработки функционального программного обеспечения AVRstudio и технической документации. Данный микроконтроллер подходит по диапазону рабочих температур: от - 40 до 80 ⁰С. Микроконтроллер ATmega8 имеет ряд полезных свойств:

• 8-разрядный AVR контроллер с малым энергопотреблением;

• Прогрессивная архитектура RISC;

• 130 команд, большинство из которых выполняется за 1 тактовый цикл;

• Тридцать два 8-разрядных регистра общего назначения;

• Полностью статическая работа устройства;

• Производительность приближается к 16 MIPS (при частоте 16 МГц);

• Встроенный двух цикловой множитель;

• Память программ и данных является энергонезависимой;

• Flash память (In-System Self-Programmable Flash) 8 Кбайт, программируется внутрисистемно и обеспечивает 1000 циклов стирания и записи;

• Дополнительный сектор загрузочного кода;

• Одновременный режим чтения и записи (Read-While-Write);

• EEPROM 512 байт обеспечивает до 100000 циклов стирания и записи;

• Встроенная SRAM 1 Кбайт;

• Программируемая блокировка, программных средств пользователя;

• Встроенные периферийные устройства;

• Два 8-разрядных таймера с отдельным делителем, один таймер с режимом сравнения;

• 16-разрядный таймер с делителем и режимами сравнения и захвата;

• Таймер реального времени с отдельным генератором;

• PWM - три канала;

• 8-канальный АЦП (в TQFP и MLF корпусах);

• 6 каналов с точностью 10 разрядов;

• 2 канала с точностью 8 разрядов;

• 6-канальный АЦП (в корпусе PDIP);

• 4 канала с точностью 10 разрядов;

• 2 канала с точностью 8 разрядов;

• Байт-ориентированный последовательный интерфейс;

• Последовательный, программируемый USART;

• Последовательный SPI интерфейс (ведущий/ведомый);

• Сторожевой программируемый таймер со встроенным генератором;

• Интегрированный аналоговый компаратор;

• Микроконтроллерные функции;

• Сброс по подаче питающего напряжения и программируемый;

• Детектор перепадов напряжения питания;

• Калиброванный, интегрированный генератор RC;

• 5 режимов пониженного энергопотребления: Idle, Power-save, Power-down, Standby и подавления шумов ADC;

• Внешние и внутренние источники прерываний;

• Выводы I/O;

• 23 канала ввода/вывода;

• корпус PDIP на 28-выводов, 32-выводной корпус MLF и 32-выводной корпус TQFP;

• Рабочие напряжения 4,5 - 5,5 В (ATmega8);

• Рау

• бочая частота 16 МГц (ATmega8)

3.1.5 Разработка функциональной электрической схемы турникета

Функциональная электрическая схема изображена на плакате № 3

В таблице 1 представлены номиналы резисторов и конденсаторов.

Таблица 1 – Номиналы резисторов и конденсаторов.

В таблице 2 представлены марки диода, диодного моста, аналоговых микросхем и дросселя.

Таблица 2 – Марки диода, диодного моста, аналоговых микросхем и дросселя.

Продолжение таблицы 2.

3.1.6 Разработка алгоритма программы

При подключении турникета к сети должен загореться красный светодиодный блок в виде красного креста - турникет находится в блокирующем состоянии. При авторизации должен загораться светодиодный блок зеленого цвета - стрелка, указывающая направление прохода, причем в память микроконтроллера должна заноситься информация о свободном проходе следующего пользователя, если авторизация этого пользователя произошла во время прохождения предыдущего. Память микроконтроллера должна хранить очередь до трех человек включительно. При попытке несанкционированного прохода будет издаваться тревожный сигнал, а турникет будет находиться в блокирующем состоянии.

Схема алгоритма представлена на плакате № 3.

3.1.7 Построение программы

В основе программы лежит бесконечный цикл опрашиваний сигналов со СЖ и со СМК. Если сигнал ненулевого уровня, то происходит разблокировка турникета. Ведется построение очереди до 3-х человек. При нарушении правил авторизации или при несанкционированном проходе зажигается сирена продолжительностью 1 секунда. Во время всей работы турникета постоянно горит один из блоков светодиодной индикации, в зависимости от состояния турникета. Структура программы представлена на плакате № 3.

Таким образом, с помощью вышеописанного оборудования, можно значительно снизить риск возникновения АНВ и террористических актов.

3.2 Проектирование ситуационного центра

Ситуационный/диспетчерский центр — это помещение (зал, комната, кабинет), оснащённое средствами коммуникаций (конференц – связь и другими средствами интерактивного представления информации), предназначенное для оперативного принятия управленческих решений, контроля и мониторинга объектов различной объектов, ситуаций и других функций.

Решаемые задачи

Ситуационный центр обеспечивает решение следующих задач:

• комплексное информирование пользователей о текущем состоянии объектов управления, актуальных и потенциальных проблемных ситуациях;

• электронный обмен данными с удаленными объектами управления;

• голосовую связь с удаленными объектами управления;

• видеосвязь с удаленными объектами управления;

• непосредственный доступ пользователей к территориально удаленным информационным ресурсам объектов управления;

• доступ к информационным ресурсам организаций, взаимодействующих при принятии управленческих решений;

• визуализация информации;

• аналитическая обработка информации, включая прогнозирование развития ситуаций и моделирование последствий принимаемых решений.

Основными элементами технического оснащения ситуационного/диспетчерского центра является:

• экран коллективного пользования (видеостена, проекционная установка)

Экран коллективного пользования — это система мультиэкранного отображения данных различного вида (видеоизображения, электронные карты, графики и диаграммы, текстовая документация в электронном виде). Благодаря модульной конструкции система может конфигурироваться индивидуально под конкретные помещения и задачи. Ключевым свойством экрана коллективного пользования является разрешение и, соответственно, информационная емкость, позволяющая представлять на одном экранном поле множество «окон», содержащих полноценные изображения от множества источников.

• средства видеоконференции

Средства видеоконференцсвязи играют одну из ключевых ролей в ситуационном центре, обеспечивая проведение коллективных совещаний между удаленными участниками обсуждения.

• система звукооснащения

Система звукооснащения обычно включает конференц - систему, предназначенную для проведения групповых обсуждений. При этом каждое рабочее место участника совещаний в ситуационном/диспетчерском центре оснащается отдельным микрофоном (микрофонным пультом) для выступлений. Система звукооснащения также включает системы усиления (микширования) звука и акустические системы.

• вспомогательное оборудование

Вспомогательным оборудованием являются электронные средства ввода и отображения графических данных, такие как документ - камеры, интерактивные доски и др.

• интегрированная система управления

Система управления ситуационного/диспетчерского центра обеспечивает взаимодействие всех элементов технического оснащения. В силу высокой сложности система управления обычно требует постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Характеристики

Список файлов ВКР