Охранно-пожарная GSM-сигнализация

Эта ОС была задумана с коммерческой целью ещё в далёком 2007 году, несколько раз модернизировалась и успешно прошла множество проверок и несколько модификаций за прошедшее время. Основные её задачи заключаются в нескольких пунктах:

1) Должна оповещать владельца о проникновении в охраняемое помещение и возгорании и при таких случаях давать прослушать, что там происходит.

2) Должна работать в широком температурном диапазоне при эксплуатации в условиях любого не отапливаемого помещения (у нас в Западной Сибири зимой минус сорок не редкость, а летом под железобетонной крышей гаража доходит до плюс пятидесяти).

3) Должна работать в тяжёлых условиях электропитания (в тех же гаражах сетевое напряжение может не только просаживаться до 150 вольт, но и пропадать по нескольку раз в течении короткого времени).

4) Должна быть простой в установке, вводе в эксплуатацию и использовании (последнее требование не шутка – если человек полгода не пользуется чем-то сложным, то легко забывает некоторые "навороты").

5) В случае проникновения в помещение или возгорания в нём, должна иметь максимально возможную "длительность жизни", т.е. успеть позвонить владельцу и включить звуковое оповещение до того, как взломщики или огонь доберутся до неё.

6) Должна быть по возможности дешёвой при покупке и в эксплуатации.

Сами мы понимали, что "стопроцентно" выполнить ВСЕ мыслимые требования не возможно, и постарались ограничиться минимальной функциональностью, а так же свести к минимуму всевозможные ошибки при проектировании, установке и эксплуатации системы. Поэтому решили использовать как можно меньше "самодельщины", тем более что конторы, торгующие пожарно-охранными системами предлагают извещатели (датчики) и оповещатели (сирены) оптом и в розницу на любой вкус и цвет, а в качестве GSM-модуля решили использовать сотовый телефон - на то время стоимость нового Philips180 в магазине была в два с половиной раза меньше модуля SIM300 в компании Symmetron. Оставалось только написать программу для микроконтроллера, соединить в одно целое процессорную часть, "периферию", телефон и подать туда питание.

Базовая система ориентирована на охрану гаража площадью не более 30 кв.м. от взлома и имеет такие свойства и параметры:

1. ставится и снимается с охраны при помощи ключа Touch Memory (далее ТМ):

А. уходя из помещения прикладываете ключ ТМ к считывателю и нажимаете кнопку "Выход" на считывателе ТМ (установлен внутри помещения), затем не торопясь выходите – система встанет на охрану спустя 15-20 секунд после закрывания входной двери.

Б. заходя же в охраняемое помещение, нужно просто приложить ключ ТМ к считывателю (первый звонок о взломе на Ваш телефон обычно успевает прийти);

2. имеет один инфракрасный датчик (Patrol или Рапид), реагирующий на движение людей и появление огня в охраняемом пространстве;

3. один магнитный датчик (ИО 102-20), устанавливаемый на входной двери (магнит на дверь, геркон на косяк);

4. звуковой оповещатель (Иволга или Флейта), включаемый в случае срабатывания охранки (обычно используется режим задержки включения на 30 секунд – пока система выполняет первый звонок);

5. встроенный сотовый телефон (Siemens или Philips), звонящий на заранее записанные в SIM-карту телефонные номера, не важно, сотовые или городские (если дверь гаража, например, взломали и ходят внутри помещения – будет звонить Вам беспрерывно по тридцать секунд на каждый номер, а если убежали, услышав сирену, отзвонится по два раза на оба номера и перестанет, но если кто-то ещё войдет в помещение – ИК датчик его увидит и она опять начнёт Вам звонить и включать звуковое оповещение);

6. можно позвонить на номер охранки и определить то состояние, в котором она находится в этот момент:

А. если она не стоит на охране – будут слышны длинные гудки;

Б. если стоит на охране и всё нормально – сбросит Ваш вызов – пойдут короткие гудки;

В. если поднимает трубку и даёт послушать – был взлом;

Г. если милый женский голос сообщает о недоступности абонента – отсутствует питание системы.

7. на встроенном же аккумуляторе вышеперечисленная комплектация находится ещё от двух до семи суток после пропадания сетевого напряжения – зависит от качества аккумулятора и используемой модели телефона (Philips-ы более экономичны);

8. подзарядка аккумуляторной батареи происходит постоянно при наличии сетевого напряжения, а при его долгом отсутствии и снижении напряжения на аккумуляторе до десяти вольт защита от глубокого разряда батареи отключает систему от питания.

9. при использовании в охранке SIM-карты с тарифом без абонентской платы деньги со счета не расходуются, но надо хотя бы раз в три месяца зайдя в охраняемое помещение ответить на пришедший вызов, чтоб сумма за звонок снялась со счёта и сотовая компания не заблокировала SIM-карту как не используемую.

Для увеличения охраняемой площади нужно просто увеличивать количество датчиков, учитывая потребляемый ими ток – используемый блок питания может обеспечить 0,4 А в непрерывном режиме и 1 А кратковременно. Например, в комплекте с одним инфракрасным датчиком Patrol-901 (12 мА) система от аккумулятора потребляет в режиме охраны 20-25 мА, а при наборе номера (100 мА) и включении сирены Иволга (55 мА, 105 dB) уже до 160 мА. Добавляя, к примеру, ещё датчик Арфа или Стекло (которые можно настроить на стук по металлической двери, 55 мА) и три датчика Шорох (поверхностный, вибрационный, реагирующий на стук по стене, полу или крыше, каждый 25 мА) ток потребления повысится до 160 мА в дежурном режиме и до 300 мА в режиме дозвона. Расчёт не точный, потому что некоторые датчики во время срабатывания потребляют меньший ток – реле обесточивается. Приведённая расчётная комплектация взята только для примера – устанавливать "такое" можно только в отдельных случаях, потому что система очень чувствительна к звуку и вибрации и при некорректной настройке будет звонить по любому неподходящему случаю - дети шли мимо и стукнули палкой (камнем) по двери, или тяжеловоз какой мимо проехал. Вам это надо?

Есть ещё множество всевозможных датчиков, для одних и тех же целей применяющих разные принципы, реагирующие на всевозможные изменения окружающего пространства, например, в домах с подведённым газом устанавливают датчики контроля состава газовой среды (ИГ-МПБ-02 "Атлант" – реакция на метан, пропан, бутан), правда, цена у него… Можно долго писать, придумывая разные способы контроля и методы противоборства взлому, но всё это уже есть как в Интернете, так и в специализированных журналах, глянцевых и не очень, поэтому переходим к описанию схемы.

Схему читать надо справа налево. Так уж получилось.

К разъёму XS4 подключаются все входящие в блок провода, кроме сетевого – он идёт на XS1. С контактов 3, 5, 7 и 9 сигналы через защитные цепи поступают в процессор. Туда же приходят сигналы с телефона, сообщающие о его включении и о приходящих звонках. Обрабатывая все эти сигналы, процессор управляет оптронами, подключенными к клавиатуре телефона, а так же включением звукового оповещения – сирены или другой нагрузки до 500 мА (контакт 11 разъёма XS4) и светодиодом на считывателе ТМ (контакт 10 разъёма XS4).

Цепочки из двустороннего стабилитрона (защитного TVS диода), резистора, двух диодов и конденсатора должны защищать от импульсов, наводимых на длинные провода датчиков во время грозы и работающих рядом всевозможных генераторов электромагнитных помех (например, сварочных аппаратов). За прошедшие четыре года жалоб на то, что сигналки срабатывают в таких случаях, не было, т.е. наводки на провод не достигают даже напряжения, соответствующего единичному состоянию микросхемы, но, здесь, как говорится, "лучше перебдеть, чем недобдеть".

Схема защиты по цепи идущей со считывателя ТМ (контакт 9 XS4) отличается отсутствием конденсатора 100n и стабилитрона, так как эту линию процессор постоянно опрашивает, посылая короткие импульсы к считывателю. Присутствие конденсатора убивает этот процесс напрочь, а наличие стабилитрона - только при длине провода более 20 метров.

Стабилитроны VD11 и VD16 выполняют такие же защитные функции.

К разъёму XS2 подключается программатор при прошивке процессора. Мы использовали нижеприведенную схему и программу PonyProg2000. Микросхема распаивается навесным монтажом прямо в пластиковом корпусе разъёма, выходящий провод неэкранированный, длиной около метра, имеет на конце разъём "мама". Микросхему SN74LS244 можно заменить на К555АП5 (восьмиканальный однонаправленный шинный формирователь).

Установка Fuse bits для работы микроконтроллера с внутренним тактированием частотой 4 МГц:

Прошивки для моделей телефонов Siemens и Philips в конце статьи в полном пакете документов.

Дата добавления: 2014-12-16