Прибор контроля постовой охраны
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
;
Блок управления;
Блок выходных цепей (Аудиовыход);
Источник питания
GSM модуль
Процессорный блок
Блок индикации
Структурная схема прибора приведена на рисунке 2.1:
Рисунок 2.1 - Структурная схема прибора
Значение температуры может измеряться от 0 до 40?С. Входным сигналом является сигнал, поступающий с микрофона на GSM модуль.
Блок управления - представляет собой три кнопки (вызов, ответить, завершение вызова).
Процессорный блок - состоит из микроконтроллера и элементов необходимых для его правильной работы. Микроконтроллер iитывает информацию, опрашивая кнопки, и в случае нажатия одной из них, выдает соответствующую команду управления GSM модулем.
Блок выходных цепей - предназначен для обеспечения громкой связи с постовым охранником. Громкая связь обеспечивается пассивным динамиком, импедансом равным 8 Ом, а также дифференциальным аудио-усилителем, выполненным в интегральном исполнении, который усиливает аудиосигнал, идущий от GSM модуля и подает его на динамик. Это лишает нас необходимости использовать тангенты и телефонные трубки, которые могут быть повреждены. Благодаря этому конструкция прибора уменьшается в объеме, повышается надежность прибора, и защищенность от вандализма.
Источник питания. От качества работы источника питания напрямую зависит надежность работы всей системы. Анализ статистики отказов различных устройств показывает, что неустойчивая работа и выход из строя приборов зачастую связаны именно со сбоями и помехами в питающей сети. В качестве источника питания для прибора было принято использовать блок источника резервированного питания БИРП-12/4,0, устанавливаемый на охраняемых объектах.
2.2 Разработка принципиальной электрической схемой
В качестве самого сложного и самого дорогого устройства выступает GSM модуль SIM300DZ, производства компании SIMCOM.DZ - трехдиапазонный GSM/GPRS модуль, производства SimCom, который предназначен для передачи голоса, данных, SMS сообщений, факсимильных сообщений. Маленькие размеры и высокая функциональность модуля SIM300DZ - идеально подходит для встраиваемых решений, где важны размеры конечного устройства. SMD форм-фактор модуля SIM300D дает возможность интегрировать модуль на автоматической линии в устройство (на печатную плату) без применения дорогостоящего оборудования, дорогостоящих методов проверки припоя по сравнения с BGA корпусом. Встроенный полнофункциональный TCP/IP стек. Возможность контроля и управления зарядом Li-iоn аккумулятора.
Применение GSM/GPRS модуля SIM300DZ сокращает время производства и удешевляет конечное изделие.
Основные сферы применения модуля: коммерческий учет электроэнергии, тепла, газа; охранно-пожарные сигнализации; банковское оборудование и платежные терминалы; носимые устройства GSM связи; мониторинг состояния пациента. Основные характеристики модуля SIM300DZ:
Диапазон частот: GSM-GPRS 900/1800/1900 МГц;
Излучаемая мощность: 2 Вт (900МГц), 1 Вт (1800МГц);
Управление модулем: AT Команды (GSM 07.07, 07.05, SIMCOM);
Передача голоса: Кодеки FR/EFR/HR;
Функции снижения шума: Подавление эха;
Два аудио канала: Трубка, гарнитура;
Наличие встроенного таймера реального времени;
Мониторинг температуры модуля;
Функция заряда аккумулятора;
Ток потребления: В режиме ожидания 23 мА, в режиме передачи <470 мА;
Пиковый ток 2 А;
Напряжение питания: от 3.4 до 4.5 В;
Температура рабочая: от -30 С до +70 С ;
Размеры 33 х 33 х 6.2 мм, Вес 7.8 г;
Установка на плату: SMD (пайка).
Центральное место в схеме занимает микроконтроллер ATMEGA8 фирмы ATMEL, который работает под управлением программы записанной во внутреннюю FLASH память. Основные характеристики микроконтроллера ATMEGA8:
высокопроизводительных команд, большинство команд выполняется за один тактовый цикл, 32 восьмиразрядных рабочих регистра общего назначения, энергонезависимая память программ и данных, 8 Кбайт внутрисистемно программируемой Flash, встроенная периферия, два восьмиразрядных таймера/iетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения, один шестнадцатиразрядный таймер/iетчик с отдельным предварительным делителем и режимами захвата и сравнения, программируемый последовательный USART, рабочие напряжения 4,5 - 5,5 В, рабочая частота 0 - 16 МГц.
Расположение выводов микроконтроллера ATMEGA8 в корпусе TQFP представлено на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 - Расположение выводов ATMEGA8.
Для тактирования микроконтроллера необходим либо резонатор, либо независимый тактовый генератор. Генератор, построенный на основе кварцевого или керамического резонатора, требует некоторого времени на установление колебаний. Во время установления режима генератора процессор не должен работать. Для этой цели имеется встроенный таймер запуска, который после появления уровня логической единицы на выводе MCLR и истечения задержки таймера включения питания в течении 1024 тактов внешнего генератора удерживает процессор в состоянии сброса. Этой задержки достаточно для стабилизации тактового генератора. Конденсаторы С1 и С2 увеличивают стабильность работы кварцевого генератора, но при этом несколько увеличивается время его запуска. Производитель рекомендует между выводами кварцевого резонатора и землей устанавливать конденсаторы номиналом около 20пФ. Обмен данными между микроконтроллером и GSM-модулем будет происходить через последовательный асинхронный порт UART на скорости 9600 бит в секунду. Так как ошибка передачи данных по