of 51/51
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV AUTOMATIZACE A MĚŘICÍ TECHNIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF CONTROL AND INSTRUMENTATION ELEKTRONICKÝ ZABEZPEČOVACÍ SYSTÉM PRO RODINNÝ DŮM ELECTRONICAL ALARM SYSTEM FOR FAMILY HOUSE BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR’S THESIS AUTOR PRÁCE MAREK FRÁNIK AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE ING. TOMÁŠ MACHO, PH.D. SUPERVISO BRNO 2011

ELEKTRONICKÝ ZABEZPEČOVACÍ SYSTÉM PRO RODINNÝ DŮM

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of ELEKTRONICKÝ ZABEZPEČOVACÍ SYSTÉM PRO RODINNÝ DŮM

ELEKTRONICKÝ ZABEZPEOVACÍ SYSTÉM PRO RODINNÝ DM ELECTRONICAL ALARM SYSTEM FOR FAMILY HOUSE
BAKALÁSKÁ PRÁCE BACHELOR’S THESIS
AUTOR PRÁCE MAREK FRÁNIK AUTHOR
VEDOUCÍ PRÁCE ING. TOMÁŠ MACHO, PH.D. SUPERVISO BRNO 2011
- 3 -
Abstrakt
Cieom tejto práce je navrhnú elektronický zabezpeovací systém pre rodinný
dom, ktorý bude prostredníctvom detektorov reagova na narušenie objektu vyuitím
sirény a GSM modulu. Medzi ciele tejto práce patrí aj vytvorenie software pre
navrhnutú elektronickú ústredu a jeho odladenie. Navrhovaná ústreda by mala by
kompatibilná s bene predávanými detektormi a sirénami.
Klíová slova
Abstract
The aim of this work is to propose an electronic security system for the house,
that will be respond to the security violation by using siren and GSM module. The
objectives of this work include programming software for central unit and debugging
that software. The proposed central unit would be compatible with commonly solded
sensors and sirens.
- 4 -
Bibliografická citace:
MAREK, F. Elektronický zabezpeovací systém pro rodinný dm. Brno: Vysoké uení technické v Brn, Fakulta elektrotechniky a komunikaních technologií, 2011. 51 s. Vedoucí bakaláské práce byl Ing. Tomáš Macho, Ph.D.
- 5 -
Prohlášení
„Prohlašuji, e svou bakaláskou práci na téma Elektronický zabezpeovací systém pro rodinný dm jsem vypracoval samostatn pod vedením vedoucího bakaláské práce a s pouitím odborné literatury a dalších informaních zdroj, které jsou všechny citovány v práci a uvedeny v seznamu literatury na konci práce. Jako autor uvedené bakaláské práce dále prohlašuji, e v souvislosti s vytvoením této bakaláské práce jsem neporušil autorská práva tetích osob, zejména jsem nezasáhl nedovoleným zpsobem do cizích autorských práv osobnostních a jsem si pln vdom následk porušení ustanovení § 11 a následujících autorského zákona . 121/2000 Sb., vetn moných trestnprávních dsledk vyplývajících z ustanovení ásti druhé, hlavy VI. díl 4 Trestního zákoníku . 40/2009 Sb. V Brn dne: 26. kvtna 2011 ………………………… podpis autora
- 6 -
Podkování
Dkuji vedoucímu bakaláské práce Ing. Tomášovi Machovi, Ph.D. za úinnou metodickou, pedagogickou a odbornou pomoc a další cenné rady pi zpracování mé bakaláské práce. V Brn dne: 26. kvtna 2011 ………………………… podpis autora
- 7 -
- 8 -
Zoznam pouitej literatúry...........................................................................................41
Zoznam skratiek ...........................................................................................................42
Zoznam príloh ..............................................................................................................44
- 10 -
ÚVOD
Elektronické zabezpeovacie systémy sú zariadenia urené na ochranu majetku.
Tieto zariadenia sú ím alej, tým viac rozšírené u aj v súkromnom sektore na
zabezpeenie bytov, chát, rodinných domov a ostatných priestorov. V dnešnej dobe u
existuje veké mnostvo rôznych typov zabezpeovacích zariadení, ktoré sa dajú
prispôsobi poda rôznych poiadaviek pouívatea.
Témou mojej bakalárskej práce je návrh práve takéhoto zariadenia, ktoré je
urené prevane na ochranu bytov a rodinných domov, ale jeho vyuitie by mohlo by
aj širšie. V práci sa venujem tematike zabezpeenia objektov vo všeobecnosti, ako aj
podrobnejšiemu popisu jednotlivých astí mnou navrhnutého zariadenia.
Na zaiatku práce sa venujem popisu detektorov pouívaných v praxi,
monosami prepojenia jednotlivých prvkov zabezpeovacieho systému a rôznych
druhov modulov, centrál a ovládacích rozhraní. alej sa venujem návrhu zabezpeenia
rodinného domu ako príkladu inštalácie zabezpeovacieho systému.
V alšej asti práce sa venujem návrhu centrály pre zabezpeovacie zariadenie,
ktorá vyuíva GSM modul na signalizáciu poplachu pomocou mobilného telefónu, a ku
ktorej je moné pripoji bene dostupné detektory, sirény a prípadne alšie prvky.
Zariadenie je riešené ako drôtová verzia, ie detektory a siréna sa pripájajú k centrále
prostredníctvom káblov. Celý návrh je postavený na mikroprocesoroch výrobcu
ATMEL typu ATmega16. Pouitie práve týchto mikroprocesorov je zdôvodnené
v práci. Zariadenie je moné prispôsobi svojim poiadavkám pomocou nastavovacieho
menu. Blišia charakteristika je uvedená alej v práci.
- 11 -
Kadé elektronické zabezpeovacie zariadenie sa skladá z niekokých astí.
Mozgom celého systému je ústreda, alej klávesnica, ktorá slúi na obsluhu ústredne.
Medzi alšie dôleité prvky patria detektory, siréna a v neposlednom rade komunikátor.
1.1 Ústreda
elektroniku, zálonú batériu, zdroj a prípadne rozširovacie moduly. Väšinou sú všetky
funkcie ústredne programovatené, aby sa dalo zariadenie prispôsobi rôznym
poiadavkám zákazníka. Existujú ústredne, ktoré majú pevne dané parametre
a ústredne, kde sa dá pouitím modulov rozšíri napr. poet zón, alebo poui modul na
bezdrôtovú komunikáciu a alšie.
Zdroj slúi na napájanie ústredne zo siete 230 V a na dobíjanie zálonej batérie,
ktorá slúi na napájanie ústredne pri výpadku sieového napájania.
Medzi rozširovacie moduly patria hlavne moduly vstupov, ktoré sa vyberajú
poda poiadaviek na konfiguráciu systému. Moduly môu by pre drôtové vstupy,
alebo pre rádiové (bezdrôtové) vstupy. Medzi alšie typy modulov patrí napr. GSM
modul, modul na kontaktovanie bezpenostnej sluby a iné.
1.2 Obsluné prvky
Medzi obsluné prvky sa radia obsluné klávesnice a diakové ovládae.
Klávesnica slúi ako základný a hlavný prístupový bod k ovládaniu ústredne.
Klávesnice môu by s LCD displayom pre lepšiu orientáciu, alebo len základné s LED
indikátormi. Klávesnica slúi na aktiváciu/deaktiváciu zariadenia pouitím kódu,
obsluhu zariadenia a programovanie ústredne.
- 12 -
Diakové ovládae fungujú na podobnom princípe ako pri autoalarmoch na
aktiváciu resp. deaktiváciu EZS. Diakové ovládae môu ma aj alšie funkcie.
1.3 Komunikátor
Patrí sem napr. modul GSM. Pri poplachu slúi na prenos informácií o ase a
mieste poplachu, alebo len samotnej informácie o spustení poplachu, na nastavené
telefónne íslo resp. ísla. Môe slúi aj na priebenú kontrolu stavu objektu, prípadne
na ovládanie EZS. Niektoré moduly GSM umoujú aj akustickú kontrolu objektu cez
vstavaný mikrofón a niektoré majú ešte vstavaný reproduktor na varovanie páchatea.
Informácie o poplachu môu by zasielané bu formou SMS, alebo priamym
zavolaním na zvolené tel. ísla a prehraním naprogramovanej hlasovej správy.
1.4 Detektory (idlá)
Medzi najjednoduchšie detektory patria magnetické detektory. Môu by
montované na všetky prístupové body do objektu ako sú okná a dvere. asto sa
vyuívajú ako iastoná ochrana, ke niekto ostáva v objekte na tzv. plášovú ochranu.
Prevedenie môe by drôtové alebo bezdrôtové. [1]
Medzi hlavné detektory patria detektory pohybu, ktoré zabezpeujú priestorovú
ochranu objektu. Väšinou sa v kadej miestnosti montuje aspo jeden detektor pohybu
tak, aby sa zabezpeil celý priestor v miestnosti. o sa týka prevedenia, tak sú tie bu
drôtové, alebo bezdrôtové.
Ako alšie detektory sa poívajú detektory rozbitia skla, ktoré sa montujú
hlavne na veké presklené plochy. Môu by napr. ortuové, alebo akustické.
Tieto detektory vynikajú vysokou presnosou a malou náchylnosou na falošné
poplachy. Tieto detektory sú tie v drôtovom alebo bezdrôtovom prevedení. [1]
Medzi poslednú skupinu detektorov patria detektory dymu a úniku plynu.
Slúia na vasnú signalizáciu pred hroziacim poiarom.
Signalizácia je väšinou lokálna prostredníctvom piezosirény, prípadne v spolupráci
s ústredou EZS môe poda informáciu napr. prostredníctvom GSM siete.
Sofistikovanejšie zariadenia dokáu pri úniku plynu automaticky odstavi hlavný
uzáver plynu do objektu. [1]
- 13 -
1.5 Sirény
Siréna je urite jedným z dôleitých prvkov EZS. Siréna slúi na vystrašenie
páchatea a na varovanie okolia o vzniku poplachu, alebo riziku poiaru.
Interiérové sirény majú vysoký akustický výkon a intenzívny nepríjemný
poplachový tón, ktorý má odradi potenciálneho páchatea. Môu by drôtové, alebo
bezdrôtové, prípadne môu zdruova aj funkciu zvoneka. [1]
Vonkajšie sirény slúia na upozornenie okolia v prípade poplachu. Väšinou sú
zálohované vlastným akumulátorom, o umouje fungovanie sirény aj po odstrihnutí.
Väšina vonkajších sirén má blika, alebo stroboskop, ktorý opticky zvýrazuje innos
sirény. [1]
A BEZDRÔTOVÉ
V predchádzajúcej kapitole boli uvedené základné prvky EZS. Ako bolo pri
väšine spomenuté, tak sa vyrábajú v prevedení pre drôtové alebo bezdrôtové pouitie.
Kadé prevedenie má svoje výhody a nevýhody. Okrem týchto dvoch prevedení
existuje ešte prevedenie kombinované, ktoré v sebe zdruuje obe prevedenia a je
pouité to, ktoré je vhodné v danej asti objektu.
2.1 Drôtové prevedenie prvkov EZS
V tomto prevedení sa napájanie a informácie z komponentov EZS prenášajú
pomocou káblov. Toto prevedenie má výhodu hlavne v tom, e jednotlivé prvky EZS
nepotrebujú vlastné napájanie, ale môu by napájané cez ústredu. Hlavnou
nevýhodou je, e je nutné pri inštalácii aha kabelá, o znamená zásah do interiéru
v prípade, e sa zariadenie inštaluje u v dokonenom priestore, alebo nutnos pri
projektovaní objektu vopred poíta s inštaláciou EZS, o zvyšuje nákladnos
inštalácie. Na druhej strane sú prvky EZS lacnejšie a jednoduchšie a môu sa
kombinova komponenty rôznych typov od rôznych výrobcov v jednej inštalácii.
alšou nevýhodou je, e treba robi preventívne prehliadky systému. [1]
2.2 Bezdrôtové prevedenie EZS
V tomto prevedení sa informácie z komponentov EZS prenášajú bezdrôtovo
(rádiovým signálom). Najväšou výhodou je jednoduchá a rýchla inštalácia, bez
nutnosti zasahova do interiéru kabeláou alebo lištami. Komponenty sú napájané
vlastnou batériou, o je síce nevýhoda, ale disponujú samotestujúcimi funkciami, ktoré
prostredníctvom ústredne upozornia na poruchu aj na nutnos výmeny batérií. Oproti
drôtovým systémom majú teda tú výhodu, e nie je nutné robi preventívne prehliadky,
pretoe sa systém sám pravidelne kontroluje. [1]
Moderné bezdrôtové komponenty asto prevyšujú svojou spoahlivosou
a funkciami aj štandardné drôtové komponenty.
- 15 -
Jedná sa o najdôleitejšie kritérium pre zatriedenie prvkov EZS. Stupne
zabezpeenia sú definované v norme SN EN 50131-1 a stanovujú kritéria na výbavu
a funkciu jednotlivých komponentov EZS, poprípade aj z hadiska: [7]
1. Prístupovej úrovne
Stupe Miera rizika Predpokladaný typ narušitea
1 Nízka Narušite má znalos EZS; obmedzený sortiment ahko dostupných nástrojov
2 Nízka a stredná Narušite má urité znalosti o EZS; obmedzený sortiment základných
prenosných prístrojov (napr. multimeter)
3 Stredná a vysoká Narušite je oboznámený s EZS; úplný
sortiment základných prístrojov a elektronických zariadení
4 Vysoká
Narušite je schopný, alebo má monos vypracova podrobný plán vniknutia;
kompletný sortiment zariadení vrátane prostriedkov pre náhradu rozhodujúcich
prvkov EZS
DOME
Pred inštaláciou a nákupom komponentov EZS je nutné si stanovi koko peazí
sme ochotný obetova na elektronický zabezpeovací systém, koko miestností a akým
spôsobom chceme v objekte zabezpei a poda toho si zvoli bu drôtovú alebo
bezdrôtovú variantu. V našom prípade budeme uvaova drôtovú variantu, nakoko aj
navrhovaná ústreda je urená na drôtové pouitie. alej budeme ako príklad uvaova
jednopodlaný rodinný dom so štyrmi miestnosami a dvomi vchodmi, ktorého pôdorys
je na obrázku .2.
- 17 -
4.1 Návrh pouitia detektorov
V kadej zo štyroch miestností sa pouije jeden pohybový PIR detektor, ktorý
bude umiestnený v rohu miestnosti tak, aby snímal o najväší priestor. Vzhadom
k objektu, ktorý sa zabezpeuje nebude nutné poui na okná detektor rozbitia skla. Na
predný vchod sa pouije magnetický detektor na dvere, ktorý sa zapojí do zóny
s oneskoreným spustením poplachu. Preventívne sa pouije magnetický detektor aj na
boné dvere, ktorý bude zapojený v zóne sériovo spolu s pohybovým detektorom v tej
miestnosti. Všetky pohybové detektory budú pripojené k zónam s okamitým spustením
poplachu. Kadá miestnos bude tvori jednu zónu, kde prvá bude s oneskoreným
spustením poplachu a bude tvorená magnetickým detektorom na hlavnom vchode, ie
spolu bude zapojených 5 zón.
4.2 Umiestnenie ústredne, klávesnice a sirény
Ústreda bude umiestnená v chodbe pri hlavnom vchode na ašie dostupnos
mieste v uzamknutej skrinke. Všetky kabeláe od detektorov budú vedené o najkratšou
cestou v montánych lištách. Z vnútornej strany vpravo veda dverí hlavného vchodu
bude umiestnená obsluná klávesnica. Siréna bude umiestnená z vonkajšej strany vavo
nad hlavným vchodom.
4.3 Konfigurácia ústredne
Ako u bolo skôr uvedené, vyuije sa 5 zón v ústredni. Jedna s oneskoreným
spustením poplachu a štyri s okamitým spustením poplachu. as na opustenie objektu
po aktivácii EZS bude nastavený na 30 sekúnd a as pre zónu s oneskoreným spustením
poplachu pri vstupe do objektu bude nastavený na 20 sekúnd. Doba spustenia sirény pri
poplachu bude nastavená na 2 minúty.
- 18 -
K ústredni bude pripojený modul GSM, ktorý pri spustený poplachu zane
cyklus prezváania na nastavené telefónne ísla, poda nastavených parametrov.
Bloková schéma ústredne je uvedená na obr. . 3.
Obr. . 3 – Bloková schéma ústredne
- 19 -
NÁVRHU
Pri návrhu zariadenia s mikroprocesorom je nutné si na zaiatku vybra, e ktorý
mikroprocesor nám najviac vyhovuje pre riešenie daného problému.
Pre svoje zariadenie som si zvolil mikroprocesor od výrobcu ATMEL, nakoko
u mám nejaké skúsenosti s mikroprocesormi od tohto výrobcu. Najviac mi svojimi
parametrami vyhovoval mikroprocesor z rady AVR a to ATmega16.
5.1 Základné parametre mikroprocesora ATmega16
ATmega16 sa vyrába vo viacerých puzdrách. Ja som si vybral puzdro DIP40
z dôvodu jednoduchšieho servisu zariadenia. Na obrázku . 4 je uvedené rozloenie
vývodov pre toto puzdro.
Obr. . 4 – Rozloenie vývodov ATmega16 v puzdre DIP40 [6]
- 20 -
pamä programu je tvorená zabudovanou FLASH
dátová pamä EEPROM kapacity 512 B
jednotky USART, SPI, TWI
ktoré obsahuje 32 obecne pouitených 8 bitových registrov. Prístup do registrového
pola je prevedený poas jedného strojného cyklu, ie poas jedného strojného cyklu je
moné vykona jednu aritmeticko-logickú operáciu. Táto technika dáva AVR
mikroprocesorom veký výpotový výkon. [5]
Na obrázku . 5 je uvedená bloková schéma mikroprocesoru ATmega16.
Z blokovej schémy je moné vidie, e mikroprocesor okrem iného disponuje FLASH
pamäou, pamäou EEPROM, jednotkou obsluhy prerušení, dvoma 8 bitovými
ítami/asovami a digitálnymi vstupmi/výstupmi. alej je k dispozícii jeden 16
bitový íta/asova, analógový komparátor, jednotky USART, SPI, TWI a A/D
prevodník. [5]
Systém prerušenia má vlastné riadiace registre umiestnené v I/O priestore.
Kadé prerušenie má oddelený vektor prerušenia v tabuke prerušení na zaiatku
programovej pamäte. Priorita prerušení je daná umiestnením ich vektoru prerušenia
v tabuke prerušení. [5]
- 22 -
5.3 Jednotka USART
V návrhu je táto jednotka vyuitá na komunikáciu medzi procesormi. Je to
univerzálny synchronný a asynchronný sériový prijíma a vysiela. Na obrázku . 6 je
bloková schéma jednotky USART. Medzi základné vlastnosti tejto jednotky patria: [5]
plný duplex
podpora rámcov dky 5-9 dátových bitov a 1-2 stop bity
hardwarové testovanie parity pre prijíma
detekcia straty znaku
detekcia chyby rámca
viacprocesorový komunikaný reim
- 23 -
6 VLASTNÝ NÁVRH ÚSTREDNE EZS
Navrhované zariadenie je rozdelené na dve asti. Na ústredu a obslunú
klávesnicu s displayom. Tieto prvky EZS sú navrhované na stupe zabezpeenia 2, o
predpokladá nízku a strednú mieru rizika. Obsluná klávesnica sa umiestuje na dobre
dostupné miesto a je prepojená štyrmi vodimi s centrálou. Dva vodie sú napájacie
a dva slúia na komunikáciu po sériovom kanále. Ústreda sa potom umiestuje na
skryté, resp. ako dostupné miesto. Do ústredne sú ešte zapojené vodie zo senzorov a
vodie do sirény. Na jednom mieste s ústredou, v jednej montánej skrinke, je
umiestnený GSM modul a sieový a záloný zdroj pre celý systém. Mikroprocesory
v oboch moduloch sú zapojené poda štandardného zapojenia uvedeného v datasheete
k mikroprocesoru ATmega16 [6]. Bloková schéma celého zariadenia je uvedená na
obrázku . 7.
6.1 Obsluná klávesnica s displayom
Srdcom modulu je AVR mikroprocesor od firmy ATMEL s oznaením
ATmega16. Schéma zapojenia tohto modulu je uvedená v prílohe . 2. Na v/v porty
tohto mikroprocesora je pripojená maticová klávesnica 4x4, alfanumerický 2x16 LCD
display GDM1602A a signalizaná piezzo sirénka, so stálym tónom. GND napájania
sirénky je pripojené na pin PB2 portu PORTB mikroprocesora a kladný pól napájania
- 24 -
sirénky je cez rezistor s hodnotou 100R pripojený na kladný pól +5V napájania modulu.
Maximálny odber z jedného vývodu v/v portu je 40 mA. Odber piezzo sirénky je oproti
tomu zanedbatený, ale preventívne je do série pripojený rezistor s hodnotou 100 R.
Komunikácia s centrálou je zabezpeená prostredníctvom USART modulu
mikroprocesora, pre sériovú komunikáciu, nastaveného v asynchrónnom 8 bitovom
reime s prenosovou rýchlosou 9600 baudov. alej sú na programovací konektor
vyvedené vodie na priame programovanie od mikroprocesora bez nutnosti vybera
mikroprocesor z DPS. To umouje jednoduchý upgrade softwaru.
6.1.1 Pripojenie klávesnice
Maticová klávesnica 4x4 je pripojená na PORTA mikroprocesora. Poda
schémy zapojenia v prílohe . 2 sú stpce klávesnice privedené na vyššie štyri bity portu
A (piny PA4 – PA7), ktoré sú nastavené ako vstupné a riadky klávesnice na nišie štyri
bity portu A (piny PA0 – PA3), ktoré sú nastavené ako výstupné. V programe sa potom
v cykle privedie vdy na jeden riadok klávesnice logická nula a preíta sa stav celého
portu. V prípade stlaenia klávesy sa táto logická nula prenesie na konkrétny stpec, im
sa uria súradnice stlaenej klávesy a teda aj tzv. scan kód klávesy s ktorým alej
pracuje software.
Display je pripojený na PORTC mikroprocesora a pracuje vo štvorbitovom
reime. Na port C je pripojený cez sedem vodiov. Štyri horné bity dátovej zbernice
displaya DB4 – DB7 sú privedené na piny PC4 – PC7 mikroprocesora. RS, R/W a E
displaya sú privedené na piny PC0, PC1 a PC2 portu C mikroprocesora. alej je na
display privedené napájanie +5V a GND, ktoré je spoloné s napájaním
mikroprocesora. Pin V0 displaya slúi na nastavenie kontrastu. Na nastavenie kontrastu
bol pouitý potenciometer s hodnotou 1K zapojeného medzi GND a V0. Pri
vyhovujúcom kontraste bola odmeraná hodnota odporu potenciometra, poda ktorej sa
uril rezistor s hodnotou 330 ohmov, ktorý je pripojený medzi GND a V0 priamo na
displayi. Zapojenie displaya je moné vidie na schéme zapojenia v prílohe . 2.
- 25 -
obsluhu LCD. Podrobnejší popis softwarového riešenia je uvedený v kapitole 7.1.2,
ktorá je venovaná softwarovému vybaveniu modulu obslunej klávesnice.
6.1.3 Návrh plošného spoja modulu obslunej klávesnice
Schéma a plošný spoj boli vytvorené v balíku programov Proteus 7. Plošný spoj
je navrhovaný ako jednostranný o rozmeroch 65 x 50 mm, vi príloha . 5.
Na svorku RX sa pripojí TX z modulu ústredne a na svorku TX sa pripojí RX
z modulu obslunej klávesnice. Na svorku napájania sa privedie napájanie 5V zo
zálohovaného zdroja. Prepojka J1 je pri normálnom chode obslunej klávesnice stále
zapojená a odpája sa pri programovaní mikroprocesora (upgrade softwaru).
Pripojenie klávesnice na konektor KLAVESNICA a pripojenie displaya na
konektor LCD1 je na obr. . 8.
Obr. . 8 – Pripojenie klávesnice a LCD k modulu obslunej klávesnice
6.2 ÚSTREDA
Aj v tomto module je pouitý mikroprocesor AVR ATmega16 od firmy
ATMEL. Schéma zapojenia je uvedená v prílohe . 1. Celý port PORTC je nastavený
ako vstupný a pouíva sa na spracovanie signálu od detektorov. Výstup portu PORTD
pin PD3 ovláda sirénu a výstup PD2 ovláda GSM modul. Na výstup PD4 je pripojená
- 26 -
prepojka na resetovanie centrály. Pri zapojení resetovacej prepojky je na pin PD4
privedená log. 0. Po zresetovaní sa zmení inštalaný kód na 1234, as poplachu na 2
minúty, asy oneskorení na 30 sekúnd, GSM modul na neaktívny, reim aktivovaného
alarmu na neaktivovaný, sektor 1 na aktívny (ostatné neaktívne) a taktie sektor 1 na
oneskorený (ostatné na okamitý) poplach.
6.2.1 Vstupy detektorov
Kadý sektor je pripojený na jeden z ôsmych vstupov portu PORTC, ktorý je
nastavený ako vstupný.
Spolu je moné pripoji 8 sektorov, priom prvý sektor je štandardne nastavený
ako oneskorený vstup. Ostatné sektory sú štandardne nastavené pre okamitý poplach.
Kadý sektor sa potom dá v nastaveniach zmeni bu na okamitý alebo na oneskorený
poplach, prípadne je ich moné úplne deaktivova. Vstupy sú riešené ako ivé, o
znamená, e aktivujú poplach pri strate logickej nuly na vstupe pre sektory modulu
ústredne. V prípade prerušenia log. 0, napr. od detektorov pri signalizácii narušenia,
alebo pri prestrihnutí káblov vedúcich k detektorom, sa aktivuje konkrétny sektor a
spustí sa reim oneskoreného, alebo okamitého poplachu, poda nastavenia. V kadom
sektore môe by zapojených do série aj väšie mnostvo detektorov, ktoré sú
nastavené na rovnaký spôsob signalizácie narušenia.
6.2.2 Výstup na sirénu
Výstup PD3 ovláda pri spustení poplachu sirénu. Poas normálneho reimu je
tento výstup draný v log. 0 a v prípade poplachu prechádza do log.1 na as nastavený
pre dku poplachu, vaka omu je siréna poas tejto doby aktívna.
Vhodná siréna je napr. vonkajšia zálohovaná siréna OS-360A od firmy
Jablotron. K siréne sa pripojí napájanie 12 V zo zálohovaného zdroja a výstup modulu
ústredne pre aktiváciu sirény sa pripojí spolone na vstupy SIR a FLA na siréne. Siréna
sa nastaví tak, aby vstupy pre aktiváciu sirény reagovali na odpojenie od potenciálu
GND. Siréna húka poas doby odpojenia vstupov sirény od GND. [9]
- 27 -
6.2.3 Výstup na GSM modul
Výstup PD2 ovláda pri spustení poplachu GSM modul. Rovnako, ako výstup pre
sirénu, je aj tento výstup poas normálneho reimu draný v log.0. Po spustení poplachu
a aktivovanej funkcii hlásenia alarmu prostredníctvom GSM, je tento výstup na 2500
ms privedený do log.1, o aktivuje GSM modul do reimu poplachu.
Vhodný GSM modul je napr. FVK 41 EZS od firmy Gemsys. Výstup PD2
urený na aktiváciu GSM modulu pri poplachu sa pripojí na vstup I1 GSM modulu.
alej sa na GSM modul privedie napájanie 12V zo zálohovaného zdroja. Typ vstupov
na GSM module sa nastaví na rozpínací, ie poplach nastane pri odpojení od
potenciálu GND na vstupe. Minimálny as na aktiváciu vstupov GSM modulu je 2
sekundy [10]. Modul ústredne drí pri spustení poplachu aktivaný výstup po dobu 2,5
sekundy.
6.2.4 Resetovacia prepojka
Na vstup PD4 je privedená resetovacia prepojka. Pri úplne odpojenom napájaní
sa pouije táto prepojka, ktorá na tento vstup privedie log.0 po zapnutí napájania. Tým
program vstúpi poas inicializácie do podprogramu resetu a vykoná reset ústredne.
Potom sa prepojka vyberie a program pokrauje alej v inicializácii a spustení hlavnej
asti programu.
6.2.5 Návrh plošného spoja modulu ústredne
Schéma a plošný spoj boli vytvorené v programe Proteus 7. Plošný spoj je
navrhovaný ako jednostranný o rozmeroch 85 x 50 mm, vi príloha . 4.
Na svorku RX sa pripojí TX z modulu obslunej klávesnice a na svorku TX sa
pripojí RX z modulu obslunej klávesnice. Na svorku napájania sa privedie napájanie
5V zo zálohovaného zdroja, ktoré je spoloné s modulom obslunej klávesnice. Na
svorku SIR sa privedie vstup na sirénu a na svorku MOB sa privedie vstup z GSM
modulu. Prepojka J2 je resetovacia prepojka. Prepojka J1 je pri normálnom chode
ústredne stále zapojená a odpája sa pri programovaní mikroprocesora (pri upgrade
softwaru).
- 28 -
Pre napájanie je pouitý zálohovaný napájací zdroj AWZ-200 od firmy
Jablotron. Výstupné napätie tohto zdroja je 13,8 V (regulovatené) a zaaitenos 2 A.
Napájanie detektorov, sirény a GSM modulu ide priamo zo svorky výstupu záloného
zdroja. Pre napájanie modulu obslunej klávesnice a modulu ústredne je pouitý ešte
stabilizátor na 5 V. Schéma zapojenia je v prílohe . 3. Plošný spoj pre stabilizátor na
5V je uvedený v prílohe . 6.
6.3.1 Záloný zdroj AWZ-200
normálnej prevádzky nesmie súet prúdov napájajúcich spotrebie prekroi 2 A. Zdroj
je vybavený obvodom automatického obmedzenia prúdu nabíjania akumulátora.
Maximálna hodnota dobíjacieho prúdu je 1,1 A. Záloný zdroj je predávaný bez
akumulátora, ktorý je nutné dokúpi. Akumulátor vhodný do tohto zdroja je olovený
12 V a 7 Ah. Technické parametre sú uvedené na obr. . 9. Bloková schéma zdroja je
uvedená v prílohe 10. [8]
Obr. . 9 – Technické parametre zdroja AWZ-200 [8]
- 29 -
A OBSLUNEJ KLÁVESNICE
Software pre mikroprocesory je písaný v jazyku C v programe CodeVisionAVR
s vyuitím kniníc obsiahnutých v programe. Výhodou softwaru písaného vo vyššom
programovacom jazyku je hlavne jeho prehadnos, jednoduchšie odladenie a
jednoduchá monos dodatoných úprav.
Odladenie software prebiehalo prostredníctvom simulaného programu ISIS (z
balíka Proteus 7), ktorý umouje nielen zobrazenie registrov a obsahu EEPROM
mikroprocesora, ale aj simuláciu výpisu na LCD, simuláciu maticovej klávesnice a pod.
7.1 Software pre obslunú klávesnicu s displayom
Program písaný pre tento modul je rozdelený na tri asti. Na obsluhu LCD
displaya, na obsluhu maticovej klávesnice a na komunikáciu s modulom centrály.
Komunikaný protokol, pre komunikáciu medzi modulom obslunej klávesnice a
modulom ústredne, vytvorený pre tento systém, je podrobnejšie popísaný v kapitole 7.3.
Modul obslunej klávesnice pracuje bu v reime zadávania kódu, ale mimo
neho. V reime zadávania kódu sa aká na zadanie štyroch íslic kódu (nie je nutné po
zadaní stlai ENTER), ktoré sa po zadaní štvrtej íslice uloia do premennej kod typu
pole char o štyroch znakoch . Pri stlaení klávesy ESC poas zadávania sa zaína
zadávanie znova od prvej íslice kódu. Mimo tohto reimu sa nepoíta poet zadaných
íslic a do premennej kod sa ni neukladá (ako je tomu v kódovom reime), ale
v konkrétnom podprograme sa kadé stlaenie klávesy vyhodnocuje zvláš. Stav reimu
zadávania kódu uchováva premenná kod_rez. Ak má premenná kod_rez hodnotu 1,
reim zadávania kódu je aktívny a ak má hodnotu 0, reim je neaktívny.
Program rozpoznáva tri rôzne druhy zadaného kódu. Nastavovací kód slúi na
vstup do nastavovacieho menu, administraný kód slúi na vstup do administraného
menu a uívateský kód slúi na aktiváciu alebo deaktiváciu zariadenia. Po zadaní kódu
sa tento odošle do modulu ústredne, kde je porovnaný s kódmi uloenými v pamäti. Ak
bol zadaný správny kód, modul ústredne odošle znak, ktorý identifikuje o aký typ kódu
- 30 -
sa jedná, Ke bol zadaný nastavovací kód, vstúpi sa do podprogramu void nastavenia
(void), kde beí cyklus, ktorý zabezpeuje pohyb v menu, kým nie je stlaená na
klávesnici ,,0“. Ke bol zadaný administraný kód, vstúpi sa do podprogramu void
administracia (void), ktorý podobným spôsobom ako podprogram nastavovacieho menu
obsluhuje menu administrácie. Ak sa zadá tri krát nesprávny kód, modul ústredne
odošle riadiaci znak na zablokovanie obslunej klávesnice po dobu 30 sekúnd.
Pri poiatonej inicializácii na zaiatku programu sa dolné štyri bity portu
PORTA nastavia ako výstupné a horné štyri bity ako vstupné. Na PORTA je pripojená
maticová klávesnica 4x4. PORTC, na ktorý je pripojený display, sa nastaví ako
výstupný. alej sa zakáu prerušenia a inicializuje sa jednotka USART na asynchrónnu
obojsmernú 8 bitovú komunikáciu po sériovom kanále. Pomocou príkazu lcd_init(16)
z kninice lcd.h pre obsluhu displaya sa inicializuje display zo 16 znakmi v riadku.
Potom sa aká na dáta od modulu ústredne, v ktorých je obsiahnuté, e v akom stave sa
ústreda nachádza (i v aktivovanom alebo deaktivovanom reime). Po prijatí stavu
ústredne sa tento stav uloí do premennej stav a vypíše sa na display.
Po úspešnej poiatonej inicializácii beí program v hlavnom cykle s aktívnym
reimom zadávania kódu, v ktorom sa aká na zadanie štvormiestneho kódu
a kontroluje sa príjem cez sériový kanál.
7.1.1 Popis podprogramov
void Kontr_Stlac(int tmp) - zistenie stlaenia klávesy a scan kódu tejto
klávesy (tmp - základný stav pre porovnanie)
void obsluha_klav(void) - obsluný podprogram klávesnice
void disp_clr(void) - podprogram na zmazanie obsahu displaya a
pripravenie na zápis
konkrétnu hodnotu
vypísa na display
- 31 -
vypísa na display
nastavujú sektory na oneskorený/okamitý
zisuje stav nastavenia sektorov (onesk./okam.)
void nast_gsm(void) - obsluha menu pre nastavenia GSM modulu
void stav_gsm(void) - obsluha menu, v ktorom sa zisuje stav
nastavenia GSM modulu
nastavujú sektory na aktívny/neaktívny
zisuje stav nastavenia sektorov (aktiv./neaktiv.)
void pohyb_menu(void) - podprogram zabezpeujúci pohyb v menu
void nastavenia(void) - obsluha hlavného nastavovacieho menu
void administracia(void) - obsluha hlavného administraného menu
void Kontrola_Kodu(void) - podprogram na kontrolu zadaného kódu
void blokovanie(void) - zablokovanie obslunej klávesnice na 30 sekúnd
void prijem_usart(char data) - obsluha prijatých riadiacich znakov, cez sériový
kanál
Pri programovaní bola vyuitá kninica lcd.h pre obsluhu LCD displaya
s radiom HD44780 a kompatibilnými. Pouitím funkcií z kninice je display pomocou
príkazu lcd_clear() zmazaný, príkazom _lcd_ready() pripravený na zápis a príkazom
lcd_gotoxy(0,0) nastavený na pozíciu prvého znaku v prvom riadku, ím je pripravený
na zobrazovanie. Na zápis textu na display sa pouíva príkaz lcd_putsf“ “), kde sa
medzi úvodzovky napíše text o maximálnej dke 16 znakov vzhadom k pouitému
displayu. Zmazanie displaya a pripravenie na zápis na pozíciu prvého znaku v prvom
riadku vykonáva podprogram void disp_clr (void). Podprogram void inicializacia_disp
(void) zabezpeuje vypísanie stavu systému poda obsahu premennej stav na display.
- 32 -
LCD display sa vyuíva hlavne pri vstupe do menu nastavení, kde zobrazuje jednotlivé
poloky nastavení. alej sa vyuíva na zobrazovanie stavu systému, ako je napr.
aktivované/deaktivované zabezpeenie, alebo spustený poplach.
V aktuálnej verzii softwaru sa nevyuíva podsvietenie displaya, pretoe nie je
podstatne nutné. Kontrast displaya je nastavený napevno a nie je moné ho meni.
7.1.3 Obsluha maticovej klávesnice
Strunejší popis obsluhy klávesnice bol u uvedený v podkapitole 6.1.1.
V princípe sa jedná o cyklickú rotáciu bitu s hodnotou 0 v dolných štyroch bitoch
a následným porovnaním s bajtom v registri v/v portu, ku ktorému je klávesnica
pripojená. Princíp je moné vidie na obrázku . 10.
Obr. . 10 – Ukáka obsluhy maticovej klávesnice
V prípade nezhody s bajtom, ktorý bol odoslaný na v/v port sa zisuje, i nešlo len o
zákmit. Po 10 ms oneskorení, o staí na vylúenie náhodného zákmitu, sa znova
porovnáva bajt odoslaný na v/v port s bajtom v registri v/v portu a ak stále trvá nezhoda,
jedná sa o stlaenú klávesu. V tom prípade sa zapíše scan kód, o je vlastne aktuálny
bajt v registri v/v portu a vyjadruje súradnice stlaenej klávesy, do premennej buffer.
Celý software pracuje iba so scan kódmi. Na obr. . 11 je zobrazený prevod scan kódov,
ktoré sú v hexadecimálnej sústave, na konkrétne vyjadrenie klávesy.
- 33 -
Obr. . 11 – Prevod scan kódov
Ak je aktívny reim zadávania kódu, po stlaení klávesy sa hodnota premennej
buffer uloí do premennej kod typu pole char na pozíciu udanú hodnotou premennej
poc_stlac. Ke sú zadané všetky štyri íslice štvormiestneho kódu, program prechádza
do podprogramu kontroly zadaného kódu void Kontrola_Kodu (void), v ktorom sa kód
odosiela do modulu ústredne, kde sú uloené nastavené kódy. V module ústredne sa
potom overuje prijatý kód a odosiela sa naspä odpove do modulu obslunej
klávesnice.
Pri neaktívnom reime zadávania kódu sa neaká na zadanie štvormiestneho
kódu, ale po kadom stlaení klávesy sa vykoná uritá innos v menu. Pre ukonenie
práce v menu sa stlaí klávesa ,,0 “. V prípade zanorenia v menu sa opätovným
stláaním klávesy ,,* “ (predstavuje ESC) dostaneme vdy o jednu úrove vyššie a po
úvodnú as. Po ukonení práce v menu program opä prechádza do reimu zadávania
kódu.
Pri kadom stlaení klávesy sa ozve krátke pípnutie signalizanej piezzo sirénky
pripojenej na výstup PB2 portu PORTB. Táto sirénka tie píska poas asu oneskorenia
príchodu a asu oneskorenia odchodu, ako signalizácia odpoítavania asu.
7.1.4 Komunikácia s modulom ústredne
Nakoko je modul obslunej klávesnice urený isto na sprostredkovanie
komunikácie medzi uívateom a ústredou a je umiestnený na dobre dostupnom
mieste, všetky podstatné operácie vykonáva modul ústredne. Prostredníctvom rôznych
príkazov od modulu ústredne sa na displayi modulu obslunej klávesnice zobrazuje
aktuálny stav, v ktorom sa ústreda nachádza. Taktie sú všetky kódy a podstatné dáta
uloené v pamäti modulu ústredne.
- 34 -
asynchrónneho spojenia. Pre komunikáciu medzi procesormi bol vytvorený protokol,
ktorý je popísaný v podkapitole 7.3. Prostredníctvom tohto protokolu sa prenášajú a
spracovávajú dáta v moduloch.
Pri prijatí znaku cez sériový kanál vstúpi program do podprogramu void
prijem_usart (void) kde sa zisuje o aký riadiaci znak sa jedná. Výpis riadiacich znakov
od modulu ústredne pre modul obslunej klávesnice je na obr. . 12.
Obr. . 12 – Riadiace znaky pre modul obslunej klávesnice
Modul obslunej klávesnice taktie pouíva riadiace znaky urené pre modul
ústredne. Prostredníctvom týchto znakov sa modulu ústredne oznamuje, e aké
konkrétne úkony sa majú vykona poas reimu nastavení, alebo administrácie. Kadý
znak prestavuje konkrétny typ nastavení, alebo stavu, ktorý sa zisuje. Jedná sa napr.
o zistenie stavu nastavenia GSM modulu, nastavenie asu príchodu, nastavenie kódov
apod. Výpis týchto riadiacich znakov je na obr. . 13.
Obr. . 13 – Riadiace znaky pre modul ústredne
Po odoslaní znaku pre kontrolu kódu sa postupne po znaku odošle celý kód,
ktorý je následne v module ústredne skontrolovaný s uloenými kódmi. Pri odoslaní
kódu pre nastavovací reim, vstúpi modul ústredne do reimu nastavení a ak sa pošle
znak pre administraný reim, modul ústredne vstúpi do reimu administrácie.
- 35 -
V kadom z týchto reimov sa potom pri nejakom úkone odosiela poradové íslo
(znak), ktoré uruje o aký konkrétny úkon v rámci reimu sa bude jedna. Pri opustení
menu nastavení, alebo administrácie, sa musí odosla znak pre ukonenie reimov.
7.2 Software pre ústredu
Software pre tento modul je o to komplikovanejší, e zabezpeuje chod
a riadenie celého systému. Prostredníctvom sériovej komunikácie komunikuje
s modulom obslunej klávesnice poda komunikaného protokolu.
Ústreda môe pracova vo viacerých základných reimoch. Tieto reimy sa
delia na:
(okamitý/oneskorený) void stav_onesk_sektorov(void) - podprogram na odoslanie stavu nastavenia
sektorov (okamitý/oneskorený) void nastavenie_gsm(void) - obsluha nastavenia GSM modulu (aktiv./neaktiv.) void stav_gsm(void) - podprogram na odoslanie stavu nastavenia GSM
modulu (aktiv./neaktiv.) void admin_sektorov(void) - obsluha nastavenia sektorov (aktiv./neaktiv.) void stav_sektorov(void) - podprogram na odoslanie stavu nastavenia
sektorov (aktiv./neaktiv.) void nastavenia(void) - obsluha nastavení po prijatom riadiacom znaku
pre nastavenia void administracia(void) - obsluha administraných nastavení po prijatom
znaku pre administráciu
sektorov void oneskorenie2(void) - podprogram pre oneskorený as príchodu void oneskorenie1(void) - podprogram pre oneskorený as odchodu
7.2.2 Popis programu pre ústredu
Pri štarte programu sa inicializujú premenné, port PORTC sa celý nastaví ako
vstupný, port PORTD sa nastaví tak, e bity PD2 a PD3 sa nastavia ako výstupné
a ostatné bity sa nastavia ako vstupné. alej sa zakáu prerušenia a inicializuje sa
jednotka USART na asynchrónnu obojsmernú 8 bitovú komunikáciu po sériovom
kanále. Potom sa odošle riadiaci znak do modulu obslunej klávesnice, ktorý uruje, e
v akom stave sa ústreda práve nachádza.
V prípade, e je poas tejto inicializácie pouitá resetovacia prepojka, ktorá
privádza log. 0 na vývod PD4 portu PORTD, program vstúpi do podprogramu resetu.
V tomto podprograme sa prepíše hodnota inštalaného kódu na základnú hodnotu
,,1234“, alej sa nastavia na základné hodnoty premenné pre asy oneskorení, dobu
poplachu, nastavenia sektorov a niektoré alšie nastavovacie premenné. Potom sa
v podprograme aká na vybratie resetovacej prepojky, teda prerušenie log. 0 na vývod
PD4, ktorý je nastavený v pull-up reime.
Následne program vstupuje do nekoneného cyklu v ktorom sa neustále sleduje
prípadný príjem cez sériový kanál a vstupuje sa do podprogramu niektorého z reimov.
Ak nastane príjem cez sériový kanál, program vstúpi do podprogramu obsluhy sériovej
komunikácie, kde sa poda prijatého riadiaceho znaku vstupuje do alšieho
podprogramu pre obsluhu u konkrétneho reimu.
Ak je ústreda v aktivovanom reime, sleduje sa v tomto cykle tie zmena na
porte PORTC, ku ktorému sú pripojené sektory s detektormi, i nenastalo narušenie.
7.2.3 Reim deaktivovaného systému
V tomto reime beí program v hlavnom nekonenom cykle, kde sa aká na
príjem riadiaceho znaku pre zmenu reimu cez sériový kanál. V tejto asti programu sa
nevykonáva iadna iná innos, systém je v neaktivovanom stave. Pri vstupe do tohto
- 37 -
reimu je odoslaný riadiaci znak „<“ do modulu obslunej klávesnice, ktorý zabezpeí
vypísanie stavu ,,DEAKTIVOVANE“ na display.
Poas tohto stavu môu by prijaté 3 riadiace znaky. Pri prijatí znaku „#“ sa
prejde do podprogramu void kontrola_kodu (void), kde sa následne v cykle príjmu
všetky 4 znaky kódu, ktorý sa má skontrolova s kódmi uloenými v pamäti EEPROM.
Pokia je zhoda s niektorým z uloených kódov, odošle sa riadiaci znak, ktorý uruje
o aký typ kódu sa jedná, do modulu obslunej klávesnice. Ak sa prijme obsluný kód,
tak sa neguje aktuálny stav ústredne. V prípade nesprávne zadaného kódu sa o jeden
zvýši poet v premennej blok. V prípade správne zadaného kódu sa táto premenná vdy
nuluje. Ak sa tri krát prijme nesprávny kód, odošle sa riadiaci znak do modulu
obslunej klávesnice, ktorý ju na dobu 30 sekúnd zablokuje. Pri prijatí znaku „{“ sa
prejde do podprogramu void nastavenia (void), v ktorom sa aká na príjem alších
znakov, urujúcich konkrétnu zmenu v nastaveniach. Tretím riadiacim znakom, ktorý sa
môe poas tohto stavu prija, je znak „}“, pri ktorom sa prejde do podprogramu void
administraciua (void), ktorý pracuje podobne ako podprogram pre nastavenia.
Pri prechode do reimu aktivovaného systému, sa spustí podprogram void
oneskorenie1 (void), v ktorom sa aká na uplynutie asu nastaveného pre odchod.
7.2.4 Reim aktivovaného systému
V tomto reime sa v hlavnom nekonenom cykle navyše kontroluje zmena na
porte PORTC, ku ktorému sú pripojené sektory s detektormi. Najprv sa vymaskuje
aktuálny stav bitov na porte PORTC poda toho, ktoré sektory sú nastavené ako aktívne.
Potom sa zisuje, i je na všetkých aktívnych sektoroch log. 0. Ak na niektorom sektore
nie je log. 0, zisuje sa, i narušený sektor nie je nastavený ako oneskorený. Ke sa
jedná o oneskorený sektor, program vstúpi do podprogramu void oneskorenie2 (void),
v ktorom sa aká na uplynutie nastaveného asu pre príchod, poas ktorého sa môe
systém deaktivova skôr, ne nastane poplach. V opanom prípade nastane okamitý
poplach, ktorý sa obsluhuje v podprograme void narusenie (void).
V reime aktivovaného systému nie moné poui inštalaný kód a ani
administrané kódy. Ústreda reaguje len na obsluné kódy, ktorými sa systém
deaktivuje.
- 38 -
Hodnoty premenných, v ktorých sú uloené základné nastavenia systému, sa
dajú meni, ke je jeden z týchto reimov aktívny. Poda toho, ktorý reim je práve
aktívny, sa umoní zmena uritých nastavení. Kadé nastavenie ma vlastný obsluný
podprogram, v ktorom sa poda nového nastavenia mení hodnota tej ktorej premennej.
Pri prijatí inštalaného kódu a pri neaktivovanom systéme sa nastaví reim
nastavení na aktívny a pri prijatí administraného kódu sa nastaví reim administrácie
na aktívny. To umoní prístup k zmene poloiek nastavení, ako sú napr. kódy, asy,
GSM modul, nastavenie sektorov apod. Informácia o tom, i je reim nastavení aktívny
(uloená „1“), alebo neaktívny (uloená „0“), je zapísaná v premennej nast_rezim.
Podobne je informácia o stave reimu administrácie zapísaná v premennej admin_rezim.
Reim nastavení je obsluhovaný podprogramom void nastavenia (void),
v ktorom sa poda prijatého znaku vstupuje do konkrétneho podprogramu ureného pre
zmenu nastavenia. Reim administrácie je obsluhovaný podprogramom void
administracia (void).
Po prijatí znaku „/“, pre ukonenie reimov nastavení a administrácie, sa
prechádza do základného reimu deaktivovaného systému.
7.2.6 Reim poplachu
Pri aktivovaní poplachu sa prechádza do podprogramu void narusenie (void). Na
zaiatku podprogramu sa odošle riadiaci znak poplachu „÷“ do modulu obslunej
klávesnice. as poplachu sa uloí do doasnej premennej cas. Pokia je as poplachu
nastavený na viac ako nula, tak výstup PD2 portu PORTD prejde z log. 0 do stavu
log.1, o aktivuje húkanie sirény. Ak je aktívny GSM modul a as poplachu je menej
ako tri sekundy, prestaví sa v doasnej premennej cas na 3 sekundy a výstup PD3 portu
PORTD sa tie prestaví zo stavu log. 0 do stavu log. 1.
Následne sa prejde do cyklu, kde sa odrátava as nastavený v premennej cas. Po
2,5 sekundách prejde výstup PD3 aktivujúci GSM modul naspä do log. 0 (Pre
aktiváciu pouitého GSM modulu staí odpoji jeho vstup od log. 0 po dobu 2 sekúnd).
V tomto cykle sa tie kontroluje, i nebol systém deaktivovaný. Ak sa systém
deaktivuje, tak sa okamite preruší cyklus.
- 39 -
Po skonení cyklu, alebo jeho prerušení z dôvodu deaktivácie systému, prejde
výstup na sirénu PD2 naspä do stavu log. 0, ím sa ukoní húkanie sirény.
7.3 Komunikaný protokol ústredne a obslunej klávesnice
Na komunikáciu medzi modulom ústredne a modulom obslunej klávesnice bol
vytvorený jednoduchý komunikaný protokol. Kadý prenos, i z modulu ústredne do
modulu obslunej klávesnice, alebo naopak, sa zaína konkrétnym riadiacim znakom,
ktorý uruje o akú innos sa bude jedna. Riadiace znaky sú uvedené na obr. . 12 a na
obr. . 13.
Kontrola správnej komunikácie spoíva v potvrdzovaní kadého prijatého znaku.
To znamená, e ke sa prijme nejaký znak po sériovom kanále, automaticky sa ako
potvrdenie odošle tento istý znak. Jednoduchá ukáka komunikácie medzi modulom
obslunej klávesnice a modulom ústredne je ukázaná na obr. . 14. Je to ukáka toho,
ako prebieha zmena nastaveného asu oneskoreného odchodu v ústredni. Na zaiatku sa
odošle znak pre nastavenia, tento znak sa pošle ako potvrdenie naspä. Takto je to aj
u ostatným znakov, ktoré dopajú o aké konkrétne nastavenie sa jedná. Po úspešnom
prebehnutí nastavenia modul ústredne ako posledný odošle znak pre nastavenia, ktorý tu
plní úlohu uzavretia celého rámcu.
Obr. . 14 – Ukáka komunikácie medzi modulmi
- 40 -
Výsledkom mojej práce je srdce EZS, ktoré je tvorené zabezpeovacou
ústredou a obslunou klávesnicou. Modul ústredne tvorí jadro systému a teda
kontroluje narušenie sektorov a sprostredkováva pri poplachu aktiváciu sirény a GSM
modulu. Tento modul tie uchováva v pamäti všetky dôleité informácie pre chod
systému. Modul obslunej klávesnice sprostredkováva komunikáciu medzi uívateom
a ústredou. Všetky podstatné informácie sa vypisujú na display.
Odladenie programov pre mikroprocesory bolo pomerne zloité a ešte stále sa
nejedná o finálnu verziu. Programy je nutné ešte o zopár malikostí doplni, ale v tejto
verzii sú zabezpeené všetky podstatné funkcie pre chod EZS.
Pri testovaní GSM modulu nenastali iadne väšie komplikácie. Pri aktivácii
poplachu sa GSM modul bez problémov aktivoval a vykonal vytoenie na nastavené
telefónne íslo, kde bola ohlásená vopred nahraná hlasová správa. Rovnako nenastali
iadne komplikácie ani pri spustení sirény, ktorá húkala presne po dobu, ktorá bola
nastavená pre as poplachu.
Pôvodný návrh mal ma dvojstupovú ochranu, ktorá by mohla by v blízkej
budúcnosti dokonená. Prvým stupom by mal by RFID prístupový systém od firmy
ATMEL. Je pomerne aké zohna tieto moduly, preto som ich ešte nemohol zaleni
do obvodu. Prvý stupe ochrany by potom fungoval tak, e po pouití unikátnej RFID
karty by sa nespustil okamitý poplach, ale bol by zdraný poas plynutia asu pre
príchod. Ke by sa nepouila RFID karta, tak by sa aj pri narušení oneskoreného
sektoru spustil okamitý poplach. Druhým stupom by teda naalej ostával obsluný
kód, ktorý je nutné zada na deaktivovanie zariadenia.
Neskôr je v pláne celé zariadenie upravi na pouitie s bezdrôtovými prvkami
EZS, vaka omu by sa zjednodušila inštalácia a rozšírilo vyuitie.
- 41 -
URL: http://e-shop.jablotron.sk/index.php?zobraz=informacie&
(Ideové riešenie), [online]
emid=0 [cit. 20.4.2010]
URL: http://www.alarmysro.sk/index.php?page=3244 [cit. 14.4.2010]
[4] WIKIPEDIA: Burglar alarm, [online]
URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Burglar_alarm [cit. 10.3.2010]
Praha: Nakladatelství BEN, 2006. 317 s. ISBN 80-7300-174-8.
[6] ATMEL. Datasheet catalog : ATMEGA16 [online].
URL: http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2466.pdf
[cit. 17.5.2010]
URL: http://studijni-materialy.sseas.cz/bezpecnostni-systemy/stupne-zabezpeceni-a-
URL: http://e-shop.jablotron.sk/download/navody/AWZ-200.pdf [cit. 20.5.2011]
URL : http://e-shop.jablotron.sk/download/navody/OS-360A_365A.pdf [cit. 21.5.2011]
URL : http://www.zis.sk/resources/File/manual_fvk41ezs.pdf [cit. 21.5.2011]
URL: http://elmicro.com/files/lcd/gdm1602a_datasheet.pdf [cit. 20.5.2011]
- 43 -
Zoznam súborov na priloenom CD Bakalárska práca Bakalárska práca vo formáte PDF Fotografie Fotografie hotových osadených dosiek ústredne a obsl. klávesnice Datasheety Katalógové listy pouitých súiastiek Schémy zapojenia Schémy zapojenia Plošné spoje Plošné spoje modulu ústredne, klávesnice a stabilizátora Programy Programy pre mikroprocesory
- 44 -
Zoznam príloh: Príloha 1. Schéma zapojenia ústredne Príloha 2. Schéma zapojenia obslunej klávesnice Príloha 3. Schéma zapojenia zdroja Príloha 4. Doska plošného spoja ústredne Príloha 5. Doska plošného spoja obslunej klávesnice Príloha 6. Doska plošného spoja stabilizátora 5V Príloha 7. Osadenie súiastok na doske ústredne Príloha 8. Osadenie súiastok na doske obslunej klávesnice Príloha 9. Osadenie súiastok na doske stabilizátora 5V Príloha 10. Bloková schéma záloného zdroja AWZ-200 [8] Príloha 11. Zoznam pouitých súiastok Príloha 12. Fotografia hotovej dosky modulu ústredne Príloha 13. Fotografia hotovej dosky modulu obslunej klávesnice
- 45 -
- 46 -
4. Doska plošného spoja ústredne (85 x 50 mm)
5. Doska plošného spoja obslunej klávesnice (65 mm x 50 mm)
- 47 -
6. Doska plošného spoja stabilizátora 5V (16,5 mm x 14,5 mm)
7. Osadenie súiastok na doske ústredne
8. Osadenie súiastok na doske obslunej klávesnice
9. Osadenie súiastok na doske stabilizátora 5V
- 48 -
- 49 -
(Dodávate)
ATMEGA16 Mikroprocesor ATmega16 Atmel
NAPAJANIE, Svorkovnica AK100/2DS-5.0-V-GREY –BL (GME)
RX/TX, SIR/MOB
SEKT(1,2,3), Svorkovnica AK100/3-DS-5.0-V-GREY (GME)
Klávesnica:
(Dodávate)
C1,C2 Keramický kondenzátor 27P/50 V (GME)
ATMEGA16 Mikroprocesor ATmega16 Atmel
RX/TX
LCD1 Display GDM1602A (GME)
Klávesnica F-KV16KEY BLACK (GME)
(Dodávate)
U1 Stabilizátor 7805 (GME)
Zal. 12V
- 51 -
13. Fotografia hotovej dosky modulu obslunej klávesnice