Предлагаемая система предназначена для охраны объектов, оборудованных датчиками, контакты которых размыкаются при срабатывании. Имеется возможность взятия объекта под охрану и снятия с нее, прослушивания шумов и других звуков в охраняемых помещениях, обнаружения попыток замыкания проводов, идущих от датчиков к системной плате. В устройство можно ввести пожарную сигнализацию. Упрощение системы (по сравнению с другими устройствами с подобным набором функций) достигнуто применением однокристальной микро-ЭВМ (микроконтроллера) КР1850ВЕ35.

К описываемой системе охраны может быть подключено до 64 датчиков, причем для соединения их с контроллером достаточно 16 проводов - восьми групповых и восьми разрядных линий (рис. 1).

Датчики В1-В64 размещены в охраняемых помещениях, остальные узлы (в том числе системная плата, принципиальная схема которой показана на рис. 2) - в блоке контроллера, установленном на рабочем месте дежурного оператора.

(нажмите для увеличения)

Для опроса датчиков групповые (S1-S8) и разрядные (S9- S16) ключи поочередно замыкаются по сигналам Г1- Г8 и Р1-Р8 от системной платы, причем в каждый момент замкнут только один из S1-S8 и один из S9 - S16. Принципиальная схема группового ключа изображена на рис. 3.а, разрядного - на рис. 3,б. Как видно, и тот, и другой собраны на двух транзисторах, функции собственно ключей выполняют транзисторы VT2.

Каждый из охраняемых объектов оборудуют в соответствии со схемой, показанной на рис. 4. Датчик может быть любого типа (механический, радиолокационный" инфракрасный, ультразвуковой), важно только, чтобы при срабатывании контакты S1 его выходной цепи размыкались. Кроме того, потребуются резисторы R1 и R2 и диод VD1. Все остальное монтируют при необходимости. Узел S1R1R2 должен быть конструктивно выполнен таким образом, чтобы исключить доступ злоумышленника непосредственно к контактам S1. В этом случае все попытки заблокировать датчик, "закоротив" идущие к нему провода, будут зафиксированы системой. Этим свойством можно воспользоваться для подключения (как показано штриховой линией) нормально разомкнутых контактов 52 датчика пожарной сигнализации. Подаваемый контроллером сигнал "Замыкание" будет и сигналом "Пожар". Правда, точно узнать, что случилось, можно будет лишь, как говорится, "лично прибыв на место".

Микрофон ВМ1 и усилитель А1 предназначены для прослушивания оператором шумов в охраняемом помещении. Тип и принципиальная схема усилителя не приводятся - они могут быть различными в зависимости от выбранного микрофона, требуемой чувствительности и т. п. Важно, чтобы постоянная составляющая напряжения на выходе работающего усилителя была достаточна для открывания диода VD2, через который звуковой сигнал по общей для всех датчиков цепи АК (акустический контроль) поступает на вход УМЗЧ.

Формируемый контроллером импульс ВАК (включение акустического контроля) поступает одновременно на все датчики, но реагирует на него только тот из них. который в данный момент 'выбран" замкнувшимися групповым и разрядным ключами. В результате открывается его транзистор VT1, через светодиод оптрона U1 течет коллекторный ток, открывается фототиристор оптрона, и на усилитель А1 полается напряжение питание. Усилитель остается включенным до тех пор. пока цепь ОАК (отключение акустического контроля) не будет кратковременно разорвана в контроллере, что приведет к закрыванию тиристора.

Вернемся к принципиальной схеме системной платы контроллера (см. рис. 2). Ее основа - микроконтроллер КР1850ВЕ35 (DD2), управляющая программа которого (см. таблицу) хранится в ППЗУ DD13. Микроконтроллер обращается к внешней памяти программ, формируя сигнал РМЕ. Микросхемы DD7 и DD9 образуют регистр адреса, запись в который происходит по сигналу АLЕ. причем старшие разряды адреса микроконтроллер выводит через разряды Р20-Р23 своего порта Р2.

Небольшое число периферийных регистров позволило, исключив дешифратор, пользоваться для их выбора отдельными разрядами шины адреса. Микроконтроллер обращается к регистрам по адресам:

• 0001Н - регистр состояния органов управленияDD5 (чтение), триггер DD4.1 (запись);
• 0002Н - регистр управления DD8 (только запись);
• 0004Н - регистр индикатора оперативной информации DD12 (только запись);
• 0008Н - регистр индикатора постоянной информации DD6 (только запись).

(нажмите для увеличения)

Выходные сигналы регистра управления DD8 включают и выключают опрос датчиков (Q0), а также индикаторы оперативной информации (Q1), взятия под охрану (Q2) и снятия с нее (Q3). На выходе Q4 этого регистра формируется сигнал тревоги, а Q5 управляет электронным ключом (транзисторыVT1,VT2). подающим сигнал включения акустического контроля. К выходам регистров оперативной (DD12) и постоянной (DD6) информации подключено по две ячейки цифровых индикаторов Н1 - Н4. Выполнены они по схеме, показанной на рис. 5.

Микроконтроллер последовательно опрашивает датчики, выводя в порт Р1 коды их номеров. В соответствии с ними дешифраторы DD14 и DD15 формируют сигналы опроса Г1 - Г8, Р1 - Р8. Состояние датчика, находящегося на пересечении групповой и разрядной линий, ключи которых в данный момент замкнуты, определяется по падению напряжения на нем, создаваемому током, протекающим по цепи (см. рис. 1): источник питания + 12 В, измерительный резистор R1, замкнутый групповой ключ, датчик, замкнутый разрядный ключ, общий провод. В исходном состоянии (при отсутствии тревоги) сопротивление датчика и падающее на нем напряжение малы (но не равны нулю), при срабатывании - велики.

К точке соединения измерительного резистора с групповыми ключами (цепь М) подключены входы компараторов DA1 и DА2. Порог срабатывания первого из них равен 8 В и находится между уровнями напряжения, соответствующими сработавшему и несработавшему датчикам. Компаратор DА2 реагирует на входное напряжение менее 6,8 В, т. е. ниже уровня, характерного для несработавших датчиков. Это позволяет фиксировать замыкания подходящих к датчикам линий. При необходимости пороги компараторов могут быть изменены подборкой резисторов RЗ и R7.

Нештатная ситуация (тревога) фиксируется при срабатывании любого из компараторов и наличии во внутреннем ОЗУ микроконтроллера отметки, что данное помещение взято под охрану. Сигнал СРН, включающий сирену или другое исполнительное устройство, подается только при подтверждении срабатывания датчика через 20 мс после его первого обнаружения. Одновременно включается светодиод HL3 ("Тревога"). а если сработал компаратор DА2, то включается и светодиод НL2 ("Замыкание"). Номер датчика отображается на цифровом индикаторе оперативной информации (НЗ, Н4) и запоминается во внутреннем регистре R20 микроконтроллера. Кроме того, подается сигнал ВАК длительностью примерно 20 мс, включающий микрофонный усилитель в помещении, где сработал датчик.

Тревога продолжается 3 с. после чего о нештатной ситуации свидетельствует только номер сработавшего датчика, перенесенный на индикатор постоянной информации (Н1, Н2). Если контакты выключателя SА1 разомкнуты, сигнал СРН останется активным и после истечения трехсекундного интервала. Отключают его переводом SА1 в замкнутое положение.

Индикатор постоянной информации можно погасить нажатием кнопки SВ9 ("Сброс"). Ее вторая контактная группа разрывает цепь ОАК, отключая прослушивание охраняемого помещения. Пока индикатор не погашен, микроконтроллер, обнаружив сработавший датчик, сравнивает его номер с хранящимся в регистре R20. Если они совпали, новых событий не произойдет, а если нет (сработал еще один датчик), вновь будет подан сигнал тревоги.

Несколько одновременно сработавших датчиков обрабатываются поочередно, начиная с того, у которого номер наименьший. Именно он зафиксируется в регистре R20 и будет выведен на индикатор постоянной информации. Каждые 3 с будет подаваться сигнал тревоги, а на индикаторе оперативной информации появляться номер очередного сработавшего датчика.

Управляют системой охраны командами, коды которых оператор набирает, пользуясь кнопками SВ2-SВ6 Код команды - двузначное десятичное число, в старшем разряде которого находится цифра N. совпадающая с заданной в двоичном виде перемычками XI-Х4. На принципиальной схеме (см. рис. 2) они показаны в положении, соответствующем цифре 5. При необходимости ее легко изменить, переставив перемычки. Предусмотрены следующие команды: N0 - взять помещение под охрану; N1 - снять помещение с охраны; N2 - проверить, взято ли помещение под охрану; N3 - поочередно показать на индикаторе номера всех помещений, взятых под охрану; N4 - взять под охрану все помещения; N5 - снять с охраны все помещения.

Первые три команды требуют предварительного набора номера помещения (датчика). Для этого нажимают на одну или одновременно на несколько кнопок SВ2-SВ6 с таким расчетом, чтобы сумма их значений была равна старшему разряду номера. Введенная цифра будет показана в младшем разряде индикатора оперативной информации и занесена в память микроконтроллера, хотя после отпускания кнопок индикатор погаснет. Аналогично вводят вторую цифру номера. Она появится в младшем разряде индикатора, а ранее введенная - в старшем. Если допущена ошибка, достаточно повторить все с начала, введя правильные значения. После того, как правильный номер набран, нажимают на кнопку SВ7 ("ВД- - ввод данных).

Аналогично набирают коды команд, но вводят их нажатием кнопки SВ8 ("ВК"- ввод команды). Режим выбранного помещения отображается светодиодами HL4 ("Под охраной") и НL1 (" Без охраны"). Исполнение команд взятия под охрану и снятия с нее приводит к изменению состояния соответствующих разрядов внутреннего ОЗУ микроконтроллера. Команда поочередного вывода номеров помещений, взятых под охрану, изменений в ОЗУ не производит.

Кнопка SВ1 ("Уст. 0") предназначена для перезапуска контроллера и используется в основном при отладке устройства и поиске неисправностей. Однако если нажать ее одновременно с кнопкой SВ6 ("0"), все помещения, обслуживаемые системой, будут сняты с охраны.

Автор: Р.Трунин, г.Казань