Дипломная работа: Охоронна сигналізація з GSM-каналом

Рис. 8.1 – Графік залежності ймовірності безвідмовної роботи від часу

З графіка видно, що даний пристрій пропрацює 11 років безвідмовно, а подальша експлуатація приладу може призвести до його ремонту, який може перевищити вартість самого пристрою.

9. Проектування друкованого вузла в системі P-CAD

Система P-CAD 2001 призначена для проектування багатошарових ДП електронних пристроїв у середовищі Windows. Вона складається із чотирьох основних модулів: P-CAD Library Manager (або Library Executive), Р-CAD Schematic, P-CAD PCB, P-CAD Autorouters і ряду допоміжних програм [14].

Загальні характеристики системи P-CAD 2001:

- 32-розрядна база даних;

- не більше 20 000 компонентів в одній бібліотеці;

- необмежена кількість компонентів у проекті;

- не більше 64 000 ланцюгів у проекті;

- не більше 999 виводів у компоненті;

- не більше 255 секцій у компоненті;

- не більше 2000 символів в атрибуті;

- не більше 2000 символів у текстовому рядку;

- не більше 20 символів в імені виводу, ім'я ланцюга, позиційному позначенні виводу (пропуски, знаки табуляції, крапки й дужки не допускаються);

- не більше 16 символів в імені типу компонент (пробіли й знаки табуляції не допускаються);

- не більше 30 символів у позиційному позначення компонента (символи кирилиці допускаються, але їх використовувати не рекомендуються; символи двокрапки, пробіли, знаки табуляції, крапка й крапка з комою не допускаються);

- мінімальний крок сітки 0,1 мил. в англійській системі й 0,001 мм у метричній системі. Систему одиниць можна змінювати на будь-якій фазі роботи із проектом;

Графічний редактор схем P-CAD Schematic:

- не більше 99 листів схем у проект, максимальний розмір листа 60x60 дюймів;

- підтримка стандартних форматів А-Е, АО-А4 і форматів, що задаються користувачами;

- контроль помилок у принципових схемах;

- перехресні зв'язки між Р-САВ Schematic і P-CAD PCB дозволяють для обраної на схемі ланцюга висвітити на ДП відповідний їй провідник і навпаки (так званий гарячий зв'язок);

- передача даних програмі моделювання змішаних аналогово-цифрових пристроїв Advanced Sim системи Protel [14].

Графічний редактор ДП P-CAD РСВ:

- не більше 99 шарів у базі даних ДП (всіх шарів, включаючи сигнальні шари, шари металізації й допоміжні), з них 11 шарів попередньо визначені;

- максимальний розмір ДП 60x60 дюймів;

- не більше 6400 типів контактних площадок у проекті;

- ширина траси не більше 1 див (394 милий);

- не більше 64000 стилів стеків контактних площадок у проекті;

- контактні площадки 12 форм: еліпс, овал, прямокутник, округлений прямокутник, полігон, безпосереднє з'єднання із шаром металізації, тепловий бар'єр з 2 або 4-перемичками 2-х орієнтації кожне, перехрестя для свердління (Target), кріпильний отвір (Mounting Hole);

- контроль дотримання зазорів і повнота розведення ПП;

- підтримка керуючих файлів фотоплоттеров Gerber (формати RS-274-D і RS-274-X), свердлильних верстатів зі ЧПУ типу Excellon (формат настроюється користувачем);

- передача даних програмі аналізу цілісності сигналів Signal Integrity.

Опишемо деякі трудомісткі операції, які були проведені на етапах проектування друкованого вузла в P-CAD.

Одним із трудомістких процесів проектування друкованого вузла було розміщення конструктивних елементів на конструктивні ДП.

При опрацюванні списку ланцюгів зазначені в ньому конструктиви компонентів вибираються з бібліотек і розміщуються системою в робочій області редактора ДП довільним чином. Як правило, вони групуються за типами. При цьому відображуються електричні зв'язки між їх виводами.

Взявши за основу розміщення елементів, проведене в попередньому розділі дипломної роботи, було виконано ручне розміщення елементів всередині контуру ДП. Система Р-САD не має засобів для автоматичного компонування, але має кілька інструментів для полегшення цієї роботи.

У штатний комплект поставки P-CAD 2001 входять програми автотрасування QuickRouie, ProRouie 2/4, ProRouie до P-CAD Sliape Rouie, a також інтерфейс до програми SPECCTRA фірми CADENCE [14].

Трасування виконувалося за допомогою програми QuickRoute, що використовує найпростіші алгоритми трасування, призначені для розведення нескладних ДП з невеликим числом компонентів. В стратегії трасування були обрані крок координатної сітки 0,625 мм і ширина провідників 0,35 мм.

При запуску автотрасувальника досягнуто 100% розведення. Загальна кількість отворів і контактних площадок склала 200 штук, а перехідних отворів - 10 штук.

10. Організаційно-економічний розділ

Завданням даного розділу є оцінка конкурентної здатності розроблюваного пристрою щодо аналогічного пристрою та оцінка його собівартості. У дипломному проекті проводиться розробка ДП охоронної сигналізації з GSM-Каналом, що включає: звуковий оповісник ПКИ-1, герконові датчики, сполучні шлейфи.

10.1 Аналіз ринку

Велику популярність сьогодні мають GSM сигналізації, тому що ідеально підходять для охорони будь-яких віддалених об'єктів (гаражі, склади, дачі, кіоски та ін.). Все, що необхідно для роботи будь-якої GSM сигналізації - це, наявність електричної енергії, і стійкого стільникового зв'язку. GSM сигналізація в загальному випадку є блоком (GSM контролер), до якого підмикаються датчики (чутливі елементи) і GSM-модем. Як GSM-модем зручно і економічно використовувати старі стільникові телефони із-за їх низької вартості.

Вартість охоронної сигналізації залежить на пряму від багатьох факторів до яких можуть відноситися: кількість виконуваних функцій, надійність, час безвідмовної роботи, вбудований GSM-Модем або GSM канал, дизайн, виробник і ін.

При розробці охоронної сигналізації будемо орієнтуватися на перераховані вище фактори. Споживачу необхідна недорога та надійна сигналізація, не обов'язково виготовлена заводами відомих фірм. Тому є сенс створювати свої пристрої, які б задовольняли всім вимогам споживача щодо надійності, зручності користування і, головне, ціни.

Проектований пристрій розроблений на базі двох мікроконтролерів фірми Atmel. Таким чином, охоронна система забезпечує підвищену надійність функціонування сигналізації.

Корпорація Atmel є лідером розробки, виробництві й маркетингу популярних напівпровідникових пристроїв, зокрема і мікроконтролерів.

Одним з аналогів проектованого пристрою є GSM сигналізація на базі 8-розрядного мікроконтролера PIC16F628A фірми Microchip, що співпрацює лише з однією фірмою-виробником мобільних телефонів Siemens 35/45 серій. Принцип дії GSM сигналізації полягає в отриманні й обробці даних з установлених на об'єкті датчиків GSM контролером і в разі виникнення позаштатної ситуації (спрацьовуванні датчика), GSM контролер робить дзвінок через підімкнений до нього стільниковий телефон на телефон «адміністратора».

Ще одним аналогом розроблювального пристрою є «Сталкер-5 (З60)», призначений для контролю шлейфів сигналізації через мережу стандарту GSM. «Сталкер-5 (C60)» працює в комплекті з телефонами Siemens C60, А60.

Для зручності найбільш важливі технічні параметри аналогів створюваного виробу зведені в таблицю 10.1.

Таблиця 10.1 – Технічні параметри аналогів

10.2 Оцінка рівня якості виробу

10.2.1 Вихідні положення

Оцінка рівня якості виробу проводиться з метою порівняльного аналізу і визначення технічно найефективнішого варіанту інженерного вирішення [15].

Знаючи кількісні характеристики властивостей виробу, коефіцієнт технічного рівня можна визначити за виразом (10.1).

де qi – відносний (одиничний) і-й показник якості; φi – коефіцієнт вагомості і-го параметра якості

Якщо залежність між параметром і якістю лінійна, то відносні показники визначаються за виразами 10.2 і 10.3.

Вираз 10.2 використовується при розрахунку відносних показників якості, коли збільшення величини параметра веде до поліпшення якості виробу, а вираз 10.3 - коли зі збільшенням величини параметра якість виробу погіршується. У випадку, коли зв'язок між параметрами і якістю виробу нелінійна, використовуються наступні вирази:

де й  – числові значення і-го параметра відповідно нового і базового виробів.

Значення відносного показника якості має бути більшим від одиниці - при поліпшенні і-го показника і меншим від одиниці - при його погіршенні.

10.2.2 Вибір системи параметрів виробу й визначення відносних показників якості

Можна використовувати ряд показників - це показники призначення, надійності, конструкції, безпеки, ергономічні показники, естетичні, економічні і комерційні. Але не всі найважливіші характеристики можуть бути використані для визначення показника конкурентоспроможності, тому що деякі є цільовими показниками і визначають сектор ринку потенційних покупців.

Виберемо найважливіші параметри, які характеризують якість виробу:

X1 - кількість датчиків, що підмикаються;

Х2 - мікроконтролер, що слугує для програмування різних функцій;

ХЗ - наявність сирени оповіщення;

Х4 - живлення;

Х5 - напрацювання на відмову.

Таким чином, обрано п'ять найбільш важливих параметрів, і тепер необхідно визначити коефіцієнт вагомості кожного з них.

10.2.3 Визначення коефіцієнтів вагомості параметрів

Визначення чисельних значень коефіцієнтів, які встановлюють важливість показників, випрацьовується спеціальною експертною комісією (5 осіб). Після докладного обговорення і аналізу показників, кожен експерт оцінює їх важливість шляхом присвоєння їм різних рангів. Найважливішому (на думку експерта) показнику присвоюється ранг 1, менш важливому ранг 2 і т.д. [15].

Результати ранжирування зведемо в таблиці 10.2.

Таблиця 10.2 Результати ранжирування параметрів

Визначення можливості використання результатів ранжирування показників для подальших розрахунків проводять на підставі розрахунку коефіцієнта конкордації (узгодженості) експертних оцінок. Для цього:

а) визначається сума рангів кожного показника (за рядками):

де  – ранг і-го параметра, визначений 1-м експертом; N - кількість експертів.

Проводиться перевірка загальної суми рангів, яка має дорівнювати:

Rі1 = N.n.(n+1)/2 = 5.5.(5+1)/2 = 75;

б) підраховується середня сума рангів Т за виразом:

Т = (1/n).Rі1 = (1/5).75 = 15;

в) визначається відхилення суми рангів по кожному параметру від середньої суми:

Сума відхилень за всіма показниками має дорівнювати нулю.

г) визначається квадрат відхилень по кожному показнику Δі2. Загальна сума квадратів відхилень:

S=198;

е) визначається коефіцієнт відповідності за виразом

де: N - кількість експертів; n - кількість оцінок

Величина коефіцієнта відповідності може мати значення W≤1. У випадку повної узгодженості експертів W = 1. Чим більша неузгодженість експертів при ранжируванні показників, тим менша величина W.

W=0,792

Порівнюємо з мінімально припустимою величиною Wн (для виробів електровимірювальної й радіотехнічної апаратури Wн = 0,77) W > Wн, тому отримані дані заслуговують на довіру і придатні для подальшого використання [15].

10.2.4 Оцінка попарного пріоритету показників

Використовуючи отримані від кожного експерта результати ранжирування показників, проводиться попарне порівняння всіх параметрів. Результати зведені в таблиці 10.3.

Для цього послідовно порівнюються попарно всі показники і співвідношення визначається таким способом:

а) якщо з розглянутої пари показників перший є важливішим щодо порівнюваного, то пріоритет вихідного показника визначається як «важливіший» і йому привласнюється знак «>» (числова оцінка 1,5);

б) якщо з розглянутої пари показників перший менш важливий щодо порівнюваного, пріоритет вихідного показника визначається як «менш важливий» і йому привласнюється знак «<» (числова оцінка 0,5);

в) якщо показники однаково важливі, то їхній пріоритет визначається як «рівноцінно» і йому привласнюється знак «=» (числова оцінка 1,0).

На підставі проставлених знаків попарного пріоритету визначається підсумок, виходячи з думок всіх експертів (таблиця 10.3).

Отримані дані чисельної оцінки попарного пріоритету показників використовуються для розрахунку величин коефіцієнтів важливості кожного показника, що зручно виконувати, використовуючи матрицю (таблиця 10.4) [15].

Таблиця 10.3 – Попарне порівняння параметрів

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7