Проект «Охоронна сигналізація GSM»

GSM сигналізація

-> Русская версия <-

Модуль охоронної сигналзації моніторингу датчиків в системі Розумний Дім

Загальний опис системи охоронної сигналізації GSM

Охоронна сигналізація GSM (далі сигналізація) розроблена для моніторингу атмосфери, контролю стану різноманітних датчиків (води, газу, руху, диму, тощо) в приміщенні або квартирі та керування заданими електричними пристроями у відповідності з заданою програмою. Зовнішній вигляд сигналізації зображений на рисунках 1 – 4.

Рисунок 1. Охоронна сигналізація GSM

Рисунок 2. Охоронна сигналізація GSM (зовнішній вигляд)

Рисунок 3. Охоронна сигналізація GSM (підключення живлення)

Рисунок 4. Пристрій охоронної сигналізації GSM

Корпус сигналізації виготовлений з пластикової панелі товщиною 3 мм і пофарбований в матовий чорний колір. На передній панелі корпуса передбачено п’ять світлодіодних індикаторів для відображення робочих режимів і статусів. Чотири кнопки, перші дві (синього кольору) виконують навігацію по меню налаштувань вверх і вниз відповідно, або вибір цифр більше і менше. Третя кнопка (жовтого кольору) виконує функцію вводу або вибору обраної функції. Остання (чорна кнопка) виконує функції відміни або повернутися на крок назад.

На лівій боковій панелі зроблений виріз для антени і декоративно-вентиляційна перфорація. На правій боковій панелі розміщений вмикач, клема для підключення електричних навантажень і перфорація за якою в середині розміщений датчик температури / вологості. Нижня бокова панель розміщує клеми для підключення цифрових і аналогових датчиків. Верхня бокова панель містить декоративно-вентиляційну перфорацію.

Короткий опис конструкції GSM сигналізації

Друкована плата сигналізації виготовлена в чотирьохшаровому виконанні, два сигнальні шари розміщені ззовні плати і два внутрішні шари живлення. На рисунку 5 зображено внутрішню конструкцію сигналізації в процесі зборки.

Рисунок 5. Охоронної сигналізації GSM: зборка конструкції

В якості керуючого контролера використовується ATmega16-16AC від Atmel, який працює на максимальній системній частоті. GSM модуль – SIM900D від SimCom. Рідкокристалічний дисплей в поточній версії – символьний WH2004L-YGH-CT від Winstar. Характерною відмінністю даного дисплея являється великий розмір пікселя, в результаті він має досить великі розміри як для даного типу. Дисплей підключений до керуючого контролера через міст I2C для економії виводів останнього.

По входам датчиків передбачено можливість добавлення дільників напруги або підтяжок, а також захисні супрессори для захисту від стрибків напруги. На двох входах АЦП передбачені операційні підсилювачі з різним коефіцієнтом підсилення.

Електромагнітні реле для комутації навантажень з максимальним навантаженням 2A. Є можливість використовувати як нормально замкнуті так і нормально розімкнуті контакти.

Струм споживання сигналізації в нормальному робочому режимі з неактивними реле – 40 мА, в режимі сну – біля 30 мА. В якості джерел живлення для плати використовуються два LDO на 5В і 12В і один імпульсний стабілізатор напругою 4В.

Короткий опис роботи пристрою GSM сигналізації

Розглянемо короткий опис роботи сигналізації. При ввімкненні сигналізації на дисплеї виводиться повідомлення-заставка, далі програма проводить системне ввімкненні GSM модуля після чого робить спроби ініціалізації / пошуку мережі (рисунок 6).

Рисунок 6. Рідкокристалічний дисплей охоронної сигналізації GSM: режим ініціалізції

Після вдалої або невдалої ініціалізації, виводиться відповідне повідомлення (рисунок 7).

Рисунок 7. РК дисплей охоронної сигналізації GSM: режим готовності

Після вдалої ініціалізації сигналізація переходить в режим відображення заставки, де завжди відображається якість сигналу мережі у відсотковому співвідношенні, вологість, температура, за якими слідкує внутрішній датчик температури / вологості і поточний час, дата (рисунок 8).

Рисунок 8. Режим індикації охоронної сигналізації GSM

Щоб потрапити в головне меню сигналізації потрібно натиснути одну з кнопок на панелі. Після чого потрібно ввести вхідний пароль (рисунок 9).

Рисунок 9. Захист охоронної сигналізації GSM паролем

Вхідний пароль в меню налаштувань можна змінювати на свій розсуд, або вимкнути перевірку паролю взагалі.

Після правильного введення паролю сигналізація відповість відповідним повідомленням (рисунок 10) і далі буде відображатися головне меню налаштувань (рисунок 11).

Рисунок 10. Пароль введено вірно

Рисунок 11. Головне меню охоронної сигналізації GSM

В головному меню сигналізації передбачені наступні пункти:

  • НОМЕРА ТЕЛЕФОНІВ – надає можливість задавати авторизовані номера телефонів через які буде здійснюватися керування сигналізацією, і на які сигналізація буде відповідати при вхідному дзвінку або SMS.
  • РОБОТА ДАТЧИКІВ – дає можливість програмувати задані датчики з завданням певних умов роботи.
  • ВХІДНИЙ ПАРОЛЬ – надає можливість змінювати або відключати вхідний перевірочний пароль.
  • ВХIДНИЙ ДЗВIНОК – дає можливість задавати відповідь сигналізації на вхідний дзвінок.
  • АКТИВНА ОХОРОНА – встановлення сигналізації на охорону, після чого остання переходить в режим сканування і аналізу датчиків у відповідності з заданими режимами.
    • ЗНЯТИ ОХОРОНУ – вимкнення сканування датчиків.
    • НАЛАШТУВАННЯ – додаткові системні налаштування.

     

Детальний опис пунктів меню пристрою GSM сигналізації

 

Розглянемо тепер кожен пункт більш детально. При вході в меню “НОМЕРА ТЕЛЕФОНІВ” нам доступні наступні налаштування, що зображено на рисунку 12.

Рисунок 12. Додавання номерів телефонів до охоронної сигналізації GSM

В меню “ДОДАТИ НОМЕР” можна вводити новий авторизований номер. Номер вводиться з кодом оператора і без 8-ки. Для введення використовуються всі кнопки на панелі – перші дві для набору потрібної цифри, третя – для підтвердження набраної цифри, четверта – для видалення останньої набраної цифри (рисунок 13).

Рисунок 13. Пристрій GSM сигналізації: режим введення номеру

При введенні всіх цифр номеру курсор введення згасає і сигналізація чекає підтвердження набраного номера (рисунок 14).

Рисунок 14. Пристрій GSM сигналізації: підтвердження номеру

Після підтвердження виводить відповідне повідомлення (Рисунок 15).

Рисунок 15. Пристрій GSM сигналізації: режим індикації виникнення помилки введення номеру

В меню “ВИДАЛИТИ НОМЕР” виводяться всі раніше введені номера телефонів де ми можемо обрати один з них в видалити натиснувши кнопку вводу (рисунок 16), після чого сигналізація відповість відповідним повідомленням.

Рисунок 16. Пристрій GSM сигналізації: меню видалення номеру

Наступний пункт головного меню “РОБОТА ДАТЧИКІВ” призначений для програмування підключених та внутрішніх датчиків (рисунок 17). Поточна версія сигналізації дає можливість підключати до трьох цифрових датчиків і до чотирьох аналогових, а також існує можливість програмувати режим роботи для внутрішнього датчика вологості / температури.

Рисунок 17. GSM сигналізація: режим вибору датчиків

При виборі потрібного датчика сигналізація переходить в наступний пункт меню, де можна задати подальші налаштування.

Задати рівень при якому відбувається аварійна ситуація. Для цифрових датчиків це лише два варіанти – низький або високий рівень (рисунок 18).

Рисунок 18. GSM сигналізація: налаштування датчиків

Для аналогових датчиків рівень задається в значенні напруги на аналоговому вході в заданих межах (рисунок 19). Гранична межа рівня для аналогового датчика – це опорна напруга – 4В.

Рисунок 19. GSM сигналізація: налаштування рівня спрацювання датчиків

Для датчика температури / вологості рівень аварії задається в значеннях градусів Цельсія і відсотках відповідно.

Наступний пункт поточного меню – це завдання функції для обраного датчика. Тут можна активувати сповіщення по SMS при виникненні аварії на поточному датчику або активувати задане навантаження (рисунок 20–22).

 

Рисунок 20. GSM сигналізація: налаштування режиму сповіщення про екстремальну ситуацію

Рисунок 21. GSM сигналізація: налаштування функції відправлення SMS

Рисунок 22. GSM сигналізація: налаштування навантаження датчиків

Керування обраним навантаження відбувається за допомогою одного з чотирьох внутрішніх реле.

Далі для обраного датчика ми можемо задати назву. В пункті обраного датчика “НАЗВА” доступні варіанти назв датчиків які можуть бути підключені (рисунок 23).

Рисунок 23. Модуль GSM сигналізації: вибір назви датчиків

Для внутрішнього датчика вологості / температури пункт “НАЗВА” відсутній.

Останній пункт меню налаштувань обраного датчика “СКАНУВАННЯ” дає можливість активувати обраний датчик, це означає, що при активній охороні цей датчик буде скануватися і перевірятися на задані умови аварії (рисунок 24).

Рисунок 24. GSM сигналізація: ввімкнення / вимкнення датчиків

В меню “ВХIДНИЙ ПАРОЛЬ” можна змінити або вимкнути ввід вхідного паролю при переході в головне меню налаштувань (рисунок 25). Цей пароль також використовується при вимкненні охорони при спрацюванні датчика руху, опис роботи якого буде розглянутий нижче.

Рисунок 25. GSM сигналізація: режим зміни запиту на вхідний пароль

В меню “ВХIДНИЙ ДЗВIНОК” можна задати функцію яку буде виконувати сигналізація при вхідному дзвінку з авторизованого номера, в даній версії це може бути або відправка в відповідь SMS статусу текст якого описує поточний стан активних датчиків, або ввімкнення одного з навантажень (рисунок 26).

Рисунок 26. GSM сигналізація: налаштування функції яку буде виконувати сигналізація при вхідному дзвінку з авторизованого номера

Пункти меню “АКТИВНА ОХОРОНА” і “ЗНЯТИ ОХОРОНУ” вмикають і вимикають сканування датчиків відповідно. При активації пункту “АКТИВНА ОХОРОНА” сигналізація виводить відповідне повідомлення і чекає деякий час для того щоб користувач міг покинути зону встановлення сигналізації. Це потрібно для випадку якщо до сигналізації підключений датчик руху в зоні встановлення панелі керування.

Останній пункт головного меню “НАЛАШТУВАННЯ” включає в себе деякі додаткові налаштування, такі як ввімкнення обробки вхідних SMS команд з авторизованих номерів, та ввімкнення-вимкнення світлодіодної індикації на передній панелі (рисунок 27).

Рисунок 27. Прилад GSM сигналізації: меню налаштування обробки вхідних SMS та світлодіодної індикації на передній панелі

Коли для одного з входів сигналізації підключений і заданий в налаштуваннях датчик руху, система при аварійній ситуації працює трохи по іншому в порівнянні з іншими видами датчиків. При виникненні аварійної ситуації на такому вході на дисплеї сигналізації виводиться меню вводу вхідного паролю і система переходить в очікування з витримкою певного часу протягом якого користувач може підійти до панелі і ввести код розблокування, після чого сигналізація деактивується і переходить в звичайний режим. В іншому випадку, коли пароль протягом часу очікування не було введено, або коли пароль був введений не правильно, система виконує дії запрограмовані в меню налаштувань.

Коли в меню налаштувань на певний датчик була активована функція відправки SMS сповіщення, текст такого сповіщення буде містити інформацію про тип та відповідний вхід (аналоговий / цифровий) з відповідним номером датчика на якому відбулася аварія.

Варто також згадати, що всі налаштування задані в меню зберігаються в енергонезалежну пам’ять і в випадку провалів живлення сигналізація повністю відновить свою роботу і задані режими при наступному ввімкненні. В корпусі сигналізації також можна передбачити акумулятор для запобігання від провалів живлення.

Після закінчення роботи з сигналізацією в головному меню, система витримує певний час знову переходить до відображення заставки. При наступному вході в меню налаштувань знову знадобиться ввід вхідного паролю. В режимі відображення заставки коли на протязі 5-ти хвилин не було ніяких дій з боку користувача система переходить в режим сну при якому дисплей і світло діоди передньої панелі вимикаються.

 

Автор: Сергій Корсун, ХНУ (2010 р. вип.), місто Хмельницький.