Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектная деятельность в сфере микро - и наноэлектроники. Учебное пособие
.pdf
микросхема памяти NAND FLASH K9F3208W0A (Samsung).
Объем памяти этой микросхемы позволяет записать до 64
сообщений длительностью до 8 с. каждое, при скорости записи
8000 байт в с.
Рис. П2.15. Принципиальная схема GSM -блока
Обеспечивается превосходное качество воспроизведения
речи. Устройство оснащено встроенным мобильным телефоном,
поддерживающим стандарт GSM – модель Ericsson A1018S.
Дополнительное управление некоторыми параметрами возможно
с помощью брелока, использующего "прыгающий" код KeeLoq.
Для расширения возможностей ввода-вывода применяются
микросхемы CD4034 (MC14034BDW). Коммутаторы CD4016
(MC14016) отвечают за переключение звуковых каналов, а
управляемый телефонный усилитель MC34119 усиливает сигнал.
В системе также используются DTMF-приемник MT8870
(SM8870), дешифратор KeeLoq-кода HCS512 (Microchip),
мощные транзисторные ключи TD62004AP (Toshiba) для
непосредственного управления реле, RF-приемник RR10
(Telecontrolli) работающий на частоте 433,92 МГц, экономичный
операционный усилитель MCP601-I/SN (Microchip) для усиления
сигнала с микрофона и герметичные реле для управления
81
подключенными нагрузками. При активации режима охраны
GSM-модуль активирует Реле №1 и Реле "Запрет запуска
двигателя", переходя в режим ожидания сигналов от датчиков.
Уведомление владельца о срабатывании датчиков и включение
сирены происходят только при включенном режиме охраны. В
противном случае, пользователь получает информацию только о
результатах работы функции "Прогрев двигателя". Брелок
позволяет отправлять четыре команды:
- Активация режима охраны;
- Деактивация режима охраны;
- Активация реле N2;
- Деактивация реле № 2.
Подтверждение получения команды с брелока
сопровождается кратковременным включением сирены. При
срабатывании первого датчика сирена включается на одну
минуту (в режиме "Охрана"). При получении сигнала от любого
из оставшихся четырех датчиков, сирена активируется (ее можно
отключить владельцем, сняв режим охраны с брелока или по
мобильной связи), и начинается оповещение – автоматические
повторяющиеся звонки на мобильный телефон владельца (один
номер) без перерыва, с интервалом между звонками в 30 с. После
ответа владельца и прослушивания мелодичного звукового
сигнала, необходимо ввести код доступа – автодозвон
прекращается, и GSM-блок сообщает: "Тревога, сработал датчик
№...". Блок может воспроизводить одно или несколько заранее
записанных сообщений, в зависимости от установленного режима
и показаний контролируемых датчиков. При изменении
состояния этих датчиков предусмотрено уведомление
пользователя. После этого система автоматически возвращается в
главное меню.
При входящем звонке на GSM-модуль, устройство
принимает вызов, и, если настроена защита паролем,
воспроизводит голосовое сообщение с просьбой ввести код. При
корректном вводе пароля пользователь слышит приветствие и
попадает в главное меню. В противном случае связь прерывается.
Если пароль не используется, пользователь сразу же слышит
приветствие и информацию о переходе в главное меню.
82
После получения голосового сообщения (или во время его
воспроизведения), владелец может вводить команды и слушать
ответы GSM-модуля в виде голосовых сообщений.
Пароль для доступа к системе состоит из четырех цифр, и
владелец может его изменить. Для этого необходимо сначала
ввести текущий пароль, а затем дважды ввести новый.
При команде “Прогрев двигателя” активируется реле
“Зажигание”. Через секунду после получения сигнала разрешения
на запуск (сигнал ожидается в течение 20 секунд, после чего, при
отсутствии, система возвращается в исходное состояние с
сообщением “Запуск двигателя невозможен”), стартер
запускается четыре раза по 9 секунд с интервалом в 9 секунд
между попытками. Если двигатель запустился до истечения 9
секунд, стартер автоматически отключается. Затем
осуществляется звонок, и передается голосовое сообщение
“Двигатель запущен...”. Двигатель работает в течение 20 минут,
после чего возвращается в исходное состояние, и пользователю
сообщается о завершении работы.
При активации охраны, как только поступает сигнал "Ключ
в замке зажигания", владелец получает уведомление от GSMмодуля о запуске двигателя. Функции управления микрофоном и
динамиком аналогичны работе реле, дополненные
соответствующим голосовым оповещением. В разделе
управления устройствами пользователь может прослушать
подробный отчёт о работе системы, включающий сведения о
состоянии реле, статусе режимов охраны и защиты паролем, а
также информацию о сигналах, поступающих от датчиков охраны
№2 - №5. Предусмотрена возможность мгновенной деактивации
всех реле и отключения режима прогрева двигателя с помощью
одной кнопки в меню настроек. Пользователь также может
выполнить перезагрузку программы микроконтроллера из меню
настроек. Это приведёт к разрыву соединения по мобильной сети,
отключению всех активных устройств и функций, а также к
восстановлению заводских настроек, включая пароль доступа,
как при первом включении GSM-модуля.
83
**Описание голосового меню автомобильной
сигнализации**
**Звонок от GSM-блока:** После вызова пользователя на
указанный номер мобильного телефона, система воспроизводит
непрерывный звуковой сигнал. Для прослушивания сообщения и
перехода в главное меню необходимо один раз нажать клавишу
"0". В противном случае система повторит вызов.
**Звонок от пользователя на GSM-блок:** При звонке на
номер системы, пользователь услышит приветствие и сообщение
о нахождении в главном меню. Если активирована функция
защиты паролем, будет произнесено сообщение о защищенном
состоянии системы, после чего потребуется ввести пароль для
доступа. В случае неверного ввода пароля, система завершит
разговор.
**Список голосовых сообщений системы (порядковые
номера в скобках):**
(1) Предупреждение! Доступ к системе ограничен паролем.
Пожалуйста, введите свой пароль для доступа к
главному меню. Это сообщение выводится только при
включении защиты системы паролем.
(2) Здравствуйте! Вас приветствует автоматическая
система управления и контроля. Вы находитесь в главном меню.
(3) Для входа в "меню управления устройствами"
нажмите 1, "меню настроек системы" - 2, отключение –
"решетка".
Пункт N1 - Меню управления устройствами -
Вы находитесь в меню управления устройствами.
Возврат в главное меню – [*], отключение – [#].
1 - Реле №1. Устройство номер один. Состояние: функция
включена. / Устройство номер один. Состояние: функция
выключена.
2 - Реле №2. Устройство номер два. Состояние: функция
включена. / Устройство номер два. Состояние: функция
выключена.
3 - Реле №3. Устройство номер три. Состояние: функция
включена. / Устройство номер три. Состояние: функция
выключена. 4 - Реле №4. Устройство номер четыре. Состояние:
84
функция включена. / Устройство номер четыре. Состояние:
функция выключена.
5 - Реле №5. Устройство номер пять. Состояние: функция
включена. / Устройство номер пять. Состояние: функция
выключена.
6 - Реле №6. Устройство номер шесть. Состояние:
функция включена. Устройство номер шесть. Состояние:
функция выключена.
7 - Прогрев двигателя. Прогрев двигателя. Состояние:
функция включена. / Прогрев двигателя. Состояние: функция
выключена.
8 - Микрофон. Прослушивание на встроенный микрофон.
Состояние: функция включена. / Прослушивание на встроенный
микрофон. Состояние: функция выключена.
9 - Громкоговоритель. Громкая связь. Состояние:
функция включена. / Громкая связь. Состояние: функция
выключена.
* - Предыдущее меню - Осуществляется переход вверх на
один уровень по системе меню.
# - Отключение - Команда "отбой". Завершается
телефонная связь с пользователем.
0 - Состояние системы - Вывод голосового отчета о
состоянии системы.
Пункт 2 - Меню настроек системы. Вы находитесь в меню
настройки системы. Возврат в главное меню. Пожалуйста,
введите свой пароль для доступа к основному меню. Это
уведомление отображается только при активации парольной
защиты системы.
(2) Добро пожаловать! Автоматизированная система
управления и контроля приветствует вас. Вы находитесь в
главном меню.
(3) Для доступа к "меню управления устройствами"
нажмите 1, к "меню конфигурации системы" – 2, для выхода –
используйте клавишу "решетка".
Пункт N1 - Меню управления устройствами - (4) Вы
вошли в меню управления устройствами. Возврат к главному
меню – [*], выход – [#].
85
1 - Реле №1 - (5) Устройство под номером один. (6)
Статус: функция активна. / Устройство под номером один. (7)
Статус: функция неактивна.
2 - Реле №2 - (8) Устройство под номером два. Статус:
функция активна. / Устройство под номером два. Статус:
функция неактивна.
3 - Реле №3 - (9) Устройство под номером три. Статус:
функция активна. / Устройство под номером три. Статус:
функция неактивна.
4 - Реле №4 - (10) Устройство под номером четыре.
Статус: функция активна. / Устройство под номером четыре.
Статус: функция неактивна.
5 - Реле №5 - (11) Устройство под номером пять. Статус:
функция активна. / Устройство под номером пять. Статус:
функция неактивна.
6 - Реле №6 - (12) Устройство под номером шесть. Статус:
функция активна. / Устройство под номером шесть. Статус:
функция неактивна.
7 - Подогрев двигателя - (13) Подогрев двигателя. Статус:
функция активна. / Подогрев двигателя. Статус: функция
неактивна.
8 - Микрофон - (14) Активация прослушивания через
встроенный микрофон. Статус: функция активна. / Активация
прослушивания через встроенный микрофон. Статус: функция
неактивна.
9 - Динамик - (15) Включение громкой связи. Статус:
функция активна. / Включение громкой связи. Статус: функция
неактивна.
* - Предыдущее меню - Переход на один уровень выше в
структуре меню.
# - Выход - Команда завершения сеанса. Прерывается
взаимодействие с пользователем.
0 - Информация о состоянии системы - Голосовое
сообщение о текущем состоянии системы.
Пункт 2 - Меню настроек системы - (17) Вы находитесь в
меню системных настроек. Возврат в главное меню.
– [*], отключение – [#].
86
1 - Альтернативные голосовые сообщения - (18)
Отображение заранее записанных Вами альтернативных
голосовых сообщений. Статус: функция активна. / Отображение
заранее записанных Вами альтернативных голосовых сообщений.
Статус: функция неактивна.
2 - Запись голосовых подсказок - (19) Функция записи
речевых сообщений. Для завершения короткого сообщения
нажмите любую цифровую клавишу. Прервать запись можно
кнопкой [#]. Процесс следующий: сначала проигрывается
основное сообщение, затем (ожидание ввода команды в течение
15 секунд), после чего у Вас есть три варианта: 1. Нажмите
кнопку "*": запишите свой альтернативный вариант,
соответствующий прослушанному основному сообщению.
Нажмите кнопку [0]: перейдите к следующему основному
сообщению (ранее записанный альтернативный вариант
останется без изменений). 3. Нажмите кнопку [#]: вернитесь в
меню настроек.
3 - Воспроизведение сообщений - Сообщения
воспроизводятся последовательно: сначала основное сообщение
и соответствующее ему альтернативное, затем второе основное
сообщение… и так далее.
4 - Смена пароля - (20) Изменение текущего пароля.
Введите старый пароль. Для отмены нажмите кнопку [#]. / (21)
Введите новый пароль, состоящий из четырех цифр, затем
нажмите кнопку [*] и повторите ввод нового пароля.
5 - Парольная защита - (22) Вход в систему с
использованием пароля. Статус: функция включена. / Вход в
систему с использованием пароля. Статус: функция выключена.
6 - Защита периметра - (23) Активация охраны объекта.
Статус: функция включена. / Активация охраны объекта. Статус:
функция выключена.
7 - (Зарезервировано) - (16) Данная функция отсутствует.
Убедитесь в корректности введенной команды и повторите
попытку.
8 - (Зарезервировано) - Функция не реализована.
Проверьте правильность введенной команды и повторите
попытку.
87
9 - Сброс настроек - Восстановление заводских параметров
системы. Это приведет к обрыву текущего соединения по
мобильному каналу. Полный сброс системы включает в себя
деактивацию всех подключенных устройств и активированных
опций, а также восстановление всех параметров, в том числе кода
доступа, к заводским настройкам, заданным при первом
включении GSM-модуля.
0 - Полное отключение – деактивация всех управляющих
реле и остановка подогрева двигателя.
* - Возврат в предыдущее меню – переход на один уровень
выше в структуре меню.
# - Прерывание связи – завершение телефонного диалога с
пользователем. Помимо перечисленных, система способна
воспроизводить следующие голосовые уведомления, касающиеся
тревожных ситуаций, ошибок и разъяснений функций:
(24) Внимание! Тревога! Получен сигнал от датчика номер
два.
(25) Внимание! Тревога! Получен сигнал от датчика номер
три.
(26) Внимание! Тревога! Получен сигнал от датчика номер
четыре.
(27) Внимание! Тревога! Получен сигнал от датчика номер
пять.
(28) Двигатель успешно запущен. Время работы ограничено
двадцатью минутами.
(29) Запуск двигателя невозможен из-за технических
неполадок.
(30) Внимание! Аварийный режим. Электропитание
системы отсутствует.
(31) Внимание! Активирована кнопка подачи сигнала
тревоги.
(32) Внимание! Неверный пароль. Убедитесь в
правильности ввода и повторите попытку. Информация об
электронике для автомобильной GSM-системы охраны с
голосовыми подсказками доступна на сайте: https://razrabotka.pro.
88
П2.6. Другие примеры разработок электронной
техники
Предлагаем вашему вниманию подборку практичных и
оригинальных аппаратных решений, которые отлично подойдут
для учебных проектов студентов, изучающих электронику.
П2.6.1. Автоматический выключатель с парольной
защитой
Этот проект позволит реализовать управление
электропитанием с помощью пароля. С помощью
микроконтроллера 8051 (Intel MCS-51) можно заменить
традиционную кнопку включения/выключения на клавиатуру
4x4, требующую ввода пароля. В качестве примера используется
четырехканальный релейный модуль для управления четырьмя
лампами высокого напряжения.
Разработанная концепция может значительно повысить
безопасность при работе с электрооборудованием. Например, для
специалистов, обслуживающих линии электропередач,
потребуется ввод пароля для каждой линии перед включением
или выключением питания, что существенно снизит риск
несчастных случаев.
П2.6.2. Автоматический солнечный трекер
Этот проект, идеально подходящий для студентов будущих инженеров-электронщиков, представляет собой
автоматический солнечный трекер. Солнечные панели наиболее
эффективно работают в течение нескольких часов в день.
Создайте собственный трекер, который будет постоянно
отслеживать положение солнца с рассвета до заката, обеспечивая
максимальное поглощение солнечной энергии в течение всего
дня. Для реализации этого инновационного проекта потребуется
плата микроконтроллера Arduino Uno, сервоприводы и несколько
фоторезисторов.
89
П2.6.3. Автоматический датчик освещенности
помещения
Автоматическое включение и выключение света без
необходимости искать выключатель – это действительно
современное решение. С помощью микроконтроллера Arduino,
релейного модуля на 5 В и ультразвуковых датчиков можно
создать систему, которая будет автоматически включать
освещение при обнаружении движения в помещении. Система
также отслеживает количество людей в комнате и выключает
свет, когда все покидают помещение.
Этот проект – не просто увлекательное упражнение для
отработки умений, но и полезное решение для тех, кто регулярно
забывает выключать освещение, что приводит к значительным
расходам на электроэнергию. Если вас тревожит потенциальная
угроза безопасности вашей домашней сети при использовании
умных ламп, эта электронная разработка своими руками станет
отличной альтернативой.
П2.6.4. Беспроводной замок с системой одноразовых
паролей
Использование одного и того же пароля для цифровых
замков не обеспечивает достаточной защиты от
несанкционированного доступа, поскольку злоумышленнику
нужно ввести его лишь один раз. Однако системы, основанные на
одноразовых паролях, предлагают более продуманный подход,
поскольку каждый пароль становится недействительным сразу
после использования. Для реализации этого проекта вам
потребуются Arduino Uno (микроконтроллер), модуль Bluetooth
HC-05, сервопривод и плата Veroboard. Остальные компоненты –
это стандартные элементы схем, хорошо знакомые вам по другим
электронным разработкам. Чтобы система надежно
функционировала с вашего мобильного устройства, необходимо
запрограммировать микроконтроллер и создать простое
приложение для Android с помощью MIT App Inventor. При
необходимости открыть защищенную дверь, вам будет
предложено ввести пароль, который немедленно будет передан
на ваш телефон.
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]