Многоканальная охранная система сигнализации

Рисунок 3.7 - Состояния START и STOP

Передача данных. Все передачи производятся 8-разрядными байтами. Число байтов, которые могут быть переданы за одну передачу не ограничено. Каждый байт должен сопровождаться битом подтверждения (ACK). Данные передаются начиная со старшего бита (MSB),(Рисунок 3.8). Если приемник не может получать другой полный байт данных, он не выдает сигнал ACK, который используется передатчиком для синхронизации или сигнализации о неисправности приемника (или его отсутствии).

Рисунок 3.8 - Передача данных по шине

Для подтверждения передачи байта передатчик устанавливает линию SDA в “1” в течение синхронизирующего импульса. Приемник при этом должен выставить “0” на SDA (рисунок 3.9). Естественно при этом должны бить выдержаны определенные временные соотношения. Обычно, приемник, который был адресован, должен генерировать сигнал ACK после того, как каждый байт был получен, за исключением того, когда сообщение начинается с адресом CBUS. Когда подчиненный приемник не подтверждает подчиненный адрес (например, устройство не готово, потому что это выполняет некоторую внутреннюю функцию), линия SDA данных должна быть оставлена в “1”. Мастер затем может выдать состояние STOP, чтобы прервать передачу. Если подчиненный приемник подтверждает подчиненный адрес, но, некоторое время позднее не может получать больше байты данных, мастер должен приостановить передачу. При приеме последнего байта в серии, вместо сигнала ACK мастер может выставить состояние STOP, при этом подчиненный передатчик должен освободить линию данных.

Рисунок 3.9 - Подтверждение передачи

Синхронизация. Каждое мастер-устройство генерирует собственные сигналы синхронизации на линии SCL. Данные на линии SDA действительны только течение ВЫСОКОГО уровня SCL. Синхронизация осуществляется благодаря “монтажному-И” на линии SCL. Это означает, что состояние “0” на линии SCL будет длиться до тех пор, пока все мастер-устройства не освободят линию синхронизации (рисунок 3.10). Линия SCL будет, следовательно, задержана в уровне “0” элементом с самым длинным уровнем “0”. Элементы с более коротким уровнем “0” при этом входят в состояние ожидания.

Рисунок 3.10 - Синхронизация в течение процедуры арбитажа

Арбитраж. Мастер может начинать передачу только, если шина свободна. Два или больше мастера могут генерировать состояние START практически одновременно, поэтому необходим арбитраж между ними, для того чтобы выяснить, кто же их них все-таки был первым. Для этого используется линия SDA - благодаря тому, что она, как и SCL выполнена по схеме “монтажное-И” (Рисунок 3.11 показывает процедуру арбитража для двух мастеров)[13].

Рисунок 3.11 - Процедура арбитажа двух мастеров

3.4 Разработка электрической принципиальной схемы многоканальной охранной сигнализации

Проанализировав выше приведенные данные и основные принципы работы конкретных блоков схемы структурной, разработана принципиально улучшенная схема электрическая принципиальная многоканальной охранной системы сигнализации. Система сигнализации основана на микроконтроллере ATmega8. Использование МК позволит нам увеличить количество охраняемых узлов и за счет возможности программирования даст нам гибкость при подстройке под определенное помещение с помощью перепрограммирования. Схема электрическая принципиальная многоканальной охранной сигнализации приведена на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 Схема электрическая принципиальная многоканальной охранной системы сигнализации

Контроллер DD1 работает в «master» и будет управлять всеми процессами системы сигнализации: сбор и обработка информации с датчиков DD2, DD3, DD4; включение, отключение сирены. Микросхемы DD2- DD4 работают в режиме «slave» и занимаются непосредственно сканированием датчиков.

3.5 Алгоритм работы многоканальной охранной сигнализации

Для разработки программного продукта использовалась среда «EWARM-541.1». Для моделирования «Proteus 7.6_SP2»

Программный продукт состоит из основного файла «Main», в котором описываются основная часть программы и дополнительных «I2C» и «Timer», которые подключаются в качестве дополнительных библиотек в заглавии основного программного кода. Алгоритм выполнения программы многоканальной охранной сигнализации показан на рисунке 3.0. В начале, выполнения основной программы выполняется подключение библиотек, пространств имен, функции выключения и включения светодиодов, переменные питания и вкл/выкл. сигналов, переменная звукового оповещения. Затем выполняется инициализация: определение направления ввода/вывода данных, вывод значения портов, инициализация таймера, инициализация шины , размещение прерываний. Теперь происходит выполнение основного цикла программы, а это условие на проверку выключателя, если включен загорается зеленый светодиод - контроллер запущен; зацикливание до нажатия кнопки для включения звукового извещателя, если его включить сработает звуковой извещатель; опрос каждого датчика.

Рисунок 3.0 - Алгоритм программы многоканальной охранной сигнализации

4. РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

4.1 Анализ технического задания и характеристики материала печатной платы

Все элементы устройства собраны на одной печатной плате, возможны варианты разделения микросхем на несколько плат, в зависомотсти от требуемого варианта установки сигнализации. Платы различаются по материалу, из которого они изготовлены, по количеству слоев металлизированных проводников, по области применения, условиям эксплуатации, а также иным критериям.

Материал диэлектрического основания печатного модуля должен быть недорогим и изменение электрических свойств платы при воздействии факторов окружающей среды не должно оказывать заметного влияния на информативные сигналы в печатных проводниках. В качестве такого материала использован односторонний фольгированный стеклотекстолит с толщиной диэлектрического основания 1,5 мм и толщиной фольги 35 мкм марки СФ-2-35Г-1,5 ГОСТ 10316-78 [16].

Характеристики стеклотекстолита типа СФ:

- после выдержки в течение 24 ч при t=40 0C и относительной влажности до 98 %: удельное объемное сопротивление, не менее - 5*1012 Ом*см, тангенс угла диэлектрических потерь, не более - 0,03;

- прочность сцепления фольги с основанием, не менее - 10,0 Н/см2.

4.2 Выбор материала и способ изготовления печатного основания

Метод изготовления печатной подложки существенно влияет на схемно-конструкторские и эксплуатационно-экономические характеристики изделия. Его выбор необходимо делать в зависимости от сложности принципиальной электрической схемы, конструктивно-технологических требований к разрабатываемому изделию и оснащенности предприятия-изготовителя необходимым оборудованием и оснасткой.

Тип платы выбран с односторонним монтажом. Для изготовления платы использован фотолитографический метод, сущность которого - нанесение слоя фоторезиста на подготовленную сторону печатной платы; экспонирование УФ излучением через фотошаблон, изготовленный по чертежу трассировки, с последующим промыванием и протравливанием незащищенных участков фольги. Остатки фоторезиста смываются растворителем, а поверхность печатных проводников лудится припоем [13].

4.3 Расчёт габаритных размеров печатной платы

Для определения габаритных размеров печатной платы требуется определить площадь, занимаемую радиоэлементами с учетом коэффициента заполнения модуля. Для этого используется аналитический метод компоновки, при котором определяется требуемая площадь печатной платы для размещения на ней всех элементов, по формуле (4.1) [14].

,(4.1)

где Sn - площадь подложки, мм2;

Si- установочная площадь i-го элемента, мм2;

Kз- коэффициент заполнения площади платы, 0,66.

Размеры радиоэлементов, входящих в разрабатываемую схему, приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Размеры и площадь РЭ схемы электрической принципиальной

Обозначение элементов	Наименование	Кол-во	Линейные размеры, мм	Площадь, мм2
			Длина	Ширина	Единичная	Общая
C1 - C15	К10-17Б	15	10	2	20	300
DD1- DD4	ATmega8	4	12	8	96	384
HL1 - HL3	GNL-3004	3	3	3	9	27
R1- R12	SMD 0805	12	2,1	1,3	2,73	32,76
SW1,SW2	PS580	2	5,8	5,8	33,64	67,28
QZ1 - QZ4	HC49SMD	4	11,4	4,7	53,58	214,32
Итого:	1025,4

Исходя из этого, получаем:

Sэл = 2*1025,4 мм2 = 2051,2 мм2 = 20,93 см2,(4.2)

Коэффициент заполнения берем равным 0,66 из соображений оптимального размещения элементов схемы. Таким образом, площадь печатной платы равна:

Sпп = Sэл / Кзап = 20,51 / 0,66 = 31 см2,(4.3)

Размеры печатной платы выбираются либо произвольно, либо согласуются с размером или параметром конструкции, рассчитанной ранее. В данном случае речь идет о реальном изделии, которое имеет корпус. Помимо печатной платы некоторые другие конструктивные элементы. Поэтому задаемся размером одной из сторон печатной платы 78 мм. Соответственно размер второй стороны будет равен:

А= Sпл / В = 3100/78 = 41 мм, (4.4)

Округлив значение, полученное в (4.4) до 41 мм, получаем итоговый размер печатной платы портативного электрокардиографа 78 на 41 мм.

Сборочный чертеж устройства приведен в приложении Г.

Чертеж трассировки печатных проводников выполнен с помощью MS Visio 2003 и EAGLE 4.16 и приведен в приложении Д.

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИ И ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

5.1 Составление и анализ схемы «ЧМС»

Размеры НИЛ составляют 12х10х3м, что составляет площадь 120 .

Для системы «Человек Машина Среда» можно выделить следующие элементы:

«Человек»- 10 операторов ЭВМ;

«Машина»- 10 ПЭВМ;

«Среда» - научно исследовательская лаборатория.

Согласно ДНАОП 0.00-1.31-99 (т. к. данное помещение оборудовано для работы на ЭВМ) для одного работающего площадь производственного помещения 6 м2, объем воздушного пространства 20 м3. Следовательно, помещение удовлетворяет этим требованиям.

Люди, помещение и оборудование, образуют систему «Человек- Машина-Среда» (ЧМС), в которой при определенных условиях могут возникать следующие опасности: аномальный микроклимат, выполнение тяжелой умственной работы, недостаточная освещенность рабочего места, опасность поражения электрическим током.

Человек и оборудование, которое он использует при работе, вместе составляют систему «человек-машина-среда». Анализируя систему «человек-машина-среда», выделим ее следующие элементы: «человек» - коллектив людей из 10 человек; «машина» - комплекс оборудования, состоящий из 10 ПЭВМ; «среда» - окружающая среда.

Между элементами системы «ЧМС» существуют опасные и вредные связи: «среда» оказывает влияние на качество работы «человека», его функциональное состояние. Со стороны «среды» человек может быть подвержен влиянию следующих опасностей: частичной потере зрения, восприятия зрительной информации за счет регулярного перенапряжения зрительных анализаторов; переохлаждению организма, повышению кровяного давления, головокружению за счет неблагоприятных микроклиматических условий; повышению раздражительности за счет нарушения нормального функционирования нервной системы. «Человек» в свою очередь оказывает воздействие на «среду» за счет собственного тепловыделения, потребления кислорода, что вызывает изменение микроклиматических условий. «Человек» со стороны «машины» подвержен опасностям: поражению электрическим током со стороны электрооборудования, головным болям, развитию тяжелых болезней.

«Среда» оказывает влияние на качество работы «машины», что может

привести к сбоям в работе. «Машина» оказывает влияние на микроклиматическое состояние «среды» выделением тепла. На рисунке 5.1 приведена схема системы «ЧМС».

Рисунок 5.1 - Структура системы «Человек-Машина-Среда»

для 10 человек и 10 машин

Проведем анализ системы Ч-М-С. Составляющими системы являются:

Ч1 - человек, выполняющий управление компьютером;

Ч2 - человек, рассматриваемый с точки зрения непосредственного влияния на окружающую среду;

Ч3 - человек, рассматриваемый с точки зрения своего физиологического состояния под влиянием производственных факторов;

М1 - машина, выполняющая техническую функцию;

М2 - функция аварийной защиты;

М3 - влияние машины на окружающую среду;

Среда - производственная среда в отделе и окружающая среда;

Предмет труда - программное обеспечение с программным процессом.

Доминирующими опасными факторами являются, высокое напряжение в электрической сети, которое представляет собой угрозу для жизни и здоровья человека.

Ч2-С: влияние человека как биологического объекта на окружающую среду: тепловыделение, влаговыделение, выделение углекислого газа, потребление кислорода;

С-Ч1: влияние среды на качество работы оператора: повышенная или пониженная температура в помещении, влияние внешнего шума, перенапряжение анализаторов;

С-Ч3: воздействие среды помещения на психофизиологическое состояние человека.

С-Ч1: информация о состоянии окружающей среды, которая обрабатывается оператором;

Ч1-М1: воздействие человека на управление техникой (ПЭВМ) для выполнения поставленных целей;

М1-Ч1: информация о системе машины, которая обрабатывается оператором, а также информация о предмете труда (о программном обеспечении), полученная от машины;

(Внешняя система управления-Ч1): управляемая информация о техническом процессе из внешней системы управления;

С-М1, С-М2: влияние окружающей среды на машину, которое может вызывать сбои в работе ПЭВМ: воздействие вибрации внешней среды на машину (ПЭВМ), воздействие микроклимата помещения на ПЭВМ (повышенная или пониженная температура, влажность, скорость движения воздуха);

М1-С: влияние ПЭВМ на окружающую среду, из-за чего возможны изменения микроклимата в помещении: тепловыделение, повышенный шум машины;

М3-С: целенаправленное воздействие машины на среду: повышение температуры, шума, ЭМИ;

Ч1-Ч2-Ч1: взаимосвязанное влияние характера труда на психофизиологическое состояние человека, что сказывается на его трудоспособности;

Ч2-Ч3: влияние физиологического состояния человека на степень интенсивности обмена веществ организма.

М2-М1: аварийное управляющее воздействие;

М1-М2: информация необходимая для выработки аварийного управляющего воздействия;

М1-ПТ: воздействие ПЭВМ на предмет труда, на получение программного обеспечения;

ПТ-Ч3: влияние предмета труда на психофизиологическое состояние человека.

Взаимодействие людей между собой: эмоциональные перегрузки, нервное напряжение;

Влияние машин друг на друга: повышенная или пониженная напряженность электромагнитного излучения, повышение температуры.

Согласно ГОСТ 12.0.003-74, имеют место следующие опасные и вредные факторы:

а) физические

- повышенный уровень шума на рабочем месте;

- повышенное значение напряжения электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

- отсутствие или недостаток естественного света;

- недостаточная освещенность рабочей зоны;

б) психофизиологические

- умственное перенапряжение;

- перенапряжение зрительных и слуховых анализаторов;

- монотонность труда;

- эмоциональные перегрузки;

- статические перегрузки.

В системе «Ч-М-С» опасности могут возникать под воздействием следующих вредных производственных факторов :

повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека (воздействие электрического тока на организм человека может вызывать электрические травмы и электрические удары различной степени тяжести);

отсутствие или недостаток естественного света (может вызывать утомление, снижение работоспособности, дискомфорт, раздражение);

недостаточная освещенность рабочей зоны (приводит к утомлению, рези в глазах, головной боли, снижению скорости восприятия, реактивности, а при длительном воздействии может привести к развитию профессионального заболевания);

статические физические перегрузки (могут привести к утомлению, снижению работоспособности, развитию профессиональных заболеваний);

умственное перенапряжение (приводит к утомлению, возникновению головной боли);

перенапряжение зрительных анализаторов (приводит к снижению скорости восприятия, реактивности, возникновению головной боли и рези в глазах);

эмоциональные перегрузки (могут привести к утомлению, возникновению головной боли, вызывать раздражение).

Оценка факторов производственной среды и трудового процесса в НИЛ приведена в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Оценка факторов производственной среды и трудового процесса

Факторы производственной среды и трудового процесса	Значение фактора (ПДК, ПДУ)	3 класс - опасные и вред условия труда	Продолжительность действия фактора, % за смену
	Норма	Факт	1 с	2 с	3 с
1	2	3	4	5	6	7
1. Вредные химические вещества:	Нет	Нет	-	-	-	-
2. Шум, дБ(А)	50	54	+	-	-	92
3. Неионизирующие излучения: а) электрическая составляющая в диапазоне 5кГц-2кГц, В/м	25	20				92
в диапазоне 2-400 кГц, В/м	2,5	2	-	-	-	92
б) плотность магнитного потока в диапазоне 5кГц-2кГц, нТл
в диапазоне 2-400 кГц, нТл			-	-	-
4. Рентгеновское излучение, мкР/ч	100	19	-	-	-	92
6. Микроклимат: температура воздуха (летом), °С	23-25	27,7	+	-	-	100
скорость движения воздуха, м/с	0,1	0,01	-	-	-	100
относительная влажность %	40-60	64,7	-	-	-	100
7. Освещение: естественное - КЕО, %	1.5	0,65	-	+	-	100
искусственное, лк	300-500	430	-	-	-	92
8. Тяжесть труда: мелкие стереотипные движения кистей и пальцев рук за смену;	20001- 40000	36000	-	-	-	92
рабочая поза (пребывание в наклонном положении в течении смены);	до 30% рабочего времени	Свободное положение				92
перемещение в пространстве за смену, км	4,1-10 за смену	2				10
9. Напряженность труда: а) внимание, продолжительность сосредоточения, в % от смены	51-75%	30%	-	-	-	30
б) напряженность зрительных анализаторов, категория работ	точное	высокоточное	+	-	-	92
слух (разборчивость)	От 30% до 70%	От 30% до 70%	-	-	-	90
в) эмоциональное и интеллектуальное напряжение	Работа по установленному графику с возможностью его корректирования		-	-	-	92
г) монотонность труда: - время наблюдения за ходом производственного процесса
10. Сменность	1,2 смены	1 смена	-	-	-	-
Общее количество ф-ов			4	1	0

На основании показателей значений факторов производственной среды и трудового процесса, отображенных в таблице 5.1, не соответствуют норме такие факторы: напряженность зрительных анализаторов, повышенная температура воздуха рабочей зоны. Выделен доминирующий вредный фактор - повышенная температура воздуха рабочей зоны, а также принято решение о проведении мероприятий по снижению температуры в помещении путем кондиционирования воздуха[15].

5.2 Техника безопасности в НИЛ

Данное помещение, согласно ПУЕ - 2009, можно отнести к классу помещений без повышенной опасности поражения человека электрическим током, поскольку помещение сухое, беспыльное, пол нетокопроводящий (паркетный), металлоконструкции здания, имеющие соединение с землей, закрыты деревянными решетками. Не допускается применение проводов и кабелей, имеющих изоляцию, выполненную из вулканизированной резины или других материалов, содержащих серу. Сеть оборудована аппаратурой защиты от короткого замыкания и других аварийных режимов. Защиту от поражения электрическим током можно осуществить занулением. В соответствии требованиями ГОСТ 12.1.030-81 для электроустановок переменного тока с частотой до 400 Гц, напряжением питания до 1000 В и глухозаземленной нейтралью применяется зануление.

Применение одной из мер защиты в электроустановках является контроль изоляции - измерение ее активного или омического сопротивления с целью обнаружения дефектов и предупреждения замыканий на землю и коротких замыканий. Периодический контроль изоляции проводится при отключенном электрооборудовании с периодичностью 1 раз в год.

Согласно требованиям ДНАОП 0.00-4.12-05 инструктаж по технике безопасности проводится инженером по охране труда.

Первичный инструктаж проводится со всеми лицами, вновь принятыми на работу, выполняющими впервые данную работу. Первичный инструктаж включает в себя общие сведения об условиях работы, оборудовании, об опасных и вредных производственных факторах. Повторный инструктаж проводиться один раз в полугодие по программе первичного инструктажа со всеми работниками.

После инструктажа в журнале регистрации инструктажа на рабочем месте делается запись и заверяется подписями инструктируемого и инструктирующего.

5.3 Производственная санитария и гигиена труда в помещении НИЛ

Работа в данном помещении относится к категории 1а (лёгкая физическая работа) - работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением.

Нормы температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха в данном помещении соответствуют ДСН 3.3.6-0.42-99. Оптимальные параметры микроклимата приведены в таблице 5.1.

Освещение рабочего места в данном помещении должно быть таким, чтобы снижать нагрузку на зрение, которая характерна для выполнения работ с ПЭВМ, таким образом способствуя увеличению производительности труда, снижая утомляемость зрительных анализаторов. Для программиста поступление зрительной информации составляет 80 - 90%, слуховой - 10 - 20%.

Помещение должно иметь естественное и искусственное освещение. Оконные проемы должны располагаться таким образом, чтобы свет проникал сквозь них с ориентацией на север (северо-восток) и был обеспечен КЕО ? 1,5%, согласно ДБН В.2.5-28-2006, должны быть жалюзи или шторы, а также создана система равномерного искусственного освещения, уровень освещенности которой должен быть 300-500 лк.

Необходимо очищать стекла и светильники не реже чем два раза в год.

Планировка рабочего места соответствует требованиям НПАОП 0.00-1.28-10: в помещении используются стандартные столы высотой 800 мм, шириной 1400 мм, глубиной 800 мм, клавиатура расположена на столе, расстояние до монитора 55 -70 см, что снижает перегрузки зрительных анализаторов. Естественный свет падает справа. Рабочий день - восьми часовой с перерывом - час после первых четырёх часов работы.

Системы кондиционирования следует устанавливать так, чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на людей. На производстве рекомендуется создавать динамический климат с определенными перепадами показателей. Температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна отличаться более, чем на 5 градусов. В производственных помещениях помимо естественной вентиляции предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Основным параметром, определяющим характеристики вентиляционной системы, является кратность обмена, т.е. сколько раз в час сменится воздух в помещении. Расчет необходимого воздухообмена заключается в определении количества воздуха в единицу времени, который необходим для создания условий воздушной среды соответственно санитарным нормам:

Расчет для помещения

Vвент - объем воздуха, необходимый для обмена;

Vпом - объем рабочего помещения.

Для расчета примем следующие размеры рабочего помещения:

- длина В = 12 м;

- ширина А = 10 м;

- высота Н = 3 м.

Соответственно объем помещения равен:

V помещения = А · В · H =360 м3 (5.1)

Необходимый для обмена объем воздуха Vвент определим исходя из уравнения теплового баланса:

Vвент · С( tуход - tприход ) · Y = 3600 · Qизбыт (5.2)

где Qизбыт - избыточная теплота (Вт);

С = 1000 - удельная теплопроводность воздуха (Дж/кгК);

Y = 1,2 - плотность воздуха (мг/см).

Температура уходящего воздуха определяется по формуле:

tуход = tр.м. + ( Н - 2 ) · t (5.3)

где t = 1-5 градусов - превышение t на 1м высоты помещения;

tр.м. = 25 градусов - температура на рабочем месте;

Н = 3 м - высота помещения;

tприход = 18 градусов.

tуход = 25 + ( 3 - 2 ) 2 = 27

Qизбыт = Qизб.1 + Qизб.2 + Qизб.3, (5.4)

где Qизб. - избыток тепла от электрооборудования и освещения.

Qизб.1 = Е · р, (5.5)

где Е - коэффициент потерь электроэнергии на топлоотвод ( Е=0.55 для освещения);

р - мощность, р = 3000 Вт

Qизб.1 = 0.55 · 3000=1650 Вт,

где Qизб.2 - теплопоступление от солнечной радиации,

Qизб.2 =m · S · k · Qc, (5.6)

где m - число окон;

S - площадь окна;

m·S=12 м2

k - коэффициент, учитывающий остекление. Для двойного остекления

k = 0,6;

Qc = 127 Вт/м - теплопоступление от окон.

Qизб.2 = 12 · 0,6 · 127 = 914,4 Вт,

где Qизб.3 - тепловыделения людей

Qизб.3 = n · q, (5.7)

где q = 80 Вт/чел. , n - число людей, n = 10

Qизб.3 = 10 · 80 = 800 Вт,

Qизбыт = 1650 +914.4 + 800 = 3364 Вт,

Из уравнения теплового баланса следует:

Vвент = 3600·3364/(1000·1,2· (27-18))=1121 м3/ч,

Исходя из данных расчетов, подходящим вариантом является кондиционирование воздуха, т.е. автоматическое поддержание его состояния в помещении в соответствии с определенными требованиями (заданная температура, влажность, подвижность воздуха) независимо от изменения состояния наружного воздуха и условий в самом помещении. Исходя из расчета выбора кондиционера по мощности, выберем кондиционер GC/GU-S07HRIN1 - мощность обогрева 2,2 кВт, мощность охлаждения 2,1 кВт, производительность по воздуху 650 м3/ч, площадь охлаждаемого помещения 54 кв. м - следует поставить 2 кондиционера[16].

5.4 Пожарная профилактика помещения НИЛ

Согласно СНиП 2.09.02-85 помещение научно-исследовательской лаборатории, имеет категорию пожарной опасности В (наличие твердых сгораемых веществ и материалов, способных только гореть). Согласно ДБН В.1.1.7-2002 имеет II степень огнестойкости. По пожароопасности данная лаборатория классифицируется как помещение класса П-IIа, так как имеется мебель из дерева и ДВП.

Первичные средства пожаротушения для научно-исследовательской лаборатории для данного помещения составляют:

автоматическая пожарная сигнализация, она состоит из пожарных извещателей, линии связи, приемной станции/устройства (ПУ), использующая датчики ДИП-3. В лаборатории установлено 12 датчиков из расчета два датчика на 20 м2;

помещение оборудовано углекислотным огнетушителем ВВК 2 - 2 шт. Также имеется ящик с песком.

Эвакуация людей из рабочего помещения производится по кратчайшему пути к выходу из здания, при соблюдении правил поведения в чрезвычайных ситуациях показана на рисунок 5.2.

Рисунок 3.2 - Размещение рабочих мест и план эвакуации из лаборатории

6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

6.1 Краткая характеристика дипломной НИР

Целью дипломной работы по теме ЅМногоканальная охранная система сигнализацииЅ является модернизация системы охранной сигнализации путем замены старой элементной базы на новую, а также увеличение количества контролируемых точек проникновения, быстрая модификация сигнализации при потребности в охране более большего здания, в случае нехватки стандартной комплектации.

В основу системы сигнализации, используемой для проведения исследований составила многоканальная система сигнализации собрана на базе логических элементов, которые являются на сегодняшний день устаревшей элементной базой. Из-за отсутствия контроллеров данная схема не имела возможности оперативной модификации под определенный охраняемый объект.

Целью экономической части диплома является определение трудоемкости дипломной научно - научно исследовательских работы, расчет сметной стоимости НИР, оценка результатов НИР, определение экономической эффективности результатов НИР.

6.2 Расчет сметной стоимости научно исследовательской работы

Затраты на проведение НИР являются производственными затратами. Это одноразовые затраты на все работы, которые выполняет студент-дипломник и другие работники организации.

Затраты определяются путем сложения статей калькуляции себестоимости по статьям: материалы, специальное оборудование для научных и экспериментальных работ, заработная плата, единый социальный взнос, затраты на работы которые выполняются другими организациями; другие прямые затраты, накладные расходы.

Среднедневная заработная плата определяется исходя из сложности работы и месячного оклада специалиста согласно квалификации, которая сложилась на рынке в данный момент[1].

Среднедневная заработная плата определяется по формуле:

ЗПсд = ЗПм / Кдн, (6.1)

де ЗПсд - среднедневная заработная плата, грн.;

ЗПм - средняя заработная плата за месяц, грн.;

Кдн - количество рабочих дней за месяц, дней.

ЗПснс = 2400 / 22 = 109,1 грн.

ЗПспец. = 1000 / 22 = 45,5 грн.

Средняя заработная плата за исполнение i- го этапа по формуле определяется по формуле:

, (6.2)

где - заработная плата за выполнение i-го этапа работы, грн.;

- среднедневной заработок исполнителя i-го этапа, грн./день;

- трудоемкость i-го этапа, чел.-дни.

Таблица 6.1 - Расчет трудоемкости проведения НИР и заработной платы исполнителей

Вид деятельности	Исполнитель	Трудоем-кость, чел. - дн.	Среднедневн. з. п., грн./чел.-день	Сумма заработной платы, грн.
	Должность	Кол-во
1. Выбор направления исследований	СНС	1	3	109,1	327,3
	Спец.	1	3	45,5	136,5
2. Разработка технического задания	СНС	1	5	109,1	545,5
3. Изучение и подбор необходимой научно - технической документации	СНС	1	7	109,1	763,7
	Спец.	1	7	45,5	318,5
4. Разработка теорети- ческой части темы	СНС	1	3	109,1	327,3
	Спец.	1	3	45,5	136,5
5. Постановка задачи	СНС	1	2	109,1	218,2
6. Построение алгоритма процесса	СНС	1	5	109,1	545,5
решения задачи	Спец.	1	5	45,5	227,5
8. Обр. получ. данных	Спец.	1	6	45,5	273
9. Использо- вание стандартных прикладных программных продуктов	Спец.	1	2	45,5	91
10.Оформление отчета	Спец.	1	3	45,5	136,5
Всего			54		4047

Следующим видом затрат будет единый социальный взнос, который составляет 38% от общей заработной платы и равен 1537,86 грн.

В калькуляцию по статье "Материалы" относят затраты на электроэнергию, основные и вспомогательные материалы.

При выполнении расчета будем учитывать 10% затраты на транспортно - заготовительные расходы (таблица 6.2).

Стоимость использованных материалов определяется по формуле:

, (6.3)

где M - суммарные расходы на материалы, в том числе малоценные предметы, которые быстро изнашиваются (носители, бумага, канцелярские принадлежности и тому подобное), или литературу, которая необходимая для проведения НИР и тому подобное, грн.;

- количество использованных единиц i-го вида материалов, шт.;

- цена единицы i-го вида материалов, грн.

Таблица 6.2 - Расчет затрат по статье “Материалы”

Материалы и другие материальные ресурсы	Единица измерений	Необходимое количество	Цена, грн.	Сумма, грн.
Картридж для принтера	Шт	1	110	110
Краска для принтера	Банка	1	30	30
Диск CD-R Verbatim	Шт	2	4,5	9
Ручка	Шт	2	3	6
Карандаш простой	Шт	2	1,5	3
Линейка	Шт	1	3,5	3,5
Линейка инженерная	Шт	1	20	20
Ластик	Шт	1	1	1
Ватман А1	Лист	3	5	15
Ватман А3	Лист	4	1,5	6
Ватман А4	упаковка	1	37	37
Степлер	Шт	1	7	7
Скобы для степлера	упаковка	1	5,5	5,5
Скрепки	упаковка	1	2,5	2,5
Папка для бумаг	Шт	1	25	25
Транспортно-заготовительные расходы	10%	28,05
Всего	308,55

Так как в лаборатории находятся приборы, которые используют электроэнергию, а именно 1 компьютера и 1 принтер, нужно затраты на электроэнергию.

Для того чтобы подсчитать затраты на электроэнергию нужно воспользоваться формулой:

,(6.4)

где М - мощность оборудования, т.е. количество энергии, потребляемой за единицу времени, кВт/час;

t - количество часов использования оборудования за период НИР, час;

- тариф, т.е. стоимость использования 1 кВт электроэнергии, грн.

грн,

Для проведения НИР потребуется использование компьютерной техники, которая принадлежит организации исполнителя. Это потребует затрат на амортизационные отчисления на период выполнения работ.

Наиболее подходящим будет использовать прямолинейный метод амортизационных отчислений:

(6.5)

где АО - сумма амортизационных отчислений, начисленных во время научно исследовательской работы;

- стоимость основных средств k-го вида, грн;

- срок эксплуатации основных средств k-го вида, дней;

Т - срок научно исследовательской работы, дней;

L - количество видов оборудования, шт.

- стоимость компьютера составляет 4700 грн.

- стоимость принтера составляет 400грн.

- срок эксплуатации 365 дней.

Т - срок использования аппаратуры: для ПК 45 дн., для принтера 10 дн.

L - количество устройств 2 шт.

Затраты на услуги связи (телефон и интернет) составили 4,5 грн. в день. Соответственно затраты на проведение всей НИР будут равны:

, (6.6)

Где С - сумма затраченных средств на услуги связи за время проведения НИР, грн.;

- ежедневная плата за услуги связи, грн.;

- время проведения НИР, дни.

Общехозяйственные расходы включают расходы на организацию и управление хозяйственным процессом, заработную плату администрации, плату за услуги банка, и составили 40% от заработной платы - 1618,8 грн.

Расчет средств на проведение НИР приведен в таблице 4.3. В которой не учитывали такие затраты как:

затраты на командировки;

затраты на аренду помещения;

-маркетинговые затраты;

Таблица 6.3 - Расчет средств на проведение НИР

№ п/п	Статья затрат	Значение, грн.
1	Заработная плата	4047,00
2	Единый социальный взнос	1537,86
3	Затраты на материалы	308,55
4	Амортизационные отчисления	590,45
5	Общехозяйственные затраты	1618,8
6	Затраты на услуги связи	257,92
7	Затраты на электроэнергию	243,00
	Всего	8603,58

6.3 Оценка результатов НИР

Достижение поставленных целей является результат научно-исследовательской работы. Результатом данной научно-исследовательской работы было достижение лучших показателей характеристик системы, которая и есть предметом изучения[15].

Предметом изучения были характеристики многоканальной охранной системы сигнализации, а именно увеличение быстродействия, МГц; уменьшение площади платы, ; и увеличение функциональности, шт.

В зависимости от решений, предлагаемых в дипломном проекте, возможны разные результаты НИР, которые представлены в таблице 4.4. НИР может иметь как один из приведенных результатов, так и несколько сразу.

Таблица 6.4. - Варианты расчета результатов НИР

Возможный результат НИР	В каких случаях возникает
Увеличение дохода заказчика	Когда заказчик продает на рынке какой-нибудь товар или услугу, и за счет внедрения НИР объем его продаж увеличиться.
Снижение затрат заказчика	Когда внедрение НИР приводит к экономии ресурсов: сбережение зарплаты (при снижении трудоемкости работ), снижения командировочных расходов, снижение расходов на содержание складов, на мебель и оборудование, на связь и др.
Улучшение характеристик системы, которая является предметом исследования	Возникает благодаря тому, что достигаются цели, ради которых была заказана НИР.

Целью данной работы было улучшение характеристик системы охранной сигнализации, а именно замена старой элементной базы на новую, что привело к увеличению быстродействия и уменьшение габаритов, а так же увеличение количества охраняемых узлов.

В результате выполненной работы было получено увеличение быстродействия от 1.5 МГц до 16 МГц; количества охраняемых узлов увеличилось с 6шт. до 12шт, что дает возможность в охране большего объекта; уменьшение площади платы с 225 до 100.

Результат от проведения НИР определяется по формуле:

(4.7)

где - улучшение j-ой характеристики системы за счет проведения НИР;

- значение j-ой характеристики системы до проведения НИР;

- значение j-ой характеристики системы после проведения НИР.

Расчет увеличения быстродействия, МГц:

Расчет увеличения функциональности (увеличение количества охран. узлов), шт.:

Расчет уменьшения площади платы, :

6.4 Определение экономической эффективности результатов НИР

Чтобы определить экономическую эффективность нужно сравнить затраты на разработку с результатами НИР[16].

Основным показателем экономической эффективности НИР есть коэффициент «эффект-затраты», который отображает на сколько каждая гривна затрат улучшает характеристику измеряемой системы.

Коэффициент «эффект-затраты» считается по формуле:

, (4.7)

где - сумма средств на проведение НИР, грн.

[],

[],

[].

ВЫВОДЫ

В результате выполнения данного дипломного проекта рассмотрены многоканальная охранная система сигнализации. В часности была рассмотрена возможность увеличения количества датчиков в случае недостатка стандартной комплектации, увеличение рабочей частоты и уменьшение размеров платы.

Проанализированы существующие аналогичные устройства охранных сигнализаций Рассмотрены общие принципы построения охранных сигнализаций, представлена обобщенная схема структурная. На их основе была разработана схема электрическая структурная, включающая в себя семь блоков: управляющий блок, блок питания.ю звуковой извещатель, блок опроса, блок индикации, блок управления.

Разработанная схема электрическая принципиальная многоканальной охранной системы сигнализации прибор включает в себя четыре микросхемы ATmega8 рассмотрены общие принципы контроллеров, в частности и ATmega8.

Рассмотрены характеристики материала печатной платы, способ изготовления печатного основания, рассчитаны габариты печатной платы ? 78 на 100 мм и разработан чертеж трассировки двухсторонней печатной платы.

Также разработан сборочный чертеж и перечень элементов данного устройства.

В результате выполнения раздела «Безопасность жизни и деятельности человека» сформирована система «человек-машина-среда» для проектной лаборатории и описаны взаимосвязи в этой системе. На основании выделенных возможных опасных и вредных производственных факторов была создана карта оценки производственной среды и трудового процесса.

Разработаны мероприятия, направленные на ликвидацию этих опасных и вредных факторов - для обеспечения нормализации температурного режима в помещении, был произведен расчет кондиционирования.

Определено расположение рабочих мест, а также количество огнетушителей и извещающих датчиков в помещении.

В результате выполнения раздела технико-экономического обоснования дипломного проекта был произведен расчет сметной стоимости научно исследовательской работы и оценка результатов НИР.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

Синилов, В.Г. «Системы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации» [Текст] / В. Г. Синилов - М.: Академия, 2004 - 352с.

Магауенов, Р. Г. «Системы охранной сигнализации: основы теории и принципы построения» [Текст] / Р. Г. Магауенов - М.: Телеком, 2004 - 367с.

Проектирование систем охранной сигнализации [Электронный] курс / Калуга, Москва - Режим доступа www/ URL: http://kref.ru/infotekhnicheskiekursovyeidiplomnye/130006/1.html - 2005 г. - Проектирование систем охранной сигнализации.

Проектирование системы охранной сигнализации [Электронный курс] / Библиотека 5баллов.ru - Режим доступа: www/ URL: http://5ballov.qip.ru/referats/preview/94613?query=%EE%F5%F0%E0%ED%ED%E0%FF+%F1%E8%E3%ED%E0%EB%E8%E7%E0%F6%E8%FF - 25.06.2009 г. - Проектирование системы охранной сигнализации.

Охранная сигнализация [Электронный курс] / Проекты и товары “teren.ru” - Режим доступа: www/ URL: http://teren.ru/sign_ohr_a4.htm - 2006 г. - Охранная сигнализация.

Система охранной сигнализации на ИК лучах [Электронный курс] / Портал электроников - Режим доступа: www/ URL: http://www.electricsite.net/sistema-oxrannoj-signalizacii-na-ik-luchax/ - 11.01.2010 г. - Система охранной сигнализации на ИК лучах.

Разработка многоканальной системы сигнализации [Электронный курс] / Рефераты, книги, курсовые, дипломы, диссертации. - Режим доступа: www/ URL: http://pda.coolreferat.com/Разработка_многоканальной_системы_сигнализации - 2008 г. - Разработка многоканальной системы сигнализации.

Евстифеев, А.В. «Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы «ATMEL» » [Текст] / А.В. Евстифеев - М.: Додэка-ХХI, 2004. - 562 с.

Шпак, Ю.А. «Программирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров.» [Текст] / Ю.А.Шпак - К.: МК-Пресс, 2006. - 400с.

Datasheet ATmega8 [Электронный курс] / Продукты, приложения, технологии atmel. - Режим доступа: www/ URL: http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2486.pdf - Datasheet ATmega8

Datasheet [Электронный курс] / Продукты, усилители, логики, датчики, шины и т.д. - Режим доступа: www/ URL: http://www.nxp.com/documents/application_note/AN10216.pdf - 2006г. - Datasheet

Описание шины [Электронный курс] / Свободная энциклопедия - Режим доступа: www/ URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/I%C2%B2C - Описание шины

Медведев, А. М. Технология производства печатных плат. [Текст] / А. М. Медведев. - М.: «Техносфера», 2005. - 360 с.

Справочник радиолюбителя-конструктора. - 3-е изд., перераб. и доп. [Текст] - М. : Радио и связь, 1984. - 560 с.

Методические указания к выполнению раздела «Охрана труда» в дипломных проектах для студентов всех форм обучения [Текст] / Под ред. Б.В. Дзюндзюка, Е.М. Анпилогова - Харьков: ХИРЭ, 2003. - 22с.

Охрана труда. Сборник задач [Текст] / Под ред. Б.В. Дзюндзюка, Е.М. Анпилогова - Харьков: ХНУРЭ, 2006 - 245с.

«Методические рекомендации к выполнению экономической части дипломных проектов, работ, для студентов дневной и заочной формы учебы всех специальностей» [Текст]: методические указания / Л.В.Соколова, О.И. Горбач, С.В. Гришко, Е.В. Диденко, Л.В. Левченко, Г.М. Путятина, В.Г. Харченко - Харьков: ХНУРЭ, 2010. - 52 с.

Гаркавенко, С.С. «Маркетинг» [Текст] / С.С. Гаркавенко - Киев: Либра, 2007. - 712с.

Липчук, В.В. «Маркетинг: основы теории и практики.» [Текст]: Учебное пособие / Р.П. Дудяк, С.Я. Бугиль, За общей редакцией В.В.Липчук - К.: Магнолия плюс, 2006. - 288 с.

20. Котлер, Ф. М. «Маркетинг менеджмент» [Текст] / Ф. М. Котлер - СПб.: Питер Косм., 1998. - 896с.

Размещено на Allbest.ru