Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов 5 курса специальности 210100 "Управление и информатика в технических системах" (стр. 2 из 9)
По окончании процедуры первого уровня защиты последовательно включаются и выключаются индикаторы второго уровня защиты.
В один из заданных моментов времени необходимо нажать специальную кнопку второго уровня защиты ( или при ее отсутствии - одну из имеющихся).
Замечание:
Процедура включения и выключения индикаторов второго уровня защиты не должна прерываться после нажатия кнопки второго уровня защиты, т.е. цикл работы индикаторов второго уровня защиты не должен зависеть от того была ли нажата кнопка.
Обработка результатов работы первого и второго уровней защиты
После окончания времени, отведенного на процедуру второго уровня защиты, проводится анализ введенной комбинации цифр первого уровня защиты и результаты работы второго уровня защиты. Эталоны первого и второго кодов хранятся в памяти программ микроконтроллера.
В случае несовпадения эталонов с фактически введенным кодом выдается предупреждающий сигнал и по истечении некоторого времени предоставляется очередная попытка для ввода кодов.
После того, как все попытки будут исчерпаны, система самоблокируется с выдачей тревожной звуковой или световой сигнализации. В этом случае систему можно разблокировать с помощью специального механического ключа снаружи помещения или кнопкой «системный сброс» изнутри помещения.
Все звуковые сигналы должны дублироваться внутри и снаружи помещения.
Необходимо предусмотреть возможность выключения внутренних звуковых сигналов.
В случае полного совпадения эталонов с введенным кодом срабатывает механизм разрешения доступа:
· включается электродвигатель, или
· включается электромагнит ригеля, или
· включается электромагнит фиксатора дверной ручки.
Положение двери контролируется датчиком (датчиками) положения двери.
Факт срабатывания электромагнита, факт перемещения ригеля или фиксатора контролируется датчиком. Положение дверной ручки также контролируется датчиком.
Алгоритм работы электродвигателя
Для обеспечения защиты электродвигателя от перегрузки в случае заклинивания двери должен быть обеспечен специальный алгоритм управления механизмом открывания/закрывания двери. Алгоритм может быть следующим:
· команда включения,
· контроль срабатывания датчика положения двери,
· контроль датчика полного открытия двери,
· выключение электродвигателя.
Дополнение
Дверь должна быть закрыта через заданное время (для электродвигателя происходит автоматическое включение на закрытие).
В случае, если время истекло, а дверь не закрыта, включается тревожная сигнализация.
Необходимо предусмотреть блокировку включения электродвигателя на закрытие и блокировку включения тревожной сигнализации.
После закрытия двери система возвращается в исходное состояние автоматически.
В случае отсутствия сетевого напряжения или разряда резервного источника питания доступ к объекту должен быть запрещен.
7. Варианты заданий для типового курсового проекта
Типовой курсовой проект выполняется по вариантам заданий, приведенным в приложении 8. Номер варианта в этой таблице должен соответствовать номеру студента в учебном журнале студенческой группы.
Условные обозначения, использованные в приложении 8:
'да'- элемент присутствует;
'--'- элемент отсутствует;
'р.'- ригель; '1*'- один инд.
'2*'- два инд.;
'3*'- три инд.;
'зв'- звук;
'св'- свет;
'бс'- бесконечное число;
'а'- автоматически;
'к'- с помощью ключа;
8. Примерный план-график работы над курсовым проектом
Для успешного выполнения курсового проекта важна правильная организация работы над проектом. Учитывая степень сложности вопросов, подлежащих разработке, а также необходимую последовательность работ, определяются этапы работы, их примерный объем и время выполнения. В таблице 2 предлагается примерный план-график выполнения типового курсового проекта. План-график рассчитан на учебный семестр длительностью 15 недель. В случае увеличения продолжительности семестра рекомендуется соответственно увеличить продолжительность 5, 6 и 7 этапов.
Таблица 2. План-график выполнения КП
| Этап | Неделя | Содержание работ | Процент выполне-ния |
| 1 | 1 | Выдача задания. Анализ технического задания | 5% |
| 2 | 2-3 | Разработка графа состояния системы. | 10% |
| 3 | 4-5 | Разработка блок-схемы алгоритма прикладной программы. | 20% |
| 4 | 6-7 | Разработка функциональной схемы и начало разработки прикладной программы. | 30% |
| 5 | 8-9 | Разработка принципиальной схемы и окончание разработки прикладной программы. | 50% |
| 6 | 10-11 | Выбор и расчет элементов системы. | 70% |
| 7 | 12-13 | Конструкторская проработка проекта, разработка печатной платы модуля управления. | 90% |
| 8 | 14 | Оформление курсового проекта. | 100% |
| 9 | 15 | Защита курсового проекта. | - |
9. Пример разработки упрощенного типового КП
Пусть требуется разработать систему допуска, обеспечивающую доступ в помещение лаборатории только лиц, знающих код доступа. Устройство должно быть реализовано на микроконтроллере 1816ВЕ51.
В нормальном состоянии замок закрыт, и вход в лабораторию невозможен. Чтобы открыть замок, необходимо один раз нажать кнопку. После этого МК инициирует три световые вспышки длительностью по 6 с паузой в 1 с. Во время каждой вспышки необходимо определенное число раз нажать ту же кнопку. Таким образом, с помощью единственной кнопки организуется ввод трех секретных чисел, являющихся ключом для отпирания замка. Если набранный код совпадает с эталоном, хранящимся в МК, то замок открывается и загорается сигнальная лампа. В этом случае можно повернуть ручку и открыть дверь. После входа в лабораторию и закрытия двери лампа гаснет и МК переходит в начальное состояние.
При попытке открывания двери с неправильно набранным кодом МК должен включить сигнал тревоги : перемежающийся световой и звуковой сигналы длительностью по 1 с каждый. Выключение сигнала тревоги производится после прекращения попыток открыть дверь при неправильном наборе кода, но не ранее чем через 10 с после включения. После отключения сигнализации можно повторить попытку открыть дверь.
Для решения поставленной задачи необходимо наличие специальных датчиков и исполнительных механизмов. Требуются следующие датчики: кнопка для ввода чисел, датчик поворота ручки двери (дверь имеет дополнительную защелку, открываемую ручкой), датчик закрытия двери. Кроме того, необходимо наличие исполнительных механизмов: громкоговорителя или сирены для подачи звукового сигнала тревоги; сигнальной лампы и соленоида для втягивания ригеля (задвижки) кодового замка.
9.3. Разработка схемы устройства
Схема контроллера может быть, например, такой, как показано на рис. 1. Кроме МК51 потребуется RC-цепь для формирования сигнала сброса при включении питания и кварцевый резонатор 12МГц. Если предположить, что для хранения прикладной программы используется РПП, то на вход отключения РПП (ЕА) подается уровень 1.
Связь МК51 с датчиками и исполнительными механизмами можно обеспечить через один из имеющихся портов, а не задействованные порты могут быть в последствии использованы при расширении функциональных возможностей контроллера.
Из-за низкой нагрузочной способности выходов МК для всех исполнительных механизмов потребуются усилители мощности, показанные на рис. 1. Интерфейс МК построен таким образом, что для включения исполнительного механизма необходимо на соответствующем выходе МК сформировать сигнал низкого уровня.
Рис.1. Интерфейс контроллера системы ограничения доступа
При этом в начальном состоянии МК после включения электропитания все исполнительные механизмы оказываются в пассивном состоянии. Аналогично и все датчики сообщают о контролируемом событии подачей сигнала низкого уровня на соответствующий вход МК.