Praca_dyplomowa- Paweł_Buczak- Mechatronika.PDF

(1704 KB) Pobierz
POLITECHNIKA LUBELSKA
Wydział Elektrotechniki i Informatyki
Kierunek Mechatronika
PRACA INŻYNIERSKA
Zastosowanie układu Arduino do budowy systemu alarmowego
Application of the Arduino board to build the alarm system
Promotor:
drinż. Marcin Buczaj
Dyplomant:
PawełBuczak
nr albumu:76018
Lublin 2016
Spis treści
1. Wstęp.................................................................................................................. 4
1.1. Cel pracy ..................................................................................................... 5
1.2. Zakres pracy ................................................................................................ 5
2. Charakterystyka systemów alarmowych ............................................................ 6
2.1. Klasyfikacja systemów alarmowych ........................................................... 7
2.2. Normy i wymagania stawiane systemom alarmowym ............................... 9
2.3. Struktura systemów alarmowych ................................................................ 10
2.3.1.
2.3.2.
2.3.3.
Elementy detekcyjne systemów alarmowych ................................. 10
Elementy wykonawcze systemów alarmowych .............................. 14
Elementy sterujące systemów alarmowych .................................... 16
3. Charakterystyka układów sterowania ................................................................ 18
3.1. Sterowniki przemysłowe ............................................................................. 18
3.2.Komputerowe układy sterowania................................................................. 20
3.2.1. Raspberry Pi ..................................................................................... 21
3.2.2. BeagleBone Black ............................................................................ 22
3.3. Mikrokontrolerowe układy sterowania ....................................................... 22
3.3.1. Bascom ............................................................................................. 23
3.3.2. Arduino ............................................................................................ 24
4. Charakterystyka mikrokontrolera Arduino ........................................................ 26
4.1. Budowa mikrokontrolera Arduino .............................................................. 27
4.2. Możliwości mikrokontrolera Arduino ........................................................ 27
4.3. Programowanie mikrokontrolera Arduino .................................................. 30
5. Projekt systemu alarmowego ............................................................................. 31
5.1. Koncepcja projektu systemu alarmowego ................................................. 31
5.2. Budowa i struktura modelu systemu alarmowego ...................................... 32
5.3. Algorytm działania modelu systemu alarmowego ...................................... 37
6. Badania funkcjonalności modelu systemu alarmowego .................................... 43
6.1. Scenariusz 1 ................................................................................................ 43
6.2. Scenariusz 2 ............................................................................................... 44
2
7. Wnioski .............................................................................................................. 45
8. Literatura ............................................................................................................ 47
3
1. Wstęp
Systemy alarmowe są mają szerokie zastosowanie w życiu codziennym, mimo, iż
często są one niezauważane i nie zwracana na nie większa uwaga. Jednak to one
informują użytkowników mienia o zaistniałych zagrożeniach. Aktualnie większość firm
oraz instytucji, a coraz częściej i domów prywatnych posiada mniej lub bardziej
rozbudowaną instalację alarmową. Podyktowane jest to poczuciem bezpieczeństwa,
które potencjalnie zapewniają te systemy.
Systemy alarmowe posiadają wiele funkcji mających na celu ochronę osoby lub
mienia, co sprawia, iż instalacje te mogą być bardzo rozbudowane. Instalacje alarmowe
to bardzo zaawansowane systemy, posiadające mnóstwo funkcji, które jeszcze bardziej
zwiększają ich efektywność w ochronie osób i mienia. Obecny stan techniki pozwala na
duże możliwości konfiguracji systemów alarmowych. Mimo zindywidualizowania
procedur danego systemu alarmowego to ogólnie zasada działania każdego systemu
alarmowego jest podobna.Poszczególne systemy alarmowe różni specyfika chronionego
obiektu oraz oczekiwania użytkowników wymuszają dostosowanie elementów instalacji
alarmowej tak, by zapewnić jak najwyższy poziom ochrony.
Temat systemów alarmowych jest aktualnie bardzo istotny, ponieważ coraz
bardziej ceni się bezpieczeństwo osób i mienia. Popularność systemów alarmowych jest
podyktowana coraz niższą ich ceną, która wynika z coraz większej konkurencji w tym
segmencie rynku, jak i możliwość budowy całej instalacji alarmowej we własnym
zakresie z łatwo dostępnych na rynku części.
Zastosowanie instalacji alarmowej w domu prywatnym czy firmie znacznie
zwiększają ich bezpieczeństwo. Użytkownik może w dowolny niemal sposób
dostosować działanie systemu do własnych potrzeb i oczekiwań, a w domu prywatnym
instalacja alarmowa może być integralną częścią tzw. „inteligentnego domu”. W
przypadku
instalacji
niekomercyjnych
daje
ona
użytkownikowi
poczucie
bezpieczeństwa w wypadku napaści bądź włamania w trakcie nieobecności właściciela.
Dodatkowo dołączone czujniki, np. dymu czy wilgoci mogą uchronić nas przed
następstwami awarii sieci sanitarnej czy też elektrycznej. Montaż instalacji alarmowej w
firmie i zakładzie produkcyjnym pozwala jej właścicielowi na ochronę tych obiektów
przez włamaniami i kradzieżami, a przy jednoczesnej integracji z CCTV daje możliwość
kontrolowania pracowników. Coraz częściej stosowane są instalacje z możliwością
4
bezprzewodowego powiadamiania użytkownika o zagrożeniach. Są one znacznie
droższe od normalnych instalacji, jednak znacznie zwiększają ich funkcjonalność.
1.1. Cel pracy
Celem pracy jest określenie możliwości funkcjonalnych mikrokontrolera
Arduino jako elementu decyzyjnego sterującego pracą systemu alarmowego. Szczególna
uwaga zostanie zwrócona na możliwości dostosowania pracy systemu alarmowego do
specyfiki budynku oraz wymagań użytkownika. Zostaną także określone dodatkowe
wymagania dla użytkownika związanego z koniecznością poznania programowania
układu Arduino. Rozwiązaniem finalnym będzie opracowanie i budowa modelu systemu
alarmowego, którego układem sterującym będzie układ Arduino.
1.2. Zakres pracy
Zakres pracy obejmuje:
przedstawienie
charakterystyki alarmowych istniejących na rynku systemów
alarmowychcharakterystyki systemów na rynku ze szczególnym uwzględnieniem
elementów detekcyjnych, wykonawczych oraz sterujących;
analiza obecnie istniejącychrozwiązań systemów alarmowymi stosowanymi w
firmach, zakładach produkcyjnych jak i domach prywatnych;
wykonanie fizycznego modelu systemu alarmowego, którego centralą sterującą
jest mikrokontroler Arduino;
napisanie programu sterującego systemem w środowisku Arduino IDE w języku
Wiring;
przeprowadzenie testu wykonanego systemu alarmowego w celu sprawdzenia
poprawności działania układu.
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin