Умная пожарная сигнализация с использованием IoT

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Пожарная сигнализация в Умном доме 5
1.1 Классификация датчиков 7
1.2 Виды сигнализации 8
1.3 Разновидности умных пожарных сигнализаций 10
2. Разработка структурной схемы устройства
14
2.1 Принципиальная схема. 14
2.2. Выбор датчиков 15
2.3 WI-FI модуль ESP 8266 17
2.4 Реле модуль 19
2.5 Датчик дыма 20
2.6 Макетная беспаечная плата Breadboard 22
3 Разработка программной части 23
3.1 Разработка кода программы 24
4 Экономическая часть 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 30

Весь текст будет доступен после покупки

В данной дипломной работе было рассказано о модификациях пожарной сигнализации. В современном обществе огромное внимание уделяется созданию систем пожарной безопасности объектов, которые предназначены для защиты жизни людей и материальных ценностей от огня.
Под системой охранно-пожарной сигнализации следует понимать
целый комплекс технических устройств, которые способствуют
своевременному обнаружению, обработке и передаче поступившего сигнала
о начале возгорания, нарушения доступа в помещении, подаче определенных
команд на включение оповещения людей о пожаре, вызов охраны на место
взлома, а также обеспечения срабатывания противодымной защиты,
противопожарных клапанов и других устройств, необходимых для
комплексного обеспечения безопасности на объекте. Охранно-пожарная
сигнализация – это базовый элемент в системе безопасности любого объекта.
Автоматические системы пожарной сигнализации, устанавливаемые на
объектах, должны отвечать следующим требованиям:
? обеспечивать повышенную надежность и своевременность
подачи сигналов (извещения) о возникновении пожара;
? обладать возможностью сбора и передачи сигналов с
разрозненных приемников на центральный диспетчерский пульт;
? автоматически контролировать исправность каждого датчика,
включенного в систему сигнализации и состояние извещателей;
? автоматически контролировать и определять участок, на котором
возникло повреждение;
? вести автоматический контроль и учет исправности
функционирования всех составляющих системы пожарной
сигнализации.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Пожарная сигнализация в Умном доме
Как известно, пожар во все времена был чем-то сродни концу света, а рев пожарных сирен вызывал только неприятные ощущения и тревогу И это совершенно нормально, ведь от пожара не застрахован никто, а принимать соответствующие меры всегда нелишне. Что для этого потребуется? Конечно же, автоматические сигнализации.
Если раньше били в колокола, то сегодня колокола заменили на оповестители. И не простые, а специально предназначенные для систем Умного дома. Сегодня пожарная сигнализация Умного дома является целым высокоинтеллектуальным комплексом, в задачу которого входит не только фиксирование факта и очага возгорания, но также и автоматическое принятие решений по остановке надвигающейся катастрофы. Если раньше били в колокола, то сегодня колокола заменили на оповестители. И не простые, а специально предназначенные для систем Умного дома. Сегодня пожарная сигнализация Умного дома является целым высокоинтеллектуальным комплексом, в задачу которого входит не только фиксирование факта и очага возгорания, но также и автоматическое принятие решений по остановке надвигающейся катастрофы.
Как известно, в основе интеллектуального управления лежит сенсорный датчик, реагирующий на те или иные изменения, отклонения. Такие датчики можно условно разделить на две категории – оптические и температурные. В пожарной сигнализации тоже существуют подобные датчики задымления и возгорания. И зачастую в системах Умного дома используют датчики и той, и другой категории.
Если грамотно монтировать комплексную систему Умного дома, то в результате можно получить и подсистемы пожаротушения, и системы дымоудаления, и системы оповещения об опасности. В этом случае «любой намек» на пожар вызовет моментальные срабатывания системы, которые заключаются в оповещении, поступающем на центральный компьютер пожарного наблюдения, и буквально через несколько минут пожарные спасатели, получив вызов, выедут на место с источником возгорания. Такие сигналы, как правило, поступают через каналы спутниковой связи, однако существует и такая возможность, как отправка голосового или смс-сообщения на мобильный телефон.
Когда срабатывает пожарная сигнализация в Умном доме, то автоматически отключаются электроснабжение, разблокируются электрические замки на окнах и дверях, если таковые имеются в наличии и включается тревожная сигнализация – световая или тревожная. Таким образом системы оповещения, которые сегодня должны быть установлены согласно современным требованиям, а также Пожарный аудит, способствуют обеспечению безопасности жизнедеятельности людей.
Предупреждение возгорания, остановка распространяющегося огня, блокирование очагов возгорания – эти задачи с успехом может решить пожарная сигнализация в Умном доме, компоненты противопожарной безопасности представлены на рисунке 1
Основные компоненты противопожарного комплекса:
? Датчики;
? Приемо-контрольный прибор;
? Система оповещения;
? Электрические источники (сеть и аккумулятор).

Рис 1 – Компоненты противопожарной безопасности
1.1 Классификация датчиков
Классифицировать датчики можно по множеству признаков и видов. Основная классификация датчиков – это по типам сенсоров, что реагируют на раздражители огня:
? Тепловой – реагирует на смену температуры в комнате. Плюс – простота и дешевизна. Минус – долгое время срабатывания и как следствие, высокий риск разрастания очага возгорания без предупреждения (рисунок 2).

Рис 2 – Тепловой датчик
? Дымовой – взаимодействует с частичками дыма, появившимися в воздухе. Плюс – быстрое реагирование. Минус – множество ложных реагирований на пар и дым. Также дымовые пожарные сигнализаторы не срабатывают во время горения предметов, которые не выпускают дым (Рисунок 3).

Рис 3 – Дымовой датчик
? Газовый – замеряет уровень окиси углерода в окружающей среде. Во время горения в воздух попадает CO сверх нормы, датчик это фиксирует и подает соответствующий сигнал на контрольный прибор (Рисунок 4).

Рис 4 – Газовый датчик
1.2 Виды сигнализации
Сигнал с датчиков сперва приходит на приемо-контрольный прибор, коим часто выступает закрытый корпус с микросхемой внутри. Далее, микроконтроллер подает сигнал в систему оповещения. Сигналы системы оповещения бывают:
? Звуковыми – громкий звук сирены.
? Световая индикация – загорание светодиода другим цветом или периодическое мигание лампочки на контрольной панели.
? Текстовые – надпись на табло, экране.
? Комбинированные – два или три способа.
При этом элементы оповещения могут находится на:
? Самом датчике (динамик, светодиод, аналоговая или цифровая текстовая надпись «FIRE»). Примерный вид представлен на рисунке 5

Рис 5 – пример оповещения на самом датчике
? Локальном удалении в качестве отдельных элементов (например, звуковое оповещение на всем объекте). Примерный вид представлен на рисунке 6

Рис 6 - пример оповещения на локальном удалении
? Большом удалении и поступать на контрольный прибор (смартфон, компьютер, пульт диспетчера охранно-пожарной службы) с помощью сетевых технологий.
Система оповещения обязана быть тесно связанной с системой пожаротушения. Сигнал в систему пожаротушения может подаваться автоматически или вручную. Если комплекс пожаротушения установлен непосредственно на дому, очаг тут же будет пресечен на корню. Если же автономной системы пожаротушения не установлено, в качестве цепочки для пожаротушения может выступать:
? Диспетчер, получивший от подконтрольного объекта сигнал о возгорании.
? Вы или ваша семья, получившие информацию о возникшем пожаре. В этом случае вам необходимо самостоятельно звонить в МЧС или брать инициативу в свои руки и поработать с огнетушителем.
Популярным и эффективным решением всех вопросов разом является комбинированный известитель с функцией передачи сигнала по GSM связи. Определит, зафиксирует и подаст сигнал об очаге возгорания на удаление.
1.3 Разновидности умных пожарных сигнализаций
Требования к пожарной сигнализации для частных домов не настолько сильные, как для коммерческих объектов. Но это не значит, что в жилом помещении можно экономить на безопасности. Ниже представлено оборудование от производителей с наилучшей репутацией в сфере пожарной безопасности.
Bosch Security System

Рис 7 - Bosch Security System
Опираясь на более чем 80-летний опыт работы с системами обнаружения пожаров, Bosch Security System предлагает интеллектуальные продукты и решения, которые не только защищают, но и помогают быстро и эффективно экономить в чрезвычайных ситуациях. В своей системе компания использует следующие технологии:
? Интеллектуальная обработка сигналов (ISP): алгоритм для точного обнаружения и различения реальных пожаров и нежелательных сигналов тревоги.
? Технология Dual Ray: для еще большей точности.
? Функция eSmog: надежное обнаружение и постоянный мониторинг электромагнитного загрязнения.
? Постоянный сбор данных для значений в реальном времени и средних значений в долгосрочной перспективе.
? Раннее обнаружение даже в самых сложных условиях.
? Отличная стойкость к электромагнитным загрязнениям без аксессуаров.
? Стойкость к электронному смогу.
Основной инструмент – умный детектор AVENAR 4000. Может устанавливаться, входить с состав общей системы защиты и подстраиваться под интерьер жилого дома. Дополнительным детектором может служить датчик с видеонаблюдением, способный очень быстро распознавать возгорание по видеосъемке.В качестве панелей можно выбрать аналоговые (FPA1000), адресуемые (F220B6PS/M).
Esser by Honeywell

Рис 8 - Esser by Honeywell
Противопожарные решения индивидуальны, как и сам проект ESSER. Компания предлагает решения, специально разработанные для индивидуальных требований. В качестве главного инструмента предлагаются:
? обычные и одноконтурные панели;
? система IQ8Control;
? система FlexES Control.
Разновидность систем позволяет использовать типовые решения от производителя как в многоквартирном доме, так и в частных домах.
Sapsan GSM PRO 5T

Рис 9 - Sapsan GSM PRO 5T
Оборудование специально создано для использования в отапливаемых помещениях (дом, офис, коттедж, дача, гараж, магазин). В комплекте установлен температурный известитель. Является универсальным, так как работает с датчиками пожарной и охранной сигнализации. В качестве канала извещения использует GSM связь. Наборная панель оснащена LCD дисплеем для вывода полезной информации.
Комплекс пожарной автоматики «Гамма-01 МИНИ»

Рис 10 - Комплекс пожарной автоматики «Гамма-01 МИНИ»
ООО «НПО Пожарная автоматика сервис» — отечественная компания, предлагающая комплекс пожарной сигнализации для частного дома с одновременной защитой до восьми комнат. Оборудование обеспечивает передачу сигнала и способно взаимодействовать с устройством пожаротушения.
Составные части: аналоговый БКИ (блок клавиатуры и индикации), БПУ или БПУ-А (блоки питания и управления), КС-А (кнопочные станции), электронные модули, пожарные извещатели.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Е.В.Ушаков. Философия техники и технологии. – М.: Юрайт, 2017. – 307 с.
2. Курдюмов Н., Малышевский К., Виды пожарных сигнализаций, Издательство: Владис, 2007.-19 с
3. Волошенко А.В. Проектирование функциональных схем систем автоматического контроля и регулирования: учебное пособие / А.В. Волошенко, Д.Б. Горбунов – Томск: Изд–во Томского политехнического университета, 2008. – 109с.
4. Иванов, А.А. Автоматизация технологических процессов и производств: Учебное пособие / А.А. Иванов. - Москва: Форум, 2012. - 224 c.
5. А.А.Иванов. Теория автоматического управлления: Учебник. – М: Национальный горный университет. 2013. – 250 с.
6. А.Е.Васильев. Микроконтроллеры: разработка встраиваемых приложений, изд. «БХВ-Петербург». 2018. – 145 с.
7. Бердышев, В.Ф. Основы автоматизации технологических процессов очистки газов и воды: Курс лекций / В.Ф. Бердышев, К.С. Шатохин. - Москва: МИСиС, 2013. - 136 c.
8. Клюев, А.С. Автоматизация настройки систем управления / А.С. Клюев, В.Я. Ротач, В.Ф. Кузищин. - Москва: Альянс, 2015. - 272 c. 61 БР.44.03.04.139.2017 23. Схиртладзе, А.Г. Автоматизация технологических процессов: Учебное пособие / А.Г. Схиртладзе, С.В. Бочкарев, А.Н. Лыков. - Старый Оскол: ТНТ, 2013. - 524 c.
9. Иванов, А.А. Автоматизация технологических процессов и производств: Учебное пособие / А.А. Иванов. - Москва: Форум, 2012. - 224 c.
10. Кангин, В.В. Промышленные контроллеры в системах автоматизации технологических процессов: Учебное пособие / В.В. Кангин. - Старый Оскол: ТНТ, 2013. - 408 c.

Весь текст будет доступен после покупки