Разработка устройства ввода данных и паролей с пластиковой картой

tekh_zadanie_ptsu.doc

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Приборостроительный факультет
Кафедра «Информационно-измерительная техника и технологии»
Заведующий кафедрой ИИТТ
УСТРОЙСТВО ВВОДА ДАННЫХ И ПАРОЛЕЙ С ПЛАСТИКОВОЙ КАРТОЙ
БНТУ 11301112.020 ТЗ
НАИМЕНОВАНИЕ ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ[1]
-Наименование изделия: «Устройство ввода данных и паролей с пластиковой карты»;
-Обозначение разработки: БНТУ 11301112.020 КП (ХХ – согласовывается с нормоконтролем).
-Область применения –«Системы безопасности».
-Назначение изделия – обеспечение контроля доступа а помещение
-Область использования – предприятия организации объекты государственной и частной собственности Республики Беларусь.
-Основание для разработки основанием для разработки является задание на курсовое проектирование утвержденное кафедрой ИИТТ от 05.09. 2015г..
1Исполнитель – студент Терновский М.В. группа 11301112
2Место выполнения проекта – БНТУ кафедра Информационно- измерительная техника и технологии"ПСФ.
3Консультант проекта – старший преподаватель Василевский А.Г.
4Руководитель проекта – старший преподаватель Василевский А.Г.
ИСТОЧНИКИ РАЗРАБОТКИ
1 Исходные данные (задание на курсовое проектирование):
Задание на курсовое проектирование составлялось в соответствии с ГОСТ.
— ГОСТ Р 51241-2008(Средства и системы контроля и управления доступом.);
— ГОСТ Р 54831-2011(Устройства преграждающие управляемые);
— ГОСТ19781-90(Обеспечение систем обработки информации программное).
2 Содержание расчетно-пояснительной записки:
— Обзор литературы и аналогов разрабатываемого устройства;
— Разработка технического задания и структурной схемы устройства;
— Разработка функциональной схемы и алгоритма устройства;
— Разработка принципиальной схемы;
— Разработка печатной платы и сборочного чертежа печатной платы устройства;
— Технико-экономическое обоснование;
— Охрана труда и экологическая безопасность;
3 Перечень графического материала:
— Схема электрическая структурная;
— Схема электрическая функциональная;
— Схема электрическая принципиальная;
— Перечень элементов.
Дата начала проектирования – 05.09.2015 г.
Дата сдачи законченного проекта – 30.10.2015 г.
Назначение разрабатываемого изделия — Устройство ввода данных и паролей с пластиковой картой предназначено для организации для обеспечения контроля доступа в помещения которые находятся под охраной и предотвращения несанкционированного проникновения в эти помещения.
Пластиковая карта позволяет разграничить доступ в помещения. Т.е. разрешить данному лицу доступ в определённые помещения в соответствии с его полномочиями.
— Питание устройства: +12 В;
— Чувствительный элемент (датчик): считыватель пластиковой карты
— Способ обработки сигналов датчика: цифровой микроконтроллер;
— Индикация: светодиодная зуммер ;
— Сопряжение с внешними устройствами: силовой электромагнит 300кг;
— Рабочий диапазон температур: -30 +50 °С.
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИЗДЕЛИЮ
1Требования назначения:
Изделие рассчитано на непрерывную круглосуточную работу и применяются в закрытых помещениях с природной вентиляцией без искусственного регулирования климатических условий автономно или совместно с приборами СКУД. В виде пропуска используется бесконтактная пластиковая карта;
В качестве исполнительного механизма – силовой электромагнит.
Индикация - светодиод открывания дверей зуммер.
Чувствительный элемент (датчик) – считыватель пластиковой карты
2 Требования совместимости:
Прибор имеет возможность работать как автономно так и в группе при объединении их соединительной линией (шлейфом).
3Требования к взаимозаменяемости и унификации:
Изделие должно иметь следующие возможности:
3.1взаимозаменяемость с изделиями той же серии;
3.2задание новых режимов работы системы путем внутрисхемного программирования управляющего блока.
4Условия эксплуатации (использования) требования к техническому обслуживанию и ремонту (при необходимости):
4.1напряжение питания – 12В;
4.2Климатическое исполнение: – УХЛ3
4.3Значение температуры воздуха при эксплуатации:
– рабочее от -30°C до +50 °C;
4.4Относительная влажность: 75% при 15 °С; 100 % при 25 °С;
4.5 Корпусная защита механизма:
- класс защиты – IP 44 (ГОСТ 14254-96):
4.6 Индикация – светодиодная зуммер
4.7 сопряжение с внешними устройствами – силовой электромагнит
4.8 способ обработки сигналов датчика – микроконтроллер
4.9 Чувствительный элемент – считыватель пластиковой карты
ЭТАПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1Работа должна быть выполнена в 4 этапа[2]:
Подпись руководителя
ПОРЯДОК ПРИЕМКИ РАБОТЫ
1Материалы по мере выполнения этапов должны быть согласованы с консультантами проекта и представлены руководителю курсового проекта в сроки указанные в п. 7. По результатам рассмотрения материалов уточняется направление дальнейших работ по проекту.
2Для приемки курсового проекта в целом студент представляет руководителю проекта:
техническое задание;
пояснительную записку содержащую разработку следующих вопросов:
(перечень вопросов подлежащих разработке)
(перечень чертежей подлежащих разработке)
CD-R или DVD-R носитель информации в электронном виде и или программное обеспечение (при необходимости по согласованию с руководителем проекта).
3На основании результатов рассмотрения представленных материалов руководитель проекта выносит решение о допуске проекта к защите. Допуск к защите оформляется записью на титульном листе пояснительной записки и заверяется подписью руководителя проекта.
4Кафедра устанавливает день (дни) защиты курсового проекта по дисциплине с указанием времени места защиты и состава комиссии по приему курсового проекта
5В процессе защиты заслушивается доклад студента (не более 7 минут) затем студент отвечает на вопросы членов комиссии. Вопросы могут касаться как темы курсового проекта так и носить общий характер в пределах программы дисциплин специальности и специализации.
6Студенту защитившему курсовой проект выставляется оценка по десятибальной шкале (от 4 до 10) с соответствующей записью в ведомость (экзаменационный лист) и зачетную книжку с указанием темы курсового проекта
7Студенту не защитившему курсовой проект а также студенту не представившему проект с отметкой о допуске к защите выставляется оценка по десятибальной шкале (от 1 до 3) или запись "не явился" (при отсутствии студента на защите) с соответствующей записью в ведомость (экзаменационный лист). При этом запись в зачетную книжку не производится.
[1] Конкретный состав и наименование разделов ТЗ определяется темой и целью выполнения проекта
[2] Содержание этапов работы и сроки их выполнения должны быть уточнены и согласованы с Заданием по курсовому проектированию

kursovaya_rabota.docx

Устройство ввода данных и паролей с пластиковой картой - это электронная система позволяющая идентифицировать входящих и выходящих сотрудников и посетителей предоставляющая возможность доступа на охраняемую территорию только тем кто имеет на это право. Устройство ввода данных и паролей с пластиковой картой - это неустанный круглосуточный надзор и защита всех критических зон всех территорий и помещений. Принцип работы системы достаточно прост. Каждый из работников получает индивидуальную карточку с кодом. На входе и выходе устанавливаются устройства считывающие информацию. На основании анализа данных о владельце карточки система реагирует соответствующим образом: открывает или блокирует дверь включает сигнал тревоги регистрирует присутствие человека на рабочем месте и его передвижения по объекту. Системы контроля доступа ненавязчивы и не создают помех для нормальной работы. Такие системы относительно дешёвые. В отличие от ключа карточку очень трудно или вообще невозможно подделать. За несколько секунд оператор может сделать карточку недействительной если она потеряна или украдена.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И АНАЛОГОВ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО УСТРОЙСТВА
В виде аналога была взята система контроля и управления доступом. В основе работы систем контроля и управления доступом заложен принцип сравнения тех или иных идентификационных признаков принадлежащих конкретному физическому лицу или объекту с данными заложенными в систему.
Каждый из сотрудников (посетителей) получает карту доступа или брелок содержащий только ему присущий индивидуальный код присваиваемый при выдаче карты доступа в бюро пропусков. В качестве кода могут использоваться также биометрические данные человека (отпечатки пальцев геометрия кисти руки голос данные о радужной оболочке глаза и т.д.).
При проходе на охраняемую территорию или в охраняемое помещение производится считывание данных с носителя кода через специальные считывающие устройства. Информация о посетителе передается в систему где производится анализ и дается сигнал адекватно реагирующий на сложившуюся ситуацию: Проход разрешен> Проход запрещен> Повторный проход по одной карте> вывод сигнала Тревога> на пульт охранника при нарушении охраняемой территории без соответствующих прав и т.д.
При необходимости вмешательства охраны в сложившуюся ситуацию на экран компьютера поста охраны выводится тревожный сигнал план помещений где указано место сработки системы и инструкция определяющая действия персонала в данной ситуации.
Причем система тут же может отреагировать на тревожную ситуацию заблокировав замки в охраняемое помещение включив систему видеонаблюдения на территории блокировав пути прохода по точкам доступа.
Для анализа произошедших событий имеется возможность просмотра и распечатки протокола событий за определенный период времени.
Для исключения злоупотреблений в использовании карт доступа и ужесточения проходного режима в особо важные зоны имеется ряд функций позволяющих:
исключить двойной проход в зону по одной карте;
разрешить доступ только по 2-м картам (войти могут только два человека встретившись вместе и обладающих соответствующими полномочиями);
ограничить количество лиц в помещении и зоне (при превышении установленного порогового значения контроллер не пропустит в зону очередного человека;
установить режим вход под принуждением> (незаметно для окружающих охране подается сигнал тревоги. Ситуация когда злоумышленник приставляет пистолет к виску сотрудника и требует набрать код для проникновения в помещение. В этом случае предусмотрена возможность предупредить охрану увеличив (изменив) одну из цифр вводимого кода на единицу);
охраннику дается право на самостоятельное принятие решения о разрешении на проход посетителя (при считывании карты на монитор охранника выводится фотография владельца которая сличается с изображением выдаваемым видеокамерой);
установить режим счетчика на использование карты (количество чтений карты на конкретном считывателе ограничивается);
установить скрытый контроль в помещении (включить запись на видеокамеру или подать сигнал тревоги на пульт охраны при проникновении в защищаемое помещение и отсутствии соответствующих прав. Причем для злоумышленника факт обнаружения остается неведомым.)
Рисунок 1 – Схема внешних соединений
РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ И СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА
1 Разработка технического задания
Техническое задание на разработку устройства ввода данных и паролей с пластиковой картой приведено в приложении А. Техническое задание составлялось на основе задания на курсовое проектирование и включает в себя следующие разделы:
Наименование область применения и назначение изделия;
Источники разработки;
— 3.1 Исходные данные (задание на курсовое проектирование);
— 3.2 Содержание пояснительной записки;
— 3.3 Перечень графического материала;
Назначение и цель разработки;
Порядок приёмки работ.
2 Разработка структурной схемы устройства
Структурная схема устройства ввода данных и паролей с пластиковой картой приведена в приложении Б. Структурная схема составлялась на основании технического задания.
Целью создания структурной схемы было определить основные элементы из которых будет состоять разрабатываемое устройство.
РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ И АЛГОРИТМА УСТРОЙСТВА
1 Разработка алгоритма работы устройства
Программа электронного замка имеет главный цикл блок-схема которого показана на рисунке 2. В основном цикле производится опрос панельки и если там обнаруживается ключ то считывается его код. Затем этот код проверяется и если он совпадает с кодом мастер-ключа или любого другого ключа (ключа пользователя) занесенного в память замок открывается. Также проверяется состояние кнопки открывания двери и в случае нажатия замок тоже открывается.
Рисунок 2 - Блок-схема основного цикла программы
Для обработки событий связанных с программированием имеются две подпрограммы: PROGT и PROGS. Первая вызывается при считывании кода ключа в режиме программирования вторая – при нажатии кнопки программирования (NUMBER). Процесс программирования разбит на 3 фазы. При нажатии кнопки NUMBER осуществляется вход в программирование т.е. переход к фазе 1. При этом на индикатор выводится буква «P». Считываемые после этого коды ключей проверяются на совпадение с кодом мастер-ключа так как только он может позволить продолжить программирование. Если такое совпадение произошло то осуществляется переход к фазе 2. На индикатор выводится номер текущего ключа который кнопка NUMBER может изменять. Если снова будет зарегистрировано касание ключа то произойдет переход к фазе 3. Еще одно касание ключа приведет к запоминанию его кода и к возврату к фазе 2. Нажатием кнопки NUMBER тоже можно вернуться к фазе 2 но без изменения содержимого памяти. Любое действие в режиме программирования вызывает перезагрузку таймера возврата который имеет интервал 5 секунд и проверяется в основном цикле. Если будет обнаружено обнуление этого таймера то происходит выход из режима программирования.
Рисунок 3 - Блок-схемы подпрограмм используемых при программировании кода ключа
2 Разработка функциональной схемы устройства
Схема электрическая функциональная БНТУ11301112.020 устройства ввода данных и паролей с пластиковой картой приведена в Приложении В. Функциональная схема составлялась на основании технического задания (Приложение А) и схемы электрической структурной (Приложение Б). Целью создания функциональной схемы было выявление основных элементов системы и способы их соединения.
Блок управления будет представлять собой микроконтроллер (АТ89С2051) он будет осуществлять анализ данных и в соответствии с алгоритмом работы выдавать соответствующие сообщения с помощью светодиодной индикации.
Блок питания осуществляет питание основных блоков системы а именно. Блок питания представляет собой разъём от которого напряжение питания (12 В по техническому заданию) поступит на стабилизатор напряжения на выходе которого мы получим стабилизированное напряжение 5 В необходимое для питания всех элементов системы.
РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ
Схема электрическая принципиальная БНТУ11301112.020 устройства ввода данных и паролей с пластиковой картой приведена в приложении Г. Принципиальная схема составлялась на основании технического задания (Приложение А) и схемы электрической структурной (Приложение Б) и схемы электрической функциональной (Приложение В).
Основой конструкции является микроконтроллер типа AT89C2051 фирмы Atmel. К портам P1.0-Р1.2 подключены светодиоды индикации «Программирование» «Работа» «Совпадение карточек». К портам P1.7 подключен зуммер. Хранение серийных данных о карточках осуществляется в микросхеме EEPROM типа 24C02 подключенной к портам P3.4 (SDA) и P3.5 (SCL). Внешняя панелька подключается к порту P3.3 через разъем XP2 и элементы защиты VD4 R3 VD5 и VD6. Подтягивающий резистор R4 выбран согласно спецификации однопроводной шины. Кнопка открывания двери подключена к порту P3.2 через разъем XP1 и такие же элементы защиты. Считыватель подключается через разъём ХТ1. Исполнительным устройством замка является электромагнит подключенный через терминал. Электромагнитом управляет ключ VT3 в качестве которого используется мощный МОП-транзистор типа IRF540. Диод VD7 защищает от выбросов самоиндукции. Ключом VT3 управляет транзистор VT2 который инвертирует сигнал поступающий с порта P3.0 и обеспечивает управляющие уровни 012В на затворе VT3. Инверсия нужна для того чтобы исполнительное устройство не срабатывало во время сброса микроконтроллера когда на порту присутствует уровень логической единицы. 12-вольтовые управляющие уровни позволили применить обычный МОП-транзистор вместо более дефицитного низко порогового. Для индикации открытия замка используется светодиод который управляется тем же портом что и электромагнит но через транзисторный ключ VT1. Светодиод подключается через тот же разъем что и внешняя панелька. Поскольку устройство должно работать круглосуточно без обслуживания для повышения надежности установлен супервизор типа МСР 103. На порту P3.1 микроконтроллер формирует периодические импульсы.
Конструктивно устройство в дальнейшем будет выполнено в корпусе размером 150х100х60мм. Большинство элементов смонтировано на печатной плате. Для подключения исполнительного устройства на плате имеются терминалы все остальные внешние цепи подключаются через малогабаритные разъемы с шагом контактов 2.54мм. Разъемы будут расположены на печатной плате и снаружи корпуса недоступны. Провода выходят из корпуса через резиновые уплотнители. На боковой панели корпуса размещены светодиоды индикации «Программирование» «Работа» «Совпадение карточек».
1 Микроконтроллер АТ89С2051
Отличительные особенности микроконтроллера:
Совместимость с приборами семейства MCS-51
Емкость перепрограммируемой Flash памяти: 2 Кбайт 1000 циклов стираниезапись.
Диапазон рабочих напряжений от 27 В до 6 В
Полностью статический прибор - диапазон рабочих частот от 0 Гц до 24 МГц
Двухуровневая блокировка памяти программ
СОЗУ емкостью 128 байтов
программируемых линий вводавывода
16-разрядных таймерасчетчика событий
Шесть источников сигнала прерывания
Выходы прямого управления СИД
Встроенный аналоговый компаратор
Пассивный (idle) и стоповый (power down) режимы
Промышленный (-40°С 85°C) и коммерческий (0°C 70°C) диапазоны температур
-выводные корпуса PDIP и SOIC
Внешний вид микроконтроллера приведён на рисунке 3 УГО и цоколевка на рисунке 4.
Рисунок 3 —AT89C2051 внешний вид
КМОП микроконтроллер АТ89С2051 оснащенный Flash программируемым и стираемым ПЗУ совместим по системе команд и по выводам со стандартными приборами семейства MCS-51. Микроконтроллер содержит 2 Кбайта Flash ПЗУ 128 байтов ОЗУ 15 линий вводавывода один 16-разрядный таймерасчетчика событий полнодуплексный порт (UART) пять векторных двухуровневых прерываний встроенный прецизионный аналоговый компаратор встроенные генератор и схему формирования тактовой последовательности. Программирование Flash памяти программ ведется с использованием напряжения 12 В ее содержимое может быть защищено от несанкционированных записисчитывания. Имеется возможность очистки Flash памяти за одну операцию возможность считывания встроенного кода идентификации.
Потребление в активном режиме на частоте 12 МГц не превышает 15 мА и 55 мА при напряжении питания 6 В и 3 В соответственно. При тех же условиях в пассивном режиме при котором остановлено ЦПУ но система прерываний ОЗУ таймерсчетчик событий и последовательный порт остаются активными потребление не превышает 5 мА и 1мА. В стоповом режиме потребление не превышает 100 мкА и 20 мкА при напряжении питания 6 В и 3 В соответственно.
Рисунок 4 — УГО и цоколевка АТ89С2051
2 Стабилизатор напряжения
Внешний вид стабилизатора приведён на рисунке 5 УГО и цоколевка на рисунке 6 а основные характеристики в таблице 1.
Рисунок 5 — Внешний стабилизатора напряжения КР142ЕН5А
Вход 1 предназначен для подачи входного напряжения. Вход 2 является общим и предполагает подключение земли. Вход 3 предназначен для вывода выходного напряжения.
Рисунок 6 — УГО и цоколевка стабилизатора напряжения КР142ЕН5А
Таблица 1 — Основные характеристики стабилизатора напряжения КР142ЕН5А
Выходное напряжение В
Входное напряжение В
Максимальный выходной ток А
Рабочий диапазон температур °С
Габариты стабилизатора КР142ЕН8А представлены на рисунке7:
Рисунок 7 – Габариты стабилизатора КР142ЕН5А
3 Микросхема супервизора
Схема аппаратного сброса реализована с помощью супервизора МСР103.
Супервизоры питания- интегральные микросхемы изменяющие состояние своего выходного цифрового сигнала если уровень напряжения питания установился ниже определенной пороговой величины. Доминирующей сферой использования таких устройств являются микропроцессорные системы особенно если в них используются энергонезависимые запоминающие устройства.
Применение супервизоров питания в таких системах позволяет устранить несанкционированное поведение микропроцессорамикроконтроллера при подаче и снятии питания то есть в интервалах времени когда напряжение питания находится на недостаточном уровне для корректной дешифрации и исполнения кода команды. Вэтих случаях возможна самопроизвольная иили незаконченная запись в энергонезависимую память микроконтроллера.
Втех случаях когда к электронному изделию предъявляются высокие требования надежности в сочетании с суровыми условиями эксплуатации (высокие электромагнитные и электростатические поля) и особыми требованиями безопасности для человека (например в индустриальной электронике) применение внешнего супервизора является обязательным даже несмотря на наличие практически во всех семействах микроконтроллеров собственных встроенных схем мониторинга напряжения питания и независимых сторожевых таймеров. Это связано в частности с тем что отказ микроконтроллера может распространяться и на его систему сброса.
УГО и цоколевка используемого супервизора приведены на рисунке 8.
Рисунок 8 — УГО и цоколевка МСР103
Vcc диапазон(В): 1 – 5.5 ;
Вход: двух контактный;
Потребление тока: 1 (мкА);
Сторожевой таймер: нет ;
Диапазон рабочих температур: -40 +85;
Задержка при сбросе: 120 мс;
Считыватель бесконтактный пластиковых карточек "С2000-Proxy
Вывод кода идентификационной карточки в формате Dallas Touch Memory
Взятиеснятие с охраны доступ в помещение одной картой
Работа со стандартными идентификационными картами и брелоками EmMarin например КИБИ-001 и БИБ-001 предприятия "Ангстрем
Встроенный звуковой сигнализатор (исп.01)
Напряжение питания - от 10 до 15 В
Потребляемый считывателем ток не более - 80 мА
Дистанция считывания - 7 см
Диапазон рабочих температур - от минус 20 до +50°С
Габаритные размеры - 125 х 95 х 7 мм
Рисунок 9 — Считыватель бесконтактный пластиковых карточек "С2000-Proxy" внешний вид
Применение С2000-Proxy считывателя:
- Системы контроля доступав помещения: ключи - идентификаторысчитыватели - контакторыконтроллеры
- Охранно-пожарные приборы: постановка - снятиезапись параметров программаторы
- Системы компьютерной безопасности
- Платежи на общественном транспорте
Транзистор КП505А (VT1)
Рисунок 10 — КП505А внешний вид
Рисунок 11 — КП505А значения предельно допустимых режимов
Транзистор IRF540 (VT3)
Максимальное напряжение сток-исток (VDS):100 В
Постоянный ток стока (ID):28 А
Сопротивление сток-исток открытого канала (RDS(on)):77 мОм
Мощность рассеяния (PD):150 Вт
Напряжение насыщения затвор-исток (max) (VGS):20 В
Заряд затвор-сток (QGD):32 нКл
Заряд затвор-исток (QGS):11 нКл
Заряд затвора (QG(tot)):72 нКл
Емкость затвора (Ciss):870 пФ
Рисунок 12 - Транзистор IRF540
Рисунок 13 — КИПД 42 внешний вид
Рисунок 14 — КИПД 42 основные параметры
Выпрямительный диод 1N4148
Максимальное постоянное обратное напряжение VR(Uобр):75 В
Максимальный прямой (выпрямленный за полупериод) ток (Iпрmax):150 мА
Максимально допустимый прямой импульсный ток (Iимп):2 А
Максимальное прямое напряжение (Uпр):1 В
Максимальный обратный ток (Iобр):25 мкА
Максимально допустимая мощность рассеивания (PD):0.5 Вт
Максимальное время обратного восстановления (tвос. обр.):4 нс
Емкость перехода (CД):4 пФ
Рисунок 15 – Выпрямительный диод
7 Стабилитрон BZV55-B5V6
Описание:Voltage regulator diodes
Номинальное напряжение стабилизации (Uст.ном.):5.6 В
Максимально допустимая рассеиваемая мощность (Pmax):0.5 Вт
Максимальный прямой ток (Iпр(max)):250 мА
Допустимое отклонение напряжения стабилизации от номинального (Допуск):2 %
Рисунок 16 – Стабилитрон
8 Расчёт дополнительных элементов
Резисторы R6 R8 R9 R14 являются подтягивающими для входов микроконтроллера к высокому логическому уровню напряжения. В этом случае расчёт производится по закону Ома:
R = VпитIвых = 5В0025 = 200 Ом
Из ряда Е24 выбираем резистор R = 200 Ом.
Резисторы R10 R11 R12 R13 R15 являются токоограничивающими для светодиодов рассчитаем их по формуле:
R = (Vпит-Vdd)Iсв= (5В-2.5В)002 А = 125 Ом.
Из ряда Е24 выбираем резистор R = 120 Ом.
Резисторы R3 R4 являются подтягивающими рассчитаем их по формуле:
Из ряда Е24 выбираем резистор R = 1.5 кОм.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Целью экономического обоснования является определение цены прибора: автономного устройства ввода данных и паролей с пластиковой картой. Цена изделия в большинстве случаев является одним из критериев выбора данного устройства из ряда однотипных приборов. Она также является важнейшим критерием обеспечения конкурентоспособности товара на рынке.
Затраты на сырье и материалы на единицу продукции (Мр) можно рассчитать по следующей формуле :
Где: Мн – норма расхода материала на единицу продукции кгшт.; Цм– цена единицы массы материала руб.
Результаты расчета затрат на сырье и материалы на производство единицы прибора представлены в таблице 6.
Таблица 2 – Расчет стоимости сырья и основных материалов
Стоимость материала на прибор руб
Фольгированный стеклотекстолит СФ2-35Г (ГОСТ 10316-78)
Припой ПОС-61 (ГОСТ 21931-76)
Стоимость покупных изделий и полуфабрикаты (Пф) определяют по формуле:
Где n – количество разных наименований деталей в комплекте;
КiЦi – сумма стоимости комплекта деталей полуфабрикатов по рыночной цене.
Таблица 3 – Расчет стоимости покупных изделий и полуфабрикатов
Наименование компл.изделия полуфабриката
Кол-во изделий на ед.прод.
Затраты на покупные изделия руб
микроконтроллер АТ89С2051
Стабилизатор напряжения КР142ЕН5А
Микросхема супервизора МСР103
Конденсаторы керамические К10-17б
Транзисторы полевые КП505А
Выпрямительные диоды
Светоизлучающий диод
Считыватель пластиковых карт
Транзистор полевой IRF540
Стоимость покупных изделий составляет:
Величина денежных затрат за вспомогательные материалы (Мв) в размере до 5% от стоимости основных и покупных полуфабрикатов:
Мв=(Мр+Пф)*5100 руб.
Где Мр – стоимость основных материалов руб.;
Пф – стоимость покупных полуфабрикатов руб.
Мв= (7400 + 619500)*5100 = 31350 руб.
Расчет производится по формуле при условии самостоятельного изготовления прибора:
Производственная себестоимость: Сп=658250 руб.
ОХРАНА ТРУДА И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
В данном разделе рассматриваются вопросы охраны труда при работе с разработанным устройством. Работа с данным прибором не представляет опасности для пользователей и экологии.
В современной радиоэлектронной аппаратуре отмечается очень высокая плотность размещения элементов электронных схем. В непосредственной близости друг от друга расположены соединительные провода коммутационные кабели. При протекании по ним тока выделяется значительное количество теплоты что может привести к повышению температуры отдельных узлов до 80-1000°С а затем к короткому замыканию и сгоранию с образованием искр электронных схем. При этом появляется опасность поражения электрическим током и возникновения пожаров.
неисправность электрооборудования и электросетей;
загорание материалов вследствие разрядов статического электричества;
В приборостроении пожарная опасность радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) связана с применением горящих материалов (резина пластмассы лаки др.).
Возможны загорания трансформатора от коротких замыканий плохих контактов на клеммах.
Для предупреждения пожара проводятся следующие мероприятия:
эксплуатационные: правильная эксплуатация оборудования и правильное содержание здания и территорий;
технические: соблюдение противопожарных правил и норм при устройстве отопления вентиляции оборудования.
Профилактическим мероприятием предупреждающим короткие замыкания является правильный выбор проводов периодическая проверка изоляции проводов своевременные осмотры ремонты и испытания.
В результате выполнения курсового проекта разработано устройство сортировки пропусков на микроконтроллере АТ89С2051. Рассмотрен принцип работы устройства. Составлена его принципиальная схема по которой в будущем будет разведена печатная плата. В соответствии с заданными техническими характеристиками и условиями эксплуатации изделия выбраны комплектующие. Выполнен расчет по справочнику определены номиналы и марки элементов составляющих схему.

prilozhenie_v.dwg

Узел контроля и индикации инфракрасных шлейфов охранной сигнализации
Схема принципиальная
Устройство ввода данных и паролей с пластиковой карты
Функциональная схема Приложение В
МК АТ89С2051 БЛОК УПРАВЛЕНИЯ
Считыватель touch memory
Схема управления ЭМЗ
Схема сопряжения мки
Разъём для подключения шлейфа
Кнопка Открытия двери ХР1

prilozhenie_b_i_g.dwg

Узел контроля и индикации инфракрасных шлейфов охранной сигнализации
Схема принципиальная
Х1 Х2 RST P3.0RXD P3.1TXD P3.2INT0 P3.3INT1 P3.4T0 P3.5T1
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P3.7
OUT WD OPN OWP SDA SCL
A0 A1 A2 GND U WP CLK DATA
Устройство ввода данных и паролей с пластиковой карты
Принципиальная схема Приложение Г
Схема структурная Приложение Б
Считыватель пластиковой карты
Схема управления ЭМЗ
Схема сопряжения мки
Разъём для подключения шлейфа
Схема переключения с основного питания на резерв.
Стабилизатор напряжения
RST TD TOL ST RST RST Vcc GND

titulnikreferatsoderzhanie.docx

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра «Информационно-измерительная техника
по дисциплине: «Узлы приборов систем безопасности»
Тема: Устройство ввода данных и паролей с пластиковой картой
Курсовой проект содержит 30 страниц 16 рисунков 3 таблицы 4 приложения.
СЧИТЫВАТЕЛЬМИКРОКОНТРОЛЛЕР МАГНИТОКОНТАКТНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРО МАГНИТ ЗУММЕР.
Целью данного курсового проекта является разработка устройства ввода данных и паролей с пластиковой картой.
В ходе создания проекта была разработано устройство ввода данных и паролей с пластиковой картой. Разработаны структурная функциональная и принципиальные схемы и спецификация перечня элементов для дальнейшего производства печатной платы.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И АНАЛОГОВ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО УСТРОЙСТВА5
РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ И СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА8
РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ И АЛГОРИТМА УСТРОЙСТВА9
РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ12
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ..25
ОХРАНА ТРУДА И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 28