]]>]]>
]]>]]>
]]>]]>
]]>]]>
]]>EN]]>
RU

Система речевого оповещения о пожаре

Заказчик

Производитель и поставщик электронных систем безопасности, противопожарной и охранной сигнализации.

Задача

Разработать систему речевого оповещения о пожаре и управления эвакуацией, предназначенную для оповещения людей при возникновении чрезвычайной ситуации, трансляции информационных сообщений и фоновой музыки с микрофонной консоли.

Основные требования к проектируемой СО:

  • Модульный принцип построения. До 16-ти независимых зон оповещения.
  • Гибкое построение алгоритмов оповещения (до 16)
  • Автоматический и ручной запуск алгоритмов оповещения
  • Управление световыми, звуковыми и комбинированными оповещателями
  • Запись, хранение, воспроизведение тревожных / эвакуационных сообщений
  • Полоса частот речевых сообщений 150 – 15 кГц, разрядность цифровых данных 16 бит. Обеспечить высокое качество транслируемой фоновой музыки, а также информационных и речевых сообщений
  • Автоматическое воспроизведение различных сообщений в различные зоны оповещения. Использование до 3-х сообщений до 5 мин. для каждой зоны
  • Линейное или кольцевое построение системы по обмену. При обрыве линии или коротком замыкании, обмен информацией идет по двум направлениям
  • Интерфейс передачи должен позволять осуществлять передачу данных на расстояние до 800 метров без ретранслятора
  • Передача сигналов с микрофона и внешнего источника звукового сигнала в любые зоны оповещения
  • Контроль всех входных, выходных линий, линий связи и удаленных источников питания
  • Ведение журнала событий происходящих в системе
  • Конфигурирование и диагностика системы с помощью спец. ПО на ПК

Решение

Описание решения:

  • Сбор требований и техническое задание
  • Аппаратура микрофонной консоли и адресного блока
  • Встраиваемое ПО устройств
  • Разработка конструкции устройств
  • Реализация бизнес-логики
  • Отладочное ПО

1. Концепция

Основными модулями системы оповещения (СО) являются микрофонная консоль (МК) и адресный блок (АБ).

В системе МК осуществляет функции сбора информации от АБ (до 8 шт.), управления АБ по заложенным алгоритмам оповещения, автоматический контроль соединительных линий, передачу речевых сообщений с микрофона и линейного входа в выбранную (-ые) зону (-ы), отображения состояния всех узлов и приборов СО.

АБ обеспечивают включение необходимых линий управления и трансляцию тревожных и эвакуационных сообщений в зоны оповещения по сигналам управления с МК или с пожарного приемно-контрольного прибора (ППКП) в автономном режиме работы. Каждый АБ обеспечивает управление двумя зонами оповещения и имеет два тревожных входа, подключаемых к ППКП для автоматического запуска алгоритмов оповещения.

3. Аппаратная часть

В качестве управляющего микроконтроллера для обоих модулей был выбран STM32F103 на базе ядра Cortex-M3 от ST Microelectronics. Для кодирования/декодирования цифровых аудио данных был выбран дискретный аудио кодек VS1053 от VLSI Solution.

Для передачи аудиоданных и управляющих команд использовались две линии информационного обмена RS485 и RS422 соответственно.

В состав модулей входят:

  • часы реального времени для фиксации событий в системе по времени
  • SD/MMC карта памяти для хранения журнала событий, тревожных и информационных сообщений
  • датчик вскрытия корпуса
  • пленочная клавиатура для управления системой с МК оператором
  • матрица светодиодных индикаторов для отображения состояний системы на МК.

4. Программное обеспечение

Разработанное программное обеспечение было выполнено с использованием ОСРВ FreeRTOS.

Были реализованы драйвера аудиокодека, матричной клавиатуры, светодиодной индикации, устройства доступа iButton, спикера, часов реального времени. В драйвере часов реального времени дополнительно реализована функция автоматической подстройки, позволяющая обеспечить высокую точность хода часов, независимо от точности частоты часового кварца.

Для организации информационного обмена между МК и АБ использован протокол Modbus. Реализована полная бизнес-логика работы модулей в системе. Реализован функционал конфигурирования системы с помощью внешнего ПО.

Реализовано сохранение журнала событий с фиксацией по системному времени. Сохраняется 999 системных событий с автоматическим замещением более ранних событий последними. Журнал событий сохраняется на SD карте и может быть считан с помощью ПО конфигурирования МК.

Для хранения файлов тревожных и информационных сообщений на SD карте, а также для возможности их записи стандартными средствами была реализована поддержка файловой системы FAT16.

Передача/прием аудиоданных реализован с использованием DMA каналов, что позволило снизить нагрузку на управляющий микроконтроллер. Также для организации непрерывного потокового вещания фоновой музыки на передающей (МК) и приемной (АБ) сторонах использовались циклические буфера.

В драйвере аудиокодека VS1053 реализованы функции загрузки плагинов для декодирования(воспроизведения) и кодирования(записи) аудиопотоков двух профилей – музыкального, с частотой сэмплирования 44100 Гц и средним битрэйтом ~80кб/с; и микрофонного, соответственно 1600 Гц и ~30кб/с. Данный битрэйт позволяет прокачивать аудиоданных по линии RS485 на скорости 115200 бод. Также реализована функция автоматической подстройки частоты сэмплирования для сглаживания рассинхронизации между кодирующим и декодирующим кодеками.

В МК предусмотрено сохранение до 16 различных алгоритмов, описывающих поведение системы в случае возникновение тревоги. Эти алгоритмы сохраняются во флэш-памяти микроконтроллера. Данные алгоритмы могут быть сконфигурированы с помощью специального ПО. Кроме того для АБ реализован автономный режим работы, в случае отсутствия связи с МК, предусматривающий выполнение до двух тревожных алгоритмов.

Для контроля подключенных аудио линий была реализована схема чувствующая изменение подключенной суммарной мощности на 1Вт в диапазоне от 5 до 160Вт.

В системе реализованы функции контроля всех внешних линий, включая линии передачи данных, и сигнализирование о возникновении неисправности с помощью звукового сигнала, и отображением на светодиодной индикации.

5. Сертификация

Система голосового оповещения о пожаре успешно прошла сертификацию требованиям ГОСТ по электробезопасности, помехоустойчивости к нано- и микроимпульсам и пыле- и влагостойкости.

Преимущества

Разработанная система голосового оповещения о пожаре обладает следующими преимуществами:

  • Масштабируемость системы
  • Цифровая передача звука
  • Контроль целостности межблочных соединений
  • Снижение стоимости системы

Отправить запрос

* Телефон:

международный номер с кодом страны и города

Перезвоним сегодня или на следующий рабочий день. Skype для быстрой связи: sales.promwad

* E-mail:

На вашу почту придет копия отправленного запроса

Сообщение

Тут можно указать ваше имя, название компании, суть запроса и удобное время звонка