Граждане судьи, граждане присяжные заседатели! Дело было так.

Тема моего проекта: “Аппаратно-программные средства периферийных устройств системы сбора показаний счетчиков тепловой энергии.”

Сейчас в нашем городе, да и вообще в крупных городах, идет расширение использования счетчиков тепловой энергии для крупных потребителей тепла (школы, больницы, промышленные предприятия, банки, ВУЗы и т.д.). Счетчики эти в большинстве своем рассредоточены по территории города. Это как раз и продемонстрировано на первом плакате. Здесь схематически изображены основные магистрали города (Московское, Сов.Арми, Ст.Загора, пр. Кирова), и кружочками показаны одни из многих пунктов учета тепловой энергии. Также здесь показан Диспетчерский пункт, расположенный на насосной станции “Солнечная.” В настоящее время сбор информации со всех пунктов учета тепловой энергии производится вручную. Приезжает оператор с устройством для временного хранения информации, считывает показания и едет на диспетчерский пункт. Все это происходит примерно раз в месяц. За время отсутствия оператора, которое намного больше времени его присутствия, на пункте учета может возникнуть какая-нибудь из ряда вон выходящая ситуация, требующая немедленных действий.

Структура пункта учета тепловой энергии приведена на следующем листе. С помощью датчиков температуры, давления и расхода воды, устанавливаемых на подающий и обратные трубопроводы, тепловычислитель определяет количество израсходованного теплоносителя (массу или объем), количество теплоты и ряд других параметров. С тепловычислителя, если пришел запрос с ДП, информацию снимает контроллер и передает ее через модем и радиостанцию в эфир. Также контроллер следит за датчиками пожара, охраны и затопления. Если возникла исключительная ситуация, то датчик подает сигнал на контроллер, который автоматически выходит на связь с ДП и подает сигнал тревоги.

Вот на следующем листе как раз представлена структура ДП. Приходящий из эфира сигнал передается радиостанцией на модем, откуда он поступает на обработку в компьютер. В компьютере должно быть установлено специальное программное обеспечение позволяющее проводить соответствующую обработку сигнала, как то: посылать запрос на получение данных с теплосчетчика на пункт учета тепловой энергии, принимать и представлять в удобном для оператора виде полученные данные, в случае необходимости подать сигнал тревоги, проверить работоспособность систем пункта учета тепловой энергии, вести непрерывное слежение, если потребуется создать форму отчета для печати на принтере.

(Лист №7)Контроллер на пункте учета все время находится в режиме ожидания вызова и одновременного слежения за датчиками охраны, пожара и затопления. Если вызова нет, то контроллер поочередно опрашивает названные датчики. Как только приходит вызов с ДП, модем, а соответственно и контроллер, ждет четырех гудков вызова. Как только заканчивается четвертый сигнал, контроллер отправляет запрос на пароль на ДП. Это необходимо для безопасности и пресечения несанкционированного доступа к данным теплосчетчика, которые могут быть использованы или искажены кем-нибудь в корыстных целях. После передачи запроса контроллер переходит в режим ожидания ответа и проверяет, а не оборвалась ли связь. После прихода пароля контроллер сравнивает его с имеющимся и в случае успеха оператор получает доступ к данным тепловычислителя. В противном случае, контроллер дает сигнал модему на разрыв связи (“кладет трубку”).

Главным звеном в цепи передачи информации является контроллер, принципиальная схема которого представлена на листе №6. Основой частью контроллера является микроконтроллер фирмы ATMEL - AT90S1200. Это одно из последних достижений современной электроники, сочетающее в себе множество успешных решений в области оперативной обработки информации. При получении сигнала с модема он поступает на одну из микросхем DD1- DD3. Это микросхемы MAX232 - они способны преобразовывать сигналы ТТЛ уровня в сигналы уровня интерфейса RS232. Так вот, приходит сигнал уровня 12 вольт на микросхему, а на одном из выходов мы получаем пятивольтовый сигнал, с которыми работает микроконтроллер. Далее микроконтроллер производит обработку сигнала (проверка пароля или считывание данных с теплосчетчика). Если надо считать данные с теплосчетчика микроконтроллер посылает сигнал уровня 5 вольт на одну из микросхем DD4- DD5, на выходах которых мы снова получим сигнал уровня 12 вольт, с которыми и работает теплосчетчик. Такая простота контроллера и алгоритма его работы обеспечивает его высокую надежность. Наработка на отказ составляет примерно 1 700 000 ÷àñîâ.

(Лист №8) Что же представляет собой микроконтроллер AT90S1200? Как он устроен и какова его архитектура?

С точки зрения программиста AVR представляет собой 8-разрядный RISC микроконтроллер, имеющий быстрый Гарвардский процессор, память программ, память данных, порты ввода/вывода и интерфейсные схемы.

Гарвардская архитектура AVR реализует полное логическое и физическое разделение не только адресных пространств, но и информационных шин для обращения к памяти программ и к памяти данных. Способы адресации и доступа к ним также различны. Это обеспечивает существенное повышение производительности за счет одновременной работы центрального процессора как с памятью программ, так и с памятью данных. Микроконтроллер имеет периферийные устройства:

– таймер/счетчик, разрядность 8 бит;

– скоростной последовательный интерфейс SPI;

– встроенная система сброса микроконтроллера;

– асинхронный дуплексный последовательный порт UART;

– контроллер прерываний;

– внутренний тактовый генератор;

– сторожевой (WATCHDOG) таймер.

Это является его несомненным достоинством, т.к. отпадает надобность в подключении еще нескольких устройств, реализующих эти функции.

(Здесь же можно написать про аппаратные возможности: диапазон напряжений, тактовая частота, емкость памяти).

(Лист №9) На экономическом листе представлен график, из которого видно, что за два года и один месяц, при установке 100 контроллеров и всей необходимой к нему аппаратуры, проект себя окупит, и к концу третьего года будет получена прибыль в размере 390 тысяч. Прибыль будет получена за счет сокращения штата сотрудников, затрат на технику и обеспечения ее работоспособности (автомобили, водители, бензин {здесь можно рассказать про растущие цены на бензин}). Надо отметить, что при дальнейшем использовании прибыль будет расти, т.к. затраты будут только на зарплату операторам. Считаю необходимым так же отметить все более растущие потребности в таких системах и скорое увеличение их в нашем городе до 300 - 400.