Автор: Константин ЧУХНОВ, специалист отдела технической поддержки компании «Аргус-Спектр»
Особенности проектирования радиокальных систем охраны
Радиоканальные системы ОПС завоевывают всё большую популярность. Об основных этапах проектирования беспроводного оборудования, а также о расчете дальности действия радиоустройств в помещениях читайте в этой статье Процесс составления проектно-сметной документации можно разделить на следующие этапы: • Утверждение заказчиком ТЗ • Составление коммерческого предложения или проекта стадии «П» (для больших объектов) • Утверждение проекта стадии «Р» (рабочая документация) • Согласование сметной документации • Составление исполнительской документации (рабочей документации с внесенными изменениями) Техническое задание (ТЗ) составляется по РД 25.952-90 «Системы автоматические пожаротушения, пожарной, охранной и охранно-пожарной сигнализации. Порядок разработки задания на проектирование». Для небольших объектов затем формируется коммерческое предложение, а для крупных – проект стадии «П» (технико-экономическое обоснование по СНиП 11-01-95 «……….»???). Необходимо отметить, что при использовании проводного оборудования суммарные затраты на расходные материалы, проектирование, монтаж и пусконаладку системы могут достигать двукратной стоимости самого оборудования, т. е. итоговая сумма может в 3 раза превышать затраты на приборы. Очевидно, что этот факт, а также более высокая скорость выполнения проекта, возможность монтажа оборудования без вывода объекта из эксплуатации, минимальное вмешательство в интерьер помещений во многом объясняют возросшую популярность радиоканальных систем охранно-пожарной сигнализации и оповещения. Проект стадии «Р» является основой для определения тактики работы системы. Для беспроводного оборудования составление рабочей документации включает в себя: – размещение охранных и пожарных извещателей и оповещателей на планах объекта с учетом надежного обнаружения признаков вторжения или пожара; – размещение радиорасширителей на планах с учетом дальности действия радиоканала; – определение параметров системы (разделы, сигнальные и исполнительные устройства, устройства управления и их взаимосвязь). На данный момент наиболее непонятным (но не таким уж и сложным) процессом является расчет дальности действия радиоканальных устройств. Эти вычисления необходимо произвести для оптимального расположения на планах объекта радиорасширителей – приборов, которые контролируют свои дочерние извещатели, собирают и ретранслируют сообщения от них на пост охраны. Расчет дальности действия радиоканальных устройств Итак, каждая пара радиоустройств (например, «извещатель – радиорасширитель») характеризуется энергетическим потенциалом, который определяется мощностью передающих устройств, чувствительностью приемных трактов и параметрами антенно-фидерных трактов. Этот энергетический запас на радиолинии характеризует соотношение сигнал/шум в приемном тракте радиоканальных устройств и выражается в децибелах (dB). Рекомендуемый энергетический запас, обеспечивающий стабильную радиосвязь – не менее 20 дБ. Давайте рассмотрим алгоритм расчета величины этого запаса внутри и вне зданий. В качестве исходного значения необходимо взять величину энергетического потенциала между компонентами радиосистемы в открытой видимости – эта информация должна быть предоставлена производителем оборудования. Далее от этой величины вычитаем значения ослаблений сигнала (см. ниже) в зависимости от удаленности устройств и препятствий, находящихся между ними. Полученный результат и является расчетным энергетическим запасом между радиоустройствами. Ослабление сигнала (без учета замираний) на радиолиниях в свободном пространстве зависит от расстояния между радиоустройствами и характеризуется уменьшением телесного угла по мере удаления от источника сигнала. На рис. 1 приведена (графически) зависимость ослабления от удаленности радиоустройств. Замирания сигнала можно условно разделить на быстрые и медленные. Вне помещений быстрые замирания обусловлены интерференцией радиоволн, а медленные определяются в основном дневными и сезонными ослаблениями радиосигнала и вызванных изменением диэлектрической проницаемости воздуха. Глубина этих замираний может составлять от 10 до 20 dB.
Внутри здания со строительными конструкциями из кирпича или бетона ослабление радиосигнала связано с его многократным переотражением (от 10 до 40 dB). К быстрым замираниям приводят присутствие и перемещение в помещениях людей (от 15 до 25 dB). В свою очередь ослабление радиосигнала за счет прохождения сквозь строительные конструкции зависит от материала и толщины этих стен и перегородок. Их предельная толщина составляет для: – бетона – 0,47 м (433 мГц) и 0,24 м (868 мГц); – кирпича – 4,3 м (433 мГц) и 2,18 м (868 мГц). Таким образом, можно считать, что ослабление радиосигнала в результате прохождения через одну стену при угле падения плоской волны на плоскую поверхность 90° будет составлять: – для дерева и пенобетона – 3–4 dB; – для кирпича – 6 dB; – для бетона – 10 dB; – для железобетона – 18-20 dB (при объемном армировании может достигать до 30 dB).
Если плоская волна на поверхность попадает под углом, отличным от 90°, то предельная толщина стены будет несколько меньше. На рис. 2 представлены графики ослабления радиосигнала в зависимости от угла, под которым он попадает на них, и материалов, из которых они выполнены. Пример расчета дальности радиосвязи на объекте Для примера возьмем восемь помещений. В первом из них установлен радиорасширитель, в последнем радиоизвещатель (рис. 3). Расстояние между ними 48 м. Между ними имеется семь стен толщиной 15 см, выполненных из пенобетона. Угол падения волны φ = 20°. Vпр.= 7 × 5dB = 35 dB. Ослабление за счет дифракции Vд=35 dB Суммарное ослабление сигнала за счет препятствий Vд+пр= 32 dB Ослабление в свободном пространстве Vо = 58 dB. Суммарное ослабление сигнала V∑= 32 + 58= 90 dB. В примере рассматривается оборудование радиосистемы «Стрелец», в которой при работе со штатными антеннами энергетический потенциал между радиорасширителем и его дочерним извещателем составляет 114 dB. В итоге запас на замирания Pс = 114 – 90 = 24 dB, что в большинстве случаев вполне достаточно для организации нормальной радиосвязи. Если рассчитанного запаса недостаточно для компенсации быстрых и медленных замираний (т. е. результат менее 20 дБ), рекомендуется или менять расположение радиоустройств, или использовать дополнительные мероприятия по увеличению энергетического потенциала (выносные или направленные антенные, антенные усилители и т. п.). Применять дополнительные способы увеличения дальности радиосвязи целесообразно также в тех случаях, когда установка промежуточных звеньев радиосистемы (ретрансляторов) невозможна или неоправданна. В частности, такая ситуация вполне вероятна при проектировании системы охранно-пожарной сигнализации в дачных поселках, садоводствах, гаражных кооперативах. Специфика построения радиосистемы в этих случаях заключается в том, что, вероятно, потребуется обеспечение радиосвязи с удаленным объектом (например, отдельно стоящим коттеджем или иным строением). При этом установка промежуточного радиорасширителя может быть сопряжена с определенными трудностями. Во-первых, промежуточный радиорасширитель должен быть установлен в недоступном месте (защита от воровства и вандализма), и к нему должен быть обеспечен подвод электропитания. Во-вторых, если единственной целью при установке радиорасширителя является ретрансляция сообщений, то установка промежуточного радиорасширителя экономически нецелесообразна. Наконец, установка дополнительных звеньев несколько снижает надежность радиосистемы (могут возникнуть проблемы с электропитанием, не исключена возможность саботажа и т. д.). Увеличение дальности достигается путем использования выносных антенн (уменьшается влияние источников помех, не требуются дополнительные источники питания) или усилителей (простота установки).
Параметры радиосистемы и рекомендации по установке оборудования Последним этапом при разработке рабочей проектной документации является определение параметров радиосистемы: частотных каналов, разделов, сигнальных и исполнительных устройств и устройств управления с указанием их взаимосвязи. На этом же этапе задаются и параметры радиорасширителей как приемно-контрольных устройств радиосистемы: – общие: параметры функционирования радиорасширителя; – разделы: локальный раздел – основная функциональная единица для управления и индикации состояния системы; – реле: внешняя реакция на события в разделах; – дочерние устройства: сигнальные, исполнительные и устройства управления, входящие в раздел, и их параметры функционирования; – пользователи: кто и с каким кодом допущен к управлению локальным разделом. В заключение приведем основные рекомендации по монтажу оборудования радиосистем: – радиорасширители и дочерние устройства следует монтировать по возможности дальше от металлических предметов, металлических дверей, металлизированных оконных проемов, коммуникаций и др. (рис. 4); Рис. 4. Радиоустройства следует монтировать по возможности дальше от металлических предметов – следует избегать установки радиоустройств вблизи различных электронных приборов, компьютерной техники, токоведущих кабелей, проводов, для того чтобы исключить влияние помех от функционирующих преобразователей напряжения, микропроцессоров и проч. на качество радиоприема. Рекомендуемое расстояние между радиорасширителями и электронными устройствами – не менее 1–1,5 м (рис. 5);
Рис. 5. Рекомендуемое расстояние между радиорасширителями и электронными устройствами – не менее 1,5 м – радиорасширители рекомендуется устанавливать так, чтобы основная антенна находилась в вертикальном положении. Рекомендуемая высота установки радиорасширителей – не менее 2–2,5 м (рис. 5). Рис. 5. Рекомендуемая высота установки радиорасширителей – не менее 2 м
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru