Características del diseño de sistemas de seguridad por radio.
Los sistemas OPS de canales de radio están ganando cada vez más popularidad. Lea sobre las principales etapas del diseño de equipos inalámbricos, así como sobre el cálculo del alcance operativo de los dispositivos de radio en las instalaciones.
El proceso de elaboración de la documentación de diseño y estimación se puede dividir en las siguientes etapas :
Aprobación de las especificaciones técnicas por parte del cliente
Elaboración de propuesta comercial o proyecto de la etapa “P” (para objetos de gran tamaño)
Aprobación del proyecto de la etapa “P” (documentación de trabajo )
Coordinación de la documentación del presupuesto
Redacción de la documentación de ejecución (documentación de trabajo con modificaciones realizadas)
Especificaciones técnicas(TZ) está elaborado de acuerdo con el RD 25.952-90 “Sistemas automáticos de extinción de incendios, incendios, seguridad y alarma contra incendios. El procedimiento para desarrollar un encargo de diseño.» Para objetos pequeños, luego se forma una propuesta comercial, y para los grandes, un proyecto de etapa «P» (estudio de viabilidad según SNiP 11-01-95 «……….»???). Cabe señalar que cuando se utilizan equipos cableados, los costos totales de consumibles, diseño, instalación y puesta en servicio del sistema pueden alcanzar el doble del costo del equipo en sí, es decir, el monto total puede ser 3 veces mayor que el costo de los dispositivos. Obviamente, este hecho, así como una mayor velocidad de ejecución del proyecto, la posibilidad de instalar equipos sin desmantelar la instalación y una intervención mínima en el interior de las instalaciones, explican en gran medida la creciente popularidad de los sistemas de alerta y alarma contra incendios por canales de radio.
El proyecto de la etapa «P» es la base para determinar las tácticas del sistema. Para equipos inalámbricos, la preparación de la documentación de trabajo incluye:
colocación de detectores y anunciadores de seguridad e incendios en los planos del sitio, teniendo en cuenta la detección confiable de señales de intrusión o incendio;
colocación de expansores de radio en planos, teniendo en cuenta el alcance del canal de radio;
determinación de parámetros del sistema (secciones, dispositivos de señal y actuadores, dispositivos de control y sus relaciones).
Por el momento, el proceso más incomprensible (pero no tan difícil) es calcular el alcance de los dispositivos de canales de radio. Estos cálculos deben realizarse para la ubicación óptima de los expansores de radio en los planos del sitio: dispositivos que monitorean sus detectores infantiles, recopilan y transmiten sus mensajes al puesto de seguridad.
Cálculo del alcance de los dispositivos del canal de radio
Entonces, cada par de dispositivos de radio (por ejemplo, «detector — expansor de radio») se caracteriza por un potencial de energía, que está determinado por la potencia de los dispositivos transmisores, la sensibilidad de las rutas de recepción y los parámetros de la antena-alimentador. caminos. Esta reserva de energía en un enlace de radio caracteriza la relación señal-ruido en la ruta de recepción de los dispositivos de canal de radio y se expresa en decibelios (dB). La reserva de energía recomendada para garantizar una comunicación por radio estable es de al menos 20 dB. Veamos el algoritmo para calcular el importe de esta reserva dentro y fuera de los edificios.
Como valor inicial, es necesario tomar el valor del potencial energético entre los componentes del sistema de radio en plena visibilidad; esta información debe ser proporcionada por el fabricante del equipo. A continuación, a este valor le restamos los valores de atenuación de la señal (ver más abajo) en función de la distancia de los dispositivos y los obstáculos ubicados entre ellos. El resultado obtenido es la reserva de energía calculada entre dispositivos de radio.
La atenuación de la señal (sin tener en cuenta el desvanecimiento) en los enlaces de radio en el espacio libre depende de la distancia entre los dispositivos de radio y se caracteriza por una disminución del ángulo sólido con la distancia a la fuente de la señal. En la figura. La Figura 1 muestra (gráficamente) la dependencia de la atenuación de la distancia de los dispositivos de radio. El desvanecimiento de la señal se puede dividir en rápido y lento. En exteriores, el desvanecimiento rápido es causado por la interferencia de las ondas de radio, mientras que el desvanecimiento lento está determinado principalmente por la atenuación diurna y estacional de la señal de radio y causado por cambios en la constante dieléctrica del aire. La profundidad de estos desvanecimientos puede oscilar entre 10 y 20 dB.
Dentro de un edificio con estructuras de ladrillo u hormigón, el debilitamiento de la señal de radio está asociado con su re-reflexión múltiple (de 10 a 40 dB). El desvanecimiento rápido es causado por la presencia y el movimiento de personas en el interior (de 15 a 25 dB).
A su vez, la atenuación de una señal de radio debido al paso a través de las estructuras de un edificio depende del material y espesor de dichas paredes y tabiques. Su espesor máximo es para:
hormigón: 0,47 m (433 MHz) y 0,24 m (868 MHz);
ladrillo: 4,3 m (433 MHz) y 2,18 m (868 MHz).
Así, podemos suponer que la atenuación de una señal de radio como resultado de pasar a través de una pared con un ángulo de incidencia de una onda plana sobre una superficie plana de 90° será:
para madera y hormigón celular — 3 a 4 dB;
para ladrillo – 6 dB;
para hormigón – 10 dB;
para hormigón armado – 18-20 dB (con refuerzo volumétrico puede alcanzar hasta 30 dB).
Si una onda plana golpea la superficie en un ángulo distinto de 90°, entonces el espesor máximo de la pared será ligeramente menor. En la figura. En la figura 2 se muestran gráficas de la atenuación de la señal de radio en función del ángulo con el que incide sobre ellas y de los materiales con los que están fabricadas.
Un ejemplo de cómo calcular el alcance de la comunicación por radio en un objeto
Por ejemplo, tomemos ocho habitaciones. El primero de ellos contiene un expansor de radio, el último un detector de radio (Fig. 3).
La distancia entre ellos es de 48 m.
Entre ellos hay siete paredes de 15 cm de espesor, hechas de hormigón celular. Ángulo de incidencia de las olas φ = 20°. Vpr.= 7 × 5 dB = 35 dB.
Atenuación por difracción Vd = 35 dB
Atenuación total de la señal por obstáculos Vd + pr = 32 dB
Atenuación en espacio libre Vo = 58 dB.
Atenuación total de la señal V∑= 32 + 58= 90 dB.
El ejemplo considera el equipo del sistema de radio Strelets, en el que, cuando se trabaja con antenas estándar, el potencial de energía entre el expansor de radio y su detector de niños es de 114 dB. Como resultado, el margen de desvanecimiento Pс = 114 – 90 = 24 dB, que en la mayoría de los casos es suficiente para organizar las comunicaciones por radio normales.
Si el margen calculado no es suficiente para compensar el desvanecimiento rápido y lento (es decir, el resultado es inferior a 20 dB), se recomienda cambiar la ubicación de los dispositivos de radio o utilizar medidas adicionales para aumentar el potencial energético (remoto o antenas direccionales, amplificadores de antena, etc.).
También es recomendable utilizar métodos adicionales para aumentar el alcance de la comunicación por radio en los casos en que la instalación de enlaces intermedios del sistema de radio (repetidores) sea imposible o injustificada. Esta situación es especialmente probable cuando se diseña un sistema de seguridad y alarma contra incendios en complejos turísticos, zonas ajardinadas y cooperativas de garajes. La especificidad de construir un sistema de radio en estos casos es que probablemente será necesario proporcionar comunicación por radio con un objeto remoto (por ejemplo, una casa de campo independiente u otro edificio). En este caso, la instalación de un expansor de radio intermedio puede conllevar ciertas dificultades. En primer lugar, el expansor de radio intermedio debe instalarse en un lugar inaccesible (protección contra robo y vandalismo) y se le debe proporcionar suministro de energía. En segundo lugar, si el único propósito de instalar un expansor de radio es transmitir mensajes, entonces instalar un expansor de radio intermedio no es económicamente viable. Finalmente, la instalación de enlaces adicionales reduce algo la fiabilidad del sistema de radio (pueden surgir problemas con el suministro eléctrico, no se puede descartar la posibilidad de sabotaje, etc.).
El aumento del alcance se logra mediante el uso de antenas remotas (se reduce la influencia de las fuentes de interferencia, no se requieren fuentes de alimentación adicionales) o amplificadores (facilidad de instalación).
Parámetros del sistema de radio y recomendaciones para la instalación de equipos
La última etapa en el desarrollo de la documentación de diseño de trabajo es la determinación de los parámetros del sistema de radio: canales de frecuencia, secciones, dispositivos de señalización y actuación y dispositivos de control, indicando su relación.
En la misma etapa se configuran los parámetros de los expansores de radio como dispositivos receptores y de control del sistema de radio:
generales: parámetros de funcionamiento del expansor de radio;
secciones: sección local: la unidad funcional principal para controlar e indicar el estado del sistema;
relevo: reacción externa a eventos en secciones;
dispositivos infantiles: dispositivos de señalización, ejecución y control incluidos en la sección, y sus parámetros de funcionamiento;
usuarios: quién y con qué código puede gestionar la partición local.
En conclusión, estas son las recomendaciones básicas para la instalación de equipos de sistemas de radio:
Los expansores de radio y dispositivos subsidiarios deben montarse lo más lejos posible de objetos metálicos, puertas metálicas, aberturas de ventanas metalizadas, comunicaciones, etc. ( figura 4);
Fig. 4. Los dispositivos de radio deben montarse lo más lejos posible de objetos metálicos
Debe evitar instalar dispositivos de radio cerca de diversos dispositivos electrónicos, equipos informáticos, cables con corriente, alambres, para eliminar la influencia de la interferencia de convertidores de voltaje en funcionamiento, microprocesadores, etc. sobre la calidad de la recepción de radio. La distancia recomendada entre expansores de radio y dispositivos electrónicos es de al menos 1 a 1,5 m (Fig. 5);
Fig. 5. La distancia recomendada entre expansores de radio y dispositivos electrónicos es de al menos 1,5 m
Se recomienda instalar los expansores de radio de manera que la antena principal quede en posición vertical. La altura de instalación recomendada para los expansores de radio es de al menos 2–2,5 m (Fig. 5).
Fig. 5. La altura de instalación recomendada para los expansores de radio es de al menos 2 m