Генератор зашумления сетей сотовой связи
|
Генератор
зашумления сетей сотовой связи
|
Содержание
1 Введение……………………………………………………………………
2 Сотовый телефон с точки зрения
информационной безопасности…….
3 Способы защиты информации от утечки
по каналам сотовой связи…..
4 Основные типы систем подавления
сотовой связи……………………...
5 Обзор стандартов сотовой связи …………………………………………
6 Обзор оборудования по борьбе с
утечкой информации по сетям сотовой связи………………………………………………………………...
6.1Интеллектуальные системы
блокирования сетей сотовой связи…
6.2 Системы зашумления непрерывного действия……………………..
6.3 Акустические устройства блокирования радиотелефонов………...
7 Рассмотрение генератора
зашумления сетей сотовой связи RNR-03….
8 Разработка генератора
зашумления сетей сотовой связи……………….
8.1 Разработка схемы электрической структурной
генераторазашумления сетей сотовой
связи………………………………………….
8.2 Разработка генератора аналоговых
сигналов……………………….
8.3 Разработка фильтра сосредоточенной
селекции……………………
8.4 Выбор высокочастотного модуля……………………………………
8.5 Выбор высокочастотного усилителя
мощности…………………….
8.6 Выбор и обоснование стабилизатора
напряжения………………….
8.7 Алгоритм программы генерации
микроконтроллером аналоговых сигналов………………………………………………………………………
8.8 Полная схема электрическая
принципиальная генератора зашумления сетей сотовой связи…………………………………………...
8.9 Правила установки и эксплуатации
генератора зашумления сетей сотовой связи………………………………………………………………...
8.10 Рассчёт надёжности…………………………………………………..
|
Генератор
зашумления сетей сотовой связи
|
9 Расчёт экономических показателей………………………………………
9.1
Целесообразность разработки с экономической точки зрения…….
9.2 Калькуляция себестоимости генератора
зашумления сетей сотовой связи………………………………………………………………...
10
Охрана труда……………………………………………………………...
10.1 Охрана труда на рабочем месте оператора
ПК…………………....
10.1.1 Описание рабочего места оператора ПК…………………………
10.1.2
Освещенность рабочего места……………………………………
10.1.3 Параметры микроклимата
на рабочем месте…………………….
10.1.4 Нормирование шума………………………………………………
10.1.5 Методы защиты от шума………………………………………….
10.1.6 Вентиляция…………………………………………………………
10.2
Классификация видов электромагнитного излучения. Способы борьбы с
электромагнитным излучением………………………………….
10.2.1 Источники и воздействие электромагнитных излучений………
10.2.2 Природные источники электромагнитных полей……………….
10.2.3 Антропогенные источники электромагнитных полей…………..
10.2.4
Источники высокочастотных излучений (от 3 кГц до 300 ГГц……………………………………………………………………………
10.2.5 Защита от электромагнитных излучений………………………...
11 Заключение……………………………………………………………….
Приложение
А Характеристики
микроконтроллера PIC16f628………….
Приложение_Б Программа синтеза аналоговых сигналов
микроконтроллером………………………………………………………………..
Приложение
В Характеристики трансивера SI4210………………………
Приложение
Г Библиография………………………………………………
1 Введение
Мобильный телефон стал
самым востребованным изобретением XX века после пенициллина, а эволюция телефонов в фотоаппараты, мини-компьютеры и т.д.
сделала их просто незаменимыми для
каждого современного человека.
Однако есть у мобильных
телефонов один недостаток – они издают звуки, звонят,
причем порой в самый неподходящий
момент. Особенно неприятно, когда на
совещании или деловых переговорах чей-нибудь телефон разражается «Муркой» или «Менеджером», постоянно приходится
отвлекаться и, к сожалению, теряется
нить разговора, из-за чего теряется много времени и порой сами переговоры проходят не очень удачно, потому что стороны не могут
сосредоточиться на теме - их постоянно отвлекают.
Решение этой проблемы –
генераторы зашумления сетей сотовой
связи. Они уже давно и активно
используются спецслужбами, крупными
театрами и мюзик-холлами, а также рядом
западных компаний. Теперь такая
техника доступна и в России.
В качестве темы дипломного
проекта была выбрана разработка устройства «генератор зашумления сетей сотовой связи».
Технологически данное устройство может быть встроено в любую имеющуюся в помещении аппаратуру с необходимым источником
питания. Разработанный прибор, с
соответствующей антенной системой, должно осуществлять
зашумление сетей сотовой связи в
радиусе от 5 до 15 метров,
в зависимости от условий установки генератора зашумления
сетей сотовой связи и расположения базовых станций операторов сотовой связи.
С помощью данного прибора
можно говорить по-настоящему
спокойно, не опасаясь, не отвлекаясь на неуместные звонки и не опасаясь, что вас подслушивают, ведь мобильный телефон
может стать прекрасным подслушивающим устройством даже без ведома его
владельца. С точки зрения тактических
возможностей мобильный телефон приобрел свойства устройств негласного съема
информации- то есть легальных жучков.
Сотовый телефон можно рассматривать не только как подслушивающее
устройство с ним, также возникает еще ряд
проблем, например:
·
в медицинских учреждениях
(телефон не только нарушает покой больных, но и может нарушить правильную
работу медицинских приборов)
·
использование для
подрыва зарядов при проведении
терактов: специалист-подрывник легко может использовать вибратор мобильника для того, чтобы в нужный момент подать напряжение на электродетонатор. Взрыв произойдет по
звонку, после получения SMS или по
таймеру
·
непосредственно при разработке и проведении террористических
операций(связь в подобных операциях является
очень важным фактором)
·
в самолетах (мобильные телефоны могут наводить помехи на
частоты радиоэлектронных устройств самолета)
·
во время
спектакля или экскурсии, в
библиотеке или читальном зале
отвлекает не только хозяина
мобильного телефона, но и остальных вокруг
·
в
учреждениях пенициарной системы
(зоны, тюрьмы, изоляторы и т. д.)
·
при проведении экзаменов(не только
отвлекает остальных, но и ставит под сомнение качество знаний экзаменуемого и
т.д.
Для
специалистов по информационной безопасности эта характеристика означает наличие
у мобильного телефона возможности управления
дистанционно и возможность включения
в действие функции подслушивания в
любой момент времени и любом месте, где бы Вы не находились.
Отметим, что на
профессиональном уровне задача борьбы с негласным съёмом информации при помощи
мобильных телефонов решается
достаточно успешно, но является
весьма дорогостоящим мероприятием и требует привлечения
специалистов и широкого круга технических средств.
Также следует отметить,
что отрасль сотовой связи является крайне быстроразвивающейся
сферой науки и техники, следовательно, генератор зашумления сетей сотовой связи
должен обеспечивать максимально качественное зашумление не только применяемых в настоящее
время стандартов сотовой связи, но перспективных и разрабатываемых сетей беспроводного
доступа. Такое качество изделия, как
возможность дальнейшей модернизации, наиболее просто реализовать программными
средствами, при условии соответствующего «запаса мощности» в аппаратной части.
2 Сотовый телефон с точки
зрения информационной безопасности
Способов
несанкционированного доступа к информации очень много, но зачастую организация и техническое оснащение очень дороги и сложны.
Кроме того, большинство средств съема информации невозможно приобрести
легально. Но в тоже время у нас у
всех есть доступ к дешевому, миниатюрному(на рынке сотовых телефонов широко
распространены аппараты с размерами сопоставимыми с размерами спичечного
коробка), высококачественному, подслушивающему радиоустройству, способному,
во-первых, передавать акустическую информацию на сколь угодно большое расстояние. Во-вторых, оно может быть удаленно и негласно
активировано без какой либо индикации и без ведома владельца (так называемые
недекларированные возможности) даже в выключенном состоянии
(для специалиста в области
информационной безопасности эта характеристика означает возможность
дистанционного управления и
соответственно приведение в действие функции подслушивания
в любой момент времени) -это сотовый телефон.
Необходимо отметить самые
характерные тактические возможности мобильника. Сотовый телефон необходимо
рассматривать как миниатюрное высококачественное подслушивающее
радиоустройство, способное:
Передавать акустическую
информацию на любое расстояние по
каналам сотовой связи. В этом случае
телефон переводится в режим передачи
по инициативе его владельца.
Сотовый телефон может
быть включен без какой либо индикации и без ведома его пользователя удаленно и негласно(недекларированные возможности, про которые
не сообщает производитель) даже в отключенном состоянии.
3 Способы
защиты информации от утечки по каналам сотовой связи
На сегодняшний день известен ряд
способов защиты информации от утечки по каналам сотовой связи. Один из них- организационно-режимные
меры, которые должны обеспечить изъятие
сотовых телефонов при попытке вноса в контролируемое помещение. Другой способ
защиты это технические методы и средства:
1 обнаружению
различными методами (прежде всего техническими) сотовых телефонов на
контролируемом объекте.
2 пассивное
блокирование сигналов сотовой связи
(экранирование помещений)
3
акустическое зашумление тракта передачи речевой информации при попытке
негласной дистанционной активации микрофона трубки сотового телефона(на примере
устройства «Кокон»)
4 исключение
возможности подслушиванияречевой информации с помощью блокирования (или подавления)
нормальной работы сотового телефона .
Рассмотрим
достоинства и недостатки вышеперечисленных способов защиты.
1 Накопленный
мировой опыт борьбы с подслушиванием показывает, что организационно-режимные
меры, предотвращающие (или запрещающие) попытку вноса сотовых телефонов на
защищаемый объект широко используются,
но эффективность таких мероприятий
низка. Это связано с тем, что
проконтролировать исполнение организационно-режимных мероприятий весьма сложно, т.к., во-первых, сотовый телефон
имеет небольшие размеры. А во-вторых, он может быть закамуфлирован практически
под любой предмет обихода. [10]
2 Технические
методы и средства защиты информации от утечки по каналам сотовой связи:
1 Для обнаружения
работающих сотовых телефонов применяются индикаторы электромагнитного излучения, которые сигнализируют о превышении уровня электромагнитного поля
при переходе сотового телефона в режим передачи (разговора). Но если в
помещении находится большое
количество людей, то определить, кто конкретно ведёт передачу проблематично.
2
Экранирование помещений заключается
в том что на стены выставляются специальные экранирующие электромагнитные панели с
тонкими пластинами из никель-цинкового сплава, либо «фанерное» решение: древесная масса замешивается
с никель-цинковым ферритом, и в виде начинки помещается
между двумя тонкими деревянными пластинами надёжный способ - при нем
блокируется до 97% излучения радиоволн, но это применительно только к какому-то
определённому помещению.[11]
3 В случае
негласной дистанционной активизации телефона в режим прослушивания единственным демаскирующим признаком является изменение напряжённости
электромагнитного поля
(т.е.передатчик сотового телефона несанкционированно включается на передачу). Это изменение фиксируется индикатором поля,
входящим в состав изделия «Кокон» (рисунок 3.1), который даёт команду на
автоматическое включение акустического шумогенератора. При этом происходит
зашумление всего тракта передачи речевой информации таким образом, что на
приёмном конце отсутствуют какие либо признаки речи. Телефон при этом помещен в
само устройство.
Рисунок
3.1-устройство «Кокон»
|
Зашумление
помещений или мест возможного расположения
телефонов
|
|
Запрет проноса
телефонов в определённые помещения
|
|
Зашумление
разговорного тракта
|
Эффективный способ при негласной
активации сотового телефона с целью прослушивани
я
через каналы сотовой св
язи, но
применим только дл
я одного
конкретного телефона. Поэтому, с точки зрени
я
качества и цены наиболее эффективным способом предотвращени
я утечки речевой информации по каналам сотовой св
язи, в насто
ящее
врем
я,
явл
яетс
я
применение блокираторов (или подавителей) сотовых телефонов, которые реализуютс
я на основе постановки различного рода
электромагнитных помех.[12]
Рисунок 3.2
Сводная таблица способов защиты
информации от утечки по каналам сотовой связи.
4 Основные
типы систем подавления сотовой связи
Существует
два основных вида систем подавления
сотовой связи:
системы
зашумления непрерывного действия
интеллектуальные
Системы
зашумления непрерывного действия работают в постоянном
режиме и зашумляют строго
определенный диапазон частот.
Основные достоинства:
дешевизна, простота исполнения;
Основные
недостатки: - постоянное воздействие
излучения на людей, малый ресурс
работы при батарейном питании, т.к. устройство включено постоянно.
Интеллектуальные
находятся
в режиме ожидания и включаются при попытке соединения
с базовой станцией, подавление идет по конкретному каналу.
Основные
достоинства: нет постоянного
воздействия излучения, длительное время
работы при батарейном питании;
Основные
недостатки: - более высокая
стоимость по сравнению с простейшими системами подавления
сотовой связи, сложность исполнения и настройки.
Также системы
подавления сотовой связи можно разделить по способу постановки помехи: на
приёмный канал телефона, на передающий канал телефона. Второй вариант
используется редко, это связано со сложностью реализации системы.
Алгоритм
подавления сотовой связи по приемному каналу телефона сводится к тому, что устройство подавления формирует сигнал с равномерной
характеристикойпо частоте, в результате
на вход мобильного телефона помимо сигнала от
базовой станции поступает сигнал помехи с более высоким уровнем, в
результате резко ухудшается
соотношение сигналшум, что препятствует
установлению связи между мобильным
телефоном и базовой станцией. [13]
5 Обзор стандартов
сотовой связи
Как было сказано выше
подавление сигналов сотовой связи
осуществляется
за счет постановки заградительной помехи, а помеха эта ставится в зависимости от той частоты, на которой работает
сотовый телефон, который нам надо заглушить (т.е. зависит от стандарта, на котором
работает данный оператор сотовой связи).
Ниже дан обзор использующихся
стандартов мобильной связи в
соответствии с их частотными характеристиками.
DECT
Стандарт DECT
обеспечивает радиодоступ для
передачи информации исключительно в цифровом виде на расстояния от 5 м до 10 км. Основная характеристика данной технологии - высокая, по сравнению с обычными системами сотовой связи, плотность телефонной емкости в радиосоте малого
радиуса.
Системы, разработанные на
основе DECT, имеют высокую абонентскую ёмкость, свыше 10 000 Эрланг на кв.км.
Продвижение беспроводных систем на рынке в немалой степени определяется и
тем, как они используют радиочастотный ресурс. Для
работы DEСT требуется полоса 20 МГц.
Чтобы учесть такие параметры, как абонентский трафик, зона покрытия и использование радиочастотного спектра, обычно
используется интегральная единица Эрланг/МГц/кв.км. Сравните емкости
наиболее популярных систем (в
Эрланг/МГц/кв.км):
DECT - 500;
GSM-1800 - 100;
GSM-900 -10;
NMT-450, AMPS - не более
2.
Это полностью цифровой
стандарт, поэтому он позволяет
предоставлять все услуги цифровой связи, включая
широкополосные (ISDN). Область применения
DECT - от простого беспроводного телефона до системы, обеспечивающей различные
телефонные услуги в рамках городского (или сельского) районного телефонного
узла.
Основные задачи,
поставленные перед DECT:
сотовая связь в
рамках принятых стандартов;
радиодоступ в диапазоне
1800-1900 МГц и его расширения;
персональный радиовызов
на основании объединенных протоколов;
международная ССПС (FPLMTS, Future Public Land Mobil Telephone
System) со спутниковой подсистемой навигации.
Операторы больших сотовых
сетей заинтересованы в использовании DECT для
расширения абонентской емкости своих
систем и покрытия существующих зон
радиотени. Так как DECT не предусматривает полную мобильность, речь идет о
работе вне автомобиля на территории,
внутри зданий и т.п. Такие решения
требуют значительно меньших капитальных вложений, чем развертывание
дополнительных сот. Для решения проблем межсетевого взаимодействия, проводятся работы по созданию интегрированного телефона ,
который автоматически определяет
через какую систему ему работать. Самое главное, что номер телефона сохраняется
единым для обеих систем. Изначально
выделенный под DECT диапазон 1880-1900 МГц обеспечивает 10 несущих частот.
Второе издание стандарта увеличивает полосу до 1937 МГц - под будущие расширения и для
целей совместимости, когда традиционная
область частот недоступна. Расширение до 1910 МГц обеспечит 16, а до 1920 МГц -
22 несущие частоты.
В разных странах под DECT
выделены различные частотные диапазоны:
1880-1900 МГц - базовый
частотный диапазон DECT;
1880-1920 МГц - для Европы;
1910-1930 МГц - для Латинской Америки;
1900-1920 МГц - для основной территории Китая.
Основные особенности
DECT:
Высокая эффективность использования
выделенного частотного диапазона достигается
за счет отказа от закрепленных частотных каналов. Это становится возможным благодаря
процедуре полнодоступного мгновенного динамического выбора свободного канала с
оценкой его помехоустойчивости. Такая
процедура позволяет устанавливать
базовые станции ближе друг к другу без потерь в качестве.
Базовый стандарт DECT СI является описанием технологии доступа, а не подвижной
системы связи , поэтому он содержит
полный набор протоколов, обеспечивающих гибкость при соединении с различными
сетями.[14]
Примечание: Стандарт
получил широкое распространение
Стандарт NMT-450i
NMT-450 (Nordic Mobile Teleрhone), диапазон
частот 453 - 468 МГц. Аналоговый стандарт, разработан в Скандинавии. В
стандарте NMT-450 создана первая
федеральная сеть сотовой связи "СОТЕЛ". Сети NMT-450 охватывают
территории практически всех крупных городов и областей России.
Достоинства NMT-450 -
значительно большая по сравнению с
другими стандартами площадь обслуживания
одной базовой станции при гораздо меньших затратах; малое затухание сигнала на
открытом пространстве. Для сетей
NMT-450 характерна большая дальность
- возможность пользоваться связью на расстоянии
в несколько десятков километров от
базовой станции (до 100 км).
Сигнал фиксируется даже за пределами
гарантированной зоны покрытия, если
абонент может подключить высокоэффективные направленные антенны и усилители.
Более естественное, чем при использовании цифровых стандартов, звучание человеческого
голоса.
Недостатками данного
стандарта являются слабая
помехоустойчивость (уровень помех в этом диапазоне выше, чем в диапазонах 800,
900 и 1800 МГц); меньшая, чем в
цифровых стандартах, возможность предоставления
широкого спектра сервисных услуг; незащищенность от подслушивания. Габариты, вес, потребление энергии аккумуляторов у телефонных аппаратов больше, чем в цифровых
системах, а время работы,
соответственно, меньше (в новых моделях
эти недостатки менее выражены). Вероятность
снижения качества связи внутри помещений, увеличение времени дозвона в
моменты пиковой нагрузки в сети. По этой причине в крупных городах число
одновременно используемых номеров в пределах одной соты стандарта NMT-450
ограничено. Вероятность подключения "двойников".
Для
защиты пользователей сети от "двойников" была разработана современная система защиты SIS (SIS - Subscriber
Identification Security). Внедрение ее началось на сетях
NMT450 c системы "Дельта Телеком" еще в 1994 году. С тех пор,
официально , не зарегистрировано ни одного случая
проникновения в сеть. Соответствующая реализация
стандарта известна под названием NMT450i. Помимо функции защиты от фрода,
оператор получает ряд дополнительных
возможностей, например, пониженный тариф для
телефона с ограниченной (одной сотой) мобильностью, ограничение зоны
обслуживания для конкретного абонента, SMS и ряд других. Основное преимущество - возможность
организации автоматического роуминга.
В процессе модернизации
разрабатываются новые версии
стандарта. Для увеличения емкости сотовых сетей стандарта NMT-450 планируется использовать шаг частотной сетки 12,5 кГц вместо
стандартного шага 25 кГц, что позволит увеличить количество рабочих каналов с
180 до 359. Но этой привилегией смогут воспользоваться
только владельцы новых моделей телефонов. Предполагается
использовать временное разделение каналов, как в цифровых системах (работа
нескольких абонентов на одной частоте). Спутниковые системы связи не смогут в ближайшее время
составить серьезной конкуренции сетям
NMT-450 из-за высокой стоимости предоставляемых
услуг.[15]
Примечание: Стандарт был
широко распространен в середине и конце 90-х годов 20 века- сейчас от него
практически отказались.
Стандарт DAMPS
DAMРS (Digital Advanced
Mobile Рhone Service) - цифровая
усовершенствованная подвижная телефонная
служба. Цифровая модификация стандарта AMPS. Разработан для Северной Америки, но, завоевав популярность и в других странах, в 1993 г. появился в
России. Диапазон частот 825 - 890 МГц.
Особенностью данного
стандарта является высокая
емкость сетей (значительно выше, чем у NMT-450 и AMРS). В DAMРS/AMРS
пользователь получает возможность эксплуатации мобильного аппарата как в
цифровом, так и в аналоговом режимах. Абонентам предоставляется
широкий спектр сервисных услуг. Емкость сетей сотовой связи,
работающих в этом стандарте, ниже, чем в полностью цифровых системах, но все же
значительно выше, чем в аналоговых. Если при роуминге абонент из аналоговой
сети AMРS попадает в цифровую - DAMРS, для
работы ему выделяются аналоговые каналы. Однако в этом случае
преимущества цифровой связи,
оплаченные заранее, ему недоступны.
В перспективе сети AMРS
постепенно будут заменяться сетями,
работающими в цифровой версии этого стандарта. Последняя модификация
IS-136 стандарта DAMРS по техническим возможностям
приближает его к GSM, она применяется в московской сети "Би Лайн". Получает
развитие и автоматический роуминг. У сотовых сетей есть свои "часы
пик", когда мобильные абоненты не могут дозвониться
или вынуждены прерывать разговор. Особенно это характерно для крупных городов, где сосредоточена основная масса пользователей. Для
разрешения этой проблемы и
удовлетворения растущих потребностей
абонентов в сервисе операторы переходят
от аналоговых к современным цифровым стандартам.[15]
Примечание: Стандарт был широко
распространен в середине и конце 90-х годов 20 века- сейчас от него практически
отказались.
Стандарт AMPS/NAMPS
Система сотовой подвижной
аналоговой связи стандарта AMPS
(Advanced Mobile Рhone Service) была впервые введена в эксплуатацию в США в
1979г, это первый стандарт сотовой связи,
взятый на эксплуатацию коммерческими
операторами связи. Система работает
в диапазоне 825-890 МГц и имеет 666 дуплексных каналов при ширине полосы частот
каждого канала 30 кГц. Мощность передатчика базовой станции составляет 45 Вт, автомобильной подвижной станции 12 Вт,
переносного аппарата до 2 Вт. В стандарте использован ряд
оригинальных технических решений, направленных на обеспечение качественной связи при минимальной стоимости оборудования. На основе этого стандарта в дальнейшем были
разработаны две его модификации: аналоговая
N-AMPS и цифровая D-AMPS, Оба эти
варианта были созданы, в первую очередь, для
размещения в выделенной полосе
частот большего числа разговорных каналов. В N-AMPS это достигается использованием более узких полос частот каналов, а
в D-AMPS использованием временного разделения
каналов. В системе сотовой связи
стандарта AMPS применяются базовые станции с антеннами, имеющими ширину
диаграммы направленности 120 градусов, которые устанавливаются в углах ячеек.
Базовые станции подключены к центрам коммутации с помощью проводных линий, по
которым передаются речевые сигналы и
служебная информация. В системе используется
принцип разнесенного приема сообщений, поэтому базовые станции содержат по две
антенны и соответствующие полосовые фильтры. Приемник - двухканальный, с
двойным преобразованием частоты в каждом канале. Блок контроля выполняет
функции диагностики состояния станции. Для
принятия
решения о переключении каналов в
системе осуществляется периодический контроль качества каждого из них
путем измерения интенсивности
принимаемого сигнала (напряженности
поля) с помощью специального
приемника. Информация об уровне
сигнала в контролируемом канале передается
в центр коммутации подвижной связи,
где производится сравнение принятой информации с аналогичными данными соседних
базовых станций и, в случае необходимости, принимается
решение о переключении абонента на другую базовую станцию.
Операторов, работающих в
этом стандарте, объединяет
"Ассоциация-800" - организация, координирующая
действия и защищающая права операторов, работающих в диапазоне 800 МГц.
Одним из самых актуальных вопросов, стоящих
перед членами "Ассоциации-800" из числа тех, кто эксплуатирует
сотовые сети стандарта AMPS/NAMPS, является
постепенный переход на более современные стандарты, работающие на частоте 800
МГц. Наиболее очевидный способ - это цифровизация
этого же стандарта, т.е переход на D-AMPS, тем более, что существует много
мобильных терминалов, работающих одновременно в AMPS и в D-AMPS. Более
перспективный путь, но требующий комплексное переоборудование сетей,
подразумевает переход на стандарт CDMA. Ещё один вопрос, который касается модернизации сетей AMPS/D-AMPS, касается предоставления
абонентам услуг передачи данных и выхода в Интернет. Богатейшие возможности
открываются при использовании
технологии пакетной коммутации данных, которая
реализует вариант беспроводного доступа в Интернет, электронной почте, передачу
сообщений (как двусторонних, так и широковещательных), доступ к базам данных и
удаленной телеметрии. Существует одно полностью готовое решение - Пакетная Передача Данных в Сотовых Сетях (CDPD). CDPD - это коммерчески доступная технология,
которая позволяет
сетям AMPS/D-AMPS поддерживать
пакетную передачу данных. Система CDPD интегрируется
в существующую сеть, причем возможности пакетной передачи можно наращивать
постепенно.[15]
Примечание: Осуществляется
переход на стандарт CDMA.
Стандарт CDMA
СDMA - система
множественного доступа с кодовым разделением - стала, возможно, самой
многообещающей системой, появившейся на мировом рынке. Десятилетия назад эта технология
использовалась в военной связи
(США), а сегодня известна всем как
глобальный цифровой стандарт для
коммерческих систем коммуникаций. За последние пять
лет технология использования CDMA была протестирована, стандартизирована,
лицензирована и запущена в производство большинством поставщиков беспроводного
оборудования и уже применяется во
всем мире. В отличие от других методов доступа абонентов к сети, где энергия сигнала концентрируется
на выбранных частотах или временных интервалах, сигналы CDMA распределены в
непрерывном частотно-временном пространстве. Фактически метод манипулирует и
частотой, и временем, и энергией.
В технологии CDMA возможно обеспечение высокого качества речи при одновременном
снижении излучаемой мощности и уровне шумов. Результатом является
постоянное высокое качество передачи
речи и данных с минимальной средней выходной мощностью. В сотни раз меньшее
значение выходной мощности в отличие от других, используемых в настоящее время
стандартов - отличительное качество технологии CDMA при рассмотрении двух
немаловажных факторов:
- воздействия на организм человека;
- продолжительности
работы без подзарядки аккумулятора.
Ёмкость CDMA от десяти до двадцати раз выше, чем у аналоговых систем, и
в три- шесть раз превышает емкость других цифровых систем. Сети, построенные на
ее основе, эффективно используют радиочастотный ресурс, благодаря возможности многократного использования одних тех же частот в сети.
По характеристикам
качества передачи речи параметры CDMA сопоставимы с качеством проводных
каналов. Поскольку по каналам CDMA передается
не только голос, но и любая другая информация,
особую ценность имеет отсутствие помех. Если рядовой
пользователь, по большому счету, безразличен к тому, звучит его голос при
телефонном разговоре с безупречной чистотой или с небольшими помехами, то
ошибки, допущенные при передаче файлов, могут нарушить целостность, например,
корпоративной базы данных. Применяемый
"код" служит не только для
идентификации разговора того или иного пользователя,
но и является одновременно своеобразным фильтром, устраняющим искажения
и фоновые помехи. Встроенный алгоритм кодирования
обеспечивает высокую степень конфиденциальности, обеспечивая защиту от несанкционированного доступа и
прослушивания.
Система CDMA обеспечивает
меньшую задержку в передаче голосового сообщения,
чем другие системы подвижной связи.
При использовании CDMA не приходится
применять изощренные средства для подавления
эхо-сигнала. Совершенный метод коррекции ошибок позволяет
эффективно бороться с многолучевым
распространением сигнала. Это свойство дает дополнительные преимущества CDMA в
условиях городов с высотными
застройками.
CDMA предоставляет дополнительный сервис, обеспечивающий
одновременную передачу голоса и данных по одному каналу. В технологии CDMA
реализованы оригинальные алгоритмы упаковки данных для
большей скорости их передачи.
Стандарт CDMA450 (CDMA-MC), предназначенный
для систем, разворачиваемых в
диапазоне 450 Мгц, включает в себя
семейство стандартов, разработанных Группой 3GPP2, изданный TIA и одобренный
Международным Союзом Электросвязи(ITU)
для систем IMT-2000: CDMA2000 1X,
CDMA2000 1xEV-DO и CDMA2000 1xEV-DV.
В настоящее время,
CDMA2000 1X и CDMA2000 1xEV-DO коммерчески доступны для
диапазона 450 Мгц, а CDMA2000 1xEV-DV— разрабатывается.
Преимущества CDMA450
заключаются в высокой спектральной
эффективности каналов, высокоскоростных возможностях
по передаче данных стандарта CDMA2000 и в обеспечении расширенного радиопокрытия, обеспечивающегося
использованием низкочастотного диапазона. CDMA450 обеспечивает больший размер
соты по сравнению с размерами сот в других диапазонах, что приводит к
необходимости меньшего количества сайтов и позволяет
значительно сократить число базовых станций для
обеспечения радиопокрытия обширных областей (рисунок 5.1).
Рисунок 5.1 Сравнение
радиопокрытия в стандартах сотовой
связи
CDMA450 обеспечивает
услуги IMT-2000: высококачественный голос и высокоскоростную передачу данных
отсутствие частотного
планирования благодаря использованию тех же самых частот в смежных
секторах каждой соты;
улучшенная защищённость передаваемых данных;
улучшенные характеристики
покрытия, позволяющие использовать меньшее количество сот;
большее время работы батарей до разрядки;
возможность выделения требуемой полосы частот - по потребности
ёмкость базовых станций
увеличивается в 8-10 раз по
сравнению с AMPS и в 4-5 раз - по сравнению с GSM.
CDMA450 предлагает
решение для разнообразных рынков:
Эволюцию действующих
Систем NMT-450 к IMT-2000: Множество операторов в странах Восточной/Центральной
Европы, России и Юго-Восточной Азии используют диапазон 450 МГц, для предоставления
беспроводных услуг на основе аналогового оборудования
первого поколения, основанного на
стандарте NMT (Скандинавский Мобильный телефон). Многие из этих операторов
переходят к цифровому стандарту и
модернизируют свои действующие сети, используя
технологии IMT-2000. CDMA450— единственная
технология, коммерчески доступная этим операторам, позволяет
осуществить прямой переход от систем
первого поколения к сетям следующего поколения.
CDMA450— также одна из немногих технологий, которая
вписывается в полосу частот 4—5 МГц
(требуя 2x1,25МГц
для одного канала; что соответствует
3—4 несущим CDMA450 при наличии полос безопасности),
Универсальные Услуги:
Обеспечение доступа к телекоммуникационным услугам (голос и доступ в Интернет)—
ключевой приоритет для правительств
и регулирующих органов во всем мире, особенно для
развивающихся странах. Преимущества
радиопокрытия более низкочастотного
диапазона обеспечивают рентабельное решение достижения
этих целей. Из-за благоприятных характеристик
распространения более низких частот
и связанных с этим выгод
радиопокрытия, можно получить
существенные преимущества в стоимости развертывания
беспроводных систем в диапазоне 450МГц.
Диапазон 450МГц
может использоваться, для обеспечения
широкополосного доступа и передачи данных для
мобильных или фиксированных пользователей. Многие страны заявили о своих потребностях
в рынках связи для служб безопасности, включающих групповую связь, быструю передачу данных, «push-to-talk»,
видеоконференции, диспетчерскую связь.
В некоторых странах также
рассматривается возможность
использования быстродействующих
сетей передачи данных для школ,
больниц и других видов коммерческой деятельности.
Эти сети могли бы рассматриваться
как дополнительные к другим сотовым сетям
и могли бы использоваться для мобильных или в фиксированных потребителей в
зависимости от вида приложений.[16]
Таблица 5.1 Распределение
частот диапазона 450Мгц в Мире
|
Поддиапазоны
|
Частоты мобильных терминалов
|
Частоты базовых станций
|
|
A(предпочтительный
поддиапазон)
|
452.5—457.475
|
462.5—467.475
|
|
B
|
452—456.475
|
462—466.475
|
|
C
|
450—454.8
|
460—464.8
|
|
D
|
411.675—415.850
|
421.675—425.850
|
|
E
|
415.5—419.975
|
425.5—429.975
|
|
F
|
479—483.48
|
489—493.48
|
|
G
|
455.23—459.99
|
465.230—469.99
|
|
H
|
451.310—455.730
|
461.31—465.73
|
Примечание: Один из самых
перспективных и быстроразвивающихся
стандартов на сегодняшний день.
СтандартGSM-900/1800
GSM( GlobalSystemforMobileCommunications - глобальная
система подвижной связи).
Главное достоинство GSM-
меньшие по сравнению с аналоговыми стандартами размеры и вес телефонных
аппаратов при большем времени работы без подзарядки
аккумулятора. Это становится возможным при использовании аппаратуры базовой
станции, которая постоянно анализирует уровень сигнала, принимаемого от
аппарата абонента. В тех случаях,
когда он выше требуемого, автоматически снижается
излучаемая мощность. Относительно
высокая емкость сети. Низкий уровень
помех. Более высокий уровень защиты от подслушивания
и нелегального использования номера,
чем у аналоговых стандартов. Недостаток стандарта - небольшая дальность сигнала. Устойчивая
связь возможна на расстоянии не более 35 км от ближайшей базовой станции даже при
использовании усилителей и направленных антенн.
В целом система связи, действующая
в стандарте GSM, рассчитана на ее использование в различных сферах. Она
предоставляет пользователям широкий диапазон услуг и возможность применять разнообразное оборудование для передачи речевых сообщений и данных, вызывных и
аварийных сигналов; подключаться к
телефонным сетям общего пользования (PSTN), сетям
передачи данных (PDN) и цифровым сетям
с интеграцией служб (ISDN).
Стандарты цифровых систем
GSM-900 и GSM-1800 используют диапазоны частот 890-960 МГц и 1,71-1,88ГГц
соответственно (рисунок 5.2)
Рисунок 5.2 Планы частот
ССПС стандартов GSM 900/1800.
Для
обеспечения максимальной развязки между каналами приема и передачи при
формировании дуплексных каналов частотный диапазон стандарта GSM-900 разделен
на две части. Нижний частотный участок 890-915МГц используется для
формирования каналов передачи
MS(мобильной станции), а нижний участок 935-960 МГц- для
каналов передачи BTS(базовой станции).
Защитный интервал между
частотными участками составляет
915-935МГц.
Каждый частотный участок
включает 124 фиксированные частоты с шагом сетки частот 
яет
обеспечить разнос между каналами передачи и приема в каждом дуплексном канале
равный
Частотные участки имеют защитный интервал
1,785-1,805ГГц.Частотный разнос между каналами передачи и приема в каждом
дуплексном канале составляет 
Особенностью формирования каналов приема и передачи в цифровых стандартах
ССПС является использование принципа ППРЧ(псевдослучайных
прыжков рабочих частот) во временной области. Существо работы системы по
принципу ППРЧ состоит в следующем.
Для
работы передатчика (приемника) выделяется не одна, а несколько рабочих частот. В процессе
передачи сообщений передатчик находится
на первой частотной позиции определенное время,
а затем перескакивает на другую частотную позицию (рисунок 5.3)
Рисунок 5.3-Принцип ППРЧ
в стандартах GSM 900/1800.
Интенсивность переключения рабочих частот составляет
А=217 скачков в секунду. Таким образом осуществляется прерывистая
передача речи на различных частотных участках. Для
упорядочения
передачи(приема) информации стандартный цифровой кадр(TDMA-кадр) делится на 8 частей (0-7), каждый из которых передается на своей временной и частотной позиции. Включение
режима ППРЧ осуществляется только при наличии в тракте модуляции речевого сигнала. В паузах речи и после
окончания разговора передатчик
отключается.[17]
Примечание: Самый
распространенный стандарт мобильной связи
в мире.
6 Обзор оборудования по борьбе с утечкой информации по сетям сотовой связи
6.1 Интеллектуальные системы блокирования сотовой связи.
Интеллектуальный
блокиратор сотовых телефонов «RS jammini» предназначен для
наблюдения за выходом в эфир сотовых
телефонов стандарта GSM-900/1800 и их мгновенного блокирования в случае несанкционированной работы.[18]
Рисунок 6.1
Интеллектуальный блокиратор сотовых телефонов «RS jammini»
Технические
характеристики:
Таблица 6.1 Технические
характеристики блокиратора сотовых телефонов «RS jammini»
|
Дальность блокирования для 900/1800
МГц
|
10-15 м
|
|
Среднее время
блокирования:
|
|
|
в режиме установленной связи
|
0,8 - 1,0 с
|
|
в режиме речевого канала
|
10 - 15 с
|
|
выходная
мощность (импульсная)
|
0,7 - 1 Вт
|
|
Питание
|
176 - 264 В AC, 9 - 18 В DC
(опционно)
|
|
Габариты
|
185 х 40 х 105 мм
|
|
Вес
|
500
г
|
RS multijammer
Рисунок 6.2 Прибор RS
multijammer
Это универсальная аппаратура интеллектуального блокирования сотовой связи
любых действующих стандартов CDMA, WCDMA, DECT,NMT450i, AMPS/DAMPS,
GSM900/1800, внутри заданной зоны, предназначенная
для защиты утечки информации по
каналам сотовой телефонии и предотвращающая
использование сотовой связи в
качестве канала управления,
например, взрывными устройствами. Система может быть использована в залах для проведения
закрытых совещаний, на секретных предприятиях и военных базах, в учреждениях пенициарной системы (зоны, тюрьмы, изоляторы и т. д.), а также для
соблюдения тишины в концертных
залах, театрах, аудиториях, церквях и т.д. Предусмотрено дистанционное управление и
работа в компьютерной сети. Аппаратура предназначена для
круглосуточной эксплуатации и имеет режим самодиагностики. Радиус действия (зона подавления)
аппаратуры не менее 30
метров.[18]
6.2 Системы зашумления непрерывного действия
Блокиратор сотовых
телефонов «Мозаика-3М»
Рисунок 6.3 Блокиратор
сотовых телефонов «Мозаика-3М»
Изделие «Мозаика-3М» предназначено для блокирования
работы подслушивающих устройств, использующих каналы систем мобильной связи стандартов GSM-900/1800, E-GSM, AMPS/DAMPS, CDMA
и блокирования работы телефонов
названных систем мобильной связи в
пределах выделенных помещений, предназначенных для
ведения переговоров, проведения совещаний и т.д.[18]
Технические
характеристики:
Таблица 6.2 Технические
характеристики блокиратора сотовых телефонов «Мозаика-3М»
|
Диапазон рабочих частот
|
462-468 МГц, 860-960 МГц, 1805-1880
МГц
|
|
Суммарная
мощность излучения
|
до 9 Вт
|
|
Радиус действия
|
3 - 40 м (зависит от расстояния до
ближайшей базовой станции)
|
|
Питание изделия
|
от сети 220 В
|
Блокиратор сотовой связи ЛГШ-701
Рисунок 6.4- Блокиратор сотовой
связи ЛГШ-701
Технические характеристики:
Изделие ЛГШ-701 предназначено для блокирования
(подавления) связи между базовыми станциями
и пользовательскими терминалами (телефонами) сетей сотовой связи, работающих в следующих стандартах:
- IMT-MC-450 (NMT-450i)
- GSM 900
- E-GSM 900
- DSC/GSM 1800
- DECT 1800
- AMPS/N-AMPS/D-AMPS-800
- CDMA-800
- CDMA-2000 *1
Изделие может быть
использовано для блокирования работы устройств несанкционированного прослушивания и радиоисполнительных устройств, созданных с
использованием всех перечисленных выше стандартов сотовой связи.
Эффективный радиус
подавления зависит от мощности
сигнала базовых станций в точке установки и типа используемых терминальных
устройств (телефонов).
Блокиратор сотовой связи ЛГШ-701 выпускается
в двух модификациях: ЛГШ-701 (базовая) и ЛГШ-701М. Различия
между модификациями заключаются в том, что они работают в разных диапазонах
сотовой связи (ЛГШ-701 в отличие от ЛГШ-701М работает в
стандартах IMT-MC-450 (NMT-450i), CDMA2000 1x* и не работает в стандарте
AMPS/N-AMPS/D-AMPS800).[19]
Принцип работы:
Принцип
работы заключается в генерации
шумового сигнала, который подается
на выходы антенн. В приборе имеются
три выхода и, соответственно, три антенны. По каждому из выходов возможна
плавная регулировка мощности
излучения.
Использование
стандартного выходного разъема типа СР50-73 (аналог BNC) с волновым
сопротивлением 50 Ом позволяет
использовать внешние антенные устройства как для
увеличения дальности подавления, так и для
формирования требуемой формы зоны
подавления отдельно для каждого диапазона частот.
Технические
характеристики:
Таблица 6.3 Технические
характеристики блокиратора сотовой связи
ЛГШ-701
|
Диапазон рабочих частот ЛГШ-701:
|
|
|
стандарт IMT-MC-450 (NMT-450i),
стандарт CDMA2000 1x *
|
не менее 462,5 - 467,475 МГц
|
|
стандарт
AMPS/N-AMPS/D-AMPS800
|
нет
|
|
стандарт GSM 900 **
|
не менее 935 - 960 МГц
|
|
стандарт DSC/GSM1800 (DECT1800)
|
не менее 1805 -1900 МГц
|
|
Максимальная
выходная мощность на антенном
разъеме:
|
250 мВт
|
|
стандарт IMT-MC-450 (NMT-450i),
стандарт CDMA2000 1x
|
- 33 дБм (2 Вт)
|
|
- стандарт
AMPS/N-AMPS/D-AMPS800
|
нет
|
|
- стандарт GSM 900
|
33 дБм (2 Вт)
|
|
- стандарт DSC/GSM 1800 (DECT 1800)
|
30 дБм (2 Вт)
|
|
Диапазон регулировки выходной
мощности на антенном разъеме
|
не менее 13 дБ (20 раз) по каждому
выходу, плавно и независимо
|
|
Эффективный радиус подавления
|
3 - 50 м ***
|
|
Коэффициент усиления входящих
в комплект поставки антенных устройств
|
около 0 дБи с круговой диаграммой
направленности
|
|
Питание
|
однофазная
сеть переменного тока с напряжением
от 85 до 264 В частотой 47 - 63 Гц
|
|
Мощность, потребляемая
от сети 220 В, 50 Гц
|
не более 20 Вт
|
|
Габаритные размеры (без антенн)
|
256 х 128 х 36 мм
|
|
|
* Предпочтительный поддиапазон А.
Может быть расширен или изменен для
любого из поддиапазонов B-H
|
|
|
** Диапазон рабочих частот
стандарта GSM900 может быть расширен до стандарта E-GSM900 (925 - 960 МГц)
|
|
|
*** В зависимости от мощности
сигнала базовых станций в точке установки и типа используемых терминальных
устройств
|
Блокиратор сотовой связи RNR 03
Рисунок 6.5 Блокиратор
сотовой связи RNR 03
Описание RNR 03:
Назначение:
Для
блокирования работы телефонов систем
мобильной связи в пределах
выделенных помещений, предназначенных для
ведения переговоров, проведения совещаний. Используется
в целях предотвращения утечки информации за пределы выделенного помещения при использовании подслушивающих устройств,
работающих с применением каналов систем мобильной связи
(сотовых - GSM 900/1800), при использовании для
передачи информации включенных телефонов, а также для
обеспечения рабочей обстановки во
время проведения переговоров, совещания.
Изделие излучает в
диапазоне работы систем мобильной связи,
мощность излучения в других
диапазонах незначительна. Изделие имеет небольшую мощность излучения, не оказывает действия
на работу других технических средств - бытовой электронной техники (теле-,
видео-, аудио-, и др.), компьютеров, оргтехники, безопасно для здоровья
человека.
Зона эффективного действия изделия
зависит от расстояния до ближайшей базовой станции сети мобильной связи и составляет
до 5 м. Для охвата большей площади необходимо использовать несколько
изделий, разнесенных по защищаемой территории.[20]
Основные технические характеристики:
Таблица 6.4-технические
характеристики блокиратора сотовой связи
RNR 03
|
- Диапазоны частот:
|
925 – 965, 1810 – 1880;
|
|
- Средняя мощность на канал
|
200 мВт
|
|
- Направленность (по нормали от
антенны)
|
|
|
по горизонтали
|
±45°
|
|
по вертикали
|
±45°
|
|
Дальность действия прибора (зависит от расстояния до базовой станции)
|
3 – 5 м.
|
|
Напряжение
питания
|
5 В
|
|
Потребляемая мощность
|
5 Вт.
|
6.3 Акустические устройства защиты
сотовых телефонов от НДВ
Предназначены для защиты речевой информации, циркулирующей в местах
пребывания владельца сотового
телефона, в случае его негласной дистанционной активизации с целью прослушивания через канал сотовой связи.
При этом единственным демаскирующим признаком является
изменение напряженности
электромагнитного поля (т.е.
передатчик сотового телефона несанкционированно включается
на передачу). Это изменение фиксируется
индикатором электромагнитного поля,
входящим в состав устройства,
который дает команду на автоматическое включение акустического шумогенератора,
расположенного внутри объема изделия
в непосредственной близости от микрофона сотового телефона
Принцип действия
устройства состоит в следующем. Трубка сотового телефона помещается во внутренний объем футляра.
В случае негласной дистанционной активации телефона в режим прослушивания единственным демаскирующим признаком является изменение напряженности
электромагнитного поля (т.е.
передатчик сотового телефона несанкционированно включается
на передачу). Это изменение фиксируется
индикатором поля, входящим в состав устройства, который дает команду на
автоматическое включение акустического шумогенератора, расположенного внутри
объема изделия «Ладья» («Кокон»)(см рисунок 36(а,б)). Уровень акустического
шума на входе микрофона трубки сотового телефона таков, что обеспечивается гарантированное закрытие этого канала утечки
информации, т.е. зашумляется весь тракт передачи речевой информации таким
образом, что на приемном конце отсутствуют какие либо признаки речи.
Рисунок 6.6 (а,б)-
изделие «Ладья» («Кокон»)
Таблица 6.5 -Технические
характеристики изделия «Ладья» («Кокон»)
|
Технические характеристики:
|
Кокон
|
Ладья
|
|
Уровень шума в точке размещения
микрофона сотового телефона, дБ
|
не менее 100
|
|
Эффективный спектр шумового сигнала, Гц
|
300-4000
|
|
время
непрерывной работы
|
не менее 2-х месяцев
|
Не менее 6 месяцев
|
|
Питание изделия
|
литиевая
батарея типа 2032
|
2 батареи типа ААА
|
|
В изделии реализован
автоматический контроль разрядки
батареи. Признаком разряда батарей является прерывистый тональный сигнал частотой 2КГц с
периодом повторения 0,6 сек.,
слышимый на фоне шума. Для доступа к
элементам питания отвинтить два
винта в днище устройства, вынуть электронный блок, затем извлечь элементы
питания и заменить на новые.[12]
7 Рассмотрение генератора
зашумления сетей сотовой связи RNR-03
В ходе совместной
производственной деятельности с
предприятием «ЗАО НТЦ Растр» был
подробно рассмотрен прибор RNR-03 - это связано
с тем, что этот прибор был разработан на этом предприятии,
поэтому у меня имелась вся техническая
документация, что помогло более
тщательно разобраться в алгоритмах
работы систем подавления сотовой связи.
Ниже представлена схема
прибора RNR-03 (рисунок 7.1)
Для
удобства описания схема разбита на
блоки:
1-задающий генератор -
генератор высокой частоты, который будет использоваться
для формирования помехи на частоте 900 МГц.
2- задающий генератор -
генератор высокой частоты, который будет использоваться
для формирования помехи на частоте 1800 МГц.
3-Генератор
псевдослучайной последовательности. Он формирует помеховый сигнал,который будет переноситься в высокочастотную часть
4-устройство согласования уровней сигнала генератора и смесителей
5,6-смесители. Они
основаны на микросхеме AD8343:на них подается
2 сигнала - низкочастотный и высокочастотный.
Высокочастотный – это
частоты 900МГц и 1800МГц, низкочастотный- сигнал помехи.
7-Устройство управления выходными усилителями
RF08109в. Эти усилители специально предназначены для
работы в сетях мобильной связи и используются
в некоторых мобильных телефонах имеют канал на 900 и 1800 МГц
8-9-усилители мощности
СВЧ сигнала.
8 Разработка генератора зашумления
сетей сотовой связи
8.1 Разработка схемы
электрической принципиальной генератора зашумления
сетей сотовой связи
Сведём информацию из
пункта «Обзор стандартов сотовой связи»
в таблицу и рассчитаем необходимую полосу зашумления
в каждом частотном интервале.
Таблица 8.1 Сводная таблица использования
радиочастот современными стандартами сотовой связи
|
Стандарт сотовой связи
|
Границы
диапазонов, МГц
|
Требуемая
полоса зашумления, МГц
|
|
нижняя
|
верхняя
|
|
NMT – 450
|
452
|
468
|
16
|
|
CDMA – 450
|
462
|
468
|
6
|
|
GSM – 900
|
890
|
960
|
70
|
|
GSM – 1800
|
1710
|
1785
|
75
|
|
GSM - 1900
|
1850
|
1910
|
60
|
Как следует из таблицы
8.1 сети сотовой связи занимают
достаточно небольшие полосы частот в четырёх разнесённых диапазонах,
следовательно, полное зашумление всего радиодиапазона не требуется. Наиболее целесообразно сформировать шумовой
сигнал ограниченной полосы и переменно переносить его в требуемые диапазоны
зашумления сетей сотовой связи. Более того, каждый из интересующих
поддиапазонов можно перекрыть шумовым сигналом не одновременно во всём
частотном интервале, а последовательно, максимально быстро перестраивая частоту.
Анализируя готовые решения,
в частности прибор RNR-03, предлагается
следующая схема электрическая структурная,
приведённая на рисунке 8.1.
|
Генератор
аналоговых сигналов
|
Рисунок 8.1 Схема
электрическая структурная генератора зашумления
сетей сотовой связи.
Генератор аналоговых
сигналов создаёт цифровые сигналы выбора диапазона и поддиапазона работы
высокочастотного модуля. На равне с
цифровыми сигналами, генератор аналоговых сигналов вырабатывает пилообразный
сигнал для линейной перестройки
несущей частоты высокочастотным модулем и синусоидальный сигнал, который после
прохождения через элемент с
нелинейной вольт-амперной характеристикой станет шумоподобным. VD – диод, элемент с нелинейной
вольт-амперной характеристикой, служит для
получения шумоподобного сигнала из
синусоидального. ФСС – фильтр сосредоточенной селекции, служит для ограничения
максимальной полосы зашумления. Усилители
мощности служат для увеличения амплитуды выходного сигнала, полученного с
усилителя мощности, и согласования выходных активного и реактивного сопротивлений
высокочастотного модуля с активным и
реактивным сопротивлениями антенных
систем.
8.2 Разработка генератора
аналоговых сигналов
В качестве генератора
аналоговых сигналов предлагается
использовать микроконтроллер PIC16F628 производства Microchip. Применение микроконтроллера в
генераторе зашумления сетей сотовой
связи позволяет
уменьшить количество радиокомпонентов в устройстве и совместить в одном модуле
функции генераторов пилообразных и синусоидальных сигналов, а также сигналов
смены диапазонов и поддиапазонов. На рисунке 8.2 приведена одна из типовых схем
включения данного микроконтроллера,
рекомендованная производителем.
Данное решение отличается от
аналоговых схем генераторов простотой реализации, высокой стабильностью работы
и главное – возможностью изменения
режимов и параметров работы путём изменения
микропрограммы.
Рисунок 8.2 Схема
электрическая принципиальная генератора аналоговых сигналов на
микроконтроллере.
Микроконтроллер формирует
на выходах RB4 и RB5 ШИМ сигнал по заданной программе. Прошедший через соответствующие
интегрирующие цепи сигнал приобретает форму, требуемую для
дальнейших преобразований. С выходов RB6 и RB7 будут сняты
сигналов смены диапазонов и поддиапазонов высокочастотным модулем.
ШИМ в сочетания с аналоговым фильтром может использоваться для
генерации аналоговых выходных сигналов, т.е. в качестве цифро-аналогового
преобразователя (ЦАП). В качестве
основы используется
последовательность прямоугольных
импульсов с постоянным периодом
следования (фиксированная частота преобразования).
Для генерации различных аналоговых
уровней регулируется заполнение
импульсов и, таким образом, изменяется длительность импульсов. Если необходимо
сформировать высокий аналоговый уровень, то длительность импульса увеличивают и
наоборот.
Усреднение аналогового сигнала за
один период (с помощью аналогового фильтра) позвол
яет
сгенерировать аналоговый сигнал.
Рисунок 8.3 Осциллограммы
сигналов на выходах микроконтроллера (контрольные точки A, C) и выходах
интегрирующих цепей (контрольные точки B,D)
Фильтры, используемые для восстановления
сигналов, показаны выше на рисунке 8.2. Фильтры для
переменных сигналов представляют
собой простые двухполюсные каскадированные RC-цепочки. Этот выбор обусловлен
простотой реализации и нежелательностью использования
активных элементов в приборах с низким энергопотреблением. Однако, при этом
требуется более высокая частота дискретизации, чем при использовании
фильтров более высокого порядка. Для фильтров, показанных на рис. 3 рекомендуется передискретизация
для ЦАП не менее, чем 16x.
Частота среза фильтра
вычисляется
следующим образом:
Где R1C1 = R2C2 = RC
Наилучшие характеристики
фильтра получаются при R2 >>
R1. Кроме этого, выбор частоты среза, слишком близкой к границе полосы сигнала,
приведёт к существенному ослаблению. Для
уменьшения такого ослабления, вносимого фильтром, следует выбирать частоту
среза выше границы полосы сигнала, но намного ниже частоты ШИМ-сигнала.
Если аналоговый сигнал
поступает к низкоомному входу, то между выходом фильтра и нагрузкой должен быть
включен буферный усилитель. Это предотвращает нагружение конденсатора и появление пульсирующего напряжения.
Для
получения равномерного шумоподобного
сигнала из сигнала синусоидальной формы возможно применение элемента не
нелинейной вольт-амперной характеристикой. Наиболее простым и удобным решением является применение диода.
Рисунок 8.4 Схема
электрическая принципиальная двухканального операционного усилителя с нелинейным элементом.
Рисунок 8.5 Спектрограмма
«Белого шума» в контрольной точке «Е»
Диод VD, являясь элементом с нелинейной вольт-амперной
характеристикой, преобразовывает сигнал синусоидальной формы в сигнал с шумовым
спектром. Конденсатор C отфильтровывает постоянную
составляющую шумового сигнала.
8.3 Расчёт фильтра
сосредоточенной селекции.
Теоретически, спектр
шумового сигнала может продолжаться
по оси частот бесконечно далеко, что для
зашумления сетей сотовой связи является
безусловным плюсом, но делает абсолютно не приемлемым эксплуатацию генератора
зашумления сетей сотовой связи совместно с другим оборудованием. Для ограничения
полосы зашумления применяются
фильтры сосредоточенной селекции. Для
определения требуемой полосы
зашумления обратимся к таблице 8.1 и выберем максимальную требуемую
полосу зашумления. Максимальная требуемая
полоса зашумления составляет 75 МГц. Указанное требование достигается установкой на выходе источника шумового сигнала
фильтрующих устройств, в качестве которых чаще всего выступают фильтры Чебышева
(рисунок 8.6) и фильтры Кауэра (рисунок 8.7).
Рисунок 8.6
Фильтр Чебышева
Рисунок 8.7 Фильтр Кауэра
В таблице 8.2 представлены нормированные относительно 
и 
значения элементов приведенных фильтров, соответствующие
максимальному значению затухания в
полосе пропускания равному 0,1 дБ.
Таблица 8.2 – Нормированные значения элементов фильтров
|
|
Тип
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N=5
|
Ч
|
37
|
1,14
|
1,37
|
|
1,97
|
1,37
|
|
1,14
|
|
|
|
|
К
|
57
|
1,08
|
1,29
|
0,078
|
1,78
|
1,13
|
0,22
|
0,96
|
|
|
|
|
N=6
|
Ч
|
49
|
1,16
|
1,40
|
|
2,05
|
1,52
|
|
1,90
|
0,86
|
|
|
|
К
|
72
|
1,07
|
1,28
|
0,101
|
1,82
|
1,28
|
0,19
|
1,74
|
0.87
|
|
|
|
N=7
|
Ч
|
60
|
1,18
|
1,42
|
|
2,09
|
1,57
|
|
2,09
|
1,42
|
|
1,18
|
|
К
|
85
|
1,14
|
1,37
|
0,052
|
1,87
|
1,29
|
0,23
|
1,79
|
1,23
|
0,17
|
1,03
|
При этом приняты следующие обозначения:
N – порядок
фильтра; – гарантированное
затухание высших гармонических составляющих
на выходе фильтра; Ч – фильтр Чебышева; К – фильтр Кауэра.
Истинные
значения элементов 
рассчитываются по формулам:
(8.2)
Выполним расчет фильтра
Кауэра пятого порядка при помощи нормированных значений элементов
фильтра из таблицы 8.2 и формул расчёта истинных значений элементов (8.2). Также выберем
номиналы реальных радиокомпонентов из каталога.
Номинальные ряды E6, E12, E24
Название ряда указывает общее число элементов в нём,
т.е. ряд E24 содержит 24 числа
в интервале от 1 до 10, E12— 12 чисел и т.д.
Каждый ряд соответствует определённому допуску в номиналах
деталей. Так, детали из ряда E6
имеют допустимое отклонение от номинала ±20%, из ряда
E12— ±10%, из ряда E24—
±5%. Собственно, ряды устроены таким
образом, что следующее значение отличается
от предыдущего чуть меньше, чем на двойной допуск.
Таблица 8.3 Ряды
номиналов радиокомпонентов E6, E12, E24
|
E6
|
1.0
|
|
|
|
1.5
|
|
|
|
2.2
|
|
|
|
|
E12
|
1.0
|
|
1.2
|
|
1.5
|
|
1.8
|
|
2.2
|
|
2.7
|
|
|
E24
|
1.0
|
1.1
|
1.2
|
1.3
|
1.5
|
1.6
|
1.8
|
2.0
|
2.2
|
2.4
|
2.7
|
3.0
|
|
E6
|
3.3
|
|
|
|
4.7
|
|
|
|
6.8
|
|
|
|
|
E12
|
3.3
|
|
3.9
|
|
4.7
|
|
5.6
|
|
6.8
|
|
8.2
|
|
|
E24
|
3.3
|
3.6
|
3.9
|
4.3
|
4.7
|
5.1
|
5.6
|
6.2
|
6.8
|
7.5
|
8.2
|
9.1
|
Таблица 8.4 Расчёт фильтра Кауэра пятого порядка
при = 50 Ом и 
= 75 МГц.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нормированное значение
|
1,08
|
1,29
|
0,078
|
1,78
|
1,13
|
0,22
|
0,96
|
|
Истинное значение после денормирования,
для CпФ, для LнГн
|
43
|
128,75
|
3,125
|
70,875
|
112,5
|
8,75
|
38,25
|
|
Номинал реального радиокомпонента (ряд E24)
для CпФ, для LнГн
|
43
|
130
|
3,3
|
68
|
110
|
9,1
|
39
|
Как
следует из таблицы 8.2, спроектированный фильтр обеспечивает гарантированное
затухание высших гармонических составляющих
на выходе фильтра равное 57 дБ.
При наличии малых
номиналов радиокомпонентов, сопоставимых с паразитными ёмкостями и индуктивностями
монтажа, особое внимание следует уделить топологии разводки платы. Следует уделять особое внимание качеству материала платы: низкому
сопротивлению проводников и высокому сопротивлениюдиэлектрика. При разводке токопроводящих дорожек следует избегать прямых углов.
8.4 Выбор
высокочастотного модуля.
В целях уменьшения
количества радиокомпонентов генератора зашумления
сетей сотовой связи и упрощения его схемы электрической принципиальной
целесообразно применение серийно выпускаемых узлов и модулей. Одной из наиболее
удобных микросхем в данном случае является
интегрированный трансивер SI4210, применяемый
в системах связи с подвижными объектами
и системах глобального позиционирования.
Рисунок 8.8 Схема типового включения интегрированного трансивера SI4210
Трансивер Aero II Si4210
представляет собой однокристальный
приемопередатчик, предназначенный для
четырехдиапазонных GSM/GPRS сотовых телефонов и беспроводных модемов. Трансивер
изготовляется
в миниатюрном корпусе и обеспечивает максимальную в своем классе
производительность. Архитектура Si4210 позволяет
интегрировать в одной микросхеме все компоненты радиочастотного тракта (управляемые напряжением
генераторы (ГУН) передатчика и приемника, полосовые фильтры, настроечные
индуктивности, варикапы и развязывающие
конденсаторы). По сравнению с аналогичными продуктами других производителей,
трансивер Si4210 обеспечивает 50%-ное уменьшение количества внешних компонентов
и требуемой для них площади монтажа
и позволяет реализовать законченный
четырехдиапазонный радиотракт (кроме усилителя
мощности и антенного переключателя)
на площади 1см2. Обеспечивая
максимальную производительность в своем классе, трансивер Si4210 улучшает
качество связи и облегчает процессы
разработки и изготовления конечных
изделий. Модуль передатчика использует систему ФАПЧ со сдвигом, интегрированную
в патентованную Silicon Laboratories’ схему синтезатора. Универсальный программируемый
интерфейс с модулем обработки сигналов позволяет
разработчикам сотовых телефонов реализовать трансивер с поддержкой всех
основных частот исходных сигналов. Трансивер Si4210 использует надежный
кварцевый генератор с цифровым управлением, который позволяет применять
стандартный кварцевый резонатор на 26МГц для
генерации тактовой частоты трансивера.
8.5 Выбор
высокочастотного усилителя мощности
На одном из выходов трансивера мы
получили сигналы с центральными частотами 460 и 925 МГц, на втором 1747 и 1880
МГц. Выберем из каталога пару усилителей с данными полосами пропускания. Данному требованию удовлетворяют микросхемы усилителей мощности MAX 2640 (полоса пропускания 400 – 1500 МГц) и MAX 2641 (полоса пропускания 1400 – 2500 МГц). Данные микросхемы представляют собой законченные малошумящие
мощные усилители высокой частоты и требуют минимального набора навесных
компонентов.
Рисунок 8.9 Схема электрическая принципиальная
усилителя мощности 400 – 1500 МГц
Рисунок 8.9 Схема
электрическая принципиальная усилителя
мощности 400 – 1500 МГц
8.6 Выбор и обоснование
стабилизатора напряжения
Анализ причин отказов
электробытовой техники показывает, что во многих случаях
источником неприятностей является вовсе не дефекты конструкции, а неудовлетворительное
качество напряжения в сети питания
(импульсные помехи и отклонений рабочего напряжения).
Импульсные помехи.
Наиболее явным и известным источником импульсных помех,
опасных для электроприборов и
оборудования являются
близкие грозовые разряды. Величина
помехи, возникающей в сети электропитания
при близком разряде молнии,
достигает 10 000 Вольт. Это превышает допустимую величину для бытовой техники в 10 раз. Поэтому мощные грозовые
импульсы приводят к массовому выходу
из строя электронной и электротехники
подверженной их воздействию, при отсутствии защиты этой техники по сети
электропитания.
Другой разновидностью
импульсных помех являются
коммутационные импульсы. Они возникают при включении и отключении отдельных
участков электросети, мощных потребителей электропитания,
а также, при нештатном отключении электроприборов, имеющих электродвигатели или
входные трансформаторы. Подобное нештатное отключение происходит, например, в
случае пропадания напряжения в
доме при работающем электродвигателе холодильника или стиральной машины.
Воздействие
коммутационных импульсов менее разрушительно для
аппаратуры, чем грозовых, однако, также может вывести ее из строя. Кроме того, коммутационные импульсы вызывают сбои
в работе вычислительной и иной электронной техники, а длительное их воздействие
приводит к ускоренному старению изоляции
электрооборудования.
Изменение напряжения
электропитания.
Не менее опасным, чем
воздействие импульсных помех, для
аппаратуры является повышение или понижение напряжения в электросети, относительно его нормальной
величины. К сожалению, в отечественных электросетях
нормы и требования по допустимым
значениям отклонения напряжения удовлетворяются далеко не всегда. Основные причины изменения напряжения приведены в таблице.
Таблица 8.5 Причины
изменения напряжения электропитания
|
Участок
|
Повышенное напряжение
|
Пониженное напряжение
|
|
Линия
электропередач от электростанции к потребителю
|
Недогруженность линий в
ночные часы по сравнению с расчетной.
Результат:
возрастание напряжения до 240-260 Вольт
|
Перегруженность линий в
часы пик (вечер) по сравнению с расчетной.
Результат:
снижение напряжения до 160-170 Вольт
|
|
От питающей дом
трансформаторной подстанции до квартиры
|
Обрыв проводов трехфазной
сети (как фазного, так и нулевого), короткое замыкание.
Результат:
возрастание напряжения до 380 Вольт
|
Существенное превышение
мощности установленной в доме бытовой электротехники, по сравнению с тем, на
что рассчитаны внутридомовые сети.
Результат:
падение напряжения до 160-170 Вольт
|
Как превышения, так и снижения
рабочего напряжения представляют
опасность для электроприборов и
аппаратуры.
При превышениях напряжения чаще всего сгорают блоки питания электроприбора, а также полупроводниковые элементы
и микросхемы. Перегреваются и выходят из строя
электродвигатели бытовой техники.
Снижение рабочего напряжения
опасно, в частности, для приборов,
имеющих электродвигатели (холодильники, стиральные машины и т.п.). Пониженное
рабочее напряжение приводит к их
сгоранию. При пониженном напряжении
с перегрузкой работают блоки питания
компьютеров аудио-видео и другой электронной техники. Это сокращает ресурс их
работы и также может привести к выходу из строя.
Высокая стабильность радиоэлектронной аппаратуры
обеспечивается стабильностью
передаточных характеристик всех звеньев аппаратуры, которые во многом зависят от стабильности питающих напряжений. Для
стабилизации напряжений питания применяются стабилитроны и выполненные на их основе
стабилизаторы. Наиболее простым по схемному решению является
стабилизатор, приведённый на рисунке 8.10.
Рисунок 8.1
Параметрический стабилизатор напряжения
Параметрический
стабилизатор напряжения имеет следующий недостаток – максимальный ток
нагрузки определяется типом применяемого
стабилитрона. Для обеспечения высокого коэффициента стабилизации необходимо
обеспечить малое динамическое сопротивление стабилитрона. Коэффициент
стабилизации определяется по формуле 8.3
Кст ≈ 1
+ 1 / rd(1 / Rload + 1 / Rballaste)
где: rd– динамическое сопротивление
стабилитрона.
Как видно из формулы 8.3,
высокий коэффициент стабилизации возможен при малом сопротивлении
ограничительного резистора Rballasteи высокой нагрузке, а это в свою
очередь, ведёт к снижению коэффициента полезного действия.
Избавиться от этого недостатка можно применив в схеме
стабилизатора операционный усилитель.
Исходя из вышесказанного, целесообразно применение
интегральных стабилизаторов напряжения. В разработанном генераторе зашумления сетей сотовой связи
узлы и модули используют напряжения в 3 и 5 вольт положительной полярности.
Рисунок 8.11 Интегральный
стабилизатор 5 вольт
Рисунок 8.12 Интегральный
стабилизатор 3 вольта
Максимальный ток нагрузки
каждого из стабилизаторов составляет
750 мА.
Рассчитаем ток, потребляемый генератором зашумления
сетей сотовой связи от источника
питания +5 Вольт:
I+5 = Iмикроконтроллер + Iоу + Iувч + Iувч2 = 452 (мА)
где: Iмикроконтроллер – ток потребляемый микроконтроллером, Iоу – ток потребляемый двухканальным операционным усилителем, Iувч – ток потребляемый усилителем 400 – 1500 МГц, Iувч – ток потребляемый усилителем 1400 – 2500 МГц.
Рассчитаем ток, потребляемый генератором зашумления
сетей сотовой связи от источника
питания +3 Вольта:
I+3 = ISI4210 = 300 (мА)
где: ISI4210 – ток потребляемый
от источника питания трансивером SI4210.
Общий ток потребляемый генератором зашумления
сетей сотовой связи от каждого из
напряжений не превышает максимально
допустимый ток интегральных стабилизаторов, поэтому микросхемы LM7805SR и LM7803SRпригодны для
питания проектируемого генератора
зашумления сетей сотовой связи.
8.7 Алгоритм программы
генерации микроконтроллером аналоговых сигналов
После сброса (reset)
производится останов сторожевого
таймера watchdog, конфигурация
выходных портов и системы тактирования.
Далее формируется программная задержка для
стабилизации кварцевого резонатора 10МГц, что необходимо для калибровки генератора DCO. Далее вызывается подпрограмма стабилизации генератора DCO. После её
завершения, таймер Timer_B, регистры
CCR1 и CCR2 конфигурируются для генерации сигналов ШИМ и осуществляется
запуск таймера.
В завершение, MSP430
переводится в режим пониженного
энергопотребления 0 (LPM0) для сохранения
энергии. ЦПУ «просыпается» для обработки каждого прерывания
CCIFG0, после чего возвращается в
режим LPM0.
SHAPE * MERGEFORMAT
|
Запретить
сторожевой таймер WatchDog,
проинициализировать порты и систему тактирования
|
|
Программная пауза для
стабилизации кварцевого резонатора
|
|
Вызов
подпрограммы стабилизации частоты DCO
|
|
Инициализация таймера TimerBи начало генерации сигналов
ШИМ
|
|
Переход в режим
пониженного энергопотребления LPM0
|
|
Инкремент и лог
«И» указателя на таблицу
значений синуса и запись нового значения
в CCR1
|
|
Инкремент и лог
«И» указателя на таблицу
значений синуса и запись нового значения
в CCR2
|
|
Прерывание от
таймера TimerB CCIFG0
|
Рисунок 8.13 Алгоритм
программы генерации микроконтроллером аналоговых сигналов
В результате выполнения данного алгоритма нами получен синусоидальный
сигнал частотой в одну четвёртую частоты задающего генератора:
Fsin = Fзг : 4 = 10 : 4 = 2.5 (МГц)
Данная частота является
шириной полосы зашумления в
единичный момент времени, что недостаточно для
создания требуемой полосы зашумления. Для
решения данной проблемы применён
метод последовательного зашумления
требуемой полосы путём плавной перестройки несущей частоты шумового сигнала. Для последовательной смены частоты в пределах
поддиапазона применён генератор пилообразных импульсов.
Рисунок 8.14 График
последовательного зашумления
частотных диапазонов сетей сотовой связи
8.8 Полная
схема электрическая принципиальная генератора зашумления
сетей сотовой связи
Рисунок 8.15 Полная схема электрическая
принципиальная генератора зашумления сетей сотовой связи
8.9 Правила установки и
эксплуатации генератора зашумления
сетей сотовой связи
Общиесведения
Генератор зашумления сетей сотовой связи
предназначен для блокирования работы сетей сотовой связи
стандартов NMT-450, CDMA-450, GSM900, GSM-1800, GSM-1900. Прибор конструктивно
оформлен в виде монтажной платы предназначенной как для
самостоятельного использования, так и для
использования в корпусах серийно
выпускаемого оборудования.
Назначение:
Для
блокирования работы телефонов систем
мобильной связи в пределах
выделенных помещений, предназначенных для
ведения переговоров, проведения совещаний. Используется
в целях предотвращения утечки информации за пределы выделенного помещения при использовании подслушивающих устройств,
работающих с применением сетей сотовой связи
стандартов NMT-450, CDMA-450, GSM900, GSM-1800, GSM-1900, при использовании для передачи информации включенных телефонов, а также
для обеспечения
рабочей обстановки во время
проведения переговоров, совещания.
Изделие излучает в
диапазоне работы систем мобильной связи,
мощность излучения в других
диапазонах незначительна. Изделие имеет небольшую мощность излучения, не оказывает действия
на работу других технических средств - бытовой электронной техники (теле-,
видео-, аудио-, и др.), компьютеров, оргтехники, безопасно для здоровья
человека.
Зона эффективного действия изделия
зависит от расстояния до ближайшей базовой станции сети мобильной связи и составляет
до 15 м.
Для охвата большей площади
необходимо использовать несколько изделий, разнесенных по защищаемой
территории.
Таблица 8.6 Основные
технические характеристики прибора
|
- Диапазоны частот:
|
452-468МГц 890 – 960 МГц, 1710 – 1785
МГц, 1850 – 1910 МГц
|
|
- Средняя мощность на канал
|
300 мВт
|
|
Дальность действия прибора (зависит от расстояния до базовой станции)
|
3 – 15 м.
|
|
- Напряжение
питания
|
7.5 – 34 В
|
|
- Потребляемая мощность
|
До 6 Вт.
|
Подготовка прибора к
работе:
Прибор, или другое
оборудование в корпусе которого установлен генератор зашумления сетей сотовой связи,
устанавливаетсяв помещении, где будет проводиться мероприятие
и включается на время его прохождения.
В зависимости от типа используемой антенны можно сформировать необходимую зону
действия прибора, не создавая помех окружающим.
9
Расчет экономических
показателей
9.1 Целесообразность разработки с
экономической точки зрения
С древнейших времен любая деятельность
людей основывалась на получении и владении информацией, т.е. на информационном
обеспечении. Именно информация является одним из важнейших средств решения проблем и задач, как на государственном уровне,
так и на уровне коммерческих организаций и отдельных лиц. Но так как получение
информации путем проведения
собственных исследований и создания
собственных технологий является
достаточно дорогостоящим, то часто
выгоднее потратить определенную сумму на добывание уже существующих сведений.
Таким образом, информацию можно рассматривать как товар. А бурное развитие
техники, технологии и информатики в последние десятилетия вызвало еще более бурное развитие технических
устройств и систем разведки. В создание устройств и систем ведения разведки всегда вкладывались и вкладываются огромные средства во всех развитых странах.
Целью несанкционированного сбора
информации в настоящее время является,
прежде всего - коммерческий интерес. Как правило, информация разнохарактерна и разноценна и степень ее
секретности (конфиденциальности) зависит от лица или группы лиц, кому она
принадлежит, а также сферы их деятельности.
Бизнесмену, например, необходимы данные о конкурентах: их слабые и сильные
стороны, рынки сбыта, условия
финансовой деятельности,
технологические секреты. А в политике или в военном деле выигрыш иногда
оказывается просто бесценным, т.к.
политик, администратор или просто известный человек является
информантом. Интересны, его уклад жизни, связи
в определенных кругах, источники личных доходов и т.д. А развитие деловых
отношений определяет сегодня резкое возрастание интереса к вопросам
безопасности, особенно речевой информации. По данным аналитиков, работающих в
области безопасности, удельный вес речевой информации может составлять до 80 % в общем объеме конфиденциальных
сведений. Поэтому защита речевой информации является
весьма актуальной.
В большинстве случаев средства разведки являются очень дорогим удовольствием. Да и легально их
приобрести тоже не легко. Но в тоже время
у нас под рукой есть дешевое, качественное и доступное средство негласного
съема речевой информации- это сотовый телефон. Его можно незаметно внести в
помещение, включить в режим передачи, и вот уже наш разговор передается в любую точку мира.
Кроме того, сотовый
телефон можно рассматривать не только как подслушивающее устройство с ним,
также возникает еще ряд
проблем,например:
в медицинских учреждениях (телефон не только нарушает покой больных, но и
может нарушить правильную работу медицинских приборов)
использование для подрыва зарядов
при проведении терактов: специалист-подрывник легко может использовать вибратор
мобильника для того, чтобы в нужный
момент подать напряжение на
электродетонатор. Взрыв произойдет по звонку, после получения SMS или по таймеру
непосредственно при
разработке и проведении террористических операций(связь
в подобных операциях является очень важным фактором)
в самолетах (мобильные
телефоны могут наводить помехи на частоты радиоэлектронных устройств самолета)
во время спектакля
или экскурсии, в библиотеке или читальном зале
отвлекает не только хозяина мобильного телефона, но и остальных вокруг
в учреждениях пенициарной системы (зоны, тюрьмы, изоляторы и т. д.)
при проведении
экзаменов(не только отвлекает остальных, но и ставит под сомнение качество
знаний экзаменуемого и т.д.
Из всего вышесказанного
можно сделать вывод, что потери, которые может принести обычный сотовый телефон
могут быть просто неисчислимыми.
На профессиональном уровне задача
борьбы с подслушиванием и другими неблагоприятными
факторами связанными с
использованием сотового телефона решается
достаточно успешно, но является
весьма дорогостоящим мероприятием и требует привлечения
специалистов и широкого круга технических средств. Поэтому нахождение
достаточно простых и относительно дешевых решений данной проблемы является весьма актуальным.
В дипломном проекте был
разработан генератор зашумления
сетей сотовой связи. Принцип его
работы заключается в том, что на приемный
канал сотового телефона ставится
заградительная помеха. При этом с
телефона невозможно никуда позвонить, и
телефон для других абонентов
становится недоступен.
9.2 Калькуляция себестоимости генератора зашумления сетей сотовой связи
Произведем калькулирование
себестоимости научно-технической продукции согласно Типовым методическим
рекомендациям по планированию, учету
и калькулированию себестоимости научно-технической продукции (утв. Миннауки от
15.06.1994 РФ №ОР-22-2-46) [30]. Для
этого распишем отдельные статьи калькуляции.
На статью «Материалы»
приходится1283руб., где затраты на приобретение
Таблица 9.1-«Материалы»
|
Наименование и тип компонентов
|
Количество, шт
|
Стоимость за единицу, руб
|
Стоимость, руб
|
|
Интегральные микросхемы
|
|
|
|
|
MicroChip PIC16F628
|
1
|
75
|
175
|
|
Aero II SI 4210
|
1
|
125
|
225
|
|
AD8542
|
1
|
25
|
25
|
|
LM7803SR
|
1
|
15
|
15
|
|
LM7805SR
|
1
|
15
|
15
|
|
MAX2640
|
1
|
60
|
60
|
|
MAX2641
|
1
|
75
|
75
|
|
Диоды
|
|
|
|
|
HER203
|
2
|
1.5
|
3
|
|
Конденсаторы
|
|
|
|
|
К10-17Б
|
25
|
1,2
|
30
|
|
К50-35
|
4
|
8
|
32
|
|
Резисторы
|
|
|
|
|
МЛТ - 0.125
|
4
|
1
|
4
|
|
Варисторы
|
|
|
|
|
S14K40
|
3
|
4
|
12
|
|
Кварцевые резонаторы
|
|
|
|
|
HS-49
|
2
|
6
|
12
|
|
Печатная плата
(обработка файлов+фотошаблон+трафарет+
Документация)
|
1
|
1
|
600
|
|
Итого:
|
|
|
1283
|
2. «Затраты на оплату
труда». Работы по изготовлению генератора зашумления
сетей сотовой связи велись в течение
5 рабочих дней при восьмичасовом рабочем дне. Месячный
фонд времени(Fмес) равен 166,25 часов,
среднемесячная
заработная плата на данной должности
– 10 000 рублей.
Основная
заработная плата инженера
лаборатории:
Дополнительная заработная
плата составляет 20%:
Здоп=
0,2*Зосн= 0,2*2406.0153 = 481.2 руб.
Затраты на оплату труда с
учетом поясного коэффициента (25%):
ЗТР=
1,25*( Зосн +Здоп ) = 1,25*(2406.15+481.2) = 3609.19 руб.
3. «Отчисления на социальные нужды (единый социальный налог)».
Единый социальный налог составляет 26% от затрат на оплату труда:
0,26* 3609.19=
938.38 руб., в том числе:
а) отчисления
в пенсионный фонд (20% от затрат на оплату труда):
0,2*3609.19 =
721.83 руб.;
б) отчисления
в фонд социального страхования (3,2%
от затрат на оплату труда):
0,032*7218.045 = 231руб.;
в) отчисления
в Федеральный Фонд обязательного
медицинского страхования (ФФОМС)
(0,8% от затрат на оплату труда):
0,008*3609.19 = 29 руб.;
г) отчисления
в территориальный Фонд обязательного
медицинского страхования (ТФОМС) (2
% от затрат на оплату труда):
0,02*3609.19 = 72 руб.
Страховой взнос на обязательное
социальное страхование от несчастных случаев на производстве и профессиональных
заболеваний (0,2% от затрат на оплату труда):
0,002*3609.19= 7.2 руб.
Итого отчисления
на социальные нужды составляют
938.34 руб.
4. «Прочие прямые
расходы».
Расходы по данной статье
отсутствуют.
5. «Накладные расходы» составляют 30% от затрат на оплату труда:
0,30*2406.015 =721.8 руб.
После произведенных расчетов заполним отчетную
форму 1 – пн.
Калькуляция
составлена
"___"____ 200 7 г.
КАЛЬКУЛЯЦИЯ
плановой себестоимости
Генератор
зашумления сетей сотовой связи
|
№
|
Наименование статей затрат
|
Сумма, руб.
|
|
1.
1
|
Материалы
|
1283
|
|
2.
2
|
Затраты на оплату труда инженера
лаборатории
|
3609
|
|
3.
3
|
Отчисления
на социальные нужды
|
938.34
|
|
4.
4
|
Прочие прямые
расходы
|
|
|
5.
5
|
Накладные расходы
|
721.8
|
|
6.
6
|
Всего себестоимость
|
4892
|
10 ОХРАНА ТРУДА
10.1 Охрана труда на
рабочем месте оператора ПК
Введение
Охрана труда - система законодательных актов, социально-экономических,
организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность,
сохранение здоровья и
работоспособности человека в процессе труда. Научно-технический прогресс внес
серьезные изменения в условия производственной деятельности
работников умственного труда. Их труд стал более интенсивным, напряженным, требующим значительных затрат умственной, эмоциональной
и физической энергии. Это потребовало комплексного решения
проблем эргономики, гигиены и организации труда, регламентации режимов труда и
отдыха.
Охрана здоровья
трудящихся,
обеспечение безопасности условий труда, ликвидация
профессиональных заболеваний и производственного травматизма составляет одну из главных забот человеческого общества.
Обращается внимание на необходимость
широкого применения прогрессивных
форм научной организации труда, сведения
к минимуму ручного, малоквалифицированного труда, создания
обстановки, исключающей профессиональные заболевания
и производственный травматизм.
Данный раздел дипломного проекта посвящен рассмотрению следующих вопросов:
организация
рабочего места оператора ПК;
определение оптимальных условий труда оператора ПК:
10.1.1 Описание рабочего места оператора ПК
Рабочее место -
это часть пространства, в котором оператор ПК осуществляет
трудовую деятельность, и проводит
большую часть рабочего времени. Рабочее место, хорошо приспособленное к
трудовой деятельности, правильно и
целесообразно организованное, в отношении пространства, формы, размера
обеспечивает ему удобное положение при работе и высокую производительность
труда при наименьшем физическом и психическом напряжении.
При правильной организации рабочего места
производительность труда возрастает с 8 до 20 процентов.
Согласно ГОСТ 12.2.032-78 конструкция рабочего места и взаимное расположение всех его
элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и
психологическим требованиям. Большое
значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего
места оператора ПК должны быть соблюдены следующие основные условия:
оптимальное размещение оборудования, входящего
в состав рабочего места;
достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять
все необходимые движения и
перемещения;
необходимо естественное и искусственное освещение для выполнения
поставленных задач;
уровень акустического шума не должен превышать
допустимого значения.
Главными элементами рабочего места оператора ПК являются письменный стол и кресло. Основным рабочим
положением является положение сидя.
Рабочее место для выполнения работ в положении сидя
организуется в соответствии с ГОСТ
12.2.032-78.
Рабочая
поза сидя вызывает минимальное
утомление . Рациональная планировка
рабочего места предусматривает четкий порядок
и постоянство размещения предметов, средств труда и документации. То, что
требуется для
выполнения работ чаще, расположено в
зоне легкой досягаемости рабочего
пространства.
Моторное поле - пространство рабочего места, в котором
могут осуществляться двигательные действия
человека.
Максимальная
зона досягаемости рук - это часть
моторного поля рабочего места,
ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми
руками при движении их в плечевом суставе.
Оптимальная
зона - часть моторного поля рабочего
места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями
при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя
и с относительно неподвижным плечом (рисунок 10.1).
Рисунок 10.1 - Зоны досягаемости
рук в горизонтальной плоскости.
а - зона максимальной досягаемости;
б - зона досягаемости
пальцев при вытянутой руке;
в - зона легкой досягаемости
ладони;
г - оптимальное пространство для
грубой ручной работы;
д - оптимальное пространство для
тонкой ручной работы.
Рассмотрим оптимальное размещение предметов труда и
документации в зонах досягаемости
рук:
ДИСПЛЕЙ размещается
в зоне а (в центре);
КЛАВИАТУРА - в зоне г/д;
СИСТЕМНЫЙ БЛОК размещается
в зоне б (слева);
ПРИНТЕР находится
в зоне а (справа);
ДОКУМЕНТАЦИЯ
в зоне легкой досягаемости
ладони - в (слева) - литература и документация,
необходимая при работе;
в выдвижных ящиках стола - литература, неиспользуемая постоянно.
При проектировании письменного стола следует учитывать
следующее:
высота стола должна быть выбрана с учетом возможности
сидеть свободно, в удобной позе, при необходимости опираясь
на подлокотники;
нижняя часть стола должна быть сконструирована так, чтобы
работник мог удобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги;
поверхность стола должна обладать свойствами,
исключающими появление бликов в поле
зрения программиста;
конструкция
стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков
(не менее 3 для хранения документации, листингов, канцелярских принадлежностей, личных вещей).
Параметры рабочего места выбираются в соответствии с антропометрическими
характеристиками. При использовании этих данных в расчетах следует исходить из
максимальных антропометрических характеристик (М+2).
При работе в положении сидя
рекомендуются следующие параметры
рабочего пространства:
ширина не менее
700 мм;
глубина не
менее 400 мм;
высота рабочей
поверхности стола над полом 700-750
мм.
Оптимальными размерами стола являются:
высота 710 мм;
длина стола 1300 мм;
ширина стола 650 мм.
Поверхность для
письма должна иметь не менее 40
мм в глубину и не менее 600 мм в ширину.
Под рабочей поверхностью должно быть предусмотрено
пространство для ног:
высота не менее
600 мм;
ширина не менее
500 мм;
глубина не
менее 400 мм.
Важным элементом рабочего места оператора ПК является кресло. Оно выполняется в соответствии с ГОСТ 21.889-76. При
проектировании кресла исходят из
того, что при любом рабочем положении оператора ПК его поза должна быть
физиологически правильно обоснованной, т.е. положение частей тела должно быть
оптимальным. Для удовлетворения требований физиологии, вытекающих из анализа
положения тела человека в положении
сидя, конструкция рабочего сидения
должна удовлетворять следующим
основным требованиям:
допускать возможность изменения
положения тела, т.е. обеспечивать
свободное перемещение корпуса и конечностей тела друг относительно друга;
допускать регулирование высоты в зависимости от роста
работающего человека ( в пределах от 400 до 550 мм );
иметь слегка вогнутую поверхность,
иметь небольшой наклон назад.
Исходя из
вышесказанного, приведем параметры рабочего стола :
высота стола 710 мм;
длина стола 1300 мм;
ширина стола 650 мм;
глубина стола 400 мм.
Поверхность для
письма:
в глубину 40 мм;
в ширину 600 мм.
Важным моментом является
также рациональное размещение на рабочем месте документации, канцелярских принадлежностей, что должно обеспечить
работающему удобную рабочую позу, наиболее экономичные движения и минимальные траектории перемещения работающего и предмета труда на данном рабочем
месте.
Создание благоприятных
условий труда и правильное эстетическое оформление рабочих мест на производстве
имеет большое значение как для
облегчения труда, так и для повышения
его привлекательности, положительно влияющей
на производительность труда. Окраска помещений и мебели должна способствовать
созданию благоприятных условий для зрительного восприятия, хорошего настроения.
В служебных помещениях, в которых
выполняется
однообразная умственная работа, требующая
значительного нервного напряжения и большого сосредоточения,
окраска должна быть спокойных тонов - малонасыщенные оттенки холодного зеленого
или голубого цветов [31].
При разработке оптимальных условий труда оператора ПК
необходимо учитывать освещенность, шум и микроклимат.
10.1.2 Освещенность рабочего места
Рациональное освещение рабочего места является одним из важнейших факторов, влияющих на эффективность трудовой деятельности человека, предупреждающих травматизм и
профессиональные заболевания.
Правильно организованное освещение создает благоприятные
условия труда, повышает
работоспособность и производительность труда. Освещение на рабочем месте
оператора ПК должно быть таким, чтобы работник мог без напряжения
зрения выполнять
свою работу. Утомляемость органов
зрения зависит от ряда причин:
недостаточность освещенности;
чрезмерная
освещенность;
неправильное направление света.
Недостаточность освещения
приводит к напряжению зрения, ослабляет
внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и
резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать
резкие тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут
привести к несчастному случаю или профзаболеваниям,
поэтому столь важен правильный расчет освещенности.
Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения,
определению необходимого числа светильников, их типа и размещения. Процесс работы оператора ПК в таких условиях, когда естественное освещение недостаточно или
отсутствует. Исходя из этого,
рассчитаем параметры искусственного освещения.
Искусственное освещение выполняется посредством электрических источников света двух
видов: ламп накаливания и
люминесцентных ламп. Будем использовать люминесцентные лампы, которые по
сравнению с лампами накаливания
имеют существенные преимущества:
по спектральному составу света они близки к дневному,
естественному освещению;
обладают более высоким КПД (в 1.5-2 раза выше, чем КПД
ламп накаливания);
обладают повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем
у ламп накаливания);
более длительный срок службы.
Расчет освещения
производится для комнаты площадью 36 м2 , ширина которой 4.9 м, высота - 4.2 м. Воспользуемся методом светового потока.
Для определения
количества светильников определим световой поток, падающий на поверхность по
формуле:
, где (10.1)
F - рассчитываемый световой поток, Лм;
Е - нормированная
минимальная освещенность, Лк
(определяется
по таблице). Работу оператора ПК, в соответствии с этой таблицей, можно отнести
к разряду точных работ,
следовательно, минимальная
освещенность будет Е = 300 Лк при газоразрядных
лампах;
S - площадь освещаемого помещения
( в нашем случае S = 36 м2
);
Z - отношение средней освещенности к минимальной
(обычно принимается равным 1.1-1.2 ,
пусть Z = 1.1);
К - коэффициент запаса, учитывающий уменьшение
светового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (его значение
определяется
по таблице коэффициентов запаса для
различных помещений и в нашем случае К = 1.5);
n - коэффициент использования,
(выражается отношением светового
потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и
исчисляется
в долях единицы; зависит от
характеристик светильника, размеров помещения,
окраски стен и потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (Рс) и потолка (Рп)), значение
коэффициентов Рс и Рп определим по таблице зависимостей коэффициентов отражения от характера поверхности: Рс=30%, Рп=50%. Значение
n определим по таблице коэффициентов использования
различных светильников. Для этого
вычислим индекс помещения по
формуле:
, где(10.2)
S - площадь помещения,
S = 36 м2;
h - расчетная
высота подвеса, h = 3.39 м;
A - ширина помещения,
А = 4.9 м;
В - длина помещения,
В = 7.35 м.
Подставив значения
получим:
(10.3)
Зная индекс
помещения I, Рс и Рп, по таблице
находим n = 0.28
Подставим все значения
в формулу для определения светового
потока F:
Лм (10.4)
Для
освещения выбираем люминесцентные
лампы типа ЛБ40-1, световой поток которых F = 4320 Лк.
Рассчитаем необходимое количество ламп по формуле:
, где(10.5)
N - определяемое
число ламп;
F - световой поток, F = 63642,857 Лм;
Fл- световой поток лампы, Fл = 4320 Лм.
шт. (10.6)
При выборе осветительных приборов используем
светильники типа ОД. Каждый светильник комплектуется
двумя лампами. Размещаются светильники двумя
рядами, по четыре в каждом ряду.
10.1.3 Параметры микроклимата на рабочем месте
Параметры микроклимата могут меняться в широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является поддержание
постоянства температуры тела благодаря свойству терморегуляции,
т.е. способности организма регулировать отдачу тепла в окружающую среду.
Основной принцип нормирования
микроклимата - создание оптимальных условий для
теплообмена тела человека с окружающей средой. В санитарных нормах СН-245/71
установлены величины параметров микроклимата, создающие комфортные условия. Эти нормы устанавливаются
в зависимости от времени года, характера трудового процесса и характера производственного
помещения (значительные или
незначительные тепловыделения). Для рабочих помещений с избыточным тепловыделением до 20
ккал/м3 допустимые и оптимальные значения
параметров микроклимата приведены в таблице 16:
Таблица 10.1 - допустимые и оптимальные значения параметров микроклимата
|
Время года
|
Зона
|
Температура
воздуха, 0
C
|
Относительная
влажность, %
|
Скорость
движения
воздуха, м/с
|
|
Холодный
период
|
Оптимальная
|
18 - 21
|
60 - 40
|
< 0.2
|
|
Переходный
период
|
Допустимая
|
17 - 21
|
< 75
|
< 0.3
|
|
Теплый пе-
риод года
(t > 100
C)
|
Оптимальная
|
20 - 25
|
60 - 40
|
< 0.3
|
|
|
Допустимая
|
< 28 в 13
часов самого
жаркого мес.
|
< 75
|
< 0.5
|
В настоящее
время для
обеспечения комфортных условий
используются как организационные
методы, так и технические средства. К числу организационных относятся
рациональная организация проведения
работ в зависимости от времени года и суток, а также организация правильного чередования
труда и отдыха. В связи с этим
рекомендуется на территории предприятия
организовывать зеленую зону со скамейками для
отдыха и водоемом (бассейны, фонтаны). Технические средства включают вентиляцию, кондиционирование воздуха, отопительную
систему.
10.1.4 Нормирование шума
Установлено, что шум ухудшает условия труда, оказывая
вредное воздействие на организм человека. При длительном воздействии шума на
человека происходят нежелательные явления:
снижается острота зрения, слуха, повышается
кровяное давление, понижается внимание. Сильный продолжительный шум может стать
причиной функциональных изменений сердечно-сосудистой и нервной систем.
Согласно ГОСТ 12.1.003-88 ("Шум. Общие требования безопасности") характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются
среднеквадратичные уровни давлений в октавных полосах частот со
среднегеометрическими стандартными частотами: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000,
4000 и 8000 Гц. В этом ГОСТе указаны значения
предельно допустимых уровней шума на рабочих местах предприятий. Для
помещении конструкторских бюро, расчетчиков и операторов ПК уровни шума не
должны превышать соответственно: 71, 61, 54, 49, 45, 42, 40, 38 дБ. Эта
совокупность восьми нормативных уровней звукового давления
называется предельным спектром.
10.1.5 Методы защиты от шума
Строительно-акустические методы защиты от шума
предусмотрены строительными нормами и правилами (СНиП-II-12-77). это:
звукоизоляция ограждающих конструкции, уплотнение по периметру
притворов окон и дверей;
звукопоглощающие
конструкции и экраны;
глушители шума,
звукопоглощающие облицовки.
На рабочем месте оператора ПК источниками шума, как
правило, являются технические средства, как то - компьютер, принтер,
вентиляционное оборудование, а также
внешний шум. Они издают довольно незначительный шум, поэтому в помещении
достаточно использовать звукопоглощение. Уменьшение шума, проникающего в
помещение извне, достигается уплотнением
по периметру притворов окон и дверей. Под звукопоглощением понимают свойство
акустически обработанных поверхностей уменьшать интенсивность отраженных ими
волн за счет преобразования звуковой
энергии в тепловую. Звукопоглощение является
достаточно эффективным мероприятием
по уменьшению шума. Наиболее выраженными звукопоглощающими свойствами обладают
волокнисто-пористые материалы: фибролитовые плиты, стекловолокно, минеральная вата, полиуретановый поропласт, пористый
поливинилхлорид и др. К звукопоглощающим материалам относятся лишь те, коэффициент звукопоглощения которых не ниже 0.2.
Звукопоглощающие облицовки из указанных
материалов (например, маты из супертонкого стекловолокна с оболочкой из
стеклоткани нужно разместить на потолке и верхних частях
стен). Максимальное звукопоглощение будет достигнуто при облицовке не менее 60%
общей площади ограждающих поверхностей помещения.
10.1.6 Вентиляция
Системы отопления
и системы кондиционирования следует
устанавливать так, чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на
людей. На производстве рекомендуется
создавать динамический климат с определенными перепадами показателей.
Температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна отличаться более, чем на 5 градусов. В производственных
помещениях помимо естественной
вентиляции предусматривают
приточно-вытяжную вентиляцию. Основным параметром, определяющим характеристики вентиляционной
системы, является кратность обмена, т.е. сколько раз в час сменится воздух в помещении[32].
Вывод
В этой части дипломной работы были изложены
требования к рабочему месту
оператора ПК. Созданные условия
должны обеспечивать комфортную работу. На основании изученной литературы по
данной проблеме, были указаны оптимальные размеры рабочего стола и кресла, рабочей
поверхности, а также проведен выбор системы и расчет оптимального освещения производственного помещения,
а также расчет информационной нагрузки. Соблюдение условий, определяющих оптимальную организацию рабочего места ,
позволит сохранить хорошую работоспособность в течение всего рабочего дня, повысит, как в количественном, так и в
качественном отношениях
производительность труда оператора ПК.
10.2 Классификация видов электромагнитного излучения . Способы борьбы с электромагнитным излучением
Введение
Волновые процессы чрезвычайно широко
распространены в природе. В природе существует два вида волн: механические и
электромагнитные. Механические волны распространяются в веществе: газе, жидкости или твердом теле.
Электромагнитные волны не нуждаются
в каком-либо веществе для своего
распространения, к которым, в
частности, относятся радиоволны и свет. Электромагнитное поле может
существовать в вакууме, т. е. в пространстве, не содержащем атомов. Несмотря на существенное отличие электромагнитных волн от
механических, электромагнитные волны при своем распространении ведут себя подобно механическим.
10.2.1 Источники и
воздействие электромагнитных излучений
Среди различных физических факторов окружающей среды,
которые могут оказывать неблагоприятное
воздействие на человека и биологические объекты, большую сложность представляют электромагнитные поля
неионизирующей природы, особенно относящиеся к радиочастотному излучению. Электромагнитные поля - это особая
форма существования материи,
характеризующаяся совокупностью электрических и магнитных свойств.
Основными параметрами, характеризующими электромагнитное поле, являются: частота, длина волны и скорость распространения. Электромагнитные поля
окружают нас повсюду, но мы не можем их почувствовать и вообще заметить, -
поэтому мы не видим излучений милицейского радара, не видим лучей, поступающих
от телевизионной башни или линии электропередачи[33].
10.2.2 Природные источники электромагнитных полей
Природные источники электромагнитных полей делят на две группы. Первая
- поле Земли - постоянное
электрическое и постоянное магнитное
поле. Вторая группа - радиоволны,
генерируемые космическими источниками (Солнце, звезды и т.д.), атмосферные
процессы - разряды молний и т.д.
Естественное электрическое поле Земли создается
избыточным отрицательным зарядом на
поверхности; его напряженность
обычно от 100 до 500 В/м. Грозовые облака могут увеличивать напряженность поля
до десятков, а то и сотен кВ/м.
Вторая группа природных
электромагнитных полей характеризуется
широким диапазоном частот.
10.2.3 Антропогенные источники электромагнитных полей
Антропогенные источники также делятся на 2
группы:
Источники низкочастотных излучений (0 - 3 кГц).
Эта группа включает в себя
все системы производства, передачи и распределения
электроэнергии (линии электропередачи, трансформаторные подстанции,
электростанции, различные кабельные системы), домашнюю и офисную электро- и
электронную технику, в том числе и мониторы ПК, транспорт на электроприводе,
ж/д транспорт и его инфраструктуру, а также метро, троллейбусный и трамвайный
транспорт.
Уже сегодня
электромагнитное поле на 18-32% территории городов формируется в результате автомобильного движения. Электромагнитные волны, возникающие при движении
транспорта, создают помехи теле- и радиоприему, а также могут оказывать вредное
воздействие на организм человека. Транспорт на электроприводе является мощным источником магнитного поля в диапазоне от 0 до 1000 Гц. Железнодорожный
транспорт использует переменный ток. Городской транспорт - постоянный. Максимальные значения
индукции магнитного поля в
пригородном электротранспорте достигают 75 мкТл, средние значения - около 20 мкТл. Средние значения на транспорте с приводом от постоянного тока зафиксированы на уровне 29 мкТл. У трамваев,
где обратный провод - рельсы, магнитные поля
компенсируют друг друга на гораздо большем расстоянии,
чем у проводов троллейбуса, а внутри троллейбуса колебания
магнитного поля невелики даже при
разгоне. Но самые большие колебания
магнитного поля - в метро. При
отправлении состава величина магнитного поля
на платформе составляет 50-100 мкТл
и больше, превышая геомагнитное
поле. Даже когда поезд давно исчез в туннеле, магнитное поле не возвращается к прежнему значению. Лишь после того, как состав
минует следующую точку подключения к
контактному рельсу, магнитное поле вернется
к старому значению. Правда, иногда не успевает: к платформе уже приближается следующий поезд и при его торможении магнитное
поле снова меняется. В самом вагоне магнитное поле еще сильнее -
150-200 мкТл, то есть в десять раз
больше, чем в обычной электричке.
10.2.4 Источники высокочастотных излучений (от 3 кГц до 300
ГГц).
К этой группе
относятся
функциональные передатчики - источники электромагнитного поля в целях
передачи или получения информации.
Это коммерческие передатчики (радио, телевидение), радиотелефоны (авто-,
радиотелефоны, сотовая связь, радио СВ, любительские радиопередатчики,
производственные радиотелефоны), направленная
радиосвязь (спутниковая радиосвязь,
наземные релейные станции), навигация
(воздушное сообщение, судоходство, радиоточка), локаторы (воздушное сообщение,
судоходство, транспортные локаторы, контроль за воздушным транспортом). Сюда же
относится различное технологическое
оборудование, использующее СВЧ-излучение, переменные (50 Гц - 1 МГц) и
импульсные поля, бытовое
оборудование (СВЧ-печи), средства визуального отображения
информации на электронно-лучевых трубках (мониторы ПК, телевизоры и пр.) . Для научных исследований в медицине применяют токи ультравысокой частоты. Возникающие при
использовании таких токов электромагнитные поля
представляют определенную
профессиональную вредность, поэтому необходимо принимать меры защиты от их
воздействия на организм[34].
Таблица 10.2 Классификация
опасных и вредных излучений
|
Род излучения,
название диапазона длин волн
|
Диапазон
|
Название диапазона частот
|
|
длин волн
|
частот, Гц
|
|
Радиоволны:
|
|
Радиочастоты:
|
|
Мириаметровые
|
100 000 -10
км
|
3-3·104
|
Очень низкие частоты (ОНЧ)
|
|
Километровые
|
10-1км
|
3·104- 3·105
|
Низкие частоты (НЧ)
|
|
Гектометровые
|
1000-100м
|
3·105- 3·106
|
Средние частоты (СЧ)
|
|
Декаметровые
|
100-10м
|
3·106- 3·107
|
Высокие частоты (ВЧ)
|
|
Метровые
|
10-1м
|
3·107- 3·108
|
Очень высокие частоты (ОВЧ)
|
|
Дециметровые
|
100 -10
см
|
3·108- 3·109
|
Ультравысокие частоты (УВЧ)
|
|
Сантиметровые
|
10-1 см
|
3·109- 3·1010
|
Сверхвысокие частоты (СВЧ)
|
|
Миллиметровые
|
10-1 мм
|
3·1010- 3·1011
|
Крайне высокие частоты (КВЧ)
|
|
Децимиллиметровые
|
1 - 0,1
мм
|
3·1011- 3·1012
|
Сверхкрайне высокие частоты (СКВЧ)
|
10.2.5 Защита
от электромагнитных излучений
Бурное
развитие машиностроительных отраслей народного хозяйства
привело к использованию в некоторых производствах электромагнитных волн. Причем
в ряде случаев человек оказывается подвержен их воздействию. Электромагнитные волны,
взаимодействуя с тканями тела человека, вызывают определенные
функциональные изменения. При
интенсивном облучении эти изменения
могут оказать вредное воздействие на организм человека. Знание природы
воздействия электромагнитных волн на
организм человека, норм допустимых облучений, методов контроля интенсивности излучений и средств защиты от них является совершенно необходимым для
специалистов машиностроения в их
многогранной практической деятельности.
Действие электромагнитного излучения на организм человека в основном определяется
поглощенной в нем энергией. Известно, что излучение, попадающее на тело
человека, частично отражается и
частично поглощается в нем.
Поглощенная часть энергии
электромагнитного поля превращается в, тепловую энергию. Эта часть излучения проходит через кожу и распространяется в
организме человека в зависимости от электрических свойств тканей (абсолютной
диэлектрической проницаемости, абсолютной магнитной проницаемости, удельной
проводимости) и частоты колебаний электромагнитного поля.
Существенные различия электрических
свойств кожи, подкожного жирового слоя,
мышечной и других тканей обусловливают сложную картину распределения энергии излучения
в организме человека. Точный расчет распределения
тепловой энергии, выделяемой в
организме человека при облучении, практически невозможен. Тем не менее, можно
сделать следующий вывод: волны миллиметрового диапазона поглощаются поверхностными слоями
кожи, сантиметрового — кожей и подкожной клетчаткой, дециметрового —
внутренними органами. Кроме теплового действия
электромагнитные излучения вызывают
поляризацию молекул тканей тела
человека, перемещение ионов, резонанс макромолекул и биологических структур,
нервные реакции и другие эффекты.
Из сказанного
следует, что при облучении человека электромагнитными волнами в тканях его организма происходят
сложнейшие физико-биологические процессы, которые могут явиться причиной нарушения
нормального функционирования как
отдельных органов, так и организма в целом.
Люди,
работающие под чрезмерным электромагнитным излучением, обычно быстро утомляются,
жалуются на головные боли, общую
слабость, боли в области сердца. У них увеличивается
потливость, повышается
раздражительность, становится
тревожным сон. У отдельных лиц при длительном облучении появляются судороги, наблюдается
снижение памяти, отмечаются трофические явления (выпадение волос, ломкость ногтей и т. д.).
Нормы допустимого облучения
устанавливаются для обеспечения
безопасных условий труда обслуживающего персонала источников излучения и всех окружающих лиц.
Напряженность
электромагнитных полей на рабочих местах не должна превышать:
1) по электрической составляющей:
в диапазоне частот 60 кГц—3 МГц — 50. В/м; 3—30 МГц — 20. В/м; 30—50 МГц — 10
В/м; 50—300 МГц — 5 В/м;
2) по магнитной составляющей:
в диапазоне частот 60 кГц— 1, 5 МГц — 5 А/м; 30 МГц—50 МГц — 0, 3 А/м.
Предельно допустимая
плотность потока энергии электромагнитных полей в диапазоне частот 300 МГц —
300 ГГц и время пребывания на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, связанного
профессионально с воздействием полей (кроме случаев облучения от вращающихся
и сканирующих антенн), взаимосвязаны
следующим образом: пребывание в течение рабочего дня
—до 0, 1 Вт/м2; пребывание не более 2ч— 0, 1—1 Вт/м2, в остальное рабочее время плотность потока энергии не должна превышать 0, 1
Вт/м2; пребывание не более 20 мин — 1—10 Вт/м2 при условии пользования защитными очками. В остальное рабочее время плотность потока энергии не должна превышать 0, 1
Вт/м2.
Напряженность
электрического поля промышленной
частоты (50 Гц) в электроустановках напряжением
400 кВ и выше для персонала,
систематически (в течение каждого рабочего дня)
обслуживающего их, не должна превышать при пребывании человека в электрическом
поле: без ограничения времени—до 5
кВ/м; не более 180 мин в течение одних суток 5—10 кВ/м; не более 90 мин в
течение одних суток 10—15 кВ/м; не более 10 мин. в течение одних суток 15-30
кВ/м; не более 5 мин в течение суток 20-25 кВ/м. Остальное время суток человек должен I находиться в местах, где напряженность
электрического поля не превышает 5
кВ/м.
Если облучение людей превышает указанные предельно
допустимые уровни, то необходимо применять
защитные средства.
Защита человека от опасного воздействия электромагнитного облучения
осуществляется
рядом способов, основными из которых
являются: уменьшение излучения
непосредственно от самого источника, экранирование источника излучения, экранирование рабочего места, поглощение
электромагнитной энергии, применение индивидуальных средств защиты,
организационные меры защиты.
Для реализации
этих способов применяются: экраны, поглотительные материалы, аттенюаторы,
эквивалентные нагрузки и индивидуальные средства.
Экраны предназначены для
ослабления электромагнитного поля в направлении распространения
волн. Степень ослабления зависит от
конструкции экрана и параметров излучения.
Существенное влияние на
эффективность защиты оказывает также материал, из которого изготовлен экран.
Толщину экрана, обеспечивающую необходимое ослабление, можно рассчитать. Однако
расчетная толщина экрана обычно
мала, поэтому она выбирается из
конструктивных соображений. При мощных источниках излучения, особенно при длинных волнах, толщина экрана может
быть принята расчетной.
Толщина экрана в основном определяется
частотой и мощностью излучения и
мало зависит от применяемого
металла. Очень часто для
экранирования применяется
металлическая сетка. Экраны из сетки
имеют ряд преимуществ. Они
просматриваются, пропускают поток
воздуха, позволяют достаточно быстро
ставить и снимать экранирующие устройства[31].
Вывод
Электромагнитные
поля - это особая форма существования
материи, характеризующаяся совокупностью электрических и магнитных свойств.
Основными параметрами, характеризующими электромагнитное поле, являются: частота, длина волны и скорость распространения.
Степень биологического воздействия электромагнитных полей на организм человека
зависит от частоты колебаний, напряженности
и интенсивности поля, режима его
генерации (импульсное, непрерывное), длительности воздействия. Биологическое воздействие полей разных диапазонов
неодинаково. Чем короче длина волны, тем большей энергией она обладает. Люди,
работающие под чрезмерным электромагнитным излучением, обычно быстро утомляются,
жалуются на головные боли, общую
слабость, боли в области сердца. У них увеличивается
потливость, повышается
раздражительность, становится
тревожным сон. У отдельных лиц при длительном облучении появляются судороги, наблюдается
снижение памяти, отмечаются трофические явления (выпадение волос, ломкость ногтей и т. д.).
Если облучение людей превышает указанные предельно
допустимые уровни, то необходимо применять
защитные средства. Защита человека от опасного воздействия
электромагнитного облучения
осуществляется
рядом способов, основными из которых
являются: уменьшение излучения
непосредственно от самого источника, экранирование источника излучения, экранирование рабочего места, поглощение
электромагнитной энергии, применение индивидуальных средств защиты,
организационные меры защиты.
11 Заключение
В процессе дипломного
проектирования был произведён анализ
существующих технических решений блокирования
нежелательной работы сотовых телефонов, на основе чего были спроектированы
структурная и принципиальная схемы, произведён расчёт фильтра сосредоточенной
селекции полосы зашумления .
В результате проектирования был разработан генератор зашумления сетей сотовой связи
для стандартовNMT-450, CDMA-450, GSM-900, GSM-1800,
GSM-1900 построенный на современной элементарной базе, низким
энергопотреблением. Данный генератор допускает дальнейшую модернизацию
программным способом, путём изменения
программы работы микроконтроллера, что делает данную разработку актуальной не
только на настоящий момент, но и в
будущем, в случае появления новых или изменения
текущих параметров сетей сотовой связи.
Был дан обзор наиболее используемых
стандартов сотовой связи ,а также
были рассмотрены основные способы ее подавления.
Был сделан обзор рынка систем подавления сотовой связи.
Определена
целесообразность разработки с экономической точки зрения
и калькуляция
себестоимости системы подавления
сотовой связи для стандартов
NMT-450, CDMA-450, GSM-900, GSM-1800, GSM-1900.
Сделан расчет оптимальных условий труда
оператора ПК :освещенность, шум, микроклимат. Дан обзор видов электромагнитного
излучения и рассмотрены способы
защиты от него.
Приложение А.
Характеристики
микроконтроллера PIC16f628
Высокопроизводительный
RISC-процессор:
Всего 35 простых для изучения
односложных инструкции;
Скорость работы: тактовая частота до 20 МГц;
минимальная длительность такта 200
нс;
Характеристики
микроконтроллера PIC16f628
|
Устройство
|
Организация
памяти
|
|
FLASH программа
|
ОЗУ
|
ЭСППЗУ
|
|
PIC16F628
|
2048 x 14
|
224 x 8
|
128 x 8
|
|
16 аппаратных регистров
специального назначения;
8 - уровневый аппаратный
стек;
Прямой,
косвенный и относительный режимы адресации для
данных и инструкций;
Механизм прерываний
Периферия:
Timer0 - 8-разрядный таймер/счетчик реального времени с 8-разрядным предварительным делителем;
Timer1 - 16-разрядный таймер/счетчик реального времени с внешним
входом;
Timer2 - 8-разрядный таймер/счетчик реального времени с 8-разрядным регистром периода, предварительным делителем и
выходным делителем;
Аналоговый модуль
компаратора:
- Два аналоговых компаратора
- Программируемый модуль встроенного источника опорного напряжения
(VREF)
- Программируемый мультиплексорный вход от входов устройства и внутреннего
источника опорного напряжения
- Выходы компаратора могут быть сигнальными выходами
Цоколевка:
Цоколевка
микроконтроллера PIC16f628
15 линий ввода/вывода с
индивидуальным заданием направления;
Высокий
втекающий/вытекающий ток для
непосредственного управления
светодиодными индикаторами.
Универсальный синхронно-асинхронный
приёмопередатчик (USART/SCI);
16 байт общей памяти;
Модуль
захвата/компаратора/ШИМ: - захват 16 разрядов,
макс. разрешающая способность 12,5
нс; - сравнение 16 разрядов, макс.
разрешающая способность 200 нс; -
ШИМ, макс. разрешающая способность
10 разрядов;
Особенности ядра:
Сброс при включении
питания (POR);
Таймер включения питания
(PWRT) и таймер запуска генератора (OST)
Сброс по падению напряжения
питания (BOD)
Сторожевой таймер (WDT) с
собственным встроенным RC-генератором для
повышения надежности работы;
Программируемая защита кода
Режим экономии энергии
(SLEEP)
Программирование на плате
через последовательный порт (с использованием двух выводов)
Четыре программируемых
пользователем идентификатора
Низкое напряжение программирования;
Multiplexed MCLR-pin
Programmable weak pull-ups on PORTB
Пробуждение из режима
SLEEP по изменению состояния выводов;
Внутренние резисторы к
шине питания на линиях ввода/вывода;
Внутренний резистор на
линии MCLR;
Выбираемые режимы
тактового генератора:
- FLASH конфигурационные биты для
установки режимов генератора;
- Двухчастотный INTRC c низким энергопотреблением;
- EXTRC: внешний недорогой RC-генератор;
- XT: стандартный генератор на кварцевом резонаторе;
- LP: экономичный, низкочастотный генератор на кварцевом
резонаторе.
- HS: высокочастотный генератор на кварцевом резонаторе.
- EC: вход для подключения внешнего генератора.
Технология КМОП:
Экономичная, высокоскоростная
технология КМОП FLASH
Полностью статическая архитектура
Широкий рабочий диапазон
напряжений питания:
- PIC16F628 - от 3,0В до 5,5В.
Коммерческий,
промышленный и расширенный температурный диапазоны
Низкое потребление
энергии: - < 2 мА при 5,0 В, 4,0 МГц
- 15 мкА (типичное значение) при 3 В, 32 кГц
- < 1,0 мкА (типичное значение) в режиме STANDBY при 3В
Приложение Б
Программа синтеза аналоговых сигналов
микроконтроллером
; Программа реализации ЦАП на базе ШИМ
; Генерирует синусоиду частотой 2.50МГц с использованием ШИМ на базе таймера Timer_B.
;
; Описание: программа демонстрирует использование ШИМ-таймера совместно
; с внешними фильтрами для реализации ЦАП. Показан способ формирования
; синусоиды частотой 2.50МГц, пилообразного сигнала частотой 125Гц и
; сигнала с постоянным уровнем с использованием таймера Timer_B.
; Возможно аналогичное использование таймера Timer_A.Втаблице sine table holds the
; хранятся отсчёты значений синусоиды. Для формирования «пилы» используется
; простой инкремент значения ШИМ. Постоянный уровень формируется зарядом
; конденсатора RC-цепи при помощи выхода ШИМ. Значение напряженияпри этом
; прямо пропорционально коэффициенту заполнения сигнала ШИМ. После
; инициализации, ЦПУ переводится в режим пониженного энергопотребления LPM0.
; Он остаётся в этом режиме до прихода прерывания CCIFG0 от таймера Timer_B
; В подпрограмме обработки прерывания таймера Timer_B ISR в регистр CCR1
; загружается следующее значение для синусоиды, значение «пилы»инкрементируется
; и загружается в регистр CCR2. По возвращении из прерывания
; ЦПУ снова переходит в режим пониженного энергопотребления LPM0.
;****************************************************************************
#include "PIC16F628" ; Включить в проектфайл со
; стандартными определениями
Delta EQU 250 ; Delta = требуемая частотаDCO/8192
; Требуемая частота генератора DCO = 10МГц
; Это значение используется
; в программном стабилизаторе FLL
; для калибровки частоты генератора DCO
; с использованием кварцевого
; резонатора с частотой 10МГц
; в качестве опорного.
;----------------------------------------------------------------------------
RSEGCODE
;----------------------------------------------------------------------------
Sine_Tab DW 255 ; Таблица синуса, отсчёты
DW 254 ; десятичные значения
DW 246 ; загружаемые в регистр TBCCR1 для изменения
DW 234 ; коэффициента заполнения ШИМ.
DW 219 ; Вместо байт требуется использовать слова
DW 199 ; т.к. в регистры ТВ
DW 177 ; требуется записывать слово целиком
DW 153 ; Значение '0' использовать нельзя
DW 128 ; иначе таймер будет глючить.
DW 103
DW 79
DW 57
DW 37
DW 22
DW 10
DW 2
DW 1
DW 2
DW 10
DW 22
DW 37
DW 57
DW 79
DW 103
DW 128
DW 153
DW 177
DW 199
DW 219
DW 234
DW 246
DW 255
;------------------------------ Здесь начинается программа ------------------
RESET mov #02FEh,SP ; Инициализация указателя стека
StopWDT mov #WDTPW+WDTHOLD,&WDTCTL
; Остановить сторожевой таймер WDT
SetupP4 bis.b #00Eh,&P4SEL ; Выбрать TB1, TB2 и TB3 вместо портов
bis.b #00Eh,&P4DIR ; P4.x, и назначить их выходами
SetupBC mov.b #0A6h,&BCSCTL1 ; ACLK делится на 4. RSEL=6,
; MCLK и SMCLK не делятся,
; источником MCLK и SMCLK является DCO
; генератор XT2 выключен.
; ПРИМЕЧАНИЕ: для определения значения
; Rsel для требуемой частоты DCO,
; обратитесь к таблице DCO в докуметнтации
call #Delay ; Пауза для стабилизации кварца.
; Необходима из-за того, что
; кварцевый резонатор 32768Гц используется
; в качестве опорного для стабилизации частоты
; генератора DCO. Поэтому резонатор на 32768
; долженбыть стабильным.
call #SW_FLL ; Вызов подпрограммы стабилизации
; частоты генератора DCO.
call #TB_SETUP ; Инициализация таймера Timer_B
; для генерации сигналов ШИМ
clr R15 ; R15 и R14 используются как указатели
clr R14 ; на таблицу синусов и для хранения
; значения «пилы» после стабилизации DCO
eint ; Разрешение прерываний
bis #LPM0,SR ; «усыпить» ЦПУ.
; Завершение программы
; остаётся обработчик прерывания CCIFG0
; где обновляются значения ШИМ
;----------------------------------------------------------------------------
Delay ; Программная пауза для стабилизации кварца
;----------------------------------------------------------------------------
mov #0004h,R15
L1 mov #0FFFFh,R14 ; ~ 1 секунда .
L2 dec R14 ;
jnz L2 ;
dec R15 ;
jnz L1 ;
ret ;
;
;---------------------------------------------------------------------------- SW_FLL ; Подпрограмма стабилизации частоты DCO.
; Кварцевый генератор 10МГц используется
; в качестве опорной частоты для стабилизации
; и подстройки генератора DCO до требуемой
; частоты 10МГц. Это требуется в устройствах
; где нужна фиксированная частота DCO и для
; тех моделей PIC16F628 где нет аппаратного
; модуля FLL.
; процедура основана на подсчёте тактов DCO
; за период ACLK (точнее, за 1/4 периода ACLK
; т.к. частота ACLK поделена на 4). Таймер
; Timer_A используется для подсчёта тактов DCO
; Полученное значение сравнивается с
; номинальным (Delta). Если число слишком
; большое, DCO декрементируется. Если число
; слишком маленькое, DCO инкрементируется.
; Далее сравнение повторяется.
; Процесс продолжается до тех пор, пока
; значения не сравняются.После этого
; DCO генерирует на требуемой частоте
; Эта процедура вызывается только один раз
; в качестве примера, в реальных условиях
; её требуется выполнять периодически, чтобы
; быть уверенным, что генератор DCO
; остаётся откалиброванным.
;----------------------------------------------------------------------------
clr R15 ;
Setup_TAmov #TASSEL1+TACLR,&TACTL
; Источник тактирования TA - SMCLK
Setup_CC2 mov #CCIS0+CM0+CAP,&CCTL2
; Определить CCR2,CAP,ACLK
bis #MC1,&TACTL ; Запустить таймер timer_A
; в непрерывном режиме
Test_DCO bit #CCIFG,&CCTL2 ; Проверка флага захвата
jz Test_DCO ;
bic #CCIFG,&CCTL2 ; Очистка флага захвата
;
AdjDCOmov &CCR2,R14 ; В R14 число тактов SMCLK
sub R15,R14 ; в R14 разница
mov &CCR2,R15 ; В R15 число тактов SMCLK
cmp #Delta,R14 ; Delta = SMCLK/(10000000/4)
jlo IncDCO;
jeq DoneFLL ;
DecDCOdec.b &DCOCTL ;
jmp Test_DCO ;
IncDCOinc.b &DCOCTL ;
jmp Test_DCO ;
DoneFLL clr &CCTL2; очистить CCR2
clr &TACTL; остановить таймер timer_A
ret ; возврат из подпрограммы
;----------------------------------------------------------------------------
TB_SETUP ; Подпрограмма инициализации таймера
; Timer_B для генерации ШИМ
;----------------------------------------------------------------------------
mov #TBSSEL1+TBCLR,&TBCTL
; SMCLK –источник тактирования TB.
mov #CCIE,&TBCCTL0 ; Перевести CCR0 в режим сравнения,
; разрешить прерывания от него
mov #0FFh,&TBCCR0 ; Записать 255d в CCR0. Это соответствует
; периоду ШИМ-выходов в 256 отсчётов (8 бит).
; т.е. получаем 8-битный ЦАП.
mov #02E0h,&TBCCTL1 ; Перевести CCRx в режим сравнения, запретить
mov #02E0h,&TBCCTL2 ; прерывания, режим выхода '7' , т.е.
mov #02E0h,&TBCCTL3 ; сброс/установка. Сигнал EQU0 устанавливает
; выход в «1», аEQU1 в «0». Установим
; условия сравнения для регистра как
; его равенство нулю
mov #Sine_Tab,&TBCCR1
; Загрузить первый отсчёт в CCR1
mov #01h,R14 ; Загрузить начальное значение «пилы» в R14.
mov #0AAh,&TBCCR3 ; И значение для постоянного уровня
; которое соответствует ~ 2/3 Vcc т.к.
; #0AAh это примерно2/3 от #0FFh.
bis #MC0,&TBCTL ; Запустить таймер timer_B в режиме инкремента
ret
;----------------------------------------------------------------------------
TB_ISR ; Подпрограмма обработки прерываний таймера
; Timer_B: изменяет значения в регистрах
; CCR1 и CCR2 для изменения коэффициента
; заполнения ШИМ для синусоиды и «пилы».
; Значение в CCR3 не изменяется для
; формирования постоянного уровня
;----------------------------------------------------------------------------
incd R15 ; Инкремент указателя в R15 to
; для следующего значения в таблице синуса
; Инкремент двойной, т.к.
; значения в таблице двухбайтовые
and #03Fh,R15 ; Операция лог. «И» с числом 03Fh даёт
; счётчик по модулю 32 для указания на
; значения в таблице
mov Sine_Tab(R15),&TBCCR1
; Загрузить следующее значение синуса в CCR1
add #04h,R14 ; Инкрементировать значение«пилы»
; Изменение шага в R14
; приведёт к изменению частоты «пилы»
and #0FFh,R14 ; Исключим лишние биты
mov R14,&TBCCR2 ; Загрузим новое значение пилы в CCR2
reti ; возврат, прерывания разрешены
;----------------------------------------------------------------------------
COMMON INTVEC ; Вектора прерываний MSP430x14x
;----------------------------------------------------------------------------
ORG TIMERB0_VECTOR
DW TB_ISR ; Прерывание от CCIFG0
ORG RESET_VECTOR
DW RESET ; POR, внеш. Reset, Watchdog
END
Приложение В
Характеристики
трансивера SI4210
Основные характеристики:
Размер корпуса – 5 х 5 мм
Законченный четырехдиапазонный
сотовый GSM радиотракт, основанный полностью на КМОП-технологии
– GSM 850 класс 4,
– E-GSM 900 класс 4,
– DCS 1800 класс 1
– PCS 1900 класс 1
Интегрированный GSM/GPRS трансивер,
включающий:
– Приемник с цифровым управлением и пониженной ПЧ (100 кГц)
– Передатчик с системой ФАПЧ со сдвигом
– Синтезатор частоты
– Универсальный интерфейс с модулем обработки сигналов
– Кварцевый генератор с цифровым управлением
Полностью интегрированные на одном
кристалле ГУН, элементы настройки и компоненты системы ФАПЧ
Совместимость с GPRS класс 12
3-проводный последовательный
интерфейс
Питание от 2.7до 3.0В
