Загрузил ольга белова

блокиратор LTE

Реклама
АННОТАЦИЯ
В данном дипломном проекте разрабатывается блокиратор LTE сети.
Блокираторы
играют
важную
роль
в
защите
информации
от
несанкционированного доступа.
В проекте проведены экспериментальные исследования модели и
программной реализации устройства, разработана конструкция, произведен
расчет экономики, охраны труда и окружающей среды.
Устройство реализовано с применением современной элементной базы,
что позволило улучшить его технические параметры.
ANNOTATION
In this thesis project developed blocker LTE network. Blockers occupy an
important role in protecting information from unauthorized access.
In the project carried out an experimental study of the model and software of
the device, developed a design, a calculation of the economy, labor protection and
the environment.
The device is realized using modern electronic components, thus improving
its technical parameters.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Технико-экономическое обоснование темы.
2. Технические условия и их обоснования
2.1 Технические требования
2.2 Указания по эксплуатации
2.2.1 Назначение
2.2.2 Изделие обеспечивает
2.2.3 Монтаж и настройка
2.2.4 Меры безопасности
3. Теоретическая часть
3.1 Стандарты сотовой связи в Российской Федерации
3.2 Состав и разновидности подавителей связи.
4. Составление и оптимизация параметров структурной схемы
5. Составление и расчет принципиальной схемы
6. Конструкторская часть.
6.1 Обоснование выбора корпуса устройства.
6.2 Расчет надежности.
7. Технологическая часть
7.1 Материал печатных плат.
7.2 Технология изготовления печатной платы.
7.3 Размещение навесных элементов на печатной плате.
7.4 Трассировка печатной платы.
8.Экспериментальная часть
9. Экономическая часть
10. Безопасность и экологичность дипломного проекта
10.1 Основные потенциально опасные и вредные производственные факторы
10.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов
10.3 Опасные и вредные факторы, образующиеся при пайке и лужении
10.4 Вентиляция участков пайки и лужения
10.5 Обеспечение пожарной безопасности в рабочем помещении
10.6 Экологичность проекта
Заключение
Разработанный блокиратор LTE сети полностью отвечает требованиям
технического задания.
Список литературы
Приложение №1
Приложение №2
Приложение №3
ВВЕДЕНИЕ
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, вопервых, 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.
В последние годы для перехвата речевой информации все чаще стали
применяться мобильные телефоны сотовой связи, а также электронные
устройства перехвата информации (закладочные устройства), построенные
на их базе. Причем для прослушивания разговоров, ведущихся в
помещениях, могут использоваться как специально разработанные и
доработанные сотовые телефоны, так и типовые, купленные в обычном
магазине («обычные» сотовые телефоны) [2, 3].
Самым
простым
и
распространенным
способом
использования
«обычного» сотового телефона в качестве закладочного устройства является
включение его на передачу путем набора номера телефона, с которого будет
вестись запись перехваченных разговоров, и скрытая установка этого
мобильного аппарата в контролируемом помещении.
«Обычный» телефон может быть задействован в качестве средства
перехвата также при использовании активного комплекса перехвата сотовой
связи, представляющего собой виртуальную базовую станцию (ВБС) внутри
сети GSM, применяющую для работы перехваченные из реальной сети
параметры соты, которая мобильными телефонами аутентифицируется в
качестве обычной базовой станции. При включении ВБС на сравнительно
небольшом расстоянии от контролируемого мобильного аппарата последний
регистрируется ею согласно стандарту GSM. С этого момента возможно
управление мобильным аппаратом виртуальной базовой станцией, вплоть до
перевода телефона в режим передачи без какой-либо индикации и без ведома
его владельца (такой режим работы мобильного телефона часто называю
«полицейским
режимом»).
При
установке
на
мобильном
телефоне
специального программного обеспечения для активации «полицейского
режима» можно обойтись и без ВБС.
Существует немало компаний, выпускающих мобильные телефоны с
модифицированными шпионскими функциями. Например, английская фирма
GSMSpy специализируется на модификации сотовых телефонов компании
Siemens, а итальянская Endoacustica - на модификации сотовых телефонов
Nokia.
Первый наиболее дешевый тип модифицированного телефона носит
название «switched off» (выключенный). Специальная программа изменяет
режим работы мобильного телефона при приеме входящих звонков.
При установке самого простого варианта такой программы мобильный
телефон при приеме входящего звонка переходит в режим автоответа без
видимых признаков входящего звонка (телефон не «издает» световых,
звуковых или вибрационных сигналов). При установке более сложной
программы мобильный телефон переходит в режим автоответа без видимых
признаков входящего звонка только при приеме входящего звонка с
определенного «контрольного телефона», при этом прием входящих звонков
с номеров других телефонов осуществляется в обычном порядке.
Более дорогой тип исполнения модифицированного телефона -«spyphone» (шпионский телефон). В этом аппарате «вшиты» два номера.
Входящие
и
исходящие
звонки
с
первого
(известного)
номера
осуществляются как в обычном телефоне. Входящие звонки на второй
(тайный) номер принимаются скрытно, без видимых признаков входящего
звонка [1].
В отличие от «обычных» сотовых телефонов, закладочные устройства,
построенные на их базе, имеют значительно меньшие размеры и могут
скрытно
устанавливаться
помещения,
но
и
не
только
встраиваться
в
в
интерьерах
сетевые
контролируемого
удлинители,
настольные
электрические лампы, электробытовые и радиоприборы и их блоки питания.
Такие устройства часто называют GSM-закладками [2].
Включение типовой GSM-закладки, как правило, осуществляется или
передачей SMS-сообщения, или звонком на телефонный номер, записанный в
ее SIM-карте.
При получении SMS-сообщения устройство производит набор номера
телефона, который заранее записан в памяти SIM-карты или указан в SMSсообщении. После установления связи осуществляется перехват разговоров,
ведущихся в радиусе 5-7 м от места установки устройства, и их передача на
приемный пункт по каналу сотовой связи.
При получении вызова определяется номер телефона звонящего
абонента. При совпадении данного номера с номером (одним из номеров),
записанным в памяти SIM-карты, осуществляется установление связи и
передача перехватываемой информации на номер телефона звонящего
абонента.
Перехват
информации
прекращается
(телефон
закладного
устройства отключается) при отключении телефона приемного пункта.
Включение и выключение закладного устройства не сопровождается
какими-либо звуковыми эффектами, поэтому факт его работы можно
обнаружить только по наличию радиоизлучения.
Более сложные закладные устройства оборудуются встроенными
цифровыми диктофонами. Включение диктофонов на запись осуществляется
передачей соответствующих SMS-сообщений с указанием времени начала и
окончания записи. Записанные на цифровой диктофон разговоры могут или
прослушиваться, или передаваться на приемный пункт в режиме передачи
данных.
Так же 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.
Наиболее эффективным и дешевым способом защиты выделенных
помещений от перехвата речевой информации техническими средствами,
построенными на базе средств сотовой связи, является использование
блокираторов (подавителей) сотовой связи [1].
1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ
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.
4. исключение возможности подслушивания речевой информации с
помощью блокирования (или подавления) нормальной работы сотового
телефона.
Рассмотрим достоинства и недостатки вышеперечисленных способов
защиты.
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. [7]
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.[6]
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, 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.
4. Эффективный способ при негласной активации сотового телефона с
целью прослушивания через каналы сотовой связи, но применим только для
одного конкретного телефона. Поэтому, с точки зрения качества и цены
наиболее
эффективным
способом
предотвращения
утечки
речевой
информации по каналам сотовой связи, в настоящее время, является
применение блокираторов (или подавителей) сотовых телефонов, которые
реализуются на основе постановки различного рода электромагнитных
помех.[8]
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ИХ ОБОСНОВАНИЯ
Составление технических условий выполнено с использованием ГОСТ
2.114-70, определяющего общие правила составления технических условий
на разрабатываемую аппаратуру.
Настоящие технические условия распространяются на блокиратор сети
LTE стандарта, предназначенный для блокировки несанкционированного
доступа в сеть на определенной территории.
Технические условия (ТУ) являются неотъемлемой частью комплекта
технической документации на продукцию (изделие, материал, вещество и
т.п.), на которую они распространяются.[11]
ТУ должны содержать следующие части и разделы, расположенные в
следующей последовательности:

Технические требования

Указания по эксплуатации (применению)
2.1 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
В разделе указывают требования, определяющие показатели качества и
эксплуатационные характеристики продукции.
1.
Подавляемые системы (стандарты) связи: GSM-900, LTE,
2.
Частотный диапазон: 760-960 МГц; 2500-2700 МГц,
3.
Вид помехи: заградительная в частотном диапазоне,
4.
Средняя мощность на канал: 300 мВт,
5.
Напряжение питания: 5В,
6.
Радиус зоны подавления : 3-15 м.
7.
Антенны: SMA разъем SPDA2470/2700
8.
Время работы: неограниченно
9.
Автоматически включаемая система вентиляции
10.
Температура эксплуатации: +5 - +60 0С
2.2 УКАЗАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
2.2.1 НАЗНАЧЕНИЕ
Устройство
предназначено
для
ограничения
использования
абонентских терминалов (АТ) в различных местах, где пользование ими
запрещено или нежелательно.
Может использоваться для санкционированного блокирования работы
АТ на совещаниях и в переговорных, с целью обеспечения рабочей
обстановки, а также для защиты информации от утечки с использованием
каналов сотовой связи (акустический и видео контроль, определение
местоположения абонента). Находит применение на режимных объектах, в
посольствах, в банках, в помещениях с ограниченным доступом, местах
заключения, на спец. объектах, специальных лабораториях.
Делает невозможной сотовую связь и беспроводной доступ в местах,
где требуется тишина: в учебных заведениях, библиотеках, музеях, в театрах,
кинотеатрах,
в
концертных
залах,
в
игровых
заведениях,
студиях
звукозаписи, в больницах, в религиозных заведениях, на встрече и других
местах с повышенными требованиями по соблюдению тишины и защите
информации.
Блокирует
дистанционное
управление
и
работу
подслушивающих устройств, созданных на основе сотового телефона с
беспроводным доступом к сети Интернет.
2.2.2 ИЗДЕЛИЕ ОБЕСПЕЧИВАЕТ
- дальность блокирования абонентских терминалов – от 5 до 15 метров.
Дальность действия изделия зависит от расстояния до ближайшей
базовой станции мобильной связи. Средняя зона нейтрализации терминалов в
городских условиях составляет около 10 метров. Для защиты территорий или
помещений с большей площадью используется метод пространственного
размещения необходимого количества изделий;
- действие прибора незаметно для посетителей и не мешает работе
аппаратов мобильной связи, расположенных вне рабочей зоны;
- отсутствие влияния на любые радиоэлектронные устройства, кроме
диапазона принимаемых сотовым телефоном частот;
- через 0.5-1 минуту после включения прибора телефоны переходят в
режим "Поиск сети";
2.2.3 МОНТАЖ И НАСТРОЙКА
- изделие может быть установлено в помещении на столе, на полу, или
на стене;
- в случае существенного удаления электросети от места установки
изделия допускается удлинение кабеля питания, в этом случае соблюдайте
полярность подключения и используйте силовой кабель питания
- изделие автоматически переходит в режим работы при включении его
в сеть 220В
2.2.4 МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ
- уровень излучения блокиратора полностью эквивалентен уровню
излучения сотового телефона и соответствует требованиям международного
стандарта GSM для абонентской аппаратуры.
Поскольку антенна блокиратора находится на некотором расстоянии от
абонента, а сотовый телефон непосредственно у головы абонента, то
очевидно, что воздействие электромагнитного излучения блокиратора
несоизмеримо мало по сравнению с воздействием излучения собственного
телефона
абонента.
Соответственно,
воздействие
электромагнитного
излучения блокиратора эквивалентно воздействию любого иного сотового
телефона в помещении или на улице;
- в целях снижения длительного электромагнитного воздействия на
человека рекомендуется устанавливать изделие на расстоянии более 2-х
метров от людей;
- части корпуса могут быть изготовлены из не поддерживающего
горения ABS пластика;
- изделие спроектировано для стационарной установки в легко
доступных помещениях, не имеющих агрессивных паров и газов;
-
соблюдайте
полярность
удлинительного кабеля питания;
подключения,
в
случае
применения
3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 СТАНДАРТЫ СОТОВОЙ СВЯЗИ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
В России сотовая связь начала внедряться с 1990 г., коммерческое
использование началось с 9 сентября 1991 г., когда в Санкт-Петербурге
компанией «Дельта Телеком» была запущена первая в России сотовая сеть
(работала в стандарте NMT-450) и был совершён первый символический
звонок по сотовой связи мэром Санкт-Петербурга Анатолием Собчаком.
На 2007 год основные протоколы сотовой связи, используемые в
России — GSM-900 и GSM-1800. Помимо этого, работают и CDMA-сети, в
стандарте CDMA-2000, он же IMT-MC-450. Также GSM-операторами ведётся
плавный переход на стандарт UMTS. В частности, первый фрагмент сети
этого стандарта в России был введён в эксплуатацию 2 октября 2007 года в
Санкт-Петербурге компанией «МегаФон» [4].
GSM
GSM (от названия группы Groupe Spécial Mobile, позже переименован в
Global System for Mobile Communications) (русск.СПС-900) — глобальный
стандарт цифровой мобильной сотовой связи, с разделением каналов по
времени (TDMA) и частоте (FDMA). Разработан под эгидой Европейского
института стандартизации электросвязи (ETSI) в конце 80-х годов.
GSM-900
Цифровой стандарт мобильной связи в диапазоне частот от 890 до 915
МГц (от телефона к базовой станции) и от 935 до 960 МГц (от базовой
станции к телефону). Количество реальных каналов связи гораздо больше
чем написано выше в таблице, т.к присутствует еще и временное разделение
каналов TDMA, т.е на одной и той же частоте могут работать несколько
абонентов с разделением во времени.
В некоторых странах диапазон частот GSM-900 был расширен до 880—
915 МГц (MS -> BTS) и 925—960 МГц (MS <- BTS), благодаря чему
максимальное количество каналов связи увеличилось на 50. Такая
модификация была названа E-GSM (extended GSM).
GSM-1800
Модификация стандарта GSM-900, цифровой стандарт мобильной
связи в диапазоне частот от 1710 до 1880 МГц.
Особенности:

Максимальная излучаемая мощность мобильных телефонов
стандарта GSM-1800 — 1Вт, для сравнения у GSM-900 — 2Вт. Большее
время непрерывной работы без подзарядки аккумулятора и снижение уровня
радиоизлучения.

Высокая ёмкость сети, что важно для крупных городов.

Возможность использования телефонных аппаратов, работающих
в стандартах GSM-900 и GSM-1800 одновременно.
функционирует
в
сети
GSM-900,
но,
попадая
в
Такой аппарат
зону
GSM-1800,
переключается — вручную или автоматически. Это позволяет оператору
рациональнее использовать частотный ресурс, а клиентам — экономить
деньги за счёт низких тарифов. В обеих сетях абонент пользуется одним
номером. Но использование аппарата в двух сетях возможно только в тех
случаях, когда эти сети принадлежат одной компании, или между
компаниями, работающими в разных диапазонах, заключено соглашение о
роуминге.
Сеть GSM 900-1800 — это единая сеть,с общей структурой, логикой и
мониторингом в которой телефон никуда не переключается. Вручную можно
только запретить использовать один из диапазонов в тестовых или очень
старых аппаратах.
Стандарт GSM-1800 в основном используется в США, Канаде,
отдельных странах Латинской Америки и Африки.
Таблица № 1. Характеристики стандартов GSM 900\1800
Характеристики
GSM-900
GSM-1800
Частоты передачи MS и приёма BTS, МГц
890 — 915
1710 — 1785
Частоты приёма MS и передачи BTS, МГц
935 — 960
1805 — 1880
Дуплексный разнос частот приёма и передачи, МГц
45
95
Количество частотных каналов связи с шириной 1 канала связи
124
374
200
200
в 200 кГц
Ширина полосы канала связи, кГц
UMTS
UMTS
(англ.
Universal
Mobile
Telecommunications
System
—
Универсальная Мобильная Телекоммуникационная Система) — технология
сотовой
связи,
разработана
Европейским
Институтом
Стандартов
Телекоммуникаций (ETSI) для внедрения 3G в Европе. В качестве способа
передачи данных через воздушное пространство используется технология WCDMA (использует широкополосный множественный доступ с кодовым
разделением каналов, использующий две широкие полосы радиочастот по 5
МГц), стандартизованная в соответствии с проектом 3GPP ответ европейских
учёных и производителей на требование IMT-2000, опубликованное
Международным союзом электросвязи как набор минимальных критериев
сети сотовой связи третьего поколения.
С целью отличия от конкурирующих решений UMTS также часто
называют 3GSM с целью подчеркнуть принадлежность технологии к сетям
3G и его преемственность в разработках с сетями стандарта GSM.
В России по результатам конкурса на получение лицензий для
предоставления услуг сотовой связи в стандарте UMTS на территории
России победителями оказались три крупнейших оператора стандарта GSM в
РФ: в апреле 2007 года необходимые разрешения были выданы ОАО
«Мобильные ТелеСистемы» (МТС), ОАО «Вымпелком» (торговая марка
Билайн) и ОАО «МегаФон». Государственная комиссия по радиочастотам
России (ГКРЧ) приняла решение узаконить технологическую нейтральность
для сетей 3G в России. С этого момента на всей территории страны
разрешено использование любого из двух стандартов мобильной связи
третьего поколения в диапазоне 1,9 - 2,1 ГГц - UMST и CDMA. Кроме того, в
Москве операторы теперь смогут строить сети UMTS на распределенных под
сети GSM частотах в диапазоне 900 МГц [5].
LTE
3GPP Long Term Evolution (LTE) (МФА: буквально с англ. —
долговременное развитие) — проект разработки консорциумом 3GPP ((англ.
3rd Generation Partnership Project) — консорциум, разрабатывающий
спецификации для мобильной телефонии) стандарта усовершенствования
технологий
мобильной
передачи
данных
CDMA,
UMTS.
Эти
усовершенствования могут, например, повысить скорость, эффективность
передачи
данных,
снизить
издержки,
расширить
и
улучшить
уже
оказываемые услуги, а также интегрироваться с уже существующими
протоколами. Скорость передачи данных по стандарту 3GPP LTE в теории
достигает 326,4 Мбит/с на приём (download) и 172,8 Мбит/с на отдачу
(upload); в стандарте же установлены 173 Мбит/с на приём и 58 Мбит/с на
отдачу.
Стандарт 3GPP LTE, под которым чаще всего имеется в виду его релиз
9 и более ранние формально не является стандартом беспроводной связи
четвёртого поколения (4G), так как он не удовлетворял всем условиям
Международного союза электросвязи относительно 4G. Однако стандарт
LTE Advanced, под которым понимается релиз 10 и более поздние релизы
LTE, утвержден МСЭ как стандарт, отвечающий всем требованиям
беспроводной связи четвёртого поколения, и включен в IMT-Advanced.
Стандарт 3GPP LTE стали относить к pre-4G, то есть предварительной версии
стандартов 4-го поколения.
Радиус действия базовой станции LTE может быть различным в
зависимости от мощности и используемых частот. В оптимальном случае это
порядка 5 км, но при необходимости дальность действия может составлять 30
км или даже 100 км (при достаточном возвышении антенны). Основные
частоты в России располагаются в интервале 719 - 862 МГц ( LTE 800) и
2500-2700 МГц (LTE 2600).
Звонок или сеанс передачи данных, инициированный в зоне покрытия
LTE, технически может быть передан без разрыва в сеть 3G (W-CDMA,
CDMA2000) или в GSM/GPRS/EDGE. Таким образом, развитие сетей LTE
возможно на уже развитых сетях как операторов GSM, так и операторов
CDMA, что заметно снижает стоимость развертывания сети.
3.2 СОСТАВ И РАЗНОВИДНОСТИ ПОДАВИТЕЛЕЙ СВЯЗИ
Подавитель связи в России имеют право использовать только те лица,
которые получили от УГСН официальное разрешение. Но практика
показывает совершенно другое. На сегодняшний день некоторые граждане
используют
подавители
без
разрешения.
Ведь
выдача
такого
рода
разрешений на подобные действия осуществляется только для сотрудников
спецслужб. А вот за границей, например во Франции, сейчас рассматривают
вопрос об использовании блокираторов в библиотеках и музеях. В некоторых
странах Средней Азии уже сейчас установлены подавители в ресторанах,
магазинах и даже в метро.
Схема, которую имеет генератор помех, а так же его работа полностью
зависят от вида "глушилки", которые можно разделить на три группы.
К
первой
группе
относятся
блокираторы
сотовой
связи,
представляющие собой генераторы радиопомех с ручным управлением,
обеспечивающие постановку заградительной шумовой помехи в диапазоне
частот работы базовых станций соответствующего стандарта, то есть на
частотах приема мобильных телефонов сотовой связи.
Постановка такой помехи приводит к срыву управления мобильного
телефона базовой станцией сотовой связи (происходит потеря сети
мобильным телефоном), и следовательно, - к невозможности передачи
информации. При этом на экране телефона значок уровня сигнала пропадает
и появляется сообщение «Поиск сети».
Наиболее широко в таких подавителях используются генераторы помех
с пилообразной перестройкой несущей частоты. Упрощенная схема такого
генератора представлена на рисунке № 1.
Рисунок
№
1.
Схема
подавителя
средств
сотовой
связи
(одноканального), построенного на базе генератора линейно изменяющегося
(пилообразного) напряжения
Генератор помех включает: высокочастотный генератор (ГВЧ) на базе
управляемого напряжением генератора, генератор линейно изменяющегося
(пилообразного)
напряжения
(ГЛИН),
полосовой
фильтр,
усилитель
мощности, согласующие устройство и антенну.
Частота излучения высокочастотного генератора изменяется при
подаче управляющего напряжения в пределах заданной полосы частот ΔF =
F2 - F1(частотного диапазона соответствующего стандарта сотовой связи).
Управляющее
напряжение
представляет
собой
последовательность
пилообразных импульсов.
Сигнал с выхода генератора поступает на полосовой фильтр с полосой
пропускания ΔF, где осуществляется подавление внеполосных излучений,
усиливается и через согласующее устройство подается в антенну. Таким
образом, генератор излучает шумовую заградительную помеху в заданной
полосе частот ΔF.
Для
обеспечения
требуемой эффективности работы подавителя
скорость изменения управляющего пилообразного напряжения должна быть
довольно высокой. Например, у подавителя сотовых телефонов «Аллигатор»
частота следования пилообразных импульсов составляет около 275 кГц
(рисунок №2) .
Рисунок № 2. Осциллограмма напряжения на выходе ГЛИН подавителя
средств сотовой связи «Аллигатор»
Рисунок
№
3.
Схема
подавителя
средств
сотовой
связи
(одноканального) с шумовой частотной модуляцией
В
некоторых
подавителях
для
перестройки
высокочастотного
генератора в заданной полосе частот используют не генератор линейно
изменяющегося
последовательности
(пилообразного)
импульсов
с
напряжения,
амплитудой,
а
генератор
изменяющейся
по
псевдослучайному закону.
С целью повышения эффективности помехового сигнала в ряде
подавителей используется шумовая модуляция высокочастотного сигнала.
Простейшая схема такого генератора представлена на рисунке №3.
Основные характеристики некоторых блокираторов сотовой связи,
относящиеся к первой группе, представлены в таблице №2 . Ко второй
группе
относятся
подавители
сотовой
связи
с
блоком
управления
включением генераторов помех, построенных по рассмотренной ранее схеме
(смотрите рисунок № 3). В состав блока управления входят многоканальный
приемник индикаторного типа с устройством управления включением
генераторов помех (рисунок № 4). В состав многоканального приемника
входят: широкодиапазонная
антенна,
полосовые
фильтры,
усилители
высокой частоты, диодные детекторы, усилители постоянного тока и
пороговые устройства с регулируемым уровнем порога (рисунок № 5).
Каждый полосовой фильтр настроен на
диапазон
частот передачи
мобильного телефона соответствующего стандарта связи, а их количество
соответствует количеству генераторов помех.
Принцип работы приемника аналогичен принципу работы индикатора
электромагнитного поля. При установлении связи, то есть при ответе на
сигнал вызова или передаче сигнала вызова, передатчик мобильного
телефона сотовой связи включается на излучение. Высокочастотный
радиосигнал, вызванный этим излучением и наводимый в антенне
приемника, через делитель и полосовой фильтр частотного диапазона
соответствующего стандарта сотовой связи поступает на усилитель, а затем на диодный детектор (Д) и усилитель постоянного тока. С выхода усилителя
сигнал
поступает
на
пороговое
устройство.
В
случае
превышения
установленного порога сигнал поступает на устройство управления, которое
выдает команду (сигнал) в блок питания (БП) на включение генератора
помех соответствующего диапазона частот. Передатчик помех включается на
короткое,
как
правило,
несколько
секунд,
время.
При
постановке
широкополосной заградительной помехи происходит срыв сеанса связи.
Приемник может быть встроен в корпус блокиратора или же выполнен
в виде отдельного блока (модуля). Основные характеристики ряда
блокираторов сотовой связи с автоматическим включением генераторов
помех представлены в таблице №3 .
Рисунок № 4. Схема многоканального подавителя сотовой связи с
автоматическим включением генераторов помех
Рисунок №5. Схема многоканального приемника индикаторного типа,
входящего в блок управления многоканального подавителя сотовой связи
Наряду со средствами сотовой связи для передачи информации,
перехваченной закладочными устройствами, широко используются средства
беспроводного доступа Wi-Fi, Bluetooth, WiMax и др. Для их подавления
используются специальные блокираторы, принципы построения которых
практически не отличаются от принципов построения подавителей сотовой
связи. Как правило, такие блокираторы создают заградительную по частоте
помеху, перекрывающую весь частотный диапазон (рисунок №6).
Рисунок №6. Спектр помехового сигнала, создаваемого блокиратором
средств беспроводного доступа стандарта IEEE 802.11 b/g (Wi-Fi, Bluetooth)
Для
комплексной
использоваться
защиты
мультистандартные
выделенных
блокираторы,
помещений
включающие
могут
как
подавители сотовой связи, так и подавители средств беспроводного доступа.
Характеристики некоторых таких блокираторов показаны в таблице №4.
Установка в выделенных помещениях блокираторов сотовой связи и
средств беспроводного доступа исключит возможность перехвата ведущихся
конфиденциальных разговоров, как с использованием сотовых телефонов,
так и с использованием электронных устройств перехвата информации,
построенных на основе средств сотовой связи и беспроводного доступа.
Таблица №2. Основные характеристики двухканальных блокираторов
сотовой связи
Наименование параметра
Значение параметра
«Мозаика»
SP-160P
Hornet-
«Октава-2С»
mini
Подавляемые
системы
(стандарты) связи
GSM-900;
DCS-1800;
E-
GSM;
AMPS/DAMPS,
GSM-900;
DCS-
GSM-900;
1800
1800
DCS-
CDMA (860-885 МГц)
Частотный диапазон, МГц
860-960; 1805-1880
860-960; 1805-1880
935-960; 1805-1880
Вид помехи
Заградительная в частотном
Заградительная
Заградительная
диапазоне, ЧМ
частотном
частотном
диапазоне
диапазоне, ЛЧМ
0,25
1,0
1-5
2-10
Выходная мощность, Вт
1,0 (860-960 МГц); более 0,3
в
в
(1805-1880 МГц)
Радиус зоны подавления,
2-10
м
Электропитание
АС
220
В;
DC
12
В
(внешнее)
DC
3,0
В
(две
АС 220 В
аккумуляторные
батареи AAA)
Продолжительность
Не более 4
1,5
Без ограничения
Габаритные размеры, мм
-
75x102x25
160x200x65
Масса, кг
-
0,122
1,5
Примечание
Две
Антенна
Две
встроенная
штыревые антенны
непрерывной работы,ч
внешние
телескопические антенны
внешние
Таблица №3. Основные характеристики портативных управляемых
блокираторов сотовой связи
Наименование параметра
Подавляемые
Значение параметра
системы
«Скорпион-интеллект»
«Скорпион-интеллект PLUS»
GSM-900; DCS-1800
GSM-900; DCS-1800; IMT-MC-450 (NMT-
(стандарты) связи
450i); CDMA
Частотный диапазон, МГц
935-960; 1805-1880
461-469; 935-960; 1805-1880; 2100-2170
0,2
0,2
Радиус зоны подавления, м
2-5
2-5
Электропитание
DC
Выходная
мощность
(в
канале), Вт
10
В
(8
аккумуляторов АА)
DC 10 В
(8 аккумуляторов AA R6 емкостью 2700
мАч)
Продолжительность
До
3
ч
(в
режиме
непрерывной работы
излучения); до 30 суток
До 3 ч (в режиме излучения); до 20 суток
(в дежурном режиме
(в дежурном режиме)
Габаритные
размеры
-
145x92x43
передатчика, мм
Примечание
Ручной
и
автоматический
режим
Ручной и автоматический режимы работы.
Время зарядки аккумуляторов - 14 ч
работы. Ширина спектра
помехи - 50 МГц
Таблица
№4.
Основные
характеристики
мультистандартных
блокираторов средств сотовой связи и беспроводного доступа
Наименование
Значение параметра
параметра
ЛГШ-716
Подавляемые
GSM-900;
стандарты связи и
1800; NMT-450i;
1800;
беспроводного
CDMA-2000;
CDMA-2000;
доступа
IMT-2000/UMTS
2000/UMTS; DECT;
(3G); IEEE 802.11
IEEE
b/g
GPS(L1, L2, L5)
Частотный
462,5-467,5; 935-
463-467,5; 935-960;
463-467,5;
935-960;
1805-1880;
диапазон, МГц
960;
1805-1900;
1880-1930;
2010-2025;
2125-2170;
«Аура»
GSM-
1805-1900;
«КЕДР-2М»
GSM-900;
NMT-450i;
IMT-
802.11
2010-2025; 2125-
1980;
2170; 2400-2483,7
2110-2170;
2485;
GSM-
GSM-900;
GSM-1800;
NMT-450i;
CDMA-2000; IMT-2000/UMTS; DECT;
IEEE 802.11 b/g; 4G
b/g;
1920-
2010-2025;
24001176,45;
2400-2483,5; 2500-2700
1227,60; 1575,42
Вид помехи
Заградительная в
Заградительная
частотном
частотном
диапазоне
диапазоне
Максимальная
1-2
выходная мощность
стандартов
(в канале), Вт
сотовой
(для
в
Заградительная в частотном диапазоне
2-6
1-2
3-20
3-30
3-20
АС: 85-264 В, 47-
AC: 90-264 В, 47-63
AC: 220 В, 50 Гц
63 Гц
Гц
25
-
80
280x200x40
475x480x153
300x200x75
Масса, кг
1,8 (без антенн)
10,6
0,9
Примечание
Четыре внешние
Десять
штыревые
размещенных
антенны.
кейсе.
Регулировка
антенны.
уровня мощности
Регулировка уровня
в пределах 20 дБ
мощности
связи);
0,5 (для Wi-Fi и
BLuetooth)
Радиус
зоны
подавления, м
Электропитание
Максимальная
потребляемая
мощность, Вт
Габаритные
размеры
передатчика, мм
модулей,
в
Встроенные
пределах 25 дБ
в
Встроенные
антенны.
регулировка уровня мощности
Плавная
4.
СОСТАВЛЕНИЕ
И
ОПТИМИЗАЦИЯ
ПАРАМЕТРОВ
СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ
Структурная схема является наглядным отображением теоретического
представления о разрабатываемом устройстве и об алгоритме работы как его
аппаратной, так и программной частей вместе.
Для
составления
структурной
схемы
необходимо
использовать
результаты, полученные в теоретической части дипломного проекта, а также
в процессе моделирования работы блокиратора на ЭВМ.
При проектировании блокиратора LTE стандарта беспроводной
передачи данных с оптимальными характеристиками выбор структурной
схемы
системы
и
используемых
технических
средств
определяется
критериями оптимальности. С учётом того, что проектируемый блокиратор
предназначен для использования в небольших помещениях, для него
характерны следующие критерии оптимальности:
- Стоимость изделия и составных частей;
- Простота реализации блокиратора;
Наилучшим вариантом реализации блокиратора LTE с точки зрения
приведённых критериев оптимальности, является схема приведенная на
рисунке №7. Данная схема отличается простотой реализации и невысокой
стоимостью отдельных частей блокиратора. Так же соединяет в себе
характеристики аналогов двухканальных и мультистандартных блокираторов
приведенных в таблице №2 и таблице №4, так как помеха распространяется
по 2 каналам 760-960 МГц и 2400-2700 МГц и затрагивает как стандарт LTE,
так и стандарт GSM-900 сотовой связи.
Рисунок №7. Структурная схема блокиратора LTE
На рисунке № 7 качестве Генератора ПСП (Псевдослучайной
последовательности) используется микроконтроллер Tiny13 компании Atmel,
программируемый
для
последовательность
-
генерации
псевдослучайная
М-последовательности
двоичная
(М
-
последовательность
максимальной длины).
Генераторы М-последовательности делаются на двоичном регистре
сдвига, определенные биты регистра выводятся и суммируются. Длина
последовательности бит, которую создает конкретный регистр напрямую
зависит от длины регистра и равна
После прохождения
, m - количество бит в регистре.
бит последовательность начинается сначала.
Для реализации М-последовательности был выбран вариант описания
методом Галуа, выражение которого выглядит следующим образом:
Графическое выражение варианта Галуа представлено на рисунке №8.
Рисунок №8. Графическое описание М-последовательности вариантом
Галуа.
На
рисунке
№8
треугольниками
обозначено
умножение
на
коэффициенты, на практике, в зависимости от коэффициента, там либо есть
соединение с последующей логикой, либо его нет. Плюсы в кругах это
операция сложения по модулю 2.[15]
Программная
генерации
М-последовательности
методом
Галуа
осуществляется с помощью программного обеспечения "AlgorithmBuilder" и
представляет
собой
алгоритм
по
которому
автоматически
пишется
программа на языке программирования ассемблер. Алгоритм представлен на
рисунке №9.
Рисунок
№9.
микроконтроллере.
Алгоритм
реализации
М-последовательности
на
После микроконтроллера (Генератор ПСП) сигнал поступает на
двухканальный операционный усилитель (ОУ) LM358, чтобы сгенерировать
пилообразный сигнал, так как с генераторы управляемого напряжения (ГУН)
подстраивают с помощью именно пилообразного сигнала. С помощью
ГУНов сигнал переходит в область высоких частот и далее его необходимо
усилить. Для этого после ГУН используется два усилителя мощности (УМ),
для каждого диапазона свой. Выбор пал на компанию RFMD в связи с
расширенным
спектром
выбора
усилителей
на
разные
частоты
и
распределенными номиналами компонентов. В качестве антенн были
выбраны ненаправленные антенны для LTE сетей с SMA разъемом, чтобы
было легко их присоединять или заменять. Если же брать направленные
антенны, то будет затруднительно, каждый раз, направлять блокиратор на
средство съема информации и несанкционированного доступа, это не только
затруднит работу блокиратора, но и самого владельца устройства.
5. СОСТАВЛЕНИЕ И РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ
В приложении №2 показана схема электрическая принципиальная
блокиратора LTE сети, где в качестве Генератора ПСП был выбран 8-ми
разрядный микроконтроллер компании Atmel AVR ATtiny13. Вот некоторые
его технические характеристики:

Архитектура: 8-bit AVR

Максимальная частота ЦПУ: 20 МГц

Пропускная способность до 20 MIPS при 20 МГц

1 кбайт самопрограммируемой флэш-памяти

Встроенный аналог-компаратор

Малая мощность, ADC шумоподавление

Питание: 1.8 - 5.5 В

32-х разрядный регистр сдвига
Программа генерации М-последовательности по алгоритму на рисунке
№9 представлена в приложении №1.
Двухканальный операционный усилитель выбран LM358, так как, он
дешев и доступен и , так же, является маломощным. LM358 серии состоят из
двух независимых, с высоким коэффициентом усиления, внутренней
частотной коррекцией оперативных усилителей, которые были разработаны
специально для работы от одного источника питания в широком диапазоне
напряжений. Схема включения показана на рисунке №10. Характеристики
LM358:

Низкое напряжение смещения: 2 мВ

Входное синфазное напряжение включает в себя "землю"

Большой размах выходного напряжения

Внутренняя частотная коррекция для единичного усиления

Широкий диапазон питания: 3 В - 32 В

доступен в чип пакете (8-Bump DSBGA) с использованием пакета
DSBGA технологии TI
Рисунок №10. Схема включения LM358
Для перехода на высокую частоту используются ГУНы фирмы Crystek
из-за большого ассортимента в каталоге и малой стоимости. Для нижней
полосы 760 - 960 МГц был выбран CVCO55CW с полосой 640 - 945 МГц
+10%. Для верхней полосы в 2400-2700 МГц выбран CVCO55BE с полосой
2425 - 2820 МГц + 10%. Документации представлены в приложении.
Усилители мощности так же выбираются по нижней и верхней полосе
блокиратора. Наилучшие усилители предоставила фирма RFDM.
Усилитель SPB2026Z предназначен
Биполярные
транзистор
усилителя
для полосы 760-960 МГц.
расположен
в
пластиковом
инкапсулированном пакете поверхностного монтажа. Этот усилитель сделан
с InGaP по технологии устройства GaAs (InGaP/GaAs - системы твердых
растворов) и изготовлен для идеального сочетания низкой стоимости и
высокой надежности. Он может работать от 3В до 6В питания. В него входит
детектор входной мощности, включение / выключение регулирования
мощности, защита от электростатических разрядов. Схема включения
представлена на рисунке №11. Номиналы элементов представлены в
документации к усилителю.
Рисунок №11. Оконечный усилитель мощности диапазона 760-960 МГц
Усилитель SZA-2044Z предназначен для полосы 2400-2700 МГц.
Этот усилитель также сделан с InGaP/GaAs технологии устройства. Он
разработан специально в качестве конечной стадии 802.11b / г и 802,16
оборудования в полосе 2000 - 2700 МГц. Разброс питания от 3В до 5В. Так
же имеет детектор выходной мощности, включения / выключения питания.
Усилитель соответствует ROHS, то есть безопасен для окружающей среды.
Схема включения изображена на рисунке №12. Номиналы элементов
(резисторы, конденсаторы и индуктивности) для усилителя взяты из
документации для определенных частот.
Рисунок №12. Оконечный усилитель мощности диапазона 2400-2700
МГц
В качестве антенны на требуемые частоты выбрана SPDA24700/2700.
Антенна изготавливается специально для LTE сетей компанией Pulse
Electronics. Некоторые технические характеристики:

Охватываемые частоты: 698-960/1710-2170/2500-2700 МГц

Разъем: SMA male

Размеры: 0,94" Х 7,72" (23,8 мм Х 196 мм)

Номинальное сопротивление: 50 Ом
Так же целесообразно применение стабилизаторов напряжения. В
разработанном генераторе зашумления сетей связи узлы и модули
используют напряжения в 5 вольт положительной полярности. Для этого в
качестве стабилизатора используем LM2576Т-5.0. Схема стабилизатора
представлена на рисунке №13. Номиналы элементов взяты из документации
на изделие.
Рисунок №13. Стабилизатор напряжения LM2576T
Максимальный ток нагрузки каждого из стабилизаторов составляет 3А.
Рассчитаем ток, потребляемый генератором зашумления сетей сотовой связи
от источника питания +5 Вольт:
I+5 = I tiny + I ОУ + I ГУН + I УМ
Где I
мкА, I
ГУН
ОУ
tiny
- ток, потребляемый микроконтроллером, который равен 240
- ток, потребляемый усилителем LM358, который равен 100 мА, I
- ток, потребляемый ГУНами, 50 мА (35 и 25 мА), I
УМ
- ток,
потребляемый конечными усилителями - 1.15 А (650 и 500 мА).
I+5 = 0.000240 + 0.100 + 0.050 + 1.15 = 1.3 A
Общий
ток
потребляемый
генератором
зашумления
сетей
беспроводной связи от каждого из напряжений не превышает максимально
допустимый ток стабилизаторов, поэтому микросхема LM2576Т пригодна
для питания проектируемого блокиратора.
Для охлаждения схемы используется вентилятор FM6010D12HSL DC
Motor фирмы SUNFLOW. При увеличении числа каналов необходимо
использовать 2 вентилятора. Для вентилятора используется отдельный
стабилизатор напряжения L78L09ABZ, так как напряжение питания
вентилятора составляет 12 В. Схема включения стабилизатора представлена
на рисунке №14.
Рисунок №14. Схема включения стабилизатора L78L09ABZ
Для проектирования схемы использовался графический редактор
sPlan7.0. Программа sPlan 7.0, также как программа для рисования печатных
плат Sprint-Layout, разработана немецкой фирмой ABACOM.
Перечень
элементов
схемы
принципиальной
блокиратора LTE сетей описана в приложении №3.
электрической
6. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
6.1 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА КОРПУСА УСТРОЙСТВА
При
наружную
разработке
оболочку
конструкции
устройства
устройства
для
защиты
необходимо
изделия
выбрать
от
внешних
воздействий, а персонала от прикосновения ко внутренним частям
устройства. Такая оболочка называется корпусом устройства. Корпус
придаёт устройству законченную форму.[9] Существует ряд требований,
предъявляемых к корпусу изделия :
 корпус
должен
обеспечивать
нормальный
тепловой
режим
устройства;
 должен обеспечивать защиту расположенных в нем элементов от
механических повреждений;
 должен обеспечивать защиту от пыли и влаги;
 в конструкции корпуса должны быть предусмотрены места для
кладки жгутов, соединяющих плату коммутации с внешними разъёмами;
 корпус должен обеспечивать лёгкий доступ к расположенным в нем
элементам для осмотра, ремонта и замены, а так же к элементам внешней
коммутации;
 конфигурация
корпуса
должна
предусматривать
элементы
крепления для её фиксации на объекте;
 конфигурация корпуса должна позволять экономично размещать
изделие на месте его эксплуатации;
 использовать гальванические и лакокрасочные покрытия, имеющие
минимальную массу.
Компоновка конструкции устройства.
Компоновка - размещение в пространстве или на плоскости различных
элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) - одна из важных задач при
конструировании.
Под компоновкой понимают взаимное расположение ячеек или других
конструктивных элементов в заданном объеме.
Необходимо
найти
такие
компоновочные
решения,
которые
удовлетворяли бы требованиям:

между отдельными узлами и блоками должны отсутствовать
заметные паразитные электрические взаимосвязи, влияющие на технические
характеристики изделия;

взаимное
расположение
элементов
конструкции
должно
обеспечить технологичность сборки монтажа с учетом использования
автоматов, легкий доступ к деталям для контроля, ремонта и обслуживания;

расположение и конструкция органов управления должны
обеспечивать максимальные удобства для оператора;

изделие
должно
удовлетворять
требованиям
технической
эстетики;

габариты и масса устройства должны быть минимальными.
Удовлетворить одновременно всем перечисленным требованиям в
большинстве случаев не удается, поэтому процесс компоновки, как и всякий
процесс конструирования, сводится к нахождению оптимальных решений.
6.2 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ
Надежностью
называется
способность
изделия
выполнять
свои
функции в течение требуемого промежутка времени в данных условиях
эксплуатации. Надежность обусловлена безотказностью и долговечностью.
Она зависит от большого количества внешних и внутренних воздействий, к
числу которых относятся: режим работы, влияние температуры, влажности,
давления и т.д. [18]
Предположим, что:
 отказ любого элемента системы приводит к отказу всей системы;
 отказы элементов являются случайными и независимыми событиями;
 интенсивность отказов величина постоянная и независимая от
времени.
Рассчитать
надежность
устройства
значит
определить
его
количественные характеристики надежности по характеристикам элементов,
входящих в это устройство.
Одной из таких характеристик является вероятность безотказной
работы или вероятность того, что при заданных условиях работы не
произойдет отказов.
В общем случае любое устройство или систему можно представить как
набор из m-типов элементов, причем число элементов i-го типа равно Ni.
Тогда вероятность безотказной работы равна:
P(t )  e  t ,
где  
m
N 
i 1
i
i
- интенсивность отказа устройства, i - интенсивность
отказа i – элемента. Величина
 является одним из основных показателей
надежности радиоустройства.
Наиболее сильное влияние на надежность элементов, равно как и всего
устройства, оказывают температура и электрические нагрузки. Коэффициент
электрической нагрузки
Kн 
Xp
X0 ,
где X p - значение параметра Х в реальном режиме; X 0 - номинальное
или допустимое значение параметра Х.
Зависимость интенсивности отказов от коэффициента электрической
нагрузки
и
температуры
выражается
следующей
экспериментальной
формулой:
  0 K н  (t   t 0 ) ,
где  0 - интенсивность отказов при K н  1 и
t 0 ;  - интенсивность

отказов при K н  1 и t .
В настоящее время имеется достаточно большой объем информации об
отказах типовых элементов радиоэлектронной аппаратуры по статическим
данным эксплуатации и лабораторных испытаний. Существуют специальные
таблицы, в которых приводятся усредненные среднестатистические значения
интенсивности отказов элементов для лабораторных и нормативных
стандартных условий.
Перечень всех элементов, а так же их интенсивность отказов
приведены в таблице 8.1.
m
   N i 0i
i 1
Наработка на отказ: T  1  .
Таблица №5.
i N i
Наименование
i
Микросхема
0.1
11
1.1
Резистор
0.8
29
23.2
Конденсатор
0.5
34
17
Транзистор
0.6
1
0.6
Ni
Диод
0.5
4
2
Вычисляем среднее время работы устройства до отказа по формуле
t
1


1
43.9  10 6
Вычисляем
 22779 ч
вероятность
безотказной
работы,
строим
график
зависимости Р(t) (Рисунок № 15)
P( t)  e
6
 t43.910
1
0.8
0.6
P ( t)
0.4
0.2
0
0
2 10
4
4 10
6 10
4
4
8 10
4
t
Рисунок №15. Вероятность безотказной работы от времени.
1 10
5
7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Одно из основных направлений на пути увеличении выпуска радио
электронной
эксплуатации,
аппаратуры,
увеличения
снижения
себестоимости
надёжности,
заключается
производства
и
в использовании
печатных плат.
Применение печатного монтажа в радиоэлектронной аппаратуре
повышает ее надежность и обеспечивает повторяемость параметров от
образца
к
образцу,
производственных
способствует
процессов.
автоматизации
Метод
и
изготовления
механизации
печатных
плат
определяется сочетанием определенного способа создания проводящего
покрытия со способом нанесения изображения проводников.
Печатная плата – изоляционное основание с системой печатных
проводников и печатных элементов. Все электроэлементы, входящие в
монтажную схему, устанавливаются на основании и соединяются с
печатными проводниками при помощи пайки.
7.1 МАТЕРИАЛ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
В качестве основания печатных плат используют фольгированные и
нефольгированные диэлектрики (гетинакс, текстолит, стеклотекстолит,
стеклоткань, лавсан, полиимид, фторопласт и др.), керамические материалы и
металлические пластины. При выборе материала основания ПП необходимо
обратить
внимание
на
следующее:
предполагаемые
механические
воздействия (вибрации, удары, линейное ускорение и т. п.); класс точности
ПП (расстояние между проводниками); реализуемые электрические функции;
быстродействие; условия эксплуатации; стоимость.
По сравнению с гетинаксами стеклотекстолиты имеют лучшие
механические
и
электрические
характеристики,
более
высокую
нагревостойкость, меньшее влагопоглощение. Однако у них есть ряд
недостатков: невысокая нагревостойкость по сравнению с полиимидами, что
способствует загрязнению смолой торцов внутренних слоев при сверлении
отверстий;
худшая
механическая
обрабатываемость;
более
высокая
стоимость; существенное различие (примерно в 10 раз) коэффициента
теплового расширения меди и стеклотекстолита в направлении толщины
материала, что может привести к разрыву металлизации в отверстиях при
пайке или в процессе эксплуатации.
Для изготовления ПП, обеспечивающих надежную передачу наносекундных импульсов, необходимо применять материалы с улучшенными
диэлектрическими свойствами (уменьшенным значением диэлектрической
проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь). Поэтому к
перспективным относится применение оснований ПП из органических
материалов с относительной диэлектрической проницаемостью ниже 3,5.
Для изготовления ПП, эксплуатируемых в условиях повышенной
опасности
возгорания,
применяют
огнестойкие
гетинаксы
и
стеклотекстолиты марок СОНФ, СТНФ, СФВН, СТО, СОНФ-у.
Для изготовления ГПК, выдерживающих многократные (до 150)
изгибы на 90° (в обе стороны от исходного положения) с радиусом 3 мм,
применяют фольгированный лавсан и фторопласт. Материалы с толщиной
фольги 5 мкм позволяют изготовить ПП 4-го и 5-го классов точности.
7.2 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
Изготовление
печатных
плат
должно
производится
согласно
технологическому процессу, принятому на предприятии – изготовителе,
обеспечивающем выполнение всех требований чертежа и технических
условий.
К печатным платам предъявляются следующие требования :
1.
Ширина печатных проводников должна быть не менее 0,18 мм.
2.
Минимальное расстояние между печатными проводниками
должно быть не менее 0,2 мм.
3.
Контактные площадки должны быть размером не менее 2 мм 2.
4.
Слой металла должен обладать удельной проводимостью медных
проводников.
5.
Площадь поперечных сечений проводников и поверхность
металла дорожки должна удовлетворять допустимой плотности тока и
рабочей частоты, на которой работает плата.
6.
Поверхность печатных плат не должна иметь пузырей, вздутий,
посторонних включений, сколов, выбоин, трещин и расслоений материала
основания.
Расположение интегральных микросхем со штыревыми выводами,
должно совпадать с узлами координатной сетки.
Созданию печатных проводников предшествует нанесение на заготовку
изображения
печатных
проводников
в
виде
защитных
покрытий
определённых участков. К числу наиболее употребляемых способов
относятся :
 фотоспособ;
 сеточный способ;
 офсетный способ.
Фотоспособ основан на том что изображение контактным способом с
негатива
копируется
на
основание,
покрытое
светочувствительной
эмульсией. После проявления и травления засвеченные участки оказываются
без эмульсии.
Сеточный способ основан на применении сеточного трафарета и
нанесении сквозь него кислостойкой краски на основании печатной платы.
Сеточный способ обладает значительно меньшей точностью и разрешающей
способностью, чем фотоспособ.
Офсетный способ основан на применении принципа офсетной печати.
Методы травления печатных плат включает в себя операции, с
помощью которых создаётся токопроводящий слой на изолированном
основании.
Существуют три основных метода изготовления печатных плат.
1.
Химический;
2.
Электрический;
3.
Комбинированный.
Химический.
На
фольгированное
диэлектрическое
основание
наносится кислостойкой краской или фотоспособом рисунок печатного
монтажа.
Незащищённые
участки
фольги
удаляются
травлением.
Металлизация отверстий в этом случае отсутствует.
Электрохимический.
Он
заключается
в том,
что на
участках
поверхности основания, образующих проводники, создаётся проводящий
слой химически осаждённого металла требуемой толщины. Преимущество
этого метода – возможность одновременно с образованием проводников
осуществлять металлизацию отверстий.
Комбинированный. Данный метод может быть как негативным так и
позитивным. Негативный способ заключается в том, что первоначально
получают печатный монтаж по аналогии с химическим способом, затем
проводится химическая обработка отверстий и их металлизация и далее
электрохимическая металлизация проводников и отверстий. Позитивный
способ
основан
на
получении
рисунка
печатного
монтажа,
электрохимической металлизации отверстий и проводников, а после этого
травления фольги с пробельных мест. Комбинированный метод позволяет
получить металлизированные
отверстия,
но он отличается
большей
трудоёмкостью технологического процесса.
При позитивном способе последовательность операций изготовления
печатных плат следующая:
1. Раскрой материала и изготовление заготовок плат;
2. Подготовка поверхности заготовки. Производят зачистку заготовки
шкуркой, промывку в воде, обработку в растворе соляной кислоты;
3. Нанесение изображения печатного монтажа на заготовку. Наносят
на поверхность заготовки фоторезист, совмещают с фотопозитивом,
проявляют, производят окрашивание изображения, промывки в воде,
химическое дубление и сушку;
4. Сверление и зенкование отверстий;
5. Нанесение лака. Сушка;
6. Химическое омеднение отверстий. Перед омеднением заготовку
обрабатывают в растворе двух хлористого олова, и соляной кислоты. После
осаждения меди заготовку промывают и сушат;
7. Снятие лакового покрытия;
8. Ретуширование изображения;
9. Гальваническое меднение. Сначала заготовку обезжиривают, затем
производят наращивание медного слоя. Далее промывка и сушка;
10. Гальваническое серебрение. Производят деталировку платы. Далее
наносят слой серебра и промывают в воде;
11. Раздубливание фоторезиста. Обработка происходит в растворе
щавелевой кислоты и хлористого натрия. Далее промывка и сушка;
12. Травление фольги с пробельных мест. Травление производят в
растворе хлористого железа. Затем промывка в воде, после этого осветление
серебра, затем промывка и сушка.
13. Маркировка. Нанесение монтажных обозначений. На этом этапы
технологии изготовления печатных плат заканчиваются.
Недостатками комбинированных методов являются:
 сложность технологических операций;
 продолжительное воздействие агрессивных сред на изолированное
основание, что может ухудшить его свойства.
Преимуществами комбинированных методов являются:
 большая электропроводимость проводников;
 прочность сцепления проводников с основанием;
 большая точность и разрешающая способность (около 0,3 мм);
 одновременная
металлизация
отверстий,
что
позволяет
изготавливать двухсторонние платы.
Комбинированный метод изготовления печатных плат является
наиболее перспективным, удовлетворяющим требованиям промышленности.
Он имеет наивысшую плотность монтажа.
7.3 РАЗМЕЩЕНИЕ НАВЕСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПЕЧАТНОЙ
ПЛАТЕ
сотовый канал утечка плата
При размещении элементов на ПП необходимо учитывать следующее :
 полупроводниковые приборы и микросхемы не следует располагать
близко к элементам, выделяющим большое количество теплоты;
 необходимо предусмотреть возможность конвекции воздуха в зоне
расположения элементов, выделяющих большое количество теплоты;
 необходимо
предусмотреть
возможность
легкого
доступа
к
элементам, которые подбираются при регулировке схемы;
 равномерное распределение масс элементов по поверхности платы;
 обеспечение малых габаритов и массы.
Размещение навесных элементов на ПП осуществляется в соответствии
с ОСТ 4.Г0.010.030. и ОСТ 4.Г0.010.009.
В качестве критериев оптимальности размещения используем:
 минимум суммарной длины всех печатных проводников;
 минимум максимальной длины сигнальных проводников;
 максимально близкое расположение элементов с наибольшим
числом взаимных связей.
7.4 ТРАССИРОВКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
Критериями оптимальности трассировки являются :

суммарная
длина
проводников
на
плате
должна
быть
минимальна, это обеспечит большое число вариантов проведения трасс на
свободных участках платы;

равномерность распределения проводников по проводящим
слоям;

ортогональное расположение проводников на противоположных
сторонах двухсторонней печатной платы (ДПП). Это позволяет значительно
уменьшить взаимное влияние проводников;

минимум длинны параллельно идущих участков соседних
проводников;

минимальное количество переходных отверстий между слоями
При
трассировке
ПП.
ДПП
необходимо
стремится
таким
образом
расположить трассы, чтобы с одной стороны полученная монтажная схема
соответствовала электрической, с другой стороны были выполнены все
нормы на конструирование ПП (ширина проводников, расстояние между
проводниками,
размеры
контактных
площадок,
расстояние
между
ответвлениями на плате и их диаметр и т.п.)
Эскиз трассировки печатной платы представлен в приложении №.
После завершения трассировки ПП необходимо оценить качество
трассировки
и
в
случае
возможности,
устранить
лишние
изгибы
проводников, а так же многократные переходы печатных проводников с
одного слоя на другой.
При выше изложенных требованиях осуществление основных этапов
проектирования конструкции ПП целесообразно проводить на базе САПР .
8.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Ввиду сложности проектируемого устройства, а также нехватки
комплектующих и других факторов, делающих невозможной проверку
работы блокиратора на макете, экспериментальная часть была выполнена на
ПЭВМ.
Эксперимент проводился в программах: Algorithm Builder(AB), Proteus
7.0.
Программа генерирования М-последовательности представлена в
приложении №1 . Для проведения эксперимента был написан алгоритм
генерации последовательности на языке Ассемблер в AB (рисунок №9).
После проверки работоспособности алгоритма программы использовался
Proteus 7.0 для программирования микроконтроллера Tiny13 компании
Atmel. Работоспособность программы представлена на рисунке №10
Рисунок №16. Генерация М-последовательности на микроконтроллере
После получения М-последовательности сигнал пропускаем через
двухканальный операционный усилитель, где сигнал микшируется с
пилообразным. Этот сигнал далее поступает на цепи регуляторов ширины
излучаемой помехи в соответствующих частотных каналах передатчиков.
Сигнал необходимо перенести в область высоких частот, для этого
пропускаем получившийся сигнал через ГУН. На выходе ГУН-ов возникает
радиочастотный шум в соответствующем каждому ГУН-у диапазоне частот,
который, в случае диапазона 760-960 МГц усиливается предварительным
транзисторным усилителем, и поступает на оконечные усилители мощности.
Результирующие сигналы помех представлены на рисунке №17 для
760-960 МГц и рисунке №18 для 2400-2700 МГц.
Рисунок №17. Сигнал помехи в диапазоне 760-960 МГц
Рисунок №18. Сигнал помехи в диапазоне 2400-2700 МГц
9. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Технология LTE (Long-Term Evolution) – это логическое продолжение
развития сетей 3G. В среднесрочной перспективе она будет определять
развитие систем сотовой связи в мире. Эта технология способна обеспечить
скачкообразное (теоретически, до 90 раз) увеличение скорости передачи
данных в мобильных сетях. В январе 2008 г. международное партнерское
объединение Third Generation Partnership Project (3GPP), разрабатывающее
перспективные стандарты мобильной связи (GSM, GPRS, EDGE, UMTS
(WCDMA) и проч.), утвердило LTE в качестве следующего после UMTS
стандарта широкополосной сети мобильной связи. Внедрение технологии
LTE позволило операторам уменьшить капитальные и операционные
затраты, снизить совокупную стоимость владения сетью, расширить спектр
услуг, связанных с передачей данных по высокоскоростным каналам. С
абонентской точки зрения, резкое увеличение скорости передачи данных
серьезно улучшит качество предоставляемых услуг, что, в свою очередь,
будет способствовать распространению новых платных мультимедийных
сервисов (многопользовательских игр, социальных сетей, видеоконференций,
систем мониторинга, интерактивных онлайн-приложений и др.). Широкое
внедрение LTE зависит от наличия абонентских устройств и операторского
оборудования, работающих на основе этой технологии.
В настоящее время активность в плане разработки чипсетов и
абонентских устройств с поддержкой LTE проявляют LG, Samsung, Motorola,
Huawei Technologies, ZTE, Sandbridge Technologies, Altair Semiconductor и
другие крупные производители.
Сначала это были USB-модемы и PC-карты (двухстандартные, с
поддержкой протоколов HSDPA и LTE), затем — встроенные модемы в
нетбуках, интернет-планшетах и ноутбуках, и только потом — новые модели
коммуникаторов и смартфонов с интегрированными LTE-чипами.
Расчет и построение ленточного графика
Процесс создания и освоения изделий состоит из многих стадий и
этапов, выполняемых различными исполнителями. Перечень этапов научноисследовательской работы определяется в полном соответствии с темой
проекта.
Важное место в процессе разработки радиотехнического устройства
занимает планирование работ. Планирование позволяет оценить текущее
состояние, предсказать дальнейший ход работ, помогает выбрать правильное
направление для воздействия на ход подготовки производства, с тем, чтобы
комплекс работ был выполнен в сжатые сроки и с наименьшими затратами.
Для расчета составляем план, который содержит перечень работ,
проведенных в процессе выполнения темы, продолжительность выполнения
поставленной задачи, продолжительность каждой работы в днях и перечень
исполнителей.
Чтобы наиболее
полно составить план,
максимально
детализируем этапы, выбираем такое направление для воздействия на ход
подготовки производства, чтобы весь комплекс работ был выполнен в
сжатые сроки с минимальными затратами.
Ленточный
график
процесса
подготовки
производства
–
это
графическая модель процесса подготовки производства с указанием перечня
и организационно-экономических характеристик всех работ, сроков и
последовательности
их
исполнения,
отражаемых
совокупностью
упорядоченных во времени горизонтальных линий.
Для
построения
трудоемкости,
ленточных
продолжительности
графиков
каждой
необходимы
работы
и
расчеты
количества
исполнителей. Для этого требуются нормативы трудоемкости выполнения
работ, дифференцированных по степени новизны, сложности, формату
чертежей.
Достоинствами ленточного графика являются простота, наглядность,
возможность
отображения
содержания
экономических характеристик работ.
и
многих
организационно-
Таблица №9.1 Данные для построения ленточного графика
Наименование этапов работы
1
Составление ТЗ
Исполнители
Руководитель
Количество
Длительность,
исполнителей
(дни)
2
1
проекта, Инженер
2
Изучение ТЗ
Инженер
1
1
3
Подбор и изучение литературы
Инженер
1
15
4
Выбор
Инженер
1
5
и
обоснование
структурной схемы
5
Выбор элементной базы
Инженер
1
4
6
Составление
алгоритма
Инженер
1
5
принципиальной
Инженер
1
5
алгоритма.
Инженер,
2
5
программы
7
Разработка
схемы
8
Реализация
Проведение эксперимента
Руководитель
проекта
9
Оформление результатов
Инженер
1
8
10
Оформление отчета и чертежей
Инженер
1
8
11
Сдача работы
Руководитель
1
1
проекта
Итого
58
Рисунок №9.1 Ленточный график.
Составление смет затрат на разработку
Затраты, образующие себестоимость продукции (работ, услуг), будут
группироваться следующим образом:

Материальные затраты (за вычетом стоимости возвратных
отходов);

Затраты на оплату труда;

Амортизация оборудования;

Прочие затраты
1. Материальные затраты
1.1 Затраты на электроэнергию.
Затраты на электроэнергию определяются исходя из установленной
мощности оборудования, времени его работы. Стоимость электроэнергии в г.
Рязань при тарифе составляет 3,1 руб./кВт.ч.
Таблица №9.2 Затраты на электроэнергию.
Тип оборудования
Кол-во
Время
Мощность, кВт
работы, час.
Затраты,
руб.
Ноутбук Dell Inspirion N5110
1
300
0.09
83,7
Принтер HP LaserJet 1102
1
1
0.25
0,775
Освещение рабочего места
1
160
0,4
198,4
Итого: 282руб. 87 коп.
2. Затраты на оплату труда
Затраты на оплату труда начисляются исходя из ставки руководителя и
разработчика и времени, затраченного на выполнение работы. Заработная
плата вычисляется по следующей формуле:
ЗП  Т  Д ,
где
Т – тарифная ставка; Д – количество дней работы.
Руководитель проекта имеет ставку 20000 рублей, исполнитель
(инженер) имеет ставку 1600 рублей.
Таким образом, исходя из затрат времени на разработку (руководитель
– 9 дней, инженер-конструктор – 53 дня), заработная плата равна:
ЗПрук = 20000 / 22  7 = 6363,63 руб.,
ЗПисп = 1600 / 22  57 = 4145,45 руб.
Фонд оплаты труда составит:
Фзп = 6363,63+4145,45=10 509,08 руб.
3. Амортизация оборудования
В состав входят расходы, связанные с амортизацией оборудования, а
также
расходы
рассчитываются
на
для
электроэнергию.
определения
Амортизационные
сумм
на
полное
отчисления
восстановление
производственных
установленных
фондов,
норм
исходя
амортизации.
из
балансовой
Нужно
учесть
стоимости
и
амортизацию
оборудования, которое использовалось в данной работе.
В соответствии с НК РФ амортизации подлежит оборудование
стоимостью более 40 000 руб.
Амортизационные отчисления учитываются в сметной стоимости
научно-исследовательской
и
опытно-конструкторской
работы
и
рассчитывается по следующей формуле:
Анир = Фп  Tи  На / Фэф,
где
Фп –балансовая стоимость оборудования;
Ти – время использования оборудования при проведении работ;
На– норма амортизации;
На = 1 / Тпи,
где Тпи – срок службы оборудования, лет;
Фэф – годовой эффективный фонд времени работы оборудования, для
односменной работы он составляет Фэф = 256 дней.
Время работы на ПЭВМ составляет 13 дней.
Срок службы компьютера – 2-3 года (на 2013 г.), тогда норма
амортизации: На = 1 / 3 = 0,33
Амортизационные отчисления для компьютера стоимостью в 41000
рублей составят:
Анир = 41000  13  0,33 / 256 = 687,07 руб.
Общие прямые затраты составят следующую сумму:
Зпрям = Зм + Фзп + Анир= 282,87 + 10509,08 + 687,07 = 11479,02 руб.
4. Прочие расходы
Страховые взносы составляют 30,2% от затрат на оплату труда:
СВ = 10509,08  0,302 = 3173,74 руб.
величина остальных прочих затрат берется от величины прямых общих
затрат в установленном размере. Для разработки устройства они составят
(20%):
Зост.проч= 0,2 Зпрям= 11479,020,2=2295,8 руб.
Прочие расходы составят:
Зпроч =СВ+ Зост.проч = 3173,74+2295,8 = 5469,54 руб.
Общие затраты на разработку:
З=Зпроч+Зпрям=5469,54 +11479,02 =16948,56 руб.
Таблица №9.3 Общая таблица всех затрат.
Наименование калькуляционных статей расходов
Сумма,
Удельный вес, %
руб.
Материальные затраты, Зм
283
1.67
Затраты на заработную плату, Фзп
10509
62.00
Амортизация оборудования, Анир
687
4.05
Прочие расходы, Зн
5470
32.27
Общие затраты, З
16949
100
Расчетная цена на научно-исследовательскую разработку определяется
следующей формулой:
Ц=З+Пр+НДС
Где З–затраты на разработку
Пр –
прибыль от
реализацииОпределим
расчетную
цену при
предполагаемом размере прибыли в 20 %
Пр=0.2* З= 0.2*16948,56=3389,71 руб.
НДС= 0.18*( З+Пр)=0.18*(16948,56+3389,71)=3660,88 руб.
Ц= З+Пр+НДС= 16948,46+3389,71+3660,88 =23999 руб. [17]
ВЫВОДЫ ПО ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДЛОЖЕНИЙ
Бурное развитие техники и технологии LTE в последние годы 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. 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 информацииэто сотовый телефон с поддержкой LTE сетей.
На профессиональном уровне задача борьбы с подслушиванием и
другими неблагоприятными факторами связанными с использованием такого
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 блокиратор LTE сети. Принцип
его работы заключается в том, что на приемный канал сотового
телефона(любого другого прибора с поддержкой LTE сети) ставится
заградительная помеха. При этом с телефона не возможно никуда позвонить,
и телефон для других абонентов становится недоступен. Блокиратор
актуален тем, что имеет 2 диапазона перестройки (760-960 МГц. и 2500-2700
МГц.) в отличии от аналогов, что позволяет перекрыть всю полосу частот
LTE сетей в Российской федерации.
10.
БЕЗОПАСНОСТЬ
И
ЭКОЛОГИЧНОСТЬ
ДИПЛОМНОГО
ПРОЕКТА
10.1 ОСНОВНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫЕ И ВРЕДНЫЕ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ
В процессе труда человек вступает во взаимодействие с предметом
труда, орудиями труда и другими людьми. На человека воздействуют
различные
параметры
производственной
обстановки
(температура,
влажность, подвижность воздуха, шум, вредные вещества, различные
излучения и т.д.). В совокупности все эти факторы определяют условия, в
которых трудится человек.
К основным потенциально опасными и вредными производственными
факторам относят:

запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны ;

наличие инфракрасных излучений от расплавленного припоя в
ванне или от паяльника ;

наличие электромагнитного излучения высокой частоты;

действие ультразвука на организм монтажника при пайке волной,
которая образуется за счет действия ультразвука на расплавленный припой;

воздействие электростатического заряда;

-неудовлетворительная
освещенность
рабочих
мест
или
повышенная яркость;

неудовлетворительные метеорологические условия в рабочей

воздействие брызг и капель расплавленного припоя;

поражение электрическим током;

-группа
зоне;
психофизиологических
вредных
производственных
факторов ( физические перегрузки (статические и динамические), нервно-
психологические
перегрузки
(
монотонность
труда,
эмоциональные
перегрузки)).
10.2 АНАЛИЗ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ФАКТОРОВ
От условий труда в большой степени зависит работоспособность
человека, его отношение к труду, результаты труда. Ясно, что при плохих
условиях труда невозможно получения хорошего результата, кроме того,
создаются предпосылки для возникновения травм и профессиональных
заболеваний.
В ГОСТ 12.0.003-74 “Опасные и вредные производственные факторы.
Классификация” производится классификация элементов условий труда,
выступающих в роли опасных и вредных производственных факторов. Они
подразделяются на четыре группы: физические, химические, биологические
и психологические. К физическим факторам относятся такие факторы как:
электрический ток, электромагнитное излучение, горячие электропаяльники,
заусенцы и шероховатости инструмента и оборудования, недостаточная
освещенность рабочей зоны, повышенная или пониженная температура
воздуха.[19]
Основные вредные факторы, воздействующие на человека на рабочем
месте:
 Согласно
ГОСТ
12.1.038-82
“ССБТ.
Электробезопасность.
Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов” не
допускается превышать установленные для человека предельно допустимые
значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело
человека по пути рука-рука, рука-нога (Оптимальные значения: 2В, 0,3мА, не
более 10 минут в сутки). Превышение предельно допустимых значений
напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека,
возникает при пробое электроизоляции электроустановок на корпус при
плохом
или
отсутствующем
заземлении
или
занулении
корпуса
электроустановок, при касании токоведущих частей электроустановок, а
также
при
плохой
изоляции
электроинструмента
(550В,
650мА,
продолжительностью воздействия 0,01-0,08с) (ГОСТ 12.1.038-82, аварийный
режим работы). Таким образом, меры защиты от поражения электрическим
током должны включать в себя: заземление электроустановок, зануление
электроустановок, проверку изоляции электроинструмента, ограждение
токоведущих частей электроустановок от случайного прикосновения.
 Случайное прикосновение к нагретым частям электроустановок и
электроинструментов
(паяльника)
может
вызвать
термический
ожог.
Поэтому в качестве мер безопасности следует применять ограждение
нагревающихся частей оборудования, предупреждающие плакаты и надписи.
 Работа с неисправным инструментом может вызвать ушибы, порезы
и т.д., поэтому при работе следует пользоваться только исправным
инструментом,
перед
работой
обязательно
проверять
исправность
инструмента.[20]
 Нарушение теплового равновесия оказывает вредное воздействие на
организм человека. Низкая температура вызывает охлаждение организма и
может привести к простудным заболеваниям. В качестве мер борьбы с
пониженной температурой воздуха в рабочем помещении может применяться
система центрального отопления, системы кондиционирования, работающие
в режиме нагрева воздуха. Высокая температура в рабочем помещении при
сохранении других параметров микроклимата неизменными вызывает
быструю утомляемость, сильное потоотделение. Это ведет к снижению
внимания, появлению вялости и может оказаться причиной несчастного
случая. В качестве мер борьбы с повышенной температурой воздуха в
рабочем помещении может применяться кондиционирование воздуха.
Согласно СанПиН 2.2.4.548-96 для категории работ Iа оптимальная
(допустимая) температура в рабочих помещениях представлена в таблице
№10.1 [21]
Таблица №10.1 . Относительная (допустимая) температура в рабочих
помещениях
Период года
Температура, 0C
Отн. влажность воздуха, %
Скорость ветра, м/с
Теплый
23-25 (22-28)
40-60 (15-55)
0,1 (0,1-0,2)
Холодный
22-24 (21-25)
40-60 (15-75)
0,1 (не более 0,1)
 Недостаточное освещение рабочей зоны также является вредным
производственным фактором, способствующим быстрому утомлению глаз,
увеличению травматизма, ухудшению зрения. Для улучшения освещения в
рабочей зоне могут применяться следующие меры: усиление общего
освещения
путем
увеличения
количества
ламп
или
изменения
их
расположения, использование местного освещения. Согласно СНиП 23-05-95
освещенность рабочих мест должна быть не ниже 150лк при использовании
ламп накаливания и не ниже 300лк при использовании ламп дневного света .
 При построении радиоэлектронных устройств практически всегда
используется операция пайки радиоэлементов. Используемый для этих целей
припой содержит свинец, который относится к группе химически опасных и
вредных веществ. По характеру воздействия свинца на организм человека
относят к подгруппе веществ, влияющих на репродуктивную функцию.
Свинец является сильнейшим ядом, угнетающим нервную систему, систему
кровообращения, нарушает обмен веществ, воздействует на почки и
головной мозг. Пути проникновения свинца в организм человека различны:
вдыхание с воздухом (основная часть), заглатывание, всасывание через кожу.
Предельно допустимая концентрация свинца в воздухе согласно ГН
2.2.5.1313-03 составляет 0,05мг/м3. Исходя из этого, на рабочем месте должна
быть местная вытяжная вентиляция.
 К психофизически опасным и вредным производственным факторам
относятся
физические
и нервно-психические
перегрузки (умственное
перенапряжение, эмоциональные перегрузки, монотонность труда). В
качестве мер борьбы с физическими и нервными перегрузками могут
применяться: организация рабочего места, обеспечивающая наименьшую
утомляемость, расположение рабочих мест, перерывы в работе во время
рабочего дня, оборудование мест отдыха.
 Использование
в
лабораториях
и
других
помещениях
электронагревательных приборов не исключает возможности возникновения
возгорания
при
неумелом
их
использовании
или
нахождении
электронагревательных приборов в неисправном состоянии. В целях
безопасности
лаборатория
должна
быть
оборудована
углекислотным
огнетушителем ОУБ-3 или аналогичным, который предназначен для тушения
твердых и жидких материалов, находящихся под напряжением.
10.3 ОПАСНЫЕ И ВРЕДНЫЕ ФАКТОРЫ, ОБРАЗУЮЩИЕСЯ ПРИ
ПАЙКЕ И ЛУЖЕНИИ
Каждой
разновидности
процессов
пайки
и
лужения
присущи
определенные вредные и опасные физические, химические, биологические и
психофизиологические
факторы,
отличающиеся
количественными
и
качественными характеристиками. При этом некоторые виды паек образуют
одновременно несколько таких факторов, которые могут привести к
травмированию, профзаболеваниям или к возникновению пожаров и
взрывов.
Все разновидности процессов пайки и лужения сопровождаются
загрязнением воздушной среды аэрозолем припоя и флюса, парами
различных жидкостей, применяемых для флюса, смывки и растворения
лаков, парами соляной кислоты, газами (окись углерода, углеводороды,
продукты разложения изоляции) и т.д.
Операции
пайки
и
залуживания
сопровождаются
загрязнением
воздушной среды парами оксида свинца, олова, сурьмы и других элементов,
входящих в состав припоя, а также парами канифоли.
Находясь в запыленной атмосфере, рабочие подвергаются воздействию
пыли и паров. Вредные вещества оседают на кожном покрове, попадают в
слизистую оболочку рта, глаз, верхних дыхательных путей, заглатываются со
слюной в пищеварительный тракт, вдыхаются в легкие. Наряду с
загрязнением воздушной Среды загрязняются рабочие поверхности и одежда
рабочего. Степень воздействия аэрозоля зависит от химического состава,
который
определяется
химическим
составом
припоя.
Большинство
элементов, входящих в состав применяемых припоев являются опасными для
здоровья и жизни человека.
Биологическое действие олова, входящего в состав припоя может
приводить поражению бронхов, вызывает пролиферативно - клеточную
реакцию в легких. При длительном воздействии возможен пневмокониоз.
Предельно-допустимая концентрация окиси олова в воздухе рабочей зоны
составляет 0,05 мг/м3 (ГН 2.2.5.1313-03). Свинец, содержащийся в припое
может вызывать поражение нервной системы, крови, желудочно-кишечного
тракта, половой системы, нарушение течения беременности. Предельнодопустимая концентрация составляет 0,05 мг/м3 (ГН 2.2.5.1313-03). Кадмий,
содержащийся в припое может вызывать поражение печени, почек, легких.
При хронических отравлениях поражается система кроветворения, половая и
репродуктивная функции. ПДК составляет 0,01 мг/м3 (ГН 2.2.5.1313-03).
Аэрозоль, образующаяся при пайке содержит несколько оксидов
элементов, входящих в состав припоя, и биологическое действие аэрозоля
будет зависеть от наличия того или иного компонента. В одних случаях
наблюдается снижение токсического эффекта на отдельные органы человека,
и другие его действия становятся биологически активными. К наиболее
токсичным относятся припои, содержащие свинец и кадмий.
Биологическое действие флюсов также зависит от компонентов,
входящих в их состав. Например канифоль обладает раздражающим
воздействием и при длительном воздействии на кожу может вызывать
дерматит. Этиленгликоль, содержащийся в отдельных флюсах при попадании
в рот очень токсичен, действует на ЦНС и почки. При поступлении через
органы дыхания возникает поражение ЦНС и паренхиматозных органов.
ПДК составляет 5,0 мг/м3 (ГН 2.2.5.1313-03).
Запыленность
и
загазованность
атмосферы
производственных
помещений зависит от вида пайки и лужения, количества постов пайки,
марки припоя, флюса, смывки, средств локализации и обьема помещений.
Удельное образование аэрозоля свинца при пайке и лужении оловянносвинцовыми припоями следующее :
- при пайке электропаяльником
мощностью 20...60 Вт----------- 0,02...0,04 мг/100 паек ;
- при лужении погружением в припой --------------- 300...500 мг/(м2.ч) ;
- при лужении и пайке волной ------------------------ 3000..5000 мг/(м2.ч).
Остатки паяльного флюса после процессов пайки и лужения содержат
свинец, который может поступать в воздух помещения. Остатки флюса от
1000 паек, проведенных электропаяльником содержат 0,4 мг свинца.
При обжиге изоляции выделяется оксид углерода. Количество оксида
углерода, выделяемого при обжиге изоляции при температуре 800 ...900 С,
приведено в таблице 10.2.
Таблица 10.2 Количество оксида углерода, выделяемого при обжиге
изоляции.
Материал
Количество мг/г
Материал
Количество мг/г
Винипласт
240
Хлопок
100
Полихлорвинил
180
Шелк
200
Полиэтилен
100
Шелк и винипласт
190
Фторопласт
100
Отметим, что при обжиге фторопластовой изоляции выделяется, кроме
оксида углерода, 3 мг фтористого водорода на 1 г обжигаемой изоляции.[22]
С помощью методического материала "Обеспечение безопасности
труда при пайке", зная удельное пыле и газообразование, можно определить
концентрацию свинца в атмосфере.
При ручной пайке концентрация свинца в атмосфере определяется
следующим образом ( мг/м3) :
С = 0,6 yntN / V ;
где у - удельное образование свинца ( 0,04 мг/ 100 паек) ;
n - количество паек в минуту ;
t - длительность смены ( 8 часов ) ;
N - количество рабочих мест, на которых ведется пайка ;
V- обьем помещения .
Для лаборатории площадью 5  10 м2 с высотой потолков 2,5 м при
наличии в ней 5-ти мест, оборудованных электропаяльниками мощностью 25
Вт при количестве паек , производимых пайщиком, равном 4, концентрация
аэрозоля свинца за 8 часов работы составит 0,03 мг/м 3.
При лужении с погружением в припой концентрация свинца в
атмосфере определяется по следующей формуле :
C = ySt / V ;
где S - площадь поверхности ванны.
При пайке и лужении волной концентрация свинца в атмосфере
определяется по следующей формуле :
C = ySt / V ;
где S - площадь поверхности волны.
Концентрация оксида углерода или фтористого водорода при обжиге
изоляции можно определить по формуле :
C = ym / V ;
где y - удельное образование оксида углерода или фтористого водорода
( мг/ч) ;
m - масса обжигаемой изоляции, г. [23]
10.4 ВЕНТИЛЯЦИЯ УЧАСТКОВ ПАЙКИ И ЛУЖЕНИЯ
Документом,
определяющим
процесс
вентиляции
являются
«Санитарные правила организации процессов пайки мелких изделий
сплавами, содержащими свинец.» СанПиН 952-72
Эксплуатация участков пайки, не оборудованных местной вытяжной
вентиляцией запрещается. Вентиляционные установки должны включаться
до
начала
работы
вентиляционных
и
выключаться
установок
должна
после
ее
окончания.
контролироваться
с
Работа
помощью
специальной сигнализации (световой, звуковой).
На участках пайки, где допускается естественное проветривание,
скорость воздуха в зоне пайки должна равняться 0,6 м/c. Электропаяльники в
рабочем состоянии должны находится в зоне действия местной вытяжной
вентиляции или в укрытии.
Помещения, в которых размещаются участки пайки оборудуются
обособленной приточно-вытяжной вентиляцией. Приток воздуха должен
составлять 90% от объема вытяжки. Недостающие 10% поступают из
смежных более чистых помещений.
На участки пайки воздух следует подавать рассредоточено в верхнюю
зону помещения через плафоны, перфорированные или щелевые потолки,
перфорированные воздуховоды, панели и другие устройства. Скорость
движения воздуха в рабочей зоне радиомонтажника не должна превышать 0,3
м/c.
Внутренние поверхности воздуховодов вытяжных систем должны
периодически очищаться от флюсов и оксидов- компонентов, входящих в
состав припоя.
Местная вентиляция является при пайке наиболее эффективным и
экономичным способом обеспечения санитарно-гигенических параметров
воздушной среды в рабочей зоне, причем при пайке широко применяется
вытяжная местная вентиляция.
Местные
отсосы
от
постов
пайки
должны
обслуживаться
самостоятельной вентиляционной установкой. Разводка вентиляционной сети
и конструкции местных отсосов должны обеспечивать возможность
регулярной очистки воздуховодов. Периодичность чистки определяется в
процессе эксплуатации в зависимости от интенсивности технологического
процесса.
Конструкции местных отсосов и зона расположения всасывающей
части воздухоприемника выбирается в зависимости от габаритных размеров
и формы изделий. В зоне ручной пайки скорость направленного потока,
создаваемая местными отсосами, должна на 0,2 м/c превышать подвижность
воздуха в зоне пайки и должна быть не менее 0,5 м/c.
В качестве местных отсосов чаще всего используют шарнирнотелескопические отсосы прямоугольной и круглой формы с острыми
кромками, устанавливаемые в вертикальной плоскости стола. [24]
Количество отсасываемого воздуха для прямоугольного отверстия с
острыми кромками определяется выражением:
L = (S+7,7E0,63X1,4) Vx ;
Площадь всасывающего отверстия S = BE ;
где В - меньшая сторона отверстия, Е - большая сторона отверстия.
Оптимальное соотношение сторон В/E = 0,24(X/E)0,36.
Расстояние до места пайки принимается равным Х = 0,3 м. Длина
большей стороны отверстия принимается раной Е=0,28 м. Скорость потока
воздуха, создаваемого отсосом принимается равным V х = 0,5 м/c.
Тогда соотношение сторон
В/E = 0,24(X/E)0,36 = 0,24*(0,3/0,28)0,36 = 0,246.
В = 0,246Е = 0,246*0,28 = 0,0689 м.
Площадь всасывающего отверстия S = BE = 0,28*0,0689 = 0,0193 м2.
Количество отсасываемого воздуха
L = (S+7,7E0,63X1,4) Vx = ( 0,0193+ 7,7*(0,28)0,63*(0,3)1,4)*0,5 = 0,328 м3/c.
Для круглого отверстия диаметром d = 0,156 м и той же площади
S= 0,0193 м2 составит
L = (/4)(d2 + 9,1d0,6X1,4) Vx = (3,14/4) * (0,1562 + 9,1 * 0,1560,6 * 0,31,4 ) *
0,5 = 0,226 м3/c.[23]
Приведенные зависимости относятся к всасывающим отверстиям с
острой кромкой. При наличии у всасывающего патрубка фланца или при
заделке этого патрубка в стену вследствие уменьшения площади притока
воздуха затухание осевой скорости происходит медленнее. И в этом случае
считают, что дальнобойность всасывающего устройства увеличивается в два
раза, то есть спектр всасывания увеличивается и таким образом уменьшается
количество отсасываемого воздуха в два раза, что будет составлять 0,164 м3/c
и 0,113 м3/c для прямоугольного и круглого отверстия соответственно.
Помимо местных отсосов на рабочем месте могут размещаться и
отсосы, встроенные в паяльники. Они могут быть кольцевыми и верхними.
Кольцевой отсос располагается в непосредственной близости от тела
паяльника. Посредством полой трубки и гибкого шланга отсос соединяется с
магистральным воздуховодом, выполненным из стальной трубки диаметром
70 ... 76 мм , проложенной под конвейером. Количество удаляемого воздуха
составляет 1,5 м3/ч при диаметре до 3 мм и 6 м3/ч при диаметре до 6 мм.
Верхний
отсос
представляет
собой
металлическую
трубку,
всасывающее отверстие которой располагается над концом паяющего
стержня. Расстояние от всасывающего отверстия до конца паяющего стержня
не должно превышать двух диаметров стержня. При этом отсасывающая
трубка над стержнем располагается на расстоянии не более 3 мм. Количество
удаляемого воздуха от паяльника при диаметре паяющего стержня до 6 мм
составляет 3 м3/ч.
В качестве побудителей в вытяжных установках, обслуживающих
паяльники с встроенными отсосами, при сопротивлении отсоса и шланга до
600 кгс/м2 рекомендуется применять вентиляторы высокого давления типа
ВД и ЦВ-18 , при сопротивлении более 600 кгс/м2 — высоковакуумные
побудители типа КВ-1, РМК или ВВН.
Отсосы витринного типа ( остекленные панели) представляют собой
низкие вытяжные шкафы с остекленной верхней крышкой ( стекло может
быть органическое ). Если позволяет технология, процессы пайки, лужения,
работы с эпоксидными смолами, лаками и операции с особо вредными
веществами следует проводить в укрытиях витринного типа.
Укрытия-козырьки не имеют верхней остекленной крышки . Рабочий
смотрит внутрь укрытия через проем по всему фронту укрытия. Высота
рабочего проема должна составлять 400 ... 600 м.
Укрытия-боксы, не имеющие открытых проемов, применяются при
работе с особо токсичными веществами. Характерной особенностью боксов
является наличие встроенных в них резиновых рукавов с перчатками или
манипуляторов, а также специальной форкамеры, служащей для загрузки в
бокс и удаления из него обрабатываемых материалов и изделий. Форкамера
отделяется от бокса герметичной дверкой. Из форкамеры также отсасывается
воздух.
При расположении оборудования в укрытии объем удаляемого воздуха
определяется из условия обеспечения средней скорости в рабочем проеме и
площади его сечения. При лужении и пайке оловянно-свинцовыми припоями
скорость должна быть не менее 1,3 м/c, при флюсовании, удалении остатков
флюса и маркировке элементов материалами, содержащими ароматические
углеводороды, - 1 м/c, При тех же процессах материалами, не содержащими
ароматических углеводородов - 0,6 м/с. Острые кромки проемов следует
скруглять.
Технологическое
оборудование
рекомендуется
снабжать
индивидуальными вентиляционными агрегатами. Поточные линии и группы
автоматов следует снабжать фильтрами для очистки удаляемого воздуха типа
ФяУ с заполнением фильтрующим материалом из стекловолокна.
Зная план расположения постов пайки и лужения, технологического
оборудования, количество воздуха, удаляемого из каждого местного отсоса
или укрытия, определяют общие потери давления на трение в воздуховоде (
состоящие из потерь на трение и на местные сопротивления) и по
индивидуальным характеристикам вентилятора определяют его тип и номер.
Предполагается, что в цехе расположено 20 участков пайки,
оборудованных местным отсосом прямоугольной формы размером 0,28 
0,07 м с заделкой всасывающего патрубка в стены и обеспечивающего отсос
воздуха в количестве 0,164 м3/c. Тогда Количество воздуха, отсасываемого со
всех рабочих мест составит 20*0,164 = 3, 28 м3/c. Задаваясь потерями
давления в воздуховодах ( 20 % ), получаем , что количестово воздуха,
отсасывание которого должен обеспечить вентилятор, должно составлять
3,28*1,2  4 м3/c. Выбирается вентилятор ЦВ-18.
Выводы по безопасности: Разработанное в данном дипломном проекте
устройство безопасно и не является источником опасных для человека
факторов.
10.5 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В РАБОЧЕМ
ПОМЕЩЕНИИ
В современных радиоэлектронных устройствах (РЭУ) очень высокая
плотность размещения элементов электронных схем. При их работе
температура отдельных узлов может достигать 120 оС., что может вызвать
оплавление изоляции соединительных проводов и короткое замыкание,
которое сопровождается искрением. Напряжение к РЭУ подается по силовым
электрическим сетям, которые представляют особую пожарную опасность.
Наличие
зажигания
горючего
в
виде
изоляционного
электрических
материала,
искр
и
вероятных
дуг,
источников
разветвленность
и
труднодоступность делают их местом наиболее вероятного возникновения и
развития пожара.
Эксплуатация РЭУ и электрических сетей связана с необходимостью
проведения обслуживающих, ремонтных и профилактических работ. При
этом используются различные смазочные вещества, легковоспламеняющиеся
жидкости, прокладываются временные электропроводки, проводится пайка и
чистка отдельных узлов и деталей. Возникает дополнительная пожарная
опасность.
Причиной пожара в рабочем помещении может быть короткое
замыкание проводов, перегрузки сети, возгорание ламп накаливания общего
пользования и люминесцентных ламп.
К основным опасным последствиям возникновения пожара на организм
человека относятся ожоги и отравления продуктами горения. Поэтому
важным
фактором
безопасности
является
проведение
мероприятий,
направленных на повышение пожарной безопасности, таких как:
 проведение инструктажа по технике пожарной безопасности;
 обеспечение
рабочих
помещений
средствами
пожарной
сигнализации и средствами тушения пожара.
Большую
пожарную
опасность
представляют
светотехнические
изделия. Так, колба лампы накаливания мощностью 200 Вт нагревается до
330оС. При разрушении лампы капли расплавленного металла имеют
температуру до 1600 оС. В люминесцентных светильниках источником
пожара является пускорегулирующая аппаратура, нагревающаяся иногда до
200оС.
В целях обеспечения пожарной безопасности помещения с РЭУ
должны оборудоваться средствами ручного пожаротушения, например
углекислотным огнетушителем ОУБ-3 (ГОСТ 12.1.006-76) или аналогичным,
который предназначен для тушения твердых и жидких материалов,
находящихся под напряжением. Необходима пожарная сигнализация. Кроме
того,
следует
по
возможности
установить систему автоматического
пожаротушения, такую как модульное устройство «Буран».
Общие требования предъявляемые к технике пожарной безопасности,
перечислены в ГОСТ 12.1.004-91.
Определим категорию пожаробезопасности лаборатории
Удельная
пожарная
соотношения
, где
нагрузка
(МДж/
)
определяется
площадь размещения пожарной нагрузки,
из
.
Таблица 8.4. Величина удельной пожарной нагрузки.
Категории помещения.
Удельная пожарная нагрузка
,Мдж/
В1
В2
В3
В4
Более 2200
1401-2200
181-1400
1-180
Определим к какой категории относиться наше помещение.
Низшая
дерева
Рассчитав
к категории B3.
теплота
сгорания:
линолеума
,
, пластмассы
по таблице 8.4, определим что наше помещение относится
Общие требования, предъявляемые к технике пожарной безопасности,
перечислены
в
ГОСТ
12.1.004-91
«Пожарная
безопасность.
Общие
требования».
К основным опасным последствиям возникновения пожара на организм
человека относятся ожоги и отравления продуктами горения. Поэтому
важным
фактором
безопасности
является
проведение
мероприятий,
направленных на повышение пожарной безопасности, таких как:

проведение инструктажа по технике пожарной безопасности;

обучение персонала правилам оказания первой помощи;

обеспечение лаборатории средствами пожарной сигнализации и
средствами тушения пожара.
Также целесообразно применять тепловые датчики сигнализации
пожара.
Для ликвидации пожара на начальной стадии используют первичные
средства пожаротушения. Эффективным и безопасным средством тушения
пожара является углекислотный огнетушитель ОУ-5, так как при тушении
пожара углекислота не проводит электрический ток. Поэтому огнетушитель
ОУ-5 предлагается использовать в лаборатории.[25]
10.6 ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
Во всех развитых странах мира большое внимание уделяется вопросам
охраны природы. Человек все сильнее воздействует на окружающую среду и
вследствие
научно-технического
прогресса
все
больше
использует
естественные ресурсов, порой вырабатывая их в больших количествах, чем
ему требуется. Это и повлекло за собой глубокие изменения в природных
условиях: загрязнение водоемов, атмосферы, глобальное изменение климата.
Накопленные научные знания о природе и ее ресурсах служат основой для
решения практических задач охраны окружающей среды. При реализации
любого проекта необходимо уделять значительное место вопросам экологии.
В
радиоэлектронной
промышленности
необходимо
внедрять
технологические процессы, полностью исключающие образование сточных
вод, газовых выбросов, твердых отходов. Основные направления развития
безотходных процессов:
 бессточные системы;
 создание оборудования для утилизации отходов;
 принципиально
новые
физико-химические
процессы,
не
вызывающие возникновения отходов;
 безотходные территориальные комплексы.
В современных условиях при оценке экологичности проектируемых
устройств вследствии большого уровня интеграции возникают определенные
трудности. Если проектируемое устройство само по себе не наносит вреда
экологии, то производство его компонент (микросхем, печатных плат, и так
далее) наносит вред. Поэтому на данном этапе научно – технического
развития необходим комплексный подход к оценке экологичности проекта.
Используемое
при
разработке
и
изготовлении
рабочее
место
монтажника является экологически опасным, так как при проведении
операции пайки в воздух выделяется свинец, являющийся сильнейшим ядом.
Поэтому применяемая на рабочем месте местная вытяжная вентиляция
обязательно должна
иметь поглощающие
свинец фильтры,
которые
необходимо своевременно заменять и утилизировать.
Разработанное
в
данном
дипломном
проекте
устройство
непосредственно не влияет на окружающую среду, не является источником
опасных для человека излучений и в экологическом плане безопасно.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном дипломном проекте был разработан Блокиратор LTE сети.
С экономической точки зрения производство данного вида устройств
является выгодным, так как аналоги, представленные на рынке отличаются
высокой ценой и худшими характеристиками. Для производства блокиратора
нет необходимости в изготовлении специального оборудования, в основу
конструкции использовалась современная элементная база, что позволяет
снизить затраты и габариты устройства. Были разработаны принципиальная и
структурная схемы, рассмотрены методы изготовления печатных плат,
методы пайки.
Проведено экспериментальное моделирование устройства с помощью
ПЭВМ
и
получены
графики
работы
устройства,
удовлетворяющие
техническому заданию.
Так же существует возможность добавления каналов в устройство. При
данной необходимости подключается дополнительный вентилятор и антенны
требуемого диапазона.
В данном проекте была рассчитана стоимость всех затрат на
реализацию блокиратора, включая такие как затраты на разработку
устройства, на заработную плату рабочим и т.д. Предъявлены требования к
рабочему месту разработчика, к пожарной и технической безопасности.
Разработанный блокиратор LTE сети полностью отвечает требованиям
технического задания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
www.bnti.ru/showart.asp?aid=993&lvl=03.04.03.
2.
www.suritel.ru
3.
www.radioservis.ru
4.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Сотовая_связь
5.
http://wimax.livebusiness.ru/tags/UMTS_v_rossii/
6.
www.cdma.ru
7.
www.wol.ru
8.
www.cells.ru
9.
Справочник
конструктора
РЭА:
Общие
принципы
конструирования/Под ред. Р.Г. Варламова. - М.: Советское радио, 1980.
10.
Выполнение электрических схем по ЕСКД/Под ред. С.Т. Усатенко, Т.К.
Каченюк, М.В. Терехова, Справочник - М:Издательство стандартов, 1989. 325 с.
11.
ГОСТ 2.114-70, ЕСКД, Технические условия, правила построения,
изложения и оформления.
12.
Обеспечение пожарной безопасности: методические указания для
дипломников / РГРТУ; сост.: Н.В. Весёлкин, В.А.Крысанов. - Рязань, 2011.20с
13.
Безопасность и экологичность проекта: Методические указания для
дипломников/ Ю.В. Зайцев, Н.В. Весёлкин, С.И. Кордюков,
А.Я. Агеев;
под ред. Ю.В. Зайцева. РГРТУ, Рязань, 2006. -20с
14.
Walt Kester, A Grounding Philosophy for Mixed-Signal Systems, Electronic
Design Analog Applications Issue, June 23, 1997.
15.
Способ формирования нелинейных М-последовательностей / З. Р.
Гарифуллина, М. А. Иванов, В. Е. Рябков, И. В. Чугунков
16.
Физика и техника полупроводников/Д.А. Винокуров, В.А. Капитонов,
Д.Н. Николаев, И.С.Тарасов и др. 2001, том 35,вып.11
17.
Выполнение экономической части дипломного проекта: Методические
указания для дипломников / Васина Л.В.,
Евдокимова
Е.Н.,
Рыжкова
А.В.; РГРТУ, Рязань, 2008.
18.
Цветков А.Ф. Расчет надежности радиоэлектронной аппаратуры. -
Рязань, РРТИ, 1973
19.
ГОСТ 12.0.003-74 “Опасные и вредные производственные факторы.
Классификация”
20.
ГОСТ
12.1.038-82
“ССБТ.
Электробезопасность.
Предельно
допустимые уровни напряжений прикосновения и токов”
21.
СанПиН 2.2.4.548-96 “Гигиенические требования к микроклимату
производственных помещений”
22.
Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые
концентрации (ПДК) вредных веществ воздухе рабочей зоны»
23.
"Обеспечение безопасности труда при пайке":Методические указания /
Ю.В.Зайцев, М.Н.Григорьев; РРТИ, Рязань, 1987 №1231
24.
«Санитарные правила организации процессов пайки мелких изделий
сплавами, содержащими свинец.» СанПиН 952-72
25.
ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования»
ПРИЛОЖЕНИЕ №1
Программа генерации М-последовательности
processor ATTiny13
#include <ATTiny13.INC>
__config 0x3FC4
; _CPD_OFF & _CP_OFF & _BODEN_ON & _MCLRE_OFF &
_PWRTE_OFF & _WDT_OFF
; & _HS_OSC
; RAM-Variable
REG_0 equ 0x20
REG_1 equ 0x21
REG_2 equ 0x22
REG_3 equ 0x23
REG_4 equ 0x24
REG_5 equ 0x25
REG_6 equ 0x26
w_temp equ 0x27
status_temp equ 0x28
; variable used for context saving
; Program
Org 0x0000
; Reset-Vector
BSF STATUS,RP0
; Bank 1
MOVWF T1CON ; !!Bank!! T1CON - OSCCAL
GOTO START
Org 0x0004
;
movwf
w_temp
; save off current W register
contents
;
movf STATUS,w
; move status register into W register
;
movwf
status_temp
; save off contents of STATUS register
;; Выход из обработки прерывания
;;
;
bcf
INTCON,T0IF
; чистим флаг прерывания от TMR0
;
bcf
INTCON,GIE
; чистим флаг прерывания
;
bsf
INTCON,T0IE
; разрешить прерывание от TMR0
;
bsf
INTCON,GIE
; разрешить прерывания
;
movf status_temp,w
;
movwf
STATUS
; retrieve copy of STATUS register
; restore pre-isr STATUS register
contents
;
swapf w_temp,f
;
swapf w_temp,w
;;
retfie
; restore pre-isr W register contents
; return from interrupt
;
MOVLW 0x23
; Interrupt-Vector
MOVWF REG_0
Loop_1
DECFSZ REG_0,F
GOTO Loop_1
RETLW 0x00
Org 0x0100
BSF STATUS,RP0 ; Bank 1
START
MOVLW 0x07
MOVWF CMCON
MOVLW 0x00
MOVWF ANSEL
MOVLW 0xC0
MOVWF TMR0 ; !!Bank!! TMR0 - OPTION_REG
BCF STATUS,RP0 ; Bank 0
MOVLW 0x07
MOVWF CMCON ; !!Bank!! GPIO - TRISIO
CLRF GPIO
BSF STATUS,RP0 ; Bank 1
MOVLW 0x00
MOVWF GPIO ; !!Bank!! GPIO - TRISIO
;
bsf
INTCON,T0IE
; разрешить прерывания от таймера
;
bsf
INTCON,GIE
; разрешить прерывания
BCF STATUS,RP0 ; Bank 0
CLRF REG_3
CLRF REG_4
CLRF REG_5
CLRF REG_6
INCF REG_6,F
SHIFT
BTFSS GPIO,0
GOTO SHIFT
BTFSS REG_6,6
BCF REG_1,0
BTFSC REG_6,6
BSF REG_1,0
BTFSS REG_5,1
BCF REG_2,0
BTFSC REG_5,1
BSF REG_2,0
MOVF REG_2,W
XORWF REG_1,F
BTFSC REG_1,0
BCF STATUS,C
BTFSS REG_1,0
BSF STATUS,C
RLF REG_3,F
RLF REG_4,F
RLF REG_5,F
RLF REG_6,F
BTFSS REG_6,7
BCF GPIO,2 ; !!Bank!! GPIO - TRISIO
BTFSC REG_6,7
BSF GPIO,2 ; !!Bank!! GPIO - TRISIO
GOTO SHIFT
End
ПРИЛОЖЕНИЕ №2
ПРИЛОЖЕНИЕ №3
Перечень элементов принципиальной электрической схемы
Размещено на Allbest.ru
Скачать