Радиоканальные системы ОПС завоевывают всё большую популярность. Об основных этапах проектирования беспроводного оборудования, а также о расчете дальности действия радиоустройств в помещениях читайте в этой статье

Процесс составления проектно-сметной документации можно разделить на следующие этапы:
Утверждение заказчиком ТЗ
Составление коммерческого предложения или проекта стадии «П» (для больших объектов)
Утверждение проекта стадии «Р» (рабочая документация)
Согласование сметной документации
Составление исполнительской документации (рабочей документации с внесенными изменениями)

Техническое задание (ТЗ) составляется по РД 25.952-90 «Системы автоматические пожаротушения, пожарной, охранной и охранно-пожарной сигнализации. Порядок разработки задания на проектирование». Для небольших объектов затем формируется коммерческое предложение, а для крупных – проект стадии «П» (технико-экономическое обоснование по СНиП 11-01-95 «……….»???). Необходимо отметить, что при использовании проводного оборудования суммарные затраты на расходные материалы, проектирование, монтаж и пусконаладку системы могут достигать двукратной стоимости самого оборудования, т. е. итоговая сумма может в 3 раза превышать затраты на приборы. Очевидно, что этот факт, а также более высокая скорость выполнения проекта, возможность монтажа оборудования без вывода объекта из эксплуатации, минимальное вмешательство в интерьер помещений во многом объясняют возросшую популярность радиоканальных систем охранно-пожарной сигнализации и оповещения.
Проект стадии «Р» является основой для определения тактики работы системы. Для беспроводного оборудования составление рабочей документации включает в себя:
размещение охранных и пожарных извещателей и оповещателей на планах объекта с учетом надежного обнаружения признаков вторжения или пожара;
размещение радиорасширителей на планах с учетом дальности действия радиоканала;
определение параметров системы (разделы, сигнальные и исполнительные устройства, устройства управления и их взаимосвязь).
На данный момент наиболее непонятным (но не таким уж и сложным) процессом является расчет дальности действия радиоканальных устройств. Эти вычисления необходимо произвести для оптимального расположения на планах объекта радиорасширителей – приборов, которые контролируют свои дочерние извещатели, собирают и ретранслируют сообщения от них на пост охраны.

Расчет дальности действия радиоканальных устройств
Итак, каждая пара радиоустройств (например, «извещатель – радиорасширитель») характеризуется энергетическим потенциалом, который определяется мощностью передающих устройств, чувствительностью приемных трактов и параметрами антенно-фидерных трактов. Этот энергетический запас на радиолинии характеризует соотношение сигнал/шум в приемном тракте радиоканальных устройств и выражается в децибелах (dB). Рекомендуемый энергетический запас, обеспечивающий стабильную радиосвязь – не менее 20 дБ. Давайте рассмотрим алгоритм расчета величины этого запаса внутри и вне зданий.
В качестве исходного значения необходимо взять величину энергетического потенциала между компонентами радиосистемы в открытой видимости – эта информация должна быть предоставлена производителем оборудования. Далее от этой величины вычитаем значения ослаблений сигнала (см. ниже) в зависимости от удаленности устройств и препятствий, находящихся между ними. Полученный результат и является расчетным энергетическим запасом между радиоустройствами.
Ослабление сигнала (без учета замираний) на радиолиниях в свободном пространстве зависит от расстояния между радиоустройствами и характеризуется уменьшением телесного угла по мере удаления от источника сигнала. На рис. 1 приведена (графически) зависимость ослабления от удаленности радиоустройств. Замирания сигнала можно условно разделить на быстрые и медленные. Вне помещений быстрые замирания обусловлены интерференцией радиоволн, а медленные определяются в основном дневными и сезонными ослаблениями радиосигнала и вызванных изменением диэлектрической проницаемости воздуха. Глубина этих замираний может составлять от 10 до 20 dB.

Внутри здания со строительными конструкциями из кирпича или бетона ослабление радиосигнала связано с его многократным переотражением (от 10 до 40 dB). К быстрым замираниям приводят присутствие и перемещение в помещениях людей (от 15 до 25 dB).
В свою очередь ослабление радиосигнала за счет прохождения сквозь строительные конструкции зависит от материала и толщины этих стен и перегородок. Их предельная толщина составляет для:
бетона – 0,47 м (433 мГц) и 0,24 м (868 мГц);
кирпича – 4,3 м (433 мГц) и 2,18 м (868 мГц).
Таким образом, можно считать, что ослабление радиосигнала в результате прохождения через одну стену при угле падения плоской волны на плоскую поверхность 90° будет составлять:
для дерева и пенобетона – 3–4 dB;
для кирпича – 6 dB;
для бетона – 10 dB;
для железобетона – 18-20 dB (при объемном армировании может достигать до 30 dB).

Если плоская волна на поверхность попадает под углом, отличным от 90°, то предельная толщина стены будет несколько меньше. На рис. 2 представлены графики ослабления радиосигнала в зависимости от угла, под которым он попадает на них, и материалов, из которых они выполнены.

Пример расчета дальности радиосвязи на объекте
Для примера возьмем восемь помещений. В первом из них установлен радиорасширитель, в последнем радиоизвещатель (рис. 3).
Расстояние между ними 48 м.
Между ними имеется семь стен толщиной 15 см, выполненных из пенобетона. Угол падения волны φ = 20°. Vпр.= 7 × 5dB = 35 dB.
Ослабление за счет дифракции Vд=35 dB
Суммарное ослабление сигнала за счет препятствий Vд+пр= 32 dB
Ослабление в свободном пространстве Vо = 58 dB.
Суммарное ослабление сигнала V∑= 32 + 58= 90 dB.
В примере рассматривается оборудование радиосистемы «Стрелец», в которой при работе со штатными антеннами энергетический потенциал между радиорасширителем и его дочерним извещателем составляет 114 dB. В итоге запас на замирания Pс = 114 – 90 = 24 dB, что в большинстве случаев вполне достаточно для организации нормальной радиосвязи.

Если рассчитанного запаса недостаточно для компенсации быстрых и медленных замираний (т. е. результат менее 20 дБ), рекомендуется или менять расположение радиоустройств, или использовать дополнительные мероприятия по увеличению энергетического потенциала (выносные или направленные антенные, антенные усилители и т. п.).
Применять дополнительные способы увеличения дальности радиосвязи целесообразно также в тех случаях, когда установка промежуточных звеньев радиосистемы (ретрансляторов) невозможна или неоправданна. В частности, такая ситуация вполне вероятна при проектировании системы охранно-пожарной сигнализации в дачных поселках, садоводствах, гаражных кооперативах. Специфика построения радиосистемы в этих случаях заключается в том, что, вероятно, потребуется обеспечение радиосвязи с удаленным объектом (например, отдельно стоящим коттеджем или иным строением). При этом установка промежуточного радиорасширителя может быть сопряжена с определенными трудностями. Во-первых, промежуточный радиорасширитель должен быть установлен в недоступном месте (защита от воровства и вандализма), и к нему должен быть обеспечен подвод электропитания. Во-вторых, если единственной целью при установке радиорасширителя является ретрансляция сообщений, то установка промежуточного радиорасширителя экономически нецелесообразна. Наконец, установка дополнительных звеньев несколько снижает надежность радиосистемы (могут возникнуть проблемы с электропитанием, не исключена возможность саботажа и т. д.).
Увеличение дальности достигается путем использования выносных антенн (уменьшается влияние источников помех, не требуются дополнительные источники питания) или усилителей (простота установки).

Параметры радиосистемы и рекомендации по установке оборудования
Последним этапом при разработке рабочей проектной документации является определение параметров радиосистемы: частотных каналов, разделов, сигнальных и исполнительных устройств и устройств управления с указанием их взаимосвязи.
На этом же этапе задаются и параметры радиорасширителей как приемно-контрольных устройств радиосистемы:
общие: параметры функционирования радиорасширителя;
разделы: локальный раздел – основная функциональная единица для управления и индикации состояния системы;
реле: внешняя реакция на события в разделах;
дочерние устройства: сигнальные, исполнительные и устройства управления, входящие в раздел, и их параметры функционирования;
пользователи: кто и с каким кодом допущен к управлению локальным разделом.
В заключение приведем основные рекомендации по монтажу оборудования радиосистем:
радиорасширители и дочерние устройства следует монтировать по возможности дальше от металлических предметов, металлических дверей, металлизированных оконных проемов, коммуникаций и др. (рис. 4);
Рис. 4. Радиоустройства следует монтировать по возможности дальше от металлических предметов

следует избегать установки радиоустройств вблизи различных электронных приборов, компьютерной техники, токоведущих кабелей, проводов, для того чтобы исключить влияние помех от функционирующих преобразователей напряжения, микропроцессоров и проч. на качество радиоприема. Рекомендуемое расстояние между радиорасширителями и электронными устройствами – не менее 1–1,5 м (рис. 5);

Рис. 5. Рекомендуемое расстояние между радиорасширителями и электронными устройствами – не менее 1,5 м

радиорасширители рекомендуется устанавливать так, чтобы основная антенна находилась в вертикальном положении. Рекомендуемая высота установки радиорасширителей – не менее 2–2,5 м (рис. 5).

Рис. 5. Рекомендуемая высота установки радиорасширителей – не менее 2 м