СИСТЕМА СБОРА ТРЕВОЖНЫХ СИГНАЛОВ ОТ НАБОРА СТАНЦИЙ Российский патент 1997 года по МПК G08B25/10 G08B26/00 

Изобретение относится к телеметрическим системам охраны объектов от проникновения в них злоумышленников. Изобретение может быть использовано на железных дорогах для охраны контейнеров, перевозимых в вагонах, полувагонах и на платформах, а также для охраны складов и других объектов.

Известно охранное устройство для здания [1] Это устройство содержит модуль управления, устройство тревожной сигнализации и множество пунктов. Каждый пункт может быть задействован по приему сигналов от модуля управления и объединен с датчиком, выдающим сигнал состояния данного пункта. Пункты, кроме того, имеют запоры или другие приспособления обеспечения сохранности. При обнаружении несанкционированного состояния данного пункта модуль управления включает устройство тревожной сигнализации.

Такое устройство не может быть применено на подвижных, удаленных и не имеющих связи объектах.

Также известна система сбора аварийных сигналов от набора станций [2] Эта система предназначена для сбора аварийных сигналов от набора, состоящего из станций. Система имеет центральную станцию, принимающую аварийные сигналы от станций. Каждая станция снабжена первым и вторым устройствами сопряжения. Все первые устройства соединены последовательно с центральной станцией с помощью первой замкнутой системы. Все вторые устройства соединены последовательно с центральной станцией с помощью второй замкнутой системы. Каждая из этих систем имеет контур для передачи сообщений, посланных центральной станцией, по меньшей мере одному устройству сопряжения и сообщения, посланных устройствами сопряжений на центральную станцию. Сигнал управления состоянием поступает от центральной станции для установки активного или резервного режима работы устройств сопряжения. В активном режиме центральная станция управляет деблокированными устройствами сопряжения. В резервном режиме устройство сопряжения блокировано и используется только для проверки.

Первые и вторые устройства могут работать в каждом из указанных режимов. В каждой замкнутой системе предусмотрена передача синхросигнала, поступающего от центральной станции, на все устройства сопряжения.

Эта система имеет сложную конструкцию и ее сложно применить на железнодорожном транспорте.

Техническим результатом изобретения является охрана подвижных объектов путем выработки сигналов тревоги при приближении злоумышленников к охраняемым объектам и при нарушении работоспособности частей системы, находящихся на охраняемых объектах, при упрощении конструкции системы.

Этот результат достигается благодаря тому, что система для сбора тревожных сигналов от набора станций содержит: центральную приемную станцию и N передающих станций, работающих на разных частотах одного диапазона радиоволн и находящихся на охраняемых объектах, удаленных от центральной станции.

Центральная станция содержит приемную антенну, приемная с одним гетеродином, усилитель промежуточной частоты, делитель мощности принятых сигналов на каналы. Каждый канал содержит узкополосный фильтр, настроенный на промежуточную частоту одной передающей станции, детектор, измеритель скважности принимаемых сигналов и устройство индикации тревожных сигналов, соединенные последовательно. Центральная станция устанавливается на одном из подвижных объектов колонны.

Передающая станция содержит датчик тревожных сигналов с антенной, включенной на его выходе, и ретранслятор этих сигналов с первой и второй - передающей антеннами, первая антенна включена на его входе, а вторая на выходе. Антенна датчика и первая антенна ретраслятора расположены на разных краях объекта навстречу друг другу и так, что их электрические оси горизонтальны или находятся под небольшим углом к горизонту. Передающая антенна ретранслятора расположена над охраняемым объектом.

Передающая станция имеет три варианта исполнения, связанные одним изобретательским замыслом.

I вариант исполнения
Датчик содержит модулятор, генератор частоты сигнала f_i, присущей данному объекту. Антенна выполнена передающей. К управляющему входу генератора подключен выход модулятора, а его выходу антенна.

Ретранслятор содержит усилитель сигналов частоты f_i, первая антенна выполнена приемной и присоединена ко входу ретранслятора, а к его выходу подсоединена вторая антенна.

II вариант исполнения
Датчик содержит модулятор и генератор частоты сигналов (f_o,i), присущей данному объекту. Антенна выполнена передающей. Ретранслятор содержит делитель частоты f_o,i и усилитель сигнала субчастоты f_i генератора. На входе делителя частоты включена первая антенна, выполненная приемной, а на выходе усилителя включена вторая антенна.

III вариант исполнения
Датчик содержит модулятор, а его антенна выполнена приемопередающей и включена на выходе модулятора.

Ретранслятор содержит первый генератор сигналов частоты f_o, по меньшей мере два ответвителя, линию передачи, два смесителя, два фильтра нижних частот, операционный усилитель, детектор и второй генератор сигналов частоты f_i, присущий данному объекту. Первая антенна выполнена приемопередающей. Ко входу линии передачи подключен выход первого генератора, а к ее выходу первая антенна. Ответвители включены в линию передачи на расстоянии λ/4 друг от друга ( λ рабочая длина волны первого генератора). Выходы ответвителей соединены через смесители и фильтры нижних частот соединены со входами операционных усилителей. Вход детектора соединен с выходом усилителя, а его выход с управляющим входом генератора, частота сигнала которого присуща данному объекту и меньше частоты сигнала первого генератора.

Отличительными признаками системы для сбора тревожных сигналов набора станций являются: выполнение центральной станции приемной, выполнение передающей станции как передатчика сигналов, наличие датчиков и ретрансляторов тревожных сигналов и форма их выполнения.

Центральная приемная станции размещается в середине охраняемого железнодорожного состава. По меньшей мере одна передающая станция размещается на каждом вагоне. Антенны датчика и первая антенна ретранслятора размещаются внутри вагона на разных концах стены, имеющей двери. Вторая антенна ретранслятора размещена на крыше вагона. В нормальных условиях антенна, расположенная на крыше вагона, посылает в эфир модулированный сигнал на частоте. Этот сигнал улавливается антенной центральной станцией, и тревожный сигнал не вырабатывается. В случае проникновения злоумышленника в вагон он своим телом прерывает сигнал датчика, скважность посылки сигналов увеличится, что будет обнаружено устройством, измеряющим скважность. При изменении скважности сработает устройство индикации тревожных сигналов. В случае нарушения нормальной работы передающей станции, например поломки наружной антенны злоумышленниками, также сработает устройство тревожной сигнализации.

Структурные схемы частей системы и ее работа поясняются чертежами. На фиг. 1 представлена структурная схема центральной станции; на фиг. 2 представлена структурная схема передающей станции по I варианту ее исполнения; на фиг. 3 представлена структурная схема передающей станции по II варианту ее исполнения; на фиг. 4 представлена структурная схема передающей станции по III варианту ее исполнения; на фиг. 5 представлен вариант размещения передающей станции в вагоне с охраняемым объектом; на фиг. 6 представлен вариант размещения ПСО на охраняемом объекте.

На фигурах введены обозначения:
антенна 1 центральной станции, приемник 2, усилитель 3 промежуточной частоты, делитель 4 мощности сигналов, каналы 5 центральной станции, узкополосный фильтр 6, детектор 7, измеритель скважности принимаемых сигналов 8, устройство индикации тревожных сигналов 9, модулятор 10 датчика, генератор 11 частоты сигнала (генератор сигналов первой частоты), антенна 12 датчика, первая (приемная) антенна 13 ретранслятора, усилитель 14 сигналов частоты генератора датчика (субчастоты сигнала генератора), вторая 15 (передающая) антенна ретранслятора, делитель 16 частоты сигнала генератора датчика, линия передачи 17, ответвители 18, смесители 19, фильтры нижних частот 20, операционный усилитель 21, генератор сигналов частоты 22, присущей охраняемому объекту, контейнер 23, платформа 24, датчик 25, ретранслятор 26.

Антенна 1 может быть выполнена в виде четвертьволнового металлического штыря, расположенного вертикально над охраняемым объектом.

Приемник 2 может быть выполнен в виде супергетеродинного приемника диапазона работы передающей станции, установленных на охраняемых объектах с полосой не уже полосы работы каждой такой станции, умноженной на их число.

Усилитель 3 выполняется на транзисторах по известным схемам.

Делитель 4 мощности сигналов может быть выполнен в виде линии передачи с ответвителями. Каналы 5 отличаются резонансной частотой фильтров.

Фильтр 6 может быть выполнен на сосредоточенных конденсаторе и катушке индуктивности с резонансной частотой, соответствующей промежуточной частоте конкретного охраняемого объекта.

Детектор 7 выполняется на диоде.

Измеритель 8 скважности принимаемых сигналов может быть выполнен из делителя мощности сигналов на два, линии задержки на время, равное скважности сигналов, принимаемых от передающих станций и схемы "И", на выходе которой будет тревожный сигнал, если сигналы на вход схемы "И" придут не в одно и то же время.

Устройство 9 индикации тревожных сигналов может быть выполнено в виде лампочки, реле или генератора звукового сигнала.

Модулятор 10 может быть собран на транзисторах по известным схемам для модуляции прямоугольными импульсами с большой скважностью для экономии ресурсов элементов питания схемы датчика.

Генератор 11 может быть собран на транзисторах по известным схемам с управляющим входом для модуляции, мощность этого генератора может составлять единицы мВт и работать в диапазоне см или дм длин волн.

Антенна 12 может быть выполнена в виде четвертьволнового вибратора или рупора.

Антенна 13 такая же, как и антенна 12.

Усилитель 14 может быть выполнен на транзисторах по известным схемам.

Антенна 15 может быть выполнена в виде четвертьволнового вибратора, вертикально установленного над крышей охраняемого объекта.

Делитель 16 может быть выполнен на транзисторах по известным схемам.

Линия 17 передачи может быть выполнена полосковой.

Ответвители 18 могут быть выполнены из конденсаторов.

Смесители 19 выполняются на смесительных диодах.

Фильтр 20 может быть выполнен на РС-цепочках.

Усилитель 21 должен быть выполнен операционным, т.е. иметь два противофазных входа.

Генератор 22 может быть выполнен на транзисторах по известным схемам, дм или м диапазона длин волн, мощностью несколько десятков мВт.

Система содержит центральную приемную станцию (фиг. 1) и N передающих станций (фиг. 2 4), работающих на разных частотах одного диапазона радиоволн и находящихся на охраняемых объектах, удаленных от центральной станции.

Центральная станция содержит антенну 1, приемник 2, усилитель 3, делитель мощности 4 и N каналов 5. Каждый канал содержит фильтр 6, детектор 7, измеритель 8 и устройство 9, соединенные последовательно. Ко входу приемника подключена антенна 1, а к его выходу усилитель 3. Ко входу делителя 4 подключен выход усилителя, а к его выходам входы каналов 5.

Передающая станция содержит датчик 25 с антенной 12 и ретранслятор 26 с двумя антеннами 13 и 15. Антенна 12 включена на выходе датчика 25, а антенны 13 и 15 включены соответственно на входе и выходе ретранслятора 26. Антенны 12 и 13 крепятся к разным краям охраняемого объекта навстречу друг другу и так, что их электрические оси горизонтальны или находятся под небольшим углом к горизонту и находятся на высоте около одного метра от пола. Антенна 15 крепится над охраняемым объектом.

Передающая станция имеет три варианта исполнения.

I вариант исполнения
Датчик 25 содержит модулятор 10, генератор 11. К управляющему входу генератора 11 подключен выход модулятора, а к его выходу антенна 12.

Ретранслятор 26 содержит усилитель 14, ко входу которого подключена антенна 13, а к выходу антенна 15.

II вариант исполнения
Датчик 25 содержит модулятор 10 и генератор 11, а к его входу подключен выход модулятора 10.

Ретранслятор 26 содержит делитель 16 и усилитель 14, соединенные последовательно. Ко входу делителя 16 подключена антенны 13, а к выходу усилителя 14 антенна 15.

III вариант исполнения
Датчик 25 содержит модулятор 10, выход которого соединен со входом антенны 12.

Ретранслятор 26 содержит генератор 11, линию передачи 17 и антенну 13, включенные последовательно, кроме того он содержит два ответвителя 18, два смесителя 19, два фильтра 20, операционный усилитель 21, детектор 7 и второй генератор 22. Ответвители 18 через смесители 19 и фильтр 20 соединены со входами усилителя 21. Вход детектора 7 соединен с выходом усилителя 21, а его выход со входом генератора 22, к выходу которого подключена антенна 15.

Система работает следующим образом.

При постановке объектов под охрану включаются все устройства системы. Сигнал генератора 11 поступает в антенну 12, а из нее через охраняемое пространство около объекта поступает в антенну 13 и ретранслируется в эфир через антенну 15. Каждый объект имеет свою частоту ретранслируемого сигнала. Сигналы от антенн 15 поступают на вход антенны 1 центральной станции. На станки они преобразуются в сигналы промежуточной частоты и делятся по разным каналам.

Каждый канал отфильтровывает сигнал, пришедший от одной передающей станции. В случае отсутствия тревоги и исправности передающей станции, на выходе измерителя 8 сигнал отсутствует. Когда же злоумышленник пересечет электрическую ось антенны 12 или повредит антенну 15, на выходе устройства 8 появится сигнал тревоги, который будет зафиксирован устройством 9 в виде звукового или светового сигнала. Номер объекта, откуда пришел тревожный сигнал, определяется по номеру канала 5.

Изобретение относится к телеметрическим системам охраны объектов от проникновения в них злоумышленников. Целью изобретения является охрана подвижных объектов путем выработки сигналов тревоги при приближении злоумышленников к охраняемым объектам и при нарушении работоспособности частей системы, находящихся на охраняемых объектах, при упрощении конструкции. В случае отсутствия тревоги к исправности датчиков, установленных на охраняемых объектах, сигнал на выходе устройства отсутствует. Когда злоумышленник пересекает электрическую ось между антеннами датчика и ретранслятора, на выходе системы появится сигнал тревоги. Система включает одну приемную станцию и множество передающих станций, установленных на охранных объектах. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система сбора тревожных сигналов от набора станций, содержащая центральную станцию и N станций, установленных на охраняемых объектах и работающих на своих частотах в диапазоне центральной станции, каждая из N станций включает в свой состав датчик и ретранслятор тревожных сигналов, отличающаяся тем, что центральная станция выполнена приемной и содержит антенну, приемник, усилитель, делитель мощности на N каналов, соединенные последовательно, причем в каждый канал входят фильтр, детектор, измеритель скважности принимаемых сигналов и устройство индикации тревожных сигналов, соединенные последовательно, все станции, установленные на охраняемых объектах, выполнены передающими, датчик каждой станции имеет одну антенну, включенную на его выходе, ретранслятор две, включенные на его входе и выходе, антенна датчика и приемная антенна ретранслятора расположены на разных краях охраняемого объекта навстречу друг другу и так, что их электрические оси горизонтальны и расположены над полом ниже человеческого роста, передающая антенна ретранслятора расположена над охраняемым объектом. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что датчик каждой станции содержит модулятор и генератор частоты сигнала, присущей данному охраняемому объекту, причем антенна выполнена передающей, модулятор подключен к управляющему входу генератора, к его выходу подключена антенна. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что ретранслятор выполнен в виде усилителя сигналов частоты генератора датчика. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что ретранслятор содержит делитель частоты сигнала генератора датчика и усилитель субчастоты сигнала генератора, соединенные последовательно. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что датчик выполнен в виде модулятора отраженного сигнала, его антенна выполнена приемопередающей, ретранслятор содержит первый генератор сигналов первой частоты, по меньшей мере два ответвителя, линию передачи, два смесителя, два фильтра нижних частот, операционный усилитель, детектор и второй генератор сигналов второй частоты, присущей данному охраняемому объекту, антенна, включенная на входе ретранслятора, выполнена приемопередающей, к входу линии передачи подключен выход первого генератора, к выходу приемопередающая антенна, ответвители включены в линию передачи на расстоянии четверти рабочей длины волны генератора сигналов первой частоты, выходы ответвителей соединены через смесители и фильтры нижних частот с входами операционного усилителя, вход детектора соединен с выходом операционного усилителя, выход с управляющим входом генератора сигналов второй частоты, частота сигналов которого меньше первой частоты сигналов.