СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ОХРАНЯЕМОГО ОБЪЕКТА Российский патент 2004 года по МПК G08B25/10 B60R25/10 

Изобретение относится к способам и системам определения местоположения путем сопоставления в одной системе координат нескольких найденных пеленгов, в частности к способам контроля состояния охраняемых объектов как стационарных, так и подвижных.

Заявленный способ расширяет арсенал технических средств данного назначения.

Известны способы контроля состояния охраняемых объектов.

Так, известный способ контроля местоположения транспортных средств (по Авт. св. СССР 1837343, МПК 5 G 08 C 17/001, опубл. 30.08.93 г., Бюл. 32) заключается в измерении каждым контролируемым транспортным средством своего местоположения, формировании радиосигнала, содержащем информацию о местоположении и его излучения с временной задержкой, соответствующей адресу транспортного средства, приеме задержанного радиосигнала центром управления, оценке времени задержки, по результатам которой формируют сигнал местоположения транспортного средства.

Недостатком данного способа является невысокий уровень информативности о состоянии контролируемого объекта, ограниченного только сведениями о местонахождении объекта.

Известен также способ централизованной сигнализации о состоянии контролируемого объекта (по пат. РФ 2017223, МПК 5 G 08 B 25/10, опубл. 30.07.94 г. , Бюл. 4), заключающийся в формировании на объекте кодированного сигнала тревоги, передаче его на ретранслятор, приеме его и передаче на центральную станцию, декодировании и определении адреса контролируемого объекта. После чего многократно повторяют обмен кодированными сигналами между центральной станцией и ретранслятором на объекте.

При совпадении раскодированного адреса при многократном обмене на центральной станции формируют сигнал на приемник объекта, обеспечивающий включение световой сигнализации на объекте. Однако рассмотренный способ имеет следующие недостатки:
применим только в случаях контроля обитаемых объектов;
система контроля имеет низкую помехозащищенность.

Наиболее близким к заявленному является известный способ охраны транспортных средств по пат. РФ 2032227, МПК 6 G 08 B 25/10, опубл. 27.03.95 г., Бюл. 9.

В способе-прототипе при несанкционированном доступе в охраняемый объект (транспортное средство) или по команде его владельца активизируют радиопередатчик, установленный на охраняемом объекте, формируют сигнал тревоги, включающий информацию об отличительных признаках охраняемого объекта, кодируют и излучают сигнал тревоги, принимают его на N пеленгаторных станциях, где N≥2, и вычисляют пеленги. На центральной станции контроля сигнал тревоги декодируют и выделяют информацию об отличительных признаках охраняемого объекта. Затем эти признаки идентифицируют путем их сравнения с предварительно заданными в базу данных центральной станции контроля отличительными признаками охраняемого объекта, излучающего сигнал тревоги. После идентификации объекта оперативная группа выезжает на обнаружение охраняемого объекта.

По сравнению с рассмотренными выше аналогами в способе-прототипе за счет большей информативности сигнала тревоги достигается некоторое повышение оперативности поиска охраняемого объекта.

Недостатком способа-прототипа является относительно невысокая надежность контроля состояния охраняемого объекта, обусловленная:
отсутствием информации о координатах местоположения охраняемого объекта в момент подачи сигнала тревоги;
отсутствием постоянного контроля работоспособности радиоканала между охраняемым объектом и центральной станцией контроля и его низкая помехозащищенность;
отсутствием возможности оповещения владельца объекта о нарушении работы радиоканала.

Целью изобретения является разработка способа контроля состояния охраняемого объекта, обеспечивающего более высокую надежность контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе контроля состояния охраняемого объекта, например транспортного средства, заключающемся в том, что при несанкционированном доступе в охраняемый объект или по команде его владельца активизируют радиопередатчик, установленный на охраняемом объекте, формируют сигнал тревоги, включающий информацию об отличительных признаках охраняемого объекта, кодируют и излучают кодированный сигнал тревоги, принимают его на N пеленгаторных станциях, где N≥2, вычисляют пеленги, декодируют сигнал тревоги, из которого выделяют информацию об отличительных признаках охраняемого объекта, идентифицируют их путем сравнения с предварительно занесенными в базу данных центральной станции контроля отличительными признаками охраняемых объектов, после чего начинают поиск охраняемого объекта, излучающего сигнал тревоги, дополнительно после постановки на охрану и снятия с охраны объекта его владельцем на охраняемом объекте формируют, кодируют и излучают информационные сигналы о факте постановки на охрану и снятия с охраны объекта его владельцем. Принимают эти сигналы на N пеленгаторных станциях, вычисляют пеленги, по которым на центральной станции контроля рассчитывают местоположение охраняемого объекта в моменты его постановки на охрану и снятия с охраны владельцем. Затем эти сигналы декодируют, после чего формируют и излучают сигналы подтверждения регистрации факта постановки на охрану и снятия с охраны объекта его владельцем. Сигналы подтверждения принимают на охраняемом объекте и затем формируют, кодируют и излучают через заданные временные интервалы Т₀=2-30 мин сигналы контроля работоспособности радиоканала, которые принимают на N пеленгаторных станциях и вычисляют пеленги, по значениям которых на центральной станции контроля рассчитывают местоположение охраняемого объекта и одновременно принятые сигналы декодируют. При отсутствии приема от охраняемого объекта сигналов контроля работоспособности радиоканала во временном интервале, превышающем Т_max= (3-5) Т₀, на центральной станции контроля формируют, кодируют и излучают управляющий сигнал на включение и индикацию (световую/или звуковую) на охраняемом объекте сигнала тревоги-запроса.

Причем в кодированные информационные сигналы о факте постановки и снятия с охраны объекта его владельцем и в кодированные сигналы контроля работоспособности радиоканала также включают информацию об отличительных признаках охраняемого объекта. Сигнал тревоги, постановки на охрану и снятия с охраны объекта его владельцем, контроля работоспособности радиоканала, подтверждения регистрации факта постановки на охрану и вскрытия объекта его владельцем, управляющий сигнал на включение и индикацию на охраняемом объекте сигнала тревоги-запроса кодируют с использованием предварительно сформированных частотно-временных матриц, у которых временные интервалы и соответствующие им номиналы частот определяются индивидуальным ключом, присвоенным охраняемому объекту.

Благодаря указанной новой совокупности существенных признаков за счет обеспечения непрерывности контроля работоспособности радиоканала, постоянного получения данных о местоположении и состоянии охраняемого объекта и более высокой помехозащищенности канала радиосвязи достигается повышение надежности контроля состояния охраняемого объекта.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризуемые совокупностью признаков, тождественной всем существенным признакам заявленного технического решения, отсутствуют в известных источниках информации, что указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с признаками, отличающих заявленный способ от прототипа, показали, что отличительные существенные признаки заявленного технического решения не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного способа преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:
на фиг. 1 - общая структура системы контроля состояния охраняемого объекта;
на фиг.2 - состав комплекта оборудования охраняемого объекта;
на фиг. 3 - алгоритм работы микропроцессора, реализующего функции управляющего контроллера;
на фиг. 4 - структура частотно-временных матриц для различных сигналов, формируемых на охраняемом объекте;
на фиг.5 - вариант сформированной частотно-временной матрицы.

Сущность заявленного способа можно рассмотреть на примере системы контроля состояния охраняемых объектов, показанной на фиг.1.

В общем виде система включает совокупность из М охраняемых объектов, каждый из которых снабжен комплектом бортового оборудования 1₁-1_М, группу из N пеленгаторных станций 2₁-2_N, центральную станцию контроля 3 и сеть из K радиопередатчиков 4₁-4_К, управляемых центральной станцией контроля 3 - ЦСК.

Каждый охраняемый объект (ОХОБ) снабжен комплектом оборудования 1, показанным на фиг.2. Возможный вариант оборудования ОХОБ включает управляющий контроллер (УК) 1.1, снабженный входными и выходными портами П 1-П 7, группу из L датчиков охранной сигнализации (ДОС) 1.2₁-1.2_L, выходы которых объединены и подключены к входному порту П 1 УК 1.1, радиоприемник 1.3 и радиопередатчик 1.4, выход и вход которых соответственно подключены к портам П 2 и П 3 УК 1.1, а их вход и выход через антенный коммутатор 1.5 подключены к антенне 1.6. Кроме того, комплект оборудования ОХОБ включает кнопку "Угроза" 1.7, датчик сигнала "Авария" 1.8 и индикатор сигнала "Тревога-Запрос" 1.9, включаемого по команде ЦСК 3. Выходы кнопки "Угроза" 1.7 и датчика сигнала "Авария" 1.8 подключены к входному порту П 4, а вход индикатора сигнала "Тревога-Запрос" подключен к выходному порту П 6 УК 1.1.

Дополнительно УК 1.1 снабжен входным портом "ввод ключа" (или ввод частотно-временных матриц - ЧВМ) П 6 и входным портом П 7 для ввода сигналов постановки, снятия с охраны и выключения РПРД 1.4 от внешнего пульта управления 1.10, который может передавать сигналы как по проводам, так и по радиоканалу.

Управляющий контроллер 1.1 может быть реализован в виде микропроцессора, алгоритм работы которого представлен на фиг.3.

В системе контроля состояния ОХОБ предусмотрено формирование следующих сигналов:
на ОХОБ формируют:
сигнал "Тревога" при несанкционированном вскрытии ОХОБ;
сигнал "Угроза" при нажатии владельцем кнопки "Угроза" или срабатывании датчика сигнала "Авария";
информационные сигналы о фактах постановки на охрану и снятии объекта с охраны владельцем ОХОБ;
сигналы контроля работоспособности радиоканала (СКРК) между ОХОБ и ЦСК;
на ЦСК формируют:
сигналы подтверждения фактов постановки на охрану и снятия с охраны владельцем ОХОБ;
управляющий сигнал на включение на ОХОБ сигнала "Тревога-Запрос" при отсутствии приема от ОХОБ СКРК в течение времени, превышающем заданный временной интервал Т_мах.

При принятии системой контроля объекта на обслуживание ему присваивают совокупность ключей (по числу формируемых сигналов), например, в виде последовательности цифр (см. Таблицу 1 на фиг.4). Затем в соответствие каждому из ключей и, таким образом, в соответствие каждому виду сигнала формируют частотно-временную матрицу - ЧВМ (фиг.5).

Каждая ЧВМ представляет собой совокупность радиочастотных импульсов - РЧИ (на фиг.5 таких импульсов 12) f_1-f₁₂. Номиналы частот f₁-f₁₂ случайным образом распределены в пределах разрешенного для использования частотного интервала ΔF_p. Каждый РЧИ длительностью τ_и расположен со случайным временным сдвигом Δt_сдв относительно начала временного интервала Δt_инт.

Формирование ЧВМ может выполняться любым известным способом, в частности, с помощью датчика случайных чисел. При этом для каждого временного интервала Δt_инт должны быть заданы коды, определяющие временной сдвиг РЧИ и номинал его частоты. В общем случае число временных интервалов длительностью Δt_инт и число соответствующих им частот РЧИ может быть произвольным и выбирается из соображений рационального использования выделенного частотного диапазона и числа объектов, находящихся на обслуживании у системы контроля.

Таким образом, в рассматриваемом способе для каждого из пяти видов сигналов, формируемых на ОХОБ, назначают ключ (например, сигналу "Тревога" - ключ 22001113, см. фиг.4) и формируют соответствующую ему ЧВМ (фиг.4).

Аналогично формируют и кодируют ЧВМ, соответствующие сигналам подтверждения факта постановки и снятия с охраны ОХОБ и сигналу "Тревога-Запрос". Все ЧВМ предварительно вводят (через порт П 6, фиг.2) в память управляющего контроллера 1.1 на ОХОБ и в память ЦСК. Причем любая ЧВМ конкретного ОХОБ соответствует введенным в базу данных ЦСК отличительным признакам этого ОХОБ. Для транспортного средства такими признаками могут быть марка, цвет, государственный номер, Ф.И.О. владельца, адрес владельца и т.п.

Таким образом, независимо от вида сигнала, принятого на ЦСК от ОХОБ, идентификация ОХОБ заключается в поиске в базе ЧВМ идентичной принятой ЧВМ.

Причем идентифицированная ЧВМ однозначно указывает на вид принятого сигнала и на отличительные признаки ОХОБ, подающего этот сигнал.

После предварительного введения исходных данных в управляющий контроллер 1.1 ОХОБ и в базу данных ЦСК 3 система готова к работе.

Владелец ОХОБ с помощью внешнего пульта управления 1.10 формирует сигнал на принятие объекта под охрану, который через порт П 7 поступает в УК 1.1. В УК 1.1 сигнал постановки под охрану кодируют путем считывания соответствующей ему кодовой комбинации ЧВМ, предварительно введенной в УК 1.1 через порт П 6, после чего формируют команду на включение РПРД 1.4. Кодовая комбинация ЧВМ и команда на включение через порт П 3 поступают на вход РПРД 1.4, после чего излучают сигнал постановки объекта на охрану (см. фиг.3). Излученный сигнал принимают сетью пеленгаторных станций 2₁-2_N, где вычисляют пеленги, значения которых вместе с принятым сигналом передают на ЦСК 3. От пеленгаторных станций сигналы и данные пеленгов на ЦСК 3 могут передаваться по проводным, радиорелейным и т.п. каналам связи. На ЦСК 3 сигнал декодируют путем сравнения принятой ЧВМ с предварительно занесенными в базу данных ЧВМ, а по найденной в базе данных ЧВМ идентифицируют ОХОБ и рассчитывают его местоположение. Полученные таким образом координаты местоположения ОХОБ в момент его постановки под охрану запоминают. После этого формируют, кодируют и излучают по команде от ЦСК 3 с помощью одного из радиопередатчиков, входящего в общую сеть радиопередатчиков 4₁-4_к системы контроля, сигнал подтверждения факта постановки объекта под охрану. Принятый с помощью РПРМ 1.3 на ОХОБ сигнал подтверждения через порт П 2 передают в УК 1.1, где его декодируют и идентифицируют путем сравнения с ЧВМ, предварительно внесенными в память УК 1.1. После чего формируют, кодируют и излучают с интервалом Т₀ сигналы контроля радиоспособности радиоканала (СКРК) между ОХОБ и ЦСК 3. Периодически (с интервалом Т₀) излучаемые СКРК от ОХОБ принимают на пеленгаторных станциях, вычисляют пеленги, передают их на ЦСК 3, где сигналы декодируют, идентифицируют и рассчитывают местоположение ОХОБ. Таким образом, на ЦСК 3 осуществляют постоянный контроль не только за работоспособностью радиоканала, но и неизменностью местонахождения ОХОБ. Этим исключается возможность несанкционированного перемещения ОХОБ, например, путем его буксировки или перевозки на другом транспортном средстве.

Аналогичные процессы происходят после подачи от внешнего пульта управления 1.10 владельцем сигнала на снятие объекта с охраны. После приема на ОХОБ подтверждения от ЦСК 3 факта снятия с охраны на ОХОБ, также как и при его нахождении под охраной, формируют, кодируют и излучают СКРК. Этим достигается постоянный контроль как за местоположением ОХОБ (в пределах зоны контроля), так и за его состоянием.

Отсутствие приема СКРК на ЦСК может быть обусловлено следующими причинами:
нахождением ОХОБ в зоне радиотени;
неисправностью бортового оборудования;
нахождением ОХОБ вне зоны контроля.

Если время, в течение которого отсутствует прием ЦСК СКРК, будет превышать максимально допустимое значение Т_мах, то на ЦСК 3 формируют, кодируют и излучают управляющий сигнал на формирование и излучение с ОХОБ сигнала "Тревога-Запрос" и одновременную его индикацию на ОХОБ. Этот сигнал принимают на ОХОБ и с выхода РПРМ 1.3 через порт П 2 подают в УК 1.1, где сигнал декодируют, и формируют команду на включение индикации. Команда через порт П 5 поступает на вход индикатора сигнала "Тревога-Запрос" (фиг.2, 3). Так как радиопередатчики 4₁-4_к, входящие в сеть ЦСК 3, обладают большей эквивалентной излученной мощностью, чем радиопередатчик 1.4 ОХОБ, то с большой вероятностью управляющий сигнал от ЦСК 3 будет принят на ОХОБ, находящемся в зоне радиотени или за границей контролируемой зоны. Принятый на ОХОБ сигнал будет выполнять в данном случае предупреждающую роль для владельца ОХОБ об отсутствии радиодоступа от к ОХОБ к ЦСК.

Если же из-за неисправности бортового оборудования управляющий сигнал на ОХОБ не будет принят и, как следствие, на ЦСК не будет принят СКРК от ОХОБ, то принимают решение на поиск ОХОБ по его последним зафиксированным координатам местоположения.

При несанкционированном вскрытии ОХОБ, находящегося под охраной, по сигналам одного или нескольких сработавших ДОС 1.2 на ОХОБ формируют, кодируют и излучают сигнал "Тревога", принимают его пеленгаторными станциями 2 и вычисляют пеленги, по которым на ЦСК 3 рассчитывают местоположение ОХОБ, декодируют сигнал "Тревога", идентифицируют его и отличительные признаки ОХОБ, после чего принимают меры по поиску ОХОБ.

При нажатии кнопки "Угроза" владельцем ОХОБ (например, при попытке насильственного захвата ОХОБ или угрозе жизни его владельцу) или срабатывании датчика сигнала "Авария" (например, при аварии ОХОБ) на ОХОБ формируют, кодируют и излучают сигнал "Угроза", по которому аналогично определяют местонахождение ОХОБ и принимают меры по его поиску.

Операция определения пеленга (азимута) ОХОБ относительно каждой пеленгаторной станции известна и может быть реализована, например, с использованием угломерных радиопеленгационных систем, описанных в книгах: Ярлыков М.С. Статистическая теория радионавигации. - М.: Радио и связь, 1985, с. 246-272; Кукес И. С., Старик М.Е. Основы радиопеленгации. - М.: Сов. радио, 1964, c. 15-35.

Операция местоопределения источника радиоизлучения по измеренным пеленгам сетью пеленгационных станций также известна. В соответствии с рекомендациями МККР местоопределение может выполняться методом триангуляции или любым другим способом координатометрии, описанным, например, в книге: Кукес И. С., Старик М.Е. Основы радиопеленгации. - М.: Сов. радио, 1964, с. 571-608.

Экспериментальная проверка заявленного способа проведена при следующих условиях:
диапазон разрешенных для использования частот
ΔF_p=165,2375 - 165,5375 МГц, в пределах которого обеспечивалась возможность дискретного выбора частоты радиоимпульса с шагом 1 кГц;
длительность радиоимпульса τ_и = 267 мс;
временной интервал Δt_инт= 3 с, в пределах которого обеспечивалась возможность дискретного изменения временного сдвига Δt_сдв с шагом 12 мс.

Временные интервалы Т₀=20 мин; Т_мах=60 мин.

Положение Δt_сдв и частота радиоимпульса для каждого временного интервала Δt_инт задавались кодовой последовательностью по 8 бит, т.е. всего последовательностью из 16 бит. Таким образом, вся последовательность для каждой ЧВМ (каждого вида сигнала), включающей 12 временных интервалов, составляла 192 бита.

В пределах зоны контроля, площадь которой зависит от числа используемых пеленгаторных станций и радиопередатчиков сети, обеспечивался устойчивый контроль за состоянием ОХОБ, находящемся как на стоянке под охраной, так и в движении при снятии функции охраны. При этом достигались постоянный контроль местоположения ОХОБ и точное выявление причины подачи сигнала с ОХОБ. Отмеченное дает основание для вывода о достижении сформулированного технического результата - повышения надежности контроля, обеспечения возможности своевременного принятия мер по обнаружению ОХОБ и оказанию, в случае необходимости, помощи его владельцу.

Изобретение относится к способам контроля состояния охраняемых объектов как подвижных, так и стационарных. Технический результат заключается в повышении надежности контроля состояния охраняемого объекта. В способе формируют, кодируют и излучают сигналы тревоги при несанкционированном вскрытии охраняемого объекта, сигналы постановки и снятия с охраны владельцем охраняемого объекта, сигналы контроля работоспособности радиоканала и сигнал угрозы при аварии или угрозе жизни владельцу. На центральной станции контроля формируют, кодируют и излучают сигналы подтверждения фактов постановки и снятия с охраны и сигнал тревога-запрос при отсутствии приема сигнала контроля работоспособности радиоканала. Кодирование выполняют с помощью частотно-временных матриц, содержащих сведения об индивидуальных особенностях охраняемого объекта, формируемых на основе индивидуальных ключей. При этом обеспечивается непрерывное получение данных о местонахождении и состоянии объекта охраны. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Способ контроля состояния охраняемого объекта, например, транспортного средства, заключающийся в том, что при несанкционированном доступе в охраняемый объект или по команде его владельца активизируют радиопередатчик, установленный на охраняемом объекте, формируют сигнал тревоги, включающий информацию об отличительных признаках охраняемого объекта, кодируют и излучают кодированный сигнал тревоги, принимают его на N пеленгаторных станциях, где N≥2, вычисляют пеленги, декодируют сигнал тревоги, из которого выделяют информацию об отличительных признаках охраняемого объекта, идентифицируют их путем сравнения с предварительно занесенными в базу данных центральной станции контроля отличительными признаками охраняемых объектов, после чего начинают поиск охраняемого объекта, излучающего сигнал тревоги, отличающийся тем, что после постановки на охрану и снятия с охраны объекта его владельцем дополнительно на охраняемом объекте формируют информационные сигналы о факте постановки на охрану и снятия с охраны объекта его владельцем, кодируют и излучают их, принимают на N пеленгаторных станциях, вычисляют пеленги, по значениям которых на центральной станции контроля рассчитывают местоположение охраняемого объекта в моменты его постановки на охрану и снятия с охраны владельцем, декодируют информационные сигналы, формируют, кодируют и излучают сигналы подтверждения регистрации факта постановки на охрану и снятия с охраны объекта его владельцем, которые принимают на охраняемом объекте, после чего на охраняемом объекте формируют, кодируют и излучают через заданные временные интервалы Т_о сигналы контроля работоспособности радиоканала, которые принимают на N пеленгаторных станциях, вычисляют пеленги, по значениям которых на центральной станции контроля рассчитывают местоположение охраняемого объекта и декодируют сигналы контроля работоспособности радиоканала, а при отсутствии их приема во временном интервале, превышающем Т_мах, на центральной станции контроля формируют, кодируют и излучают управляющий сигнал на включение и индикацию на охраняемом объекте сигнала тревоги-запроса, причем в кодированные информационные сигналы о факте постановки на охрану и снятия с охраны объекта его владельцем и в кодированные сигналы контроля работоспособности радиоканала также включают информацию об отличительных признаках охраняемого объекта.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что временные интервалы Т_o и Т_мах, выбирают в пределах Т_o=2-30 мин и Т_мах=(3-5)T_o.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сформированные на охраняемом объекте и на центральной станции контроля сигналы кодируют путем использования частотно-временной матрицы, которую предварительно формируют случайно заданными временными интервалами и соответствующими им номиналами частот, определяемыми индивидуальным ключом, присвоенным охраняемому объекту.