УСТРОЙСТВО ОБЪЕКТОВОЕ Российский патент 2004 года по МПК G08B25/08 

Изобретение относится к устройствам объектовым, контролирующим и управляющим оконечными приборами охраны и сигнализации на объекте и осуществляющим двусторонний цифровой обмен информацией с системами передачи извещений через занятые телефонные линии связи.

Известно устройство объектовое системы передачи извещений “Циклон” (ТУ 25-08.430-80, ТУ 25-08.431-80, ТУ25-08.432-80 “Техника охраны №1/94”), содержащее шлейфы блокировки охраны, блок переключателей, блоки индикации, генератор сигнала, кодовый замок, источник питания, недостатком которого является низкая надежность устройства, связанная с большим количеством ложных тревог из-за снижения уровня сигнала непрерывной частоты 18 кГц, передаваемого с охраняемого объекта при ухудшении параметров телефонной линии связи.

Известно устройство объектовое системы передачи извещений “Комета - К” (ИИ1.220.003.ТУ Техника охраны №1/94), содержащее шлейфы блокировки охраны, блок широтно-импульсных сигналов, блоки индикации, кодовый замок, источник питания. Недостатками такой схемы являются низкие имитационная стойкость и надежность информации, передаваемой по линии связи.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому решению является устройство объектовое (Патент РФ №2110094), содержащее микроЭВМ, блок адреса, блок управления уровнем, блок согласования с линией связи, блок резонансного усилителя, блок формирователя цифрового сигнала, блок номера шифра, блок уровня резервного питания, управляемый делитель, блок наличия сетевого напряжения, блок управления механическим замком, группу шлейфов блокировки охраны, блок переключателей, кодовый замок, причем первая группа входов микроЭВМ подключена к группе шлейфов блокировки охраны соответственно, вторая группа входов - к группе выходов блока переключателей, третья группа входов - к группе выходов блока адреса, четвертая группа входов - к группе выходов блока номера шифров, группа входов-выходов соединена с кодовым замком, первая группа выходов микроЭВМ соединена с блоком индикации, вторая группа выходов - с группой входов блока управления уровнем, выход которого соединен с входом блока согласования, вход-выход которого соединен с линией связи, а выход через блок резонансного усилителя и блок формирователя цифрового сигнала подключен к первому входу микроЭВМ, второй вход которой соединен с выходом блока наличия сетевого питания, вход которого подключен к входу источника питания и входу блока резервного питания, выход которого через блок уровня резервного питания соединен с третьим входом микроЭВМ, третья группа выходов которой соединена управляемым делителем.

Известная схема устройства объектового (УО) работает следующим образом.

После включения питания УО его микроЭВМ со встроенным ПЗУ и ОЗУ выполняет программу тестовой диагностики и программу начальных установок и на своем внутреннем последовательном приемопередатчике устанавливает минимальную скорость обмена информацией, а на блоке управления уровнем - код минимального уровня сигнала. Информация по результатам проведенной тестовой диагностики записывается в регистр состояния ОЗУ микроЭВМ для передачи в систему передачи извещений. После чего микроЭВМ УО включает опрос соответствующих шлейфов группы шлейфов блокировки охраны (таких как “Вызов милиции”, “Пожар” и тому подобных), информация о которых имеется в памяти микроЭВМ УО. Если во время опроса произошли нарушения целостности каких либо из этих шлейфов блокировки охраны, то при очередном сеансе связи с системой передачи извещений УО передает ей тревожные сообщения о состоянии нарушенных шлейфов сигнализации.

Связь УО с системой передачи извещений осуществляется следующим способом. Система передачи извещений периодически производит опрос группы УО по соответствующей телефонной линии связи, передавая последовательные посылки с командой "Выдать состояние" и номером блока, промодулированные несущей частотой. Последовательная посылка поступает одновременно на вход-выход каждого УО в этой группе и через блок согласования с линией связи, осуществляющий трансформаторное согласование УО с внешней линией связи, через блок резонансного усилителя, выделяющего из линии сигнал с заданной частотой несущей, через блок формирователя цифрового сигнала, где модулированный аналоговый сигнал с низким уровнем усиливается, отфильтровываются от сигнала помехи, детектируется и сформированные цифровые сигналы единиц и нулей заданной длительности представляют собой последовательную посылку, поступающую на вход микроЭВМ УО. Получив посылку с командой "Выдать состояние", микроЭВМ считывает код адреса с блока адреса и сравнивает его с принятым кодом номера УО. Если код не совпадает, то она переходит снова на режим приема из внешней линии. Если совпадает, то по соответствующей ветви программы микроЭВМ формируется посылка (ответ) о текущем состоянии УО, которая с выхода микроЭВМ поступает на первый вход управляемого делителя, на второй вход которого поступает опорная частота с микроЭВМ. В управляемом делителе из опорной частоты путем деления получается заданная несущая частота, которая после сложения с сигналами посылки от микроЭВМ, через блок управления уровнем, который формирует заданную амплитуду сигналов, через блок согласования с линией связи и линию связи поступает на вход-выход системы передачи извещений.

Для установки УО под охрану необходимо, выйдя за входную дверь и закрыв ее, вставить ключ-жетон в кодовый замок 4. МикроЭВМ 1 УО считывает код ключа, шифрует его, добавляет необходимые контрольные биты и помещает в свое ОЗУ в группу регистров состояния. После очередного опроса состояния УО системой передачи извещений УО передает ей свое состояние, как было описано выше, и ожидает ответа при следующем опросе. При очередном опросе УО, получив из линии связи вышеописанным способом от системы передачи извещений команду “взятия” под охрану посредством микроЭВМ 1, начинает периодический опрос и контроль состояния соответствующих (состоянию “Охрана”) шлейфов из группы шлейфов блокировки охраны 3 и включает на блоке индикации 2 индикатор "Охрана", а на индикатор “подтверждения”, встроенный конструктивно в кодовый замок 4, выводит сигналы заданной длительности. Аналогично вышеописанному, но с выключением опроса соответствующих шлейфов охраны и индикатора "Охрана", производится операция снятия объекта с охраны. Если во время охраны в УО произошли нарушения целостности каких-либо шлейфов блокировки охраны, то при очередном сеансе связи с системой передачи извещений УО передает ей тревожные сообщения о состоянии соответствующих шлейфов блокировки охраны и получает обратно подтверждение о приеме этих сообщений.

Недостатком данного УО является низкая надежность связи по линиям связи, выполненным конструктивно в общем кабеле и имеющим большое затухание сигнала несущей частоты на конце линии. Автоматическое увеличение УО амплитуды сигналов, передаваемых в такие линии с целью повышения надежности его приема на конце линий системой передачи извещений, увеличивает уровень помех, вызванных взаимными наводками от сигналов в соседних линиях связи, что приводит к снижению надежности связи с устройствами объектовыми по этим линиям или к прекращению связи с УО вообще.

Кроме того, существует ограничение обязательными нормативными материалами величины амплитуды сигнала передаваемого от УО в занятую телефонную линию связи на уровне 0.45В(+0.5В, -0.5В), что делает ненадежной работу данного УО с системой передачи извещений на телефонных линиях связи, которые имеют отклонения в параметрах от стандарта (в том числе и на длинных линиях связи).

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности связи устройства объектового.

Указанная цель достигается тем, что в устройство объектовое, содержащее микроЭВМ, блок индикаторов, группу шлейфов блокировки охраны, кодовый замок, блок формирования цифрового сигнала, причем выход блока формирования цифрового сигнала подключен к первому входу микроЭВМ, группа входов которой соединена с группой шлейфов блокировки охраны, группа входов-выходов соединена с кодовым замком, а первая группа выходов микроЭВМ соединена с блоком индикаторов, введены усилитель-передатчик, блок делителей, ограничитель напряжения, блок полосового фильтра, усилитель-приемник, первый выход которого соединен со вторым входом микроЭВМ, второй выход соединен с входом блока формирования цифрового сигнала, а вход соединен с выходом блока делителей, группа входов которого соединена со второй группой выходов микроЭВМ, а вход блока делителей соединен с выходом блока полосового фильтра, вход которого соединен с выходом ограничителя напряжения, вход-выход которого соединен с линией связи, а вход соединен с выходом усилителя-передатчика, вход которого соединен с выходом микроЭВМ.

На чертеже представлена блок-схема устройства объектового.

Устройство объектовое содержит микроЭВМ 1, блок индикаторов 2, группу шлейфов блокировки охраны 3, кодовый замок 4, блок формирования цифрового сигнала 5, усилитель-передатчик 6, ограничитель напряжения 7, блок полосового фильтра 8, блок делителей 9, усилитель-приемник 10.

Устройство объектовое (УО) работает следующим образом.

После подключения питания к УО микроЭВМ 1 со встроенным ПЗУ и ОЗУ выполняет программу тестовой диагностики узлов УО. Результаты, как прошла тестовая диагностика нормально или ненормально, отображаются на блоке индикаторов 2. При нормальном завершении диагностики микроЭВМ 1 выполняет программу начальных установок схем УО и на своем внутреннем последовательном порте приемопередатчика, который является выходом микроЭВМ 1, устанавливает минимальную скорость передачи информации, а на блоке делителей (например, резистивных) 9 через вторую группу выходов устанавливает номер делителя, обеспечивающего минимальное затухание сигналов, поступающих из линии связи через ограничитель напряжения 7, блок полосового фильтра 8, блок делителей 9 на вход блока усилителя-приемника 10, а далее на второй вход микроЭВМ 1. Информация о результатах проведенной тестовой диагностики записывается в регистры состояния ОЗУ микроЭВМ 1, и в дальнейшем она через выход микроЭВМ 1, усилитель-передатчик 6, ограничитель напряжения 7 и линию связи передает эту информацию в систему передачи извещений для использования по назначению. Обмен информацией между УО и системой передачи извещений (по линии связи) осуществляется по инициативе системы передачи извещений путем передачи в линию связи заданной группы импульсов сигнала опроса состояния УО. С целью обеспечения работы УО по занятым коммутируемым линиям связи связь между УО и системой передачи извещений по телефонным линиям осуществляется в надтональном диапазоне частот амплитудно-манипулированными сигналами. Скорость передачи цифровой информации от УО к системе передачи извещений в процессе обмена задается системой передачи извещений и выбирается от минимальной до максимальной в зависимости от надежности двусторонней связи и качества принимаемой информации.

Связь УО с системой передачи извещений осуществляется следующим способом. Система передачи извещений периодически производит опрос группы УО по соответствующей телефонной линии связи, передавая последовательные цифровые пакеты информации с командой "Выдать состояние" и номером УО, промодулированные несущей частотой. Прием пакетов сигналов опроса и информации от системы передачи извещений осуществляется УО из линии связи через вход-выход ограничителя напряжения 7, который осуществляет ограничение амплитуды входящих сигналов до амплитуды заданного уровня с целью исключения перегрузки сигналами помехи входа блока полосового фильтра 8. Блок полосового фильтра 8 имеет высокую чувствительность и предназначен для выделения и предварительного усиления сигналов несущей частоты, поступивших на его вход, которые далее поступают на вход блока делителей 9, настроенный микроЭВМ 1 через вторую группу выходов на пропускание сигнала максимального уровня сигнала. Сигналы с блока делителей 9 поступают на вход усилителя-приемника 10. Усилитель-приемник 10 выполнен как усилитель с постоянным коэффициентом усиления и имеет линейную характеристику усиления в заданном диапазоне входных сигналов. Усиленные усилителем-приемником 10 сигналы с первого выхода последнего поступают на второй вход микроЭВМ 1, который является аналого-цифровым преобразователем сигналов. МикроЭВМ 1 преобразовывает каждый принятый аналоговый сигнал в цифровую форму, определяет уровень его амплитуды и форму сигнала. Если сигналы определенной амплитуды и формы повторяются заданное количество раз с заданным периодом, то микроЭВМ 1 определяет эту серию импульсов как несущую частоту полезного сигнала и через группу выходов 2 подбирает такой делитель входного напряжения в блоке делителей 9 для усилителя приемника 10, который обеспечит амплитуды сигналов несущей частоты с выхода 2 усилителя-приемника 10 достаточными для того, чтобы блок формирования цифрового сигнала 5 сформировал из них на первом входе микроЭВМ 1 достоверные серии “1” и “0” цифровых сигналов принимаемого пакета информации. МикроЭВМ 1, приняв с первого входа серию цифровых сигналов, объединяет их в пакет и проверяет его формат и достоверность принятой информации.

Если принятая информация определена микроЭВМ 1 как достоверная, то микроЭВМ 1 посылает об этом пакет сообщения системе передачи информации (выше описанным способом) и обрабатывает соответствующим образом принятую информацию. Если принятая информация недостоверная, то пакет принятой информации игнорируется, о чем тоже сообщением информируется система передачи извещений.

Сообщения и информация, предназначенные для передачи от УО системе передачи извещений, формируется микроЭВМ 1 УО в виде пакета цифровой информации заданных формата, размерности и способов защиты. Далее микроЭВМ 1 через свой первый выход выводит каждый бит “1” цифрового пакета информации в виде пачки единиц надтональной несущей частоты и длительностью пачки, равной минимальной скорости передачи информации, а каждый бит “0” цифрового пакета в виде пачки нолей аналогичной длительности. Данные пачки цифровых “1” и “0” через усилитель-передатчик 6, который формирует из них сигналы заданной амплитуды, через ограничитель напряжения 7, который согласует нагрузку усилителя-передатчика 6 с линией связи, подаются через линию связи в систему передачи извещений на обработку. Если в течение заданного интервала времени качество обмена информацией с УО на существующей скорости обмена определяется системой передачи извещений как нормальное, то она дает команду УО перейти на более высокую скорость обмена информацией, и так далее до максимально возможной скорости передачи информации на каждой телефонной линии связи соответственно.

Если в течение заданного интервала времени качество обмена информацией с УО на существующей скорости обмена по данной телефонной линии связи определяется системой передачи извещений как неудовлетворительное, то она дает команду УО перейти на более низкую скорость обмена информацией, и так далее до минимально возможной скорости передачи информации, пока не установится нормальное качество обмена информацией с УО на каждой телефонной линии связи соответственно.

Для установки УО под охрану необходимо, выйдя за входную дверь и закрыв ее, вставить ключ-жетон в кодовый замок. МикроЭВМ 1 УО считывает код ключа, шифрует его, добавляет необходимые контрольные биты и помещает в свое ОЗУ в группу регистров состояния. После очередного опроса состояния УО системой передачи извещений УО передает ей свое состояние, как было описано выше, и ожидает ответа при следующем опросе. При очередном опросе УО, получив из линии связи вышеописанным способом, от системы передачи извещений команду взятия под охрану посредством микроЭВМ 1, начинает периодический опрос и контроль состояния соответствующих (состоянию “Охрана”) шлейфов блокировки охраны и включает на блоке индикаторов 2 индикатор "Охрана", а на индикатор “Подтверждения”, встроенный конструктивно в кодовый замок 4, выводит сигналы заданной длительности, говорящие о том, что объект взят под охрану. Аналогично вышеописанному, но с выключением опроса соответствующих шлейфов охраны и индикатора "Охрана", производится операция снятия объекта с охраны. Если во время охраны в УО произошли нарушения целостности каких-либо шлейфов блокировки охраны, то при очередном сеансе связи с системой передачи извещений УО передаст ей тревожные сообщения о состоянии соответствующих шлейфов блокировки охраны и получит обратно подтверждение о приеме этих сообщений.

Описанная выше схема УО с аппаратным регулированием уровня входящего сигнала, выполняемого на основании результатов программного логического контроля достоверности принимаемых данных, позволяет довольно точно подстраиваться для приема полезных сигналов из зашумленной или длинной линии связи, имеющей большой коэффициент затухания полезного сигнала. Такое техническое решение обеспечивает надежную связь УО с системой передачи извещений.

Изобретение относится к устройствам объектовым, контролирующим и управляющим оконечными приборами охраны и сигнализации на объекте. Технический результат заключается в повышении надежности связи устройства объектового. Устройство осуществляет двусторонний цифровой обмен информацией с системами передачи извещений через занятые телефонные линии связи. Изобретение позволяет подстраивать устройство объектовое на оптимальные режимы приема информации и скорость обмена информацией с системой передачи извещений по каждой реальной телефонной линии связи. 1 ил.

Устройство объектовое, содержащее микроЭВМ, блок индикаторов, группу шлейфов блокировки охраны, кодовый замок, блок формирования цифрового сигнала, причем выход блока формирования цифрового сигнала подключен к первому входу микроЭВМ, группа входов которой соединена с группой шлейфов блокировки охраны, группа входов-выходов соединена с кодовым замком, а первая группа выходов микроЭВМ соединена с блоком индикаторов, отличающееся тем, что введены усилитель-передатчик, блок делителей, ограничитель напряжения, блок полосового фильтра, усилитель-приемник, первый выход которого соединен со вторым входом микроЭВМ, второй выход соединен с входом блока формирования цифрового сигнала, а вход соединен с выходом блока делителей, группа входов которого соединена со второй группой выходов микроЭВМ, а вход блока делителей соединен с выходом блока полосового фильтра, вход которого соединен с выходом ограничителя напряжения, вход-выход которого соединен с линией связи, а вход соединен с выходом усилителя-передатчика, вход которого соединен с выходом микроЭВМ.