УСТРОЙСТВО ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Российский патент 2004 года по МПК G08B13/14 

Изобретение относится к устройствам охранной сигнализации и может быть использовано для оповещения об изменении местоположения контролируемых объектов относительно контролирующего их пользователя.

Известно устройство охранной сигнализации на шумоподобных сигналах (ШПС), включающее расположенную на каждом из охраняемых объектов передающую часть, содержащую последовательно соединенные датчик сигнала несанкционированного доступа, шифратор, формирователь рабочего радиосигнала, усилитель мощности и передающую антенну, расположенную у пользователя приемную часть, включающую приемную антенну, входную цепь фильтрации и согласования, полосовой усилитель, блок оптимальной обработки шумоподобного сигнала на поверхностных акустических волнах и блок тревожной сигнализации, причем передающая часть и приемная часть имеют одну и ту же частоту несущего сигнала [Патент РФ №2103742, G 08 B 13/10, опубл. 27.01.98, бюл. №3]. Это устройство является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому.

Известное устройство имеет ограниченные возможности, что связано со следующими недостатками:

- оно не обладает пороговыми свойствами, обеспечивающими срабатывание тревожной сигнализации при удалении пользователя на определенное расстояние от контролируемого им объекта;

- оно не обеспечивает одновременный контроль за N охраняемыми объектами и их идентификацию;

- оно не обеспечивает функцию предварительной сигнализации о возможной потере контакта с контролируемыми объектами.

Задачей настоящего изобретения является выработка сигнала тревоги (оповещения) при взаимном удалении на определенное расстояние пользователя и контролируемых объектов, обеспечение одновременного контроля за несколькими объектами и их идентификации, предварительной сигнализации о возможной потере контакта с контролируемыми объектами, что должно способствовать сохранности объектов или их защите от посягательств третьих лиц.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве охранной сигнализации на шумоподобных сигналах, содержащем расположенную на каждом из охраняемых объектов передающую часть, включающую последовательно соединенные генератор псевдослучайной последовательности (шифратор), формирователь шумоподобного радиосигнала, усилитель мощности и передающую антенну, расположенную у пользователя приемную часть, включающую приемную антенну, входную цепь фильтрации и согласования, полосовой усилитель, блок оптимальной обработки шумоподобного сигнала на поверхностных акустических волнах и блок тревожной сигнализации, причем передающая часть и приемная часть имеют одну и ту же несущую частоту сигнала, приемная часть содержит N параллельно включенных блоков оптимальной обработки шумоподобного сигнала на поверхностных акустических волнах, коммутатор-интегратор с N сигнальными входами, N сигнальными выходами и управляющим входом, систему управления коммутатором с двумя входами и двумя выходами, один из которых соединен с управляющим входом коммутатора, двухпороговую решающую схему с N входами и двумя выходами, каждый из N сигнальных выходов коммутатора-интегратора соединен с одним из N входов двухпороговой решающей схемы, один из выходов двухпороговой решающей схемы соединен со входом спускового устройства, второй - с одним из входов системы управления коммутатором, блок тревожной сигнализации содержит дополнительно жидкокристаллический дисплей, выход спускового устройства соединен со входом сигнализатора и вторым входом системы управления коммутатором, второй выход системы управления коммутатором соединен со входом жидкокристаллического дисплея.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где

1 - передающая часть,

2 - генератор псевдослучайной последовательности (шифратор),

3 - формирователь шумоподобвого радиосигнала,

4 - усилитель мощности,

5 - передающая антенна,

6 - приемная часть,

7 - приемная антенна,

8 - входная цепь фильтрации и согласования,

9 - полосовой усилитель,

10 - блок оптимальной обработки шумоподобного сигнала на поверхностных акустических волнах,

11 - коммутатор-интегратор,

12 - система управления коммутатором-интегратором,

13 - двухпороговая решающая схема,

14 - спусковое устройство,

15 - блок тревожной сигнализации,

16 - звуковой или вибрационный сигнализатор,

17 - жидкокристаллический дисплей.

На всех N объектах (предметах), местоположение которых предполагается контролировать, размещаются передающие части 1. Сигнал ПСП, формируемый генератором псевдослучайной последовательности 2, подается на формирователь шумоподобного радиосигнала 3, где осуществляется манипуляция фазы гармонического колебания несущей частоты f, поступающего от кварцевого генератора, входящего в состав формирователя 3. Радиосигнал поступает на усилитель мощности 4. Усиленный фазоманипулированный радиосигнал излучается в эфир с помощью передающей антенны 5.

Сигналы передающих частей 1, установленных на контролируемых объектах, принимаются приемной частью 6, находящейся у пользователя, осуществляющего контроль. Приемная часть содержит приемную антенну 7, входную цепь фильтрации и согласования 8, полосовой усилитель 9, N (по числу контролируемых объектов) блоков 10 устройств оптимальной обработки ШПС на поверхностных акустических волнах (ПАВ), коммутатор-интегратор 11 с системой управления 12, двухпороговую решающую схему 13, спусковое устройство 14, а также блок тревожной сигнализации 15, содержащий звуковой и/или вибрационный сигнализатор 16 и индикатор - жидкокристаллический дисплей (ЖКД) 17.

Использование ШПС в предлагаемом устройстве позволяет, применив селекцию по форме, разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени, т.е. решает проблему уплотнения радиоканала по частоте, практически исключив влияние таких устройств друг на друга и помехи другим радиосистемам, обеспечивает широкие возможности по увеличению количества одновременно контролируемых (охраняемых) объектов, например, варьируя структурой псевдослучайной последовательности (ПСП) при формировании (модуляции) ШПС, позволяет реализовать высокую спектральную (частотную) эффективность охранного устройства, предназначенного для оповещения об изменении местоположения нескольких контролируемых объектов одновременно, поскольку все охраняемые объекты снабжаются передающими частями, работающими на одной и той же частоте и снабженными шифраторамм (генераторами) ПСП с индивидуальной структурой последовательности, установленной при изготовлении передатчика. Наиболее известными и хорошо исследованными ПСП являются m-последовательности (последовательности максимальной длины регистра сдвига) [3]. Эти последовательности имеют длину m=2^k-1, где k – любое целое положительное число больше 1. Для практического получения m-последовательностей используется бинарный (т.е. двоичный) регистр сдвига, содержащий k последовательно соединенных триггеров, которые в моменты времени, определяемые тактовым генератором, могут изменять свое состояние на противоположное. Структура последовательности может быть, например, 15-битовой (когда m=15, а k=4).

Радиосистема охранной сигнализации работает следующим образом.

При приведении системы в рабочее состояние радиопередающие части 1, установленные на контролируемых объектах, начинают периодически излучать в течение интервала времени (t=1...3 с.) кодированный псевдослучайным образом фазоманипулированный радиосигнал. Индивидуальная структура кодирования m-последовательности, являющаяся идентификационным признаком конкретного объекта охраны, заложена в генераторе ПСП (шифраторе) 2. Псевдослучайный бинарный сигнал от шифратора 2 подается на формирователь 3 шумоподобного фазоманипулированного радиосигнала, где осуществляется манипуляция фазы гармонического колебания несущей частоты f ПСП-последовательностью. Высокостабильное колебание несущей частоты поступает от кварцевого автогенератора, входящего в состав формирователя. Несущее колебание, манипулированное по фазе по закону ПСП, усиливается усилителем мощности 4 и излучается в эфир с помощью передающей антенны 5.

В приемной части 6, настроенной на рабочую частоту передатчиков f, фазоманипулированные радиосигналы через приемную антенну 7, входную цепь фильтрации и согласования 8 и полосовой усилитель 9 поступают на блоки 10 оптимальной обработки шумоподобного сигнала на поверхностных акустических волнах. В N блоках (по числу контролируемых объектов) осуществляется оптимальная обработка (сжатие во времени) ШПС, в результате в момент окончания действия ШПС на выходе появляется корреляционный пик напряжения. Благодаря коммутатору-интегратору 11, циклически переключаемому системой 12 управления коммутатором-интегратором, выходной сигнал блока 11 обработки поступает на вход двухпороговой решающей схемы 13. Двухпороговая решающая схема 13 контролирует напряжение U в каждой ветви, сравнивая его с пороговыми значениями U₁ и U₂. При уменьшении напряжения Uk вследствие, например, ослабления по какой-либо причине сигнала от k-того передатчика, при выполнении условия Uk=U₁ двухпороговая решающая схема 13 выдает предварительный сигнал тревоги на систему 12 управления и на спусковое устройство 14, что приводит в действие блок тревожной сигнализации 15, а именно вызывает периодическое срабатывание сигнализатора 16. С другой стороны, появление сигнала на выходе двухпороговой решающей схемы 13 однозначно связано с определенным положением коммутатора-интегратора 11, управляемого системой 12, поэтому одновременно со срабатыванием сигнализации, информация о положении коммутатора с системы 12 поступает на индикатор - жидкокристаллический дисплей 17.

Если причина появления тревоги не устранена и напряжение U_k в k-й ветви обработки продолжает уменьшаться, то при выполнении условия U_k=U₂ схема 13 выдает окончательный сигнал тревоги, что приводит в действие блок тревожной сигнализации 15 в постоянном режиме с сохранением индикации числа k на ЖКД 17.

Таким образом, при удалении пользователя, имеющего при себе приемную часть 6 от любого из контролируемых объектов на расстояние, задаваемое пользователем путем предварительной регулировки (установки) уровня мощности радиоизлучения передающих частей, срабатывает звуковой и/или вибрационный сигнализатор 16, а на экране ЖКД 17 появляется идентификационный образ (число или схематичное изображение) объекта, с которым потерян контакт.

Избирательная функция радиосистемы охранной сигнализации, обеспечивающая идентификацию каждого из контролируемых объектов, реализуется благодаря оптимальной обработке ШПС в блоке обработки 10. При реализации этого устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ) подача на его вход ШПС со структурой (т.е. законом ПСП), согласованной со структурой ПАВ, вызовет появление на выходе устройства корреляционного пика напряжения, заключавшего в себе до 90% энергии входного сигнала. Поэтому наличие в каждой из N параллельных цепей блоков обработки 10 ПАВ-структуры, согласованной со структурой ПСП конкретного передатчика, позволяет обеспечить идентификацию объекта, на котором установлен этот передатчик.

Для практической реализации предлагаемой радиосистемы охранной сигнализации об изменении местоположения контролируемых объектов могут использоваться доступные радиоэлементы, требования к которых не превосходят возможностей современной микросхемотехники. Практически все узлы радиосистемы являются стандартными, поддаются микроминиатюризации и широко применяются в обычной приемопередающей аппаратуре. Технология устройств обработки ШПС на ПАВ совместима с технологией изготовления интегральных схем, что позволяет обеспечить идентичность характеристик устройств при тиражировании и исключает необходимость их настройки в процессе изготовления.

Охранные функции радиосистемы по отношению к конкретному объекту реализуются при выборе уровня излучаемой мощности радиопередатчика объекта и уровня срабатывания пороговой схемы радиоприемника таким образом, чтобы взаимное разнесение радиопередатчика и радиоприемника на заданное пользователем расстояние вызывало срабатывание звуковой и/или вибрационной сигнализации радиоприемника.

Реализация устройства позволит своевременно предупреждать пользователя о возможной потере им (или краже) контролируемых объектов, например, ценных личных вещей, в том числе имеющих сравнительно небольшие размеры.

Изобретение предназначено для оповещения об изменении местоположения контролируемых объектов относительно контролирующего их пользователя. Технический результат - обеспечение одновременного контроля за несколькими объектами и их идентификация, предварительная сигнализация о возможной потере контакта с контролируемыми объектами. Устройство основано на использовании шумоподобного сигнала и позволяет, применяя селекцию по форме, разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени, т.е. решает проблему радиоуплотнения канала по частоте, практически исключив влияние таких устройств друг на друга и помехи другим радиосистемам, обеспечивает широкие возможности по увеличению количества одновременно контролируемых (охраняемых) объектов, например, варьируя структурой псевдослучайной последовательности при формировании шумоподобного сигнала. 1 ил.

Устройство охранной сигнализации на шумоподобных сигналах, включающее расположенную на каждом из охраняемых объектов передающую часть, содержащую последовательно соединенные генератор псевдослучайной последовательности, формирователь шумового радиосигнала, усилитель мощности и передающую антенну, расположенную у пользователя приемную часть, включающую приемную антенну, входную цепь фильтрации и согласования, полосовой усилитель, блок оптимальной обработки шумоподобного сигнала на поверхностных акустических волнах, спусковое устройство и блок тревожной сигнализации, причем передающая часть и приемная часть имеют одну и ту же несущую частоту сигнала, отличающееся тем, что приемная часть содержит N параллельно включенных блоков оптимальной обработки шумоподобного сигнала на поверхностных акустических волнах, коммутатор с N сигнальными входами для поступления сигналов с упомянутых блоков оптимальной обработки шумоподобного сигнала, N сигнальными выходами и управляющим входом, систему управления коммутатором с двумя входами и двумя выходами, один из которых соединен с управляющим входом коммутатора, двухпороговую решающую схему с N входами и двумя выходами, каждый из N сигнальных выходов коммутатора соединен с одним из N входов двухпороговой решающей схемы, один из выходов которой соединен со входом спускового устройства, второй - с одним из входов системы управления коммутатором, блок тревожной сигнализации содержит дополнительно жидкокристаллический дисплей, выход спускового устройства соединен со входом сигнализатора и вторым входом системы управления коммутатором, второй выход системы управления коммутатором соединен со входом жидкокристаллического дисплея.