СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И ОХРАНЫ ОБЪЕКТОВ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ Российский патент 2006 года по МПК G08B25/08 

Настоящее изобретение относится к области электросвязи, в частности к информационным системам контроля и передачи данных, позволяющих организовать на телефонных сетях диспетчерскую службу, обеспечивающую объективный круглосуточный контроль работы и сохранности объектов и служб.

Существуют автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов, осуществляющие сбор данных от различных датчиков, расположенных на контролируемых объектах и передачу их в центр контроля по распределенным линиям электропередачи [патенты US 4135181, WO 974386, WO 9857440, UK 2272350]. Диапазон используемых частот составляет от нескольких сотен килогерц до нескольких сотен мегагерц, при этом передача осуществляется либо с использованием тональных частот промодулированных тем, либо иным образом, в том числе и с использованием методов расширения спектра. Если связной сигнал будет маломощным, то он будет подавляться уровнем шума на линии. Если связной сигнал будет достаточно мощным и высокочастотным, то распределительная сеть может начать излучать, что может привести к нарушению требований электромагнитной совместимости. Таким образом, из-за воздействия помех достоверность передачи данных известными системами является низкой, что не позволяет их использовать для надежного контроля и охраны линий электросвязи.

Наиболее близкой к заявляемой является локальная система контроля и сбора данных, преимущественно с датчиков энергоресурсов (энергия, вода, тепло и т.д.), включающая локальный терминал, подключенный через канал связи к центральному терминалу, который включает ЭВМ, модем данных, подключенный к ЭВМ и через блок сопряжения - к силовой сети электропитания, к которой подсоединено несколько абонентских комплектов [патент RU 2178951, Н 04 В 3/54, G 08 B 25/06, 2002 г.]. Каждый абонентский комплект системы включает в себя модем данных, соединенный через блок сопряжения с силовой сетью электропитания и через контроллер - с группами датчиков. В качестве каналов связи использован коммутируемый канал сети телефонной связи или канал радиосвязи. Опрос группы датчиков осуществляется циклически по заданной программе, например, один раз в сутки или в месяц. Система заимствует «чужие» каналы связи и схемы электропитания, поэтому в целях экономии накапливает информацию и передает ее периодически на центральный терминал.

Таким образом, известная система является недостаточно надежной, т.к. не обеспечивает непрерывный контроль объектов, а также сложной и дорогостоящей, т.к. занимает «чужие» каналы связи и требует дополнительного источника электропитания.

Техническая задача заключается в обеспечении постоянства контроля и охраны объектов электросвязи в режиме реального масштаба времени, а также упрощении и снижении стоимости системы при повышении ее надежности за счет обмена информацией без накопления по существующим каналам электросвязи в интегрированной форме, а также обеспечения электропитания ЦМК и ПМК от гарантированного источника напряжения вторичной сети электропитания объектов электросвязи.

Решение технической задачи осуществляется за счет того, что в системе контроля и охраны объектов электросвязи, включающей диспетчерский центр с ЭВМ, подключенный через каналы связи к периферийным терминалам, осуществляющим сбор информации с датчиков контроля, согласно изобретению в качестве каналов связи используют каналы электросвязи, при этом ЭВМ диспетчерского центра подключена по меньшей мере к одному центральному микропроцессорному контроллеру (ЦМК), который через каналы электросвязи соединен по меньшей мере с одним периферийным терминалом, включающим периферийный микропроцессорный контроллер (ПМК), осуществляющий внутренний опрос группы датчиков контроля независимо от цикла работы системы, при этом датчики выполнены дискретными двухпозиционными, работающими в режиме «авария-неавария», а ЦМК включает узел буферной памяти и узел процессора, содержащий однокристальную микроЭВМ и выполненный с возможностью получения данных от периферийного терминала, их сравнения с данными, хранящимися в буферной памяти ЦМК, а при обнаружении изменения осуществляющий переписывание в буферную память после фильтрации на двукратное совпадение изменившихся данных с последующей передачей на ЭВМ информации, содержащей биты состояния всех датчиков контроля со всех периферийных терминалов объектов, причем ЦМК и ПМК подключены к источнику напряжения вторичной сети электропитания объектов электросвязи.

Согласно п.2 формулы изобретения в системе контроля и охраны объектов электросвязь осуществляют по выделенным физическим парам прямых проводов на расстояние до 15 км от периферийного терминала до диспетчерского центра.

По п.3 формулы изобретения электросвязь осуществляют через выделенные каналы тональной частоты любых систем передачи.

По п.4 формулы изобретения электросвязь осуществляют по коммутируемым телефонным каналам ГТС, при этом используют выделенные телефонные номера, постоянная коммутация которых программно прописана в памяти цифровых АТС..

Согласно п.5 формулы изобретения ЦМК связан с 32 периферийными терминалами по выделенным физическим линиям либо каналам тональной частоты и с 32 периферийными терминалами по коммутируемым телефонным каналам ГТС.

При этом согласно п.6 формулы изобретения датчиками контроля служат датчики аварийной сигнализации АТС любого типа, электропреобразовательных установок, выделенные пары охраняемого кабеля, датчики вскрытия распределительных шкафов, аварийные входы базовых станций подвижной (сотовой) связи.

По п.7 формулы изобретения обмен данными между ПМК и ЦМК осуществляют в интегрированной форме с использованием аппаратных средств и программного обеспечения, обеспечивающего совмещение выполнения контрольных и охранных функций системы.

Алгоритмы работы системы позволяют принимать, анализировать, собирать и передавать на ЭВМ информацию об авариях, несанкционированных доступах, пожаре, наводнениях и т.п. и своевременно оповещать диспетчера, принимающего соответствующие меры по их ликвидации.

Заявляемая система в отличие от известной позволяет контролировать и осуществлять охрану любых объектов электросвязи в режиме реального масштаба времени, например проводить климатический контроль зданий и сооружений городской телефонной сети (ГТС), охранно-пожарную сигнализацию объектов ГТС, охрану и контроль целостности кабельного хозяйства, контроль доступа в распределительные шкафы, контроль объектов электроснабжения и электропитания, контроль компрессорно-сигнальных установок, контроль общестанционной сигнализации с АТС всех типов, контроль доступа в смотровые устройства кабельной сигнализации, а также контроль систем передач.

Система способна сигнализировать, например, о вскрытии крышек кабельного колодца и дает службе, борющейся с хищениями кабельной продукции, следующие преимущества:

- информация о местонахождении злоумышленника становится географически определенной (при постановке на охрану кабеля целиком зона поиска может составлять километры);

- сигнализация об аварии поступает до, а не после пореза кабеля злоумышленником, т.е. до нанесения предприятию связи ущерба.

Таким образом, использование заявляемой системы обеспечивает круглосуточный диспетчерский контроль технически сложного и многоступенчатого комплекса, которым является предприятие связи, позволяет четко фиксировать аварии и принимать скорейшие исчерпывающие меры по оповещению руководства и привлечению нужных специалистов для их устранения без помощи сторонних организаций.

На чертеже представлена структурная схема заявляемой системы в соответствии с п.1 формулы изобретения.

Система включает диспетчерский центр с, по меньшей мере, одним персональным компьютером ЭВМ 1. Программное обеспечение ЭВМ 1 включает четыре приложения и базу данных. База данных хранит всю информацию о настройках системы, текущем состоянии данных и накопленные данные.

Программа «Опрос» используется для осуществления опроса ЦМК и ПМК, обнаружения изменения состояния сигнала и записи сообщений в базу данных.

Программа «Квитирование» предназначена для обнаружения новых сообщений в базу данных, отображения их для оперативного контроля диспетчером, а также передачи их в программу «Просмотр».

Программа «Просмотр» используется для показа оперативных данных (данных за смену) с различными способами поиска и фильтрации, а также для просмотра архивов сообщений.

Программа «Настройка» предназначена для конфигурирования системы: ввода информации о подключенных контроллерах, каналах и расположении сигналов, для чистки баз данных, настройки уровня доступа к данным, подготовки данных для «отладочного комплекса».

ЭВМ 1 подключена по меньшей мере к одному центральному микропроцессорному контроллеру (ЦМК) 2. Конструктивно ЦМК 2 состоит из корпуса и одноплатного блока элементов, содержащего функциональные узлы: узел процессора, буферную память, узлы связи и узел питания от источника напряжения вторичной сети электропитания.

ЦМК 2 через каналы электросвязи 3 соединен по меньшей мере с одним периферийным терминалом 4. Электросвязь может осуществляться по выделенным физическим парам прямых проводов на расстояние до 15 км от периферийного терминала до диспетчерского центра либо через выделенные каналы тональной частоты (ТЧ) любых систем передачи. Также каналами электросвязи могут служить коммутируемые телефонные каналы ГТС, при этом в системе используют выделенные телефонные номера, постоянная коммутация которых программно прописана в памяти цифровых АТС.

Каждый периферийный терминал 4 включает периферийный микропроцессорный контроллер (ПМК) 5, содержащий микропроцессор, узел нормализации входных сигналов и мультиплексирования, а также узлы связи и узел питания от источника напряжения вторичной сети электропитания. ПМК 5 имеет соединение с множеством датчиков контроля 6. Датчики 6 выполнены дискретными двухпозиционными, работающими в режиме «авария-неавария»,

Алгоритм работы микропроцессора (не показан) следующий: определение состояния сигнала с каждого датчика 6, в случае обнаружения изменения этого состояния на время, большее допустимого (200 миллисекунд), фиксирование в узле памяти и передача информации на ПМК 5 в течение времени, достаточного для фиксации события ЦМК 2 диспетчерского центра.

ПМК 5 фиксирует 4 дискретных состояния на входе: «датчик замкнут», «датчик разомкнут», «обрыв линии», «короткое замыкание в линии». Благодаря этому свойству один вход ПМК 5 может использоваться как для контроля датчика (например, вскрытия распределительного шкафа), так и для контроля соединительной линии (магистрального кабеля). Для организации контроля датчиков используют специальную плату, которая установлена на контролируемом объекте (не показана).

При организации контроля и охраны кабеля ГТС заявляемая система работает следующим образом.

Если целостность контролируемого кабеля не нарушена, с датчика контроля 6 на микропроцессор ПМК 5 поступает сигнал с двоичной комбинацией «00», которая в базе данных описана как «норма». При нарушении целостности охраняемого кабеля двоичная комбинация сменится на «11», при этом аварийное сообщение выйдет на позиции «обрыв провода датчика NN». ПМК 5 периодически запрашивает состояние датчика 6, посылает сообщение о его состоянии на ЦМК 2, в котором содержатся биты состояния изменившегося сигнала. ЦМК 2 «запоминает» полученное сообщение и ждет подтверждения изменения в следующем сообщении ПМК 5.

В случае двукратного совпадения полученной информации, т.е. обнаружения изменения этого состояния на время, большее допустимого (200 миллисекунд), ЦМК 2 формирует пакет данных, который поступает на ЭВМ 1 диспетчерского центра в интегрированной форме. Программное обеспечение ЭВМ 1 предусматривает текстовое сообщение об аварии, которое заводит пользователь при предварительной настройке системы. Диспетчер на экране компьютера в случае аварии получает сообщение, сопровождаемое звуковой и световой индикацией.

После устранения аварии при возврате датчика 6 в состояние «неавария» процесс повторяется.

Изобретение относится к информационным системам контроля и передачи данных и предназначено для использования в телефонных сетях. Система включает диспетчерский центр с ЭВМ и периферийные терминалы, осуществляющие сбор информации с датчиков контроля. В качестве каналов связи использованы каналы электросвязи. ЭВМ диспетчерского центра подключена к центральному микропроцессорному контроллеру. Каждый периферийный терминал включает периферийный микропроцессорный контроллер, выполненный с возможностью внутреннего опроса группы датчиков контроля независимо от цикла работы системы. Датчики выполнены дискретными двухпозиционными, работающими в режиме «авария-неавария». Центральный микропроцессорный контроллер включает узел буферной памяти и узел процессора. В узел процессора входит однокристальная микроЭВМ, при этом обеспечивается возможность получения данных от периферийного терминала, их сравнения с данными, хранящимися в буферной памяти центрального микропроцессорного контроллера, переписывания данных при обнаружении изменения в буферную память с фильтрацией на двукратное совпадение изменившихся данных и последующей передачи на ЭВМ информации, содержащей биты состояния всех датчиков контроля со всех периферийных терминалов объектов. Центральный и периферийный микропроцессорные контроллеры подключены к источнику напряжения вторичной сети электропитания объектов электросвязи. Система позволяет четко фиксировать аварии и быстро принимать меры по оповещению руководства для их устранения. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система контроля и охраны объектов электросвязи, включающая диспетчерский центр с ЭВМ, подключенный через каналы связи к периферийным терминалам, осуществляющим сбор информации с датчиков контроля, отличающаяся тем, что в качестве каналов связи использованы каналы электросвязи, при этом ЭВМ диспетчерского центра подключена по меньшей мере к одному центральному микропроцессорному контроллеру, который через каналы электросвязи соединен по меньшей мере с одним периферийным терминалом, включающим периферийный микропроцессорный контроллер, выполненный с возможностью внутреннего опроса группы датчиков контроля независимо от цикла работы системы, при этом датчики выполнены дискретными двухпозиционными, работающими в режиме «авария-неавария», а центральный микропроцессорный контроллер включает узел буферной памяти и узел процессора, содержащий однокристальную микроЭВМ и выполненный с возможностью получения данных от периферийного терминала, их сравнения с данными, хранящимися в буферной памяти центрального микропроцессорного контроллера, переписывания данных при обнаружении изменения в буферную память с фильтрацией на двукратное совпадение изменившихся данных и последующей передачи на ЭВМ информации, содержащей биты состояния всех датчиков контроля со всех периферийных терминалов объектов, причем центральный и периферийный микропроцессорные контроллеры подключены к источнику напряжения вторичной сети электропитания объектов электросвязи.2. Система контроля и охраны объектов электросвязи по п.1, отличающаяся тем, что электросвязь осуществлена по выделенным физическим парам прямых проводов на расстояние до 15 км от периферийного терминала до диспетчерского центра.3. Система контроля и охраны объектов электросвязи по п.1, отличающаяся тем, что электросвязь осуществлена через выделенные каналы тональной частоты любых систем передачи.4. Система контроля и охраны объектов электросвязи по п.1, отличающаяся тем, что электросвязь осуществлена по коммутируемым телефонным каналам городской телефонной сети с использованием выделенных телефонных номеров, постоянная коммутация которых программно прописана в памяти цифровых АТС.5. Система контроля и охраны объектов электросвязи по п.1, отличающаяся тем, что центральный микропроцессорный контроллер связан по меньшей мере с 32 периферийными терминалами по выделенным физическим линиям либо каналам тональной частоты и по меньшей мере с 32 периферийными терминалами - по коммутируемым телефонным каналам городской телефонной сети.6. Система контроля и охраны объектов электросвязи по п.1, отличающаяся тем, что датчиками контроля служат датчики аварийной сигнализации АТС любого типа, электропреобразовательных установок, выделенные пары охраняемого кабеля, датчики вскрытия распределительных шкафов, аварийные входы базовых станций подвижной сотовой связи.7. Система контроля и охраны объектов электросвязи по п.1, отличающаяся тем, что она содержит аппаратные средства и программное обеспечение, предназначенные для сбора и отображения информации в интегрированной форме и обеспечивающие совмещение выполнения контрольных и охранных функций системы.