УСТРОЙСТВО ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ОБЪЕКТОВ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ Российский патент 2008 года по МПК G08B25/08 G08B26/00 

Изобретение относится к устройствам, осуществляющим контроль режимов эксплуатации объектов, в частности объектов электросвязи, а также выполняющим охранные функции при аварийных ситуациях, которые возникают при взломе, пожаре, затоплении и т.п. на этих объектах.

Известно устройство для сигнализации о состоянии рассредоточенных объектов, связанных однопроводной линией связи. В данном устройстве селектор импульсов, установленный на диспетчерском пункте, предназначен для выделения импульсов информации, поступающих с контролируемых пунктов охраняемых объектов, причем n-импульс из пачки К-импульсов приводит к срабатыванию n-блока сигнализации о подтверждении исправности объекта и/или блокирующего аварийную ситуацию.

Однако известное устройство не предназначено для осуществления контроля объектов электросвязи, т.к. не снабжено необходимыми блоками и датчиками, а также не использует существующие каналы электросвязи, а требует прокладывания однопроводной линии связи [Патент РФ №2081457, G08B 25/00, G08C 15/06, 1997 г.].

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и решаемой задаче является устройство охранной сигнализации, входящее в систему, предназначенную для охраны большого числа территориально локализованных объектов от взлома, пожара, утечки газа и прочих аварийных ситуаций, например квартир в многоэтажном доме, в которых установлены абонентские устройства системы [Патент РФ №2092903, G08B 26/00, 1997 г.]. Устройство идентифицирует вид нарушенной охранной функции, временные периоды охраны объектов и осуществляет обмен информацией между объектом охраны и диспетчерским центром по двухпроводной линии.

Однако известное устройство не предназначено для осуществления охранных функций объектов электросвязи, удаленных друг от друга на большие расстояния, т.к. требует двухпроводную связь с диспетчерским центром, а также не позволяет контролировать ряд параметров, характерных именно для таких объектов. Кроме того, такое устройство требует дополнительного приобретения датчиков различного типа, что затрудняет, удорожает, а в определенных случаях делает невозможным использование устройства в системе охранной сигнализации объектов электросвязи.

Техническая задача, которую решает данное изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей и обеспечении адаптивности к объектам электросвязи независимо от их местоположения за счет выполнения устройства по модульному принципу.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве охранной сигнализации объектов электросвязи, содержащем микропроцессорный блок с узлом питания, согласно изобретению микропроцессорный блок выполнен в виде микропроцессорного контроллера, к входам которого подключены блоки контроля напряжения, чувствительные элементы контроля влаги, полупроводниковые датчики температуры, блок считывания состояния группы дискретных датчиков и блок считывания с индивидуальных ЧИП-ключей, а выходы микропроцессорного контроллера подсоединены к штатной сирене, блоку стыковки со звуковым оповещателем, причем узел питания подключен к схеме электропитания объекта электросвязи.

Благодаря модульной комплектации устройство осуществляет измерение режимов эксплуатации оборудования объекта электросвязи, сигнализацию об аварийных ситуациях, контроль доступа в помещения объекта и авторизации персонала, вскрывшего объект. В частности, устройство обеспечивает:

- измерение напряжения станционного питания и передачу в диспетчерский центр (ДЦ) кодовой комбинации, соответствующей его величине;

- контроль наличия фаз на трехфазном питающем вводе (одном или двух) и выдачу по результатам контроля дискретных сигналов типа норма/авария;

- контроль наличия фазы на однофазном питающем вводе (одном или двух) и выдачу по результатам контроля дискретных сигналов типа норма/авария. Вводы контроля однофазных и трехфазных питающих вводов могут также использоваться для подключения аварийной сигнализации о наличии/отсутствии питающего напряжения ˜220 Вольт в определенной точке (например, на вводе, питающем кондиционер);

- измерение температуры в двух произвольных точках и передачу в ДЦ кодовых комбинаций, соответствующих ее величинам;

- контроль появления открытой влаги (воды) в двух производных точках и выдачу по результатам контроля дискретного сигнала типа норма/авария;

- организацию контроля доступа в помещение с функциями «виртуального пульта ОПС»;

- организацию системы авторизации доступа в помещение путем считывания цифровой комбинации с индивидуального ЧИП-ключа типа Touch Memory, идентификации субъекта и передачи условного кода в ДЦ;

- выдачу сигнала управления штатной сиреной и (или) звукового оповещателя на напряжение ˜220 Вольт при несанкционированном доступе в помещение объекта;

- считывание и передачу в ДЦ состояний девяти дискретных датчиков общего назначения. Дискретные датчики могут быть следующих типов:

- типа «сухой контакт»,

- выход по напряжению +5 Вольт/0 Вольт (светодиодная аварийная сигнализация;

- выход по напряжению +5 Вольт/0 Вольт (лампы аварийной сигнализации, предохранители и т.п.).

Устройство выполнено по модульному принципу и позволяет реализовывать как все перечисленные функции, так и их часть. При этом в комплекте устройства поставлены все необходимые элементы контроля, и дополнительных затрат на приобретение датчиков не требуется.

В заявляемом устройстве электропитание осуществляется от собственной схемы электропитания оборудования электросвязи (48-60 Вольт, постоянный ток). Поэтому в отличие от прототипа не требует подсоединения объекта охраны к общепромышленной сети (220 Вольт).

Кроме того, в заявляемом устройстве блоки контроля напряжения выполнены в виде блоков контроля трехфазного и однофазного ввода и снабжены выносными элементами, обеспечивающими опторазвязку входных сигналов, их нормализацию по уровню и однопроводниковое выпрямление. Программа микропроцессорного контроллера анализирует наличие на входе трех импульсов напряжения, соответствующей одной полуволне переменного напряжения частотой 50 Гц, следующих друг за другом.

Чувствительный элемент контроля влаги представляет собой печатную плату из фольгированного стеклотекстолита с вытравленными на ней двумя Ш-образными печатными проводниками.

Кроме того, устройство может быть снабжено модулями передачи информации в диспетчерский центр через компьютерную сеть типа Ethernet, канал тональной частоты системы передач, телефонную сеть общего пользования по коммутируемому каналу.

Устройство дополнительно снабжено модулями расширения для подключения одного или нескольких устройств сбора информации.

На чертеже представлена структурная схема заявляемого устройства.

Устройство содержит микропроцессорный контроллер (МПК) 1, осуществляющий все операции по сбору информации, ее обработке, выдаче управляющих воздействий, передаче в диспетчерский центр. Питание МПК 1 осуществляется через узел питания 2, подключенный к схеме электропитания объекта электросвязи (48-60 Вольт, ток постоянный). Для контроля напряжения используются блоки 3, 4, 5, 6. Блоки 3, 4 осуществляют гальваническую развязку и однополупериодное выпрямление однофазного напряжения ˜220 Вольт. Программа МПК 1 анализирует наличие на входах блоков 3, 4 импульсов напряжения, соответствующих одной полуволне переменного напряжения частотой 50 Гц. Блоки 5, 6 предназначены для контроля трехфазных вводов. Программа МПК 1 анализирует наличие на входе блоков 5, 6 трех импульсов напряжения, соответствующих одной полуволне переменного напряжения частотой 50 Гц, следующих друг за другом. Любой из четырех входов в блоки 3-6 может быть использован для сигнализации наличия/отсутствия одной фазы на контролируемом объекте, что обеспечивается соответствующей настройкой программного обеспечения.

Для фиксации появления открытой влаги (воды) в помещении используются чувствительные элементы 7 и 8, представляющие собой платы с открытыми печатными дорожками, сопротивление между которыми понижается при попадании влаги. Чувствительные элементы 7, 8 включены в измерительный мост, срабатывающий при появлении влаги, а также при обрыве шлейфа. Элементы 7, 8 можно располагать в местах возможного затопления (под батареями парового отопления, на потолке и т.п.). Элементы 7, 8 реагируют на воду, не связанную гальванически с «землей», и поэтому могут использоваться в помещениях с любым типом пола.

При попадании на чувствительный элемент 7, 8 влаги, сопротивление между Ш-образными печатными проводниками понижается, мост разбалансируется, в его диагонали возникает ток, который воспринимается схемой, что приводит к формированию сигнала «ВОДА».

При обрыве шлейфа «ВОДА» резистор отключается и мост разбалансируется в другую сторону. Этот разбаланс приводит к формированию сигнала «ВОДА» по тем же цепям.

Для измерения температуры применяются полупроводниковые датчики 9, 10, представляющие собой интегральные микросхемы типа DS1821 фирмы Dallas Semiconductor. Они работают в 1-Wire сети Microlan, интерфейс которой формируется МПК 1. В ходе опроса датчиков 9,10 формируется цифровой код, пропорциональный измеренной датчиком температуре, который передается МПУК 1 в диспетчерский центр в ходе передачи данных. Конструкция датчика позволяет размещать его непосредственно в точке измерения.

Для осуществления функции контроля доступа в помещение используется дискретный вход «Дверь». Для авторизации доступа в помещение и выдачи первичной звуковой сигнализации используется блок считывания 11, который считывает код с индивидуальных ЧИП-ключей типа Touch Memory с последующей передачей вычисленной контрольной суммы в диспетчерский центр, где по контрольной сумме индентифицируется лицо, вскрывшее объект.

В качестве входного датчика использован любой нормально-замкнутый охранный прибор - от простейшего геркона на входной двери до оповещателя объемного типа. Вход рассчитан на короткую соединительную линию, проложенную внутри помещения недоступным для посторонних лиц образом.

В качестве основного сигнального устройства используется маломощная штатная сирена 12. В качестве альтернативного источника звука - оповещателя объемного типа может быть использован звуковой оповещатель 13 на напряжение ˜220 Вольт (ревун, колокол громкого боя и т.п.). Алгоритм работы данных устройств (функция «виртуального пульта») следующий. В диспетчерский центр в общей посылке передаются два бита. Они условно называются «Вскрытие двери» и «Охрана помещения». Эти сообщения, сопровождаемые адресом объекта, будут отображаться на экране диспетчерского центра.

На МПК 1 размещен также блок 14 считывания состояний дискретных датчиков типа «сухой контакт» либо датчиков, имеющих на выходе постоянное напряжение. Основным признаком датчиков типа «сухой контакт» является наличие двух отдельных контактов, не имеющих какой-либо связи с питанием (герконы контроля вскрытия, выходы пультов, контролируемые на обрыв кабели). В качестве датчиков, имеющих на выходе постоянное напряжение, могут выступать точки, связанные со станционным питанием (сигнальные лампы, предохранители), либо аварийные выходы, вырабатывающие уровни 0V/+5V.

Выдача информации с МПК 1 в ДЦ осуществляется следующими способами:

- через канал тональной частоты (ТЧ) системы передач;

- по выделенной физической паре проводов;

- через телефонную сеть общего пользования (по коммутируемому каналу);

- через компьютерную сеть типа Ethernet.

Кроме того, информация может передаваться непосредственно на локальный персональный компьютер (ПК) или на удаленный локальный ПК по физической паре. В этих случаях дополнительные модули передачи информации не требуются.

Подключение через канал тональной частоты (ТЧ) системы передач производится путем установки на МПК 1 модуля передачи информации 15, запрограммированного в режим ТЧ. Модуль 15 типа RS-TL преобразует данные с выхода МПК 1 в двухчастотные тоновые посылки.

Связь по выделенной физической паре прямых проводов является частным случаем связи по каналу ТЧ. Через один СОМ-порт к компьютеру могут быть подключены до 20 объектов. Достигаемая дальность связи до 2 км.

Связь через телефонную сеть общего пользования по коммутируемому каналу производится путем установки модуля типа RS-ТЛ, который анализирует выходные данные, определяет наличие измененных дискретных сигналов, сравнивает полученные цифровые коды измеренных значений с записанными уставками и при необходимости связывается с ДЦ по коммутируемому каналу. Необходимый занимаемый ресурс - абонентский комплект на объекте.

Связь через компьютерную сеть типа Ethernet производится путем установки модуля 15 типа RS-E, который содержит встроенный преобразователь типа Xport.

С целью расширения количества контролируемых входов, а также возможностей устройства к нему может быть подключено через модуль расширения 16 периферийное устройство типа УСИ 16F, УСИ 56F, УСИ 96К. Стыкуемые устройства не должны быть разнесены более чем на 30 метров. Все эти устройства поставляются в режиме ТЧ. Подключение периферийных устройств позволяет иметь единый канал передачи данных в ДЦ.

Заявленное устройство работает следующим образом.

В процессе опроса информация о состоянии элементов устройства 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 14 в интегрированном виде поступает на входы МПК 1, который их анализирует и выдает команды на сигнальные устройства 12, 13, а также через модуль 15 на ДЦ.

Каналы связи с ДЦ могут быть как непрерывными (выделенная физическая пара, канал ТЧ, компьютерная сеть типа Ethernet), так и предоставляемыми по требованию устройства типа телефонной сети общего пользования (ТФОП). В случае работы через непрерывный канал связи устройство занимается первичным анализом принятой от элементов 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 14 информации, преобразуя ее в кодовую посылку, воспринимаемую в ДЦ соответствующим программным обеспечением. В случае работы через ТФОП в энергонезависимую память микроконтроллера модуля RS-TL записаны граничные значения контролируемых параметров. В случае выхода параметра за граничное значение происходит вызов ДЦ на телефонный номер, запрограммированный в микроконтроллере RS-TL, и последующая передача данных через телефонный канал.

Относится к устройствам, осуществляющим контроль режимов эксплуатации объектов, в частности объектов электросвязи, а также выполняющим охранные функции при аварийных ситуациях, которые возникают при взломе, пожаре, затоплении и т.п. на этих объектах. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и обеспечении адаптивности к объектам электросвязи независимо от их местоположения за счет выполнения устройства по модульному принципу. Устройство охранной сигнализации объектов электросвязи содержит микропроцессорный блок с узлом питания, который выполнен в виде микропроцессорного контроллера, к входам которого подключены блоки контроля напряжения, выполненные в виде блоков контроля питающего ввода, обеспечивающих однополупериодное выпрямление, чувствительные элементы контроля влаги, полупроводниковые датчики температуры, блок считывания состояния группы дискретных датчиков и блок считывания с индивидуальных ЧИП-ключей, а выходы микропроцессорного контроллера подсоединены к штатной сирене и блоку стыковки с звуковым оповещателем, причем узел питания подключен к схеме электропитания объекта электросвязи. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство охранной сигнализации объектов электросвязи, содержащее микропроцессорный блок с узлом питания, связанный с диспетчерским центром, отличающееся тем, что микропроцессорный блок выполнен в виде микропроцессорного контроллера, к входам которого подключены блоки контроля напряжения, выполненные в виде блоков контроля питающего ввода, обеспечивающих однополупериодное выпрямление, чувствительные элементы контроля влаги, полупроводниковые датчики температуры, блок считывания состояния дискретных датчиков и блок считывания цифровой комбинации с индивидуальных ЧИП-ключей, выходы микропроцессорного контроллера подсоединены к штатной сирене и блоку стыковки со звуковым оповещателем, причем узел питания подключен к схеме электропитания объекта электросвязи, а упомянутый микропроцессорный контроллер выполнен с возможностью осуществления контроля наличия на входах питающего ввода импульсов напряжения и выдачи по результатам контроля дискретных сигналов норма/авария для сигнализации наличия/отсутствия фаз на питающих входах, упомянутый контроллер выполнен с возможностью контроля сигнала, поступающего с чувствительных элементов контроля влаги и выдачи по результатам контроля сигнала норма/авария, упомянутый контроллер выполнен с возможностью формирования и передачи в диспетчерский центр кодовых комбинаций, соответствующих температуре, измеренной полупроводниковыми датчиками температуры, упомянутый контроллер выполнен с возможностью считывания и передачи в диспетчерский центр сигнала о состоянии группы дискретных датчиков, упомянутый контроллер выполнен с возможностью идентификации субъектов по считанной с индивидуальных ЧИП-ключей цифровой комбинации, передачи в диспетчерский центр условного кода и выдачи сигнала управления штатной сиреной и/или звуковым оповещателем при несанкционированном доступе в помещение объекта электросвязи.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блоки контроля питающего ввода выполнены с возможностью обеспечения опторазвязки входных сигналов и их нормализации по уровню.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что чувствительный элемент контроля влаги представляет собой печатную плату из фольгированного стеклотекстолита с вытравленными на ней двумя Ш-образными печатными проводниками.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство снабжено модулями передачи упомянутой информации в диспетчерский центр через компьютерную сеть типа Ethernet, канал тональной частоты системы передач, телефонную сеть общего пользования по коммутируемому каналу.