СИСТЕМА ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ОХРАНЫ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ И ОБЪЕКТОВ НЕДВИЖИМОСТИ Российский патент 2008 года по МПК B60R25/00 

Изобретение относится к радиоканальным системам тревожной сигнализации, срабатывающим при определенных неблагоприятных условиях, например, при проникновении или попытке проникновения злоумышленников в транспортное средство (ТС), а также при несанкционированном воздействии на него, и может быть использовано для охраны и предотвращения угона ТС.

Известны системы тревожной сигнализации, содержащие пульт централизованного наблюдения (ПЦН) и установленные на объектах недвижимости и ТС извещатели, связанные через радиоканалы с ПЦН.

Так, радиоканальная система тревожной сигнализации для централизованной охраны объектов по патенту RU №2182088, В60R 25/00 содержит установленные на охраняемых объектах блоки охранных извещателей, связанные через буферные устройства с объектовыми оконечными устройствами, имеющими стационарные антенны для связи по радиоэфиру, центр сбора и обработки информации, имеющий пультовое оконечное устройство с антенной пультового оконечного устройства для связи по радиоэфиру, и ПЦН, в состав которого входят связанные друг с другом плата адаптера ввода информации, соединенная с пультовым оконечным устройством, процессор обработки информации, блок обработки и отображения картографической и семантической информации и принтер с адаптером принтера, вход которого соединен с процессором обработки информации, выполненным с возможностью подключения к блоку обработки и отображения картографической и семантической информации и с возможностью вывода информации на адаптер принтера, при этом ПЦН выполнен с возможностью автоматического контроля исправности радиоканала посредством отслеживания периодического поступления извещений от каждого объектового оконечного устройства, связь по радиоэфиру выполнена в виде микросотовой сети передачи данных (МСПД), содержащей базовые станции и ретрансляторы, выполненные с возможностью приема кодовых сообщений от объектовых оконечных устройств, селекции и ретрансляции указанных сообщений на ближайшие базовую станцию или ретранслятор.

Применение МСПД, с одной стороны, является достоинством указанной системы (низкая мощность излучения и, соответственно, простота и доступность абонентской аппаратуры), а, с другой стороны, обуславливает ее недостаток, проявляющийся тем сильнее, чем больше требуемая зона действия системы. Он заключается в необходимости увеличения количества наземных ретрансляционных устройств (базовых станций и ретрансляторов) пропорционально площади покрытия сетью. Это усложняет инфраструктуру системы, увеличивает ее стоимость и порождает проблемы организационно-технического плана. Так, для развертывания МСПД на местности необходимо получить соответствующие разрешения на использование земельных участков для установки базовых станций и ретрансляторов, а также разрешения на использование частотного ресурса. Кроме того, предприятие-оператор, эксплуатирующее МСПД, должно иметь лицензии на услуги передачи данных и на услуги телематических служб. Для большинства разрешенных к использованию частотных диапазонов получение разрешения на использование частот для создания сети возможно лишь на конкурсной основе. Причем, чем больше ретрансляторов и базовых станций применяется в системе, тем сложнее выполнить предъявляемые федеральными органами требования к электромагнитной совместимости с другими РЭС.

На устранение указанных недостатков направлено техническое решение по патенту RU №2198800, В60R 25/00, В60R 25/10, G08C 13/00, в котором представлена радиоканальная система сбора и обработки информации для централизованной охраны объектов, содержащая размещенные на охраняемых объектах установки охранной сигнализации, выполненные с возможностью определения состояния охраняемых объектов и изменений в этих состояниях, формирования и передачи извещений о состоянии охраняемых объектов и извещений об изменениях этих состояний по каналам телефонной сети, по стандартной сотовой сети подвижной связи и по МСПД, а также территориально распределенные ретрансляционные узлы МСПД, выполненные с возможностью приема извещений от установок охранной сигнализации, селекции указанных извещений и ретрансляции их по радиоэфиру и/или по проводным каналам связи, центр сбора и обработки информации, содержащий пультовое оконечное устройство, связанное через центральный радиомодем со стандартной, например, стандарта GSM, сотовой сетью подвижной связи, и ПЦН, включающий в себя адаптер ввода информации, выполненный с возможностью приема сообщений из телефонной сети, и подключенный к нему процессор обработки информации, выходы которого подключены, соответственно, к блоку обработки и отображения картографической и семантической информации и к принтеру. В качестве радиомодемов могут использоваться GSM-модемы, связанные со стандартной сотовой сетью подвижной связи стандарта GSM, а второе объектовое оконечное устройство может быть выполнено с возможностью формирования и передачи тревожных извещений по занятым линиям телефонной сети, например, телефонной сети общего пользования (ТФОП).

Данная система использует для передачи данных возможности уже действующих в данном регионе сетей связи - стандартной сотовой сети подвижной связи и телефонной сети, например, ТФОП, что позволяет существенно сократить требуемое количество ретрансляторов МСПД.

Основной недостаток указанной системы обусловлен тем, что стандартные сотовые сети подвижной связи весьма уязвимы по отношению к преднамеренным (умышленным) помехам, которые может применить злоумышленник. Так, согласно рекламной информации израильской фирмы NetLine серийно выпускаемый этой фирмой джаммер C-Guard LP способен блокировать сотовую связь для практически всех используемых в настоящее время стандартов:

- аналоговых: AMPS, N-AMPS, NMT, TACS;

- цифровых: GSM, CDMA, TDMA, iDEN, UMTS во всех используемых ими частотных диапазонах.

При средней мощности излучения от 5 до 50 мВт и массе не более 0,6 кг этот джаммер обеспечивает эффективное блокирование абонентских терминалов стандартных сотовых сетей подвижной связи в радиусе от 5 до 80 м вокруг себя.

Что касается ТФОП, то их использование возможно лишь в тех случаях, когда осуществляется охрана объектов недвижимости, оснащенных соответствующими кабельными сетями. Причем телефонные кабели могут быть сознательно повреждены злоумышленниками, что приведет к неработоспособности этого канала передачи данных.

На устранение указанных недостатков направлен известный способ передачи извещений по патенту RU №2265250, G08В 25/08, G08C 15/00, использующий для передачи данных хоппинг-сигналы. Согласно этому способу с помощью установленных на каждом охраняемом объекте установок охранной сигнализации определяют состояние охраняемого объекта и изменения этого состояния, формируют соответствующие контрольно-диагностические и тревожные извещения, содержащие адрес охраняемого объекта, преобразуют их в стандартные сообщения, которые передают по каналам телефонной сети и/или по стандартной сотовой сети подвижной связи, и преобразуют эти контрольно-диагностические и тревожные извещения в хоппинг-сообщения, передаваемые с помощью системы передачи, использующей сигналы с меняющейся несущей частотой - хоппинг-сигналы, принимают вышеупомянутые стандартные сообщения на пультовом оконечном устройстве, связанном с ПЦН пункта централизованной охраны, осуществляют обработку стандартных сообщений, в результате которой выделяют содержащиеся в них извещения, и отображают указанные извещения в виде, удобном для восприятия человеком-оператором, при этом хоппинг-сигналы, передаваемые установкой охранной сигнализации какого-либо охраняемого объекта в группе, принимают одной или несколькими установками охранной сигнализации других охраняемых объектов из данной группы, которые находятся в пределах дальности действия системы передачи установки охранной сигнализации, передавшей хоппинг-сигнал, осуществляют обработку хоппинг-сообщения, содержащегося в принятом хоппинг-сигнале, в результате которой выделяют из хоппинг-сообщения извещение и преобразуют его в стандартное сообщение, подлежащее передаче по каналам телефонной сети и/или по стандартной сотовой сети подвижной связи на пультовое оконечное устройство. Система тревожной сигнализации, реализующая указанный выше способ, выбрана в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.

Преимуществом ближайшего аналога по сравнению с вышеописанными аналогами являются более высокие, чем у систем, работающих с обычными сигналами, дальность действия и помехозащищенность. Это связано со свойствами используемого для передачи информации хоппинг-сигнала. Дополнительное преимущество описанного выше ближайшего аналога заключается в относительной простоте его реализации, поскольку для обеспечения глобального охвата территории не требуется создавать сложную территориально-распределенную ретрансляционную сеть. Для этой цели используются возможности существующей сети сотовой подвижной связи, например, наиболее распространенной GSM-сети.

Недостатком системы, реализующий указанной способ, является то, что в зоне действия установки охранной сигнализации, пославшей тревожное сообщение, может не оказаться ни одной другой аналогичной установки охранной сигнализации, которая могла бы выполнить роль ретранслятора. Кроме того, злоумышленники могут создать помеху не только вблизи ТС, но и в месте нахождения центра приема и обработки информации. В этом случае указанный центр приема и обработки информации не сможет принять тревожные сообщения ни от одного из обслуживаемых им объектов.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков ближайшего аналога.

Предметом изобретения является система тревожной сигнализации для охраны ТС и объектов недвижимости, содержащая центр приема и обработки информации и размещенные на охраняемых объектах установки охранной сигнализации, каждая из которых содержит объектовый контроллер, связанный первыми сигнальными входом-выходом с сигнальными выходом-входом объектового приемопередатчика хоппинг-сигнала, а вторыми сигнальными входом-выходом - с сигнальными выходом-входом объектового модема сотовой подвижной связи, например, объектового GSM-модема, а также охранные извещатели, выходы которых подключены к соответствующим входам центрального блока управления, выход которого подключен к информационному входу объектового контроллера, центр приема и обработки информации содержит пультовое оконечное устройство, связанное первыми входом-выходом с выходом-входом ПЦН, а вторыми входом-выходом - с выходом-входом центрального модема сотовой подвижной связи, например, центрального GSM-модема, выполненного с возможностью приема тревожных сообщений от объектовых модемов сотовой подвижной связи, при этом в состав центра приема и обработки информации введен центральный приемник хоппинг-сигнала, а пультовое оконечное устройство выполнено с дополнительным входом, к которому подключен выход центрального приемника хоппинг-сигнала, в районе, в котором могут находиться охраняемые объекты, размещен ретранслятор, выполненный с возможностью приема от установок охранной сигнализации хоппинг-сигналов с содержащимися в них тревожными сообщениями и передачи сообщений по сотовой сети подвижной связи, например, в виде GSM-сообщений, и/или посредством хоппинг-сигнала в центр приема и обработки информации, при этом объектовый контроллер выполнен с дополнительным входом уведомления, к которому подключен второй выход объектового модема сотовой подвижной связи, и командным выходом, который соединен с управляющим входом объектового приемопередатчика хоппинг-сигнала.

Частными существенными признаками изобретения являются следующие.

Объектовый приемопередатчик хоппинг-сигнала содержит объектовый передатчик хоппинг-сигнала, модулирующий и управляющий входы которого являются, соответственно, первым и вторым входами объектового приемопередатчика хоппинг-сигнала, объектовый приемник хоппинг-сигнала, выход которого является выходом объектового приемопередатчика хоппинг-сигнала, и связанный с приемопередающей антенной антенный коммутатор, вход которого подключен к выходу объектового передатчика хоппинг-сигнала, а выход - ко входу объектового приемника хоппинг-сигнала.

Объектовый передатчик хоппинг-сигнала содержит последовательно соединенные генератор случайных чисел, вход которого является управляющим входом объектового передатчика хоппинг-сигнала, формирователь несущей частоты, блок формирования хоппинг-сообщения и усилитель мощности, выход которого является выходом объектового передатчика хоппинг-сигнала, а второй вход блока формирования хоппинг-сообщения является модулирующим входом объектового передатчика хоппинг-сигнала.

Объектовый приемник хоппинг-сигнала содержит последовательно соединенные входной приемный тракт, вход которого является входом объектового приемника хоппинг-сигнала, и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), а также формирователь фазового сдвига и К блоков быстрого преобразования Фурье (блоков БПФ), первые входы которых соединены друг с другом и подключены к выходу АЦП, а вторые соединены с соответствующими выходами формирователя фазового сдвига, решающий блок, каждый из К входов которого подключен к выходу соответствующего блока БПФ, и формирователь сообщения, вход которого подключен к выходу решающего блока, а выход является выходом объектового приемника хоппинг-сигнала.

Ретранслятор содержит последовательно связанные друг с другом GSM-модем ретранслятора, выполненный с возможностью передачи и приема сообщений по GSM-сети, контроллер ретранслятора и приемопередатчик ретранслятора, выполненный с возможностью излучения и приема хоппинг-сигнала с содержащимся в нем тревожным сообщением.

Задачей настоящего изобретения является создание системы тревожной сигнализации для охраны ТС и объектов недвижимости, которая сохраняла бы свою работоспособность в условиях постановки злоумышленниками преднамеренных помех как установкам охранной сигнализации, размещенным на охраняемых объектах, так и центру приема и обработки информации. При этом охраняемые ТС, являющиеся носителями указанных установок охранной сигнализации, могут произвольно перемещаться в зоне совместного действия указанных установок охранной сигнализации.

Обеспечиваемый технический результат заключается в создании подвижной территориально-распределенной ретрансляционной сети, обеспечивающей возможность тревожного оповещения центра приема и обработки информации о несанкционированном воздействии на охраняемые объекты в условиях применения злоумышленниками преднамеренных помех.

Суть изобретения поясняется на фиг.1 - фиг.6.

На фиг.1 представлена общая структурная схема рассматриваемой системы.

На фиг.2 представлена структурная схема установки охранной сигнализации.

На фиг.3 представлена структурная схема объектового приемопередатчика хоппинг-сигнала.

На фиг.4 представлена структурная схема объектового передатчика хоппинг-сигнала.

На фиг.5 представлена структурная схема объектового приемника хоппинг-сигнала.

На фиг.6 представлена структурная схема ретранслятора.

На фиг.1 - фиг.6 использованы следующие обозначения: 1 - установка охранной сигнализации; 2 - охранные извещатели; 3 - центральный блок управления; 4 - объектовый GSM-модем; 5 - объектовый контроллер; 6 - объектовый приемопередатчик хоппинг-сигнала; 7 - объектовый передатчик хоппинг-сигнала; 8 - генератор случайных чисел; 9 - формирователь несущей частоты; 10 - блок формирования хоппинг-сообщения; 11 - усилитель мощности; 12 - антенный коммутатор; 13 - объектовый приемник хоппинг-сигнала; 14 - входной приемный тракт; 15 - АЦП; 16 - блок БПФ; 17 - формирователь фазового сдвига; 18 - решающий блок; 19 - формирователь сообщения; 20 - центр приема и обработки информации; 21 - центральный GSM-модем; 22 - пультовое оконечное устройство; 23 - ПЦН; 24 - центральный приемник хоппинг-сигнала; 25 - ретранслятор; 26 - приемопередатчик ретранслятора; 27 - контроллер ретранслятора; 28 - GSM-модем ретранслятора.

Рассматриваемая система тревожной сигнализации для охраны ТС и объектов недвижимости (фиг.1) содержит центр 20 приема и обработки информации и размещенные на охраняемых объектах установки 1 охранной сигнализации.

Каждая из указанных установок 1 охранной сигнализации содержит объектовый контроллер 5, связанный с объектовым приемопередатчиком 6 хоппинг-сигнала и с объектовым модемом сотовой подвижной связи, например, с объектовым GSM-модемом 4, а также охранные извещатели 2, выходы которых подключены к соответствующим входам центрального блока 3 управления, выход которого подключен к информационному входу объектового контроллера 5.

Центр 20 приема и обработки информации содержит пультовое оконечное устройство 22, связанное с ПЦН 23 и с центральным модемом сотовой подвижной связи, например, с центральным GSM-модемом 21, выполненным с возможностью приема сообщений от объектовых GSM-модемов 4. В состав центра 20 приема и обработки информации входит также центральный приемник 24 хоппинг-сигнала, а пультовое оконечное устройство 22 выполнено с дополнительным входом, к которому подключен выход указанного центрального приемника 24 хоппинг-сигнала. Кроме того, особенностью рассматриваемой системы тревожной сигнализации для охраны ТС и объектов недвижимости является размещение в районе, в котором могут находиться охраняемые объекты, ретранслятора 25, выполненного с возможностью приема хоппинг-сигналов от установок 1 охранной сигнализации и передачи содержащихся в них сообщений по GSM-сети и/или посредством хоппинг-сигнала в центр 20 приема и обработки информации. При этом объектовый контроллер 5 выполнен с управляющим входом, к которому подключен выход объектового GSM-модема 4, а конструкция установок 1 охранной сигнализации выполнена с возможностью размещения их как на ТС, так и на объекте недвижимости.

Объектовый приемопередатчик 6 хоппинг-сигнала содержит (фиг.3) объектовый передатчик 7 хоппинг-сигнала, модулирующий и управляющий входы которого являются, соответственно, первым и вторым входами объектового приемопередатчика 6 хоппинг-сигнала, объектовый приемник 13 хоппинг-сигнала, выход которого является выходом объектового приемопередатчика 6 хоппинг-сигнала, и связанный с приемопередающей антенной антенный коммутатор 12, вход которого подключен к выходу объектового передатчика 7 хоппинг-сигнала, а выход - ко входу объектового приемника 13 хоппинг-сигнала.

Объектовый передатчик 7 хоппинг-сигнала содержит (фиг.4) последовательно соединенные генератор 8 случайный чисел, вход которого является управляющим входом объектового передатчика 7 хоппинг-сигнала, формирователь 9 несущей частоты, блок 10 формирования хоппинг-сообщения и усилитель 11 мощности, выход которого является выходом объектового передатчика 7 хоппинг-сигнала. Второй вход блока 10 формирования хоппинг-сообщения является модулирующим входом объектового передатчика 7 хоппинг-сигнала.

Объектовый приемник 13 хоппинг-сигнала содержит (фиг.5) последовательно соединенные входной приемный тракт 14, вход которого является входом объектового приемника 13 хоппинг-сигнала, и АЦП 15, а также К блоков 16 БПФ, первые входы которого соединены друг с другом и подключены к выходу АЦП 15, решающий блок 18, каждый из К входов которого подключен к соответствующему выходу блока 16 БПФ, и формирователь 19 сообщения, вход которого подключен к выходу решающего блока 18, а выход является выходом объектового приемника 13 хоппинг-сигнала.

Ретранслятор 25 (фиг.6) выполнен в виде последовательно связанных GSM-модема 28 ретранслятора, выполненного с возможностью передачи и приема сообщений по GSM-сети, контроллера 27 ретранслятора и приемопередатчика 26 ретранслятора, выполненного с возможностью излучения и приема хоппинг-сигнала.

Все блоки, входящие в состав установок 1 охранной сигнализации (фиг.2), объектового приемопередатчика 6 хоппинг-сигнала (фиг.3) и приемопередатчика 26 ретранслятора реализованы в опытных образцах системы передачи извещений при охране группы объектов по ранее полученному патенту RU №2265250, G08В 25/08, G08C 15/00 (Международная заявка PCT/RU №2005/000628). Специфика объектового приемопередатчика 6 хоппинг-сигнала, размещаемого на охраняемых ТС, связана с его бортовым исполнением (конструкция, климатические условия применения, стыковка с соответствующими узлами охранно-противоугонной системы). Ближайшим аналогом является приемопередатчик, входящий в состав серийно выпускаемых информационно-охранных систем REEF GSM моделей 1000 и 2000 ("Автомобильные охранные системы", ООО "АЛЬТОНИКА", каталог 2005, выпуск №8, с.20, 21).

Ретранслятор 25 (фиг.6) аналогичен базовой станции специализированной ретрансляционно-радиопеленгационной сети КАРНЕТ-3. Основные технические решения, обеспечивающие большую дальность действия и высокую помехоустойчивость указанной системы, защищены патентами RU №2220859, В60R 25/00, G08В 25/00, RU №2228860, В60R 25/00, G08В 25/10, RU №2244642, В60R 25/00 и рядом других.

Объектовый передатчик 7 хоппинг-сигнала (фиг.4) реализован в опытном образце радиоканальной системы централизованной охраны "Риф Стринг RS-202" (сертификат соответствия РОСС. RU.ME96.H00513; каталог "Радиоканальные охранные системы", ООО "АЛЬТОНИКА", 2006, выпуск 2, с.11-14).

Входящий в состав вышеупомянутого опытного образца радиоканальной системы централизованной охраны "Риф Стринг RS-202" генератор 8 случайных чисел выполнен на шестнадцатиразрядных регистрах с "линейными" обратными связями. Такие генераторы 8 случайных чисел позволяют формировать шестнадцатиразрядные случайные числа, задающие 2¹⁶ значений, из которых используются, например, 2¹⁰ значений. Полоса частот группового спектра - 48 кГц. Количество номинальных частот супергетеродинного входного приемного тракта 14 в объектовом приемнике 13 хоппинг-сигнала - 1024. Шаг сетки номинальных частот в блоке 16 БПФ - около 48 Гц. Продолжительность интервала символа хоппинг-сообщения T - около 20 мс. Частотная нестабильность формирователя 9 несущей частоты составляет ±4 кГц в диапазоне температур от минус 40 до плюс 60°С. Самое быстрое изменение несущей частоты из-за относительной частотной нестабильности несущей формирователя 9 несущей частоты не превышает 10 Гц за час. Область разрешенных для передачи номинальных частот с учетом нестабильности несущих частот - около 40 кГц.

Испытания опытного образца системы, включающей в себя объектовый передатчик 7 хоппинг-сигнала и объектовый приемник 13 хоппинг-сигнала, проведенные предприятием-заявителем, показали, что их помехоустойчивая имитостойкая радиосвязь друг с другом осуществляется при прямой видимости на расстояниях до 20 км при мощности излучения 1,0 мВт.

Все представленные на фиг.1 функциональные узлы центра 20 приема и обработки информации входят в состав радиоканальной системы мониторинга, защищенной патентом RU №2240938, В60R 25/00, G08В 25/10. При этом центральный приемник 24 хоппинг-сигнала и центральный GSM-модем 21 построены так же, как и вышеупомянутые объектовый приемник 13 хоппинг-сигнала и объектовый GSM-модем 4, соответственно.

Таким образом, все представленные на фиг.1 - фиг.6 функциональные узлы и блоки известны и реализованы в опытных и/или серийных образцах. Поэтому возможность практической реализации предлагаемой системы не вызывает сомнений.

Предлагаемая система тревожной сигнализации для охраны ТС и объектов недвижимости (фиг.1) работает следующим образом.

Предположим, что один из охраняемых объектов (ТС или объект недвижимости), на котором размещена установка 1 охранной сигнализации, подвергся нападению злоумышленников. При этом злоумышленники применяют джаммер, создающий преднамеренную помеху, лишающую эту установку 1 охранной сигнализации возможности передавать по GSM-сети информацию о нападении. Пусть, для определенности, объектом нападения злоумышленников является ТС.

Входящие в состав установки 1 охранной сигнализации (фиг.2) охранные извещатели 2 фиксируют факт несанкционированного воздействия на ТС, например, разбития стекла и/или открывания двери водителя, и передают соответствующие тревожные извещения в центральный блок 3 управления. Этот блок является одним из узлов охранно-противоугонной системы, установленной на ТС. Другие узлы указанной охранно-противоугонной системы на фиг.2 не показаны, поскольку они не относятся к предмету изобретения. Центральный блок 3 управления преобразует эти тревожные извещения в тревожное сообщение, предназначенное для передачи по радиосети. При этом выясняется, что передача указанного тревожного сообщения по GSM-сети не представляется возможной (в данном случае - из-за помехи, создаваемой джаммером). Поэтому установка 1 охранной сигнализации использует для передачи по радиосети канал хоппинг-сигнала. Он активируется следующим образом.

Объектовый GSM-модем 4 принимает сигнал преднамеренной помехи из эфира, измеряет его амплитуду, фиксирует превышение допустимого порога и передает соответствующее уведомление в объектовый контроллер 5. Приняв указанное уведомление, объектовый контроллер 5 формирует команду на активацию объектового приемопередатчика 6 хоппинг-сигнала (фиг.3), подает ее на его первый вход, после чего подает на второй вход объектового приемопередатчика 6 хоппинг-сигнала кодовое тревожное сообщение, полученное из центрального блока 3 управления.

Перенос указанного кодового тревожного сообщения на несущие частоты хоппинг-сигнала и излучение его в эфир осуществляются с помощью входящего в состав объектового приемопередатчика 6 хоппинг-сигнала объектового передатчика 7 хоппинг-сигнала следующим образом.

Полученная из объектового контроллера 5 команда активации объектового приемопередатчика 6 хоппинг-сигнала поступает на управляющий вход объектового передатчика 7 хоппинг-сигнала (фиг.4) и запускает входящий в его состав генератор 8 случайных чисел, который формирует двоичный M-разрядный код Z случайного равномерно распределенного числа. Генератор 8 случайных чисел подает код Z в формирователь 9 несущей частоты. То есть, на формирователь 9 несущей частоты поступает код Z в пределах от 0 до (2^M-1). По этому коду формирователь 9 несущей частоты формирует частоту F_m, значение которой можно определить по формуле (1):

где F₀ - минимальная частота (при Z=0);

ΔF - шаг сетки частот.

При этом для максимального значения F_{m max} частоты F_m справедлива формула (2):

На предприятии-заявителе выпущен в виде опытного образца формирователь 9 несущей частоты, который для подаваемого десятиразрядного кода 1≤Z≤2¹⁰ формирует частоты при F₀≥433,05 МГц и ΔF=48 Гц.

Сформированная частота F_m, поступает на первый вход блока 10 формирования хоппинг-сообщения.

В блоке 10 формирования хоппинг-сообщения последовательно формируются разряды:

- МАРКЕРА, состоящего из строго определенного для данной системы числа P логических единиц и одного логического нуля. МАРКЕР используется для определения числа Z в хоппинг-сообщении;

- АДРЕСА, определяющего идентификационный код установки 1 охранной сигнализации соответствующего охраняемого объекта;

- ИНФОРМАЦИИ, определяющей информационную часть хоппинг-сообщения;

- КОНТРОЛЬНОЙ СУММЫ, предназначенной для подтверждения правильности принятого хоппинг-сообщения.

КОНТРОЛЬНАЯ СУММА однозначно подсчитывается в зависимости от сформированных кодов АДРЕСА и ИНФОРМАЦИИ. При необходимости, при передаче АДРЕСА, ИНФОРМАЦИИ и КОНТРОЛЬНОЙ СУММЫ может быть использовано помехозащищенное кодирование.

ИНФОРМАЦИЕЙ являются кодированные тревожные сообщения, формируемые центральным блоком 3 управления в соответствии с извещениями, поступающими от входящих в состав охранно-противоугонной системы данного ТС охранных извещателей 2. Объектовый контроллер 5 пересылает указанные кодированные тревожные сообщения на второй вход объектового приемопередатчика 6 хоппинг-сигнала, который является модулирующим входом объектового передатчика 7 хоппинг-сигнала. В объектовом передатчике 7 хоппинг-сигнала указанные кодированные тревожные сообщения поступают на второй вход блока 10 формирования хоппинг-сообщения, на первый вход которого подается сигнал несущей частоты с выхода формирователя 9 несущей частоты. Поступающий с выхода блока 10 формирования хоппинг-сообщения высокочастотный сигнал, несущий хоппинг-сообщение, усиливается по мощности в усилителе 11 мощности и через антенный коммутатор 12 излучается в радиоэфир, создавая вокруг установки 1 охранной сигнализации поле хоппинг-сигнала.

В рамках действия патентуемой системы не играет роли механизм передачи двоичных символов в сигнале хоппинг-сообщения. В таких системах при передаче хоппинг-сигналов может использоваться, например:

- амплитудная манипуляция: для одного из двоичных символов несущая частота передается в течение установленного времени T передачи двоичного символа, а для другого формирование несущей в течение того же времени отсутствует;

- фазовая манипуляция: с изменением фазы при передаче одного из двоичных символов по отношению к передаче другого двоичного символа;

- частотная манипуляция: с изменением частоты передачи в зависимости от передаваемого двоичного символа, на интервал ΔF₁≥2ΔF.

Возможные варианты передачи двоичных символов в поле хоппинг-сигнала были рассмотрены в более раннем патенте предприятия-заявителя RU №2244959, В60R 25/10, G08В 25/10, G08В 29/16.

Если в поле хоппинг-сигнала находятся одна или несколько других установок 1 охранной сигнализации, размещенных на соседних охраняемых объектах (это могут быть как ТС, так и объекты недвижимости), то указанное хоппинг-сообщение через антенный коммутатор 12 объектового приемопередатчика 6 хоппинг-сигнала соседнего охраняемого объекта попадает в объектовый приемник 13 хоппинг-сигнала (фиг.5) его установки 1 охранной сигнализации. Входной приемный тракт 14 объектового приемника 13 хоппинг-сигнала, как правило, представляет собой супергетеродинный приемник, снижающий несущую частоту хоппинг-сигнала.

После входного приемного тракта 14 принятое хоппинг-сообщение поступает на АЦП 15, где преобразуется в набор цифровых значений. Эти цифровые значения поступают в блоки 16 БПФ, выполняющие функцию цифровой узкополосной фильтрации с шагом ΔF и периодом интегрирования, равным T. Однако по окончании интегрирования восстановить исходное хоппинг-сообщение, передаваемое установкой 1 охранной сигнализации, удается только в том случае, когда начало радиоимпульса в хоппинг-сообщений совпадает с началом периода интегрирования в блоке 16 БПФ. Поэтому выходные сигналы АЦП 15 подаются параллельно на К блоков 16 БПФ, в которых начало периода интегрирования сдвинуто на время Т/К. Тогда хотя бы в одном из блоков 16 БПФ момент начала периода интегрирования будет отличаться не более, чем на ±0,5Т/К от начала радиоимпульса в хоппинг-сообщении, переданном установкой 1 охранной сигнализации. Сдвиг начала периода интегрирования в блоках 16 БПФ осуществляет формирователь 17 фазового сдвига. За время приема МАРКЕРА хотя бы в одном из блоков 16 БПФ будет правильно определены значения несущей частоты F_m для принимаемого хоппинг-сообщения. Поскольку при быстром преобразовании Фурье осуществляется интегрирование за достаточно большой промежуток времени T, кратковременные помехи в принимаемом хоппинг-сигнале практически не сказываются на качестве приема хоппинг-сообщения. Это позволяет осуществлять передачу хоппинг-сообщений на большие расстояния при сравнительно малой мощности объектового передатчика 7 хоппинг-сигнала.

После окончания приема МАРКЕРА начинается этап приема сигналов АДРЕСА и ИНФОРМАЦИИ хоппинг-сообщения. На этом этапе должен учитываться установленный механизм передачи двоичных символов в сигнале хоппинг-сообщения. Если МАРКЕР представляет собой передачу последовательности логических единиц, с логическим нулем в конце этой передачи, то окончание МАРКЕРА определяется в соответствующем блоке 16 БПФ по приему в хоппинг-сообщений первого логического нуля. Далее соответствующий блок 16 БПФ осуществляет последовательную передачу в решающий блок 18 разрядов АДРЕСА, ИНФОРМАЦИИ и КОНТРОЛЬНОЙ СУММЫ сопровождаемого хоппинг-сообщения.

Решающий блок 18 по принимаемым кодам АДРЕСА и ИНФОРМАЦИИ рассчитывает КОНТРОЛЬНУЮ СУММУ и сравнивает ее с принятым в составе сопровождаемого хоппинг-сообщения кодом КОНТРОЛЬНОЙ СУММЫ. При совпадении этих величин принятое хоппинг-сообщение считается достоверным. Далее, решающий блок 18 проверяет, не принимались ли одновременно с данным хоппинг-сообщением совпадающие с ним хоппинг-сообщения от других блоков 16 БПФ. При наличии таких совпадений решающий блок 18 игнорирует все совпадающие хоппинг-сообщения, оставляя только одно. На этом прием хоппинг-сообщения заканчивается.

В опытном образце системы радиомониторинга, выпущенной на предприятии-заявителе, при мощности излучения не более 1,0 мВт обеспечивалась передача хоппинг-сообщения на расстояние до 20 км (при прямой видимости).

С выхода решающего блока 18 хоппинг-сообщение передается в формирователь 19 сообщения, где оно дополняется специальным признаком приема хоппинг-сообщения, преобразуется в GSM-формат и через объектовый контроллер 5 подается на вход объектового GSM-модема 4. Объектовый GSM-модем 4 формирует SMS-сообщение и по GSM-сети передает его в центр 20 приема и обработки информации.

В центре 20 приема и обработки информации указанное SMS-сообщение поступает в центральный GSM-модем 21, где оно обрабатывается так же, как и любое другое SMS-сообщение, передаваемое по GSM-сети. Информация, извлеченная из этого SMS-сообщения, через пультовое оконечное устройство 22 подается в ПЦН 23. При этом ПЦН 23 осуществляет действия, адекватные полученной в SMS-сообщении тревожной информации. Действия ПЦН 23 не относятся к предмету данного изобретения и в его рамках специально не рассматриваются. Необходимо заметить только, что вследствие выполнения этих действий должна быть запрещена повторная передача в центр 20 приема и обработки информации сообщений, несущих ту же информацию, что и рассматриваемое SMS-сообщение.

Поскольку GSM-сети крупных региональных операторов сотовой связи практически полностью покрывают контролируемые ими территории регионов, а с помощью роуминга пользователям становятся доступными услуги глобальной связи, центр 20 приема и обработки информации может находиться в любом месте территории, обслуживаемой данным оператором сотовой связи. Устойчивая связь с охраняемыми объектами гарантируется договорными обязательствами с оператором сети. В этой ситуации возможность применения злоумышленниками мощных постановщиков помех, блокирующих сотовую связь на значительных территориях, представляется маловероятной.

Однако нельзя исключить ситуацию, когда наряду с постановкой помехи установке 1 охранной сигнализации (или вместо указанной постановки помех), злоумышленники будут локально воздействовать аналогичной помехой на центральный GSM-модем 21, входящий в состав центра 20 приема и обработки информации, местоположение которого им известно.

В этом случае центр 20 приема и обработки информации не сможет принять тревожные сообщения, поступающие по GSM-сети, ни от одного из обслуживаемых им охраняемых объектов.

Для указанного случая установка 1 охранной сигнализации обнаруживает отсутствие возможности приема SMS-сообщений в центре 20 приема и обработки информации и формирует тревожное хоппинг-сообщение. В предлагаемой системе предусмотрена возможность приема в центре 20 приема и обработки информации тревожных хоппинг-сообщений. С этой целью в состав центра 20 приема и обработки информации введен центральный приемник 24 хоппинг-сигнала, а пультовое оконечное устройство 22 выполнено с дополнительным входом, на который должно поступать тревожное хоппинг-сообщение, принятое центральным приемником 24 хоппинг-сигнала. Сообщение, извлеченное из указанного тревожного хоппинг-сообщения, подается через пультовое оконечное устройство 22 в ПЦН 23. При этом ПЦН 23 осуществляет действия, адекватные полученной тревожной информации. Как было указано ранее, действия ПЦН 23 не относятся к предмету данного изобретения и в его рамках специально не рассматриваются.

Если центр 20 приема и обработки информации находится вне зоны действия объектового передатчика 7 хоппинг-сигнала данной установки 1 охранной сигнализации, то передача хоппинг-сигнала осуществляется с использованием ретранслятора 25 (фиг.6). Указанный ретранслятор 25 может использоваться и в тех случаях, когда в зоне действия установки 1 охранной сигнализации, передавшей тревожное хоппинг-сообщение, отсутствует другая установка 1 охранной сигнализации.

Ретранслятор 25 выполнен в виде цепочки последовательно связанных друг с другом приемопередатчика 26 ретранслятора, контроллера 27 ретранслятора и GSM-модема 28 ретранслятора. Указанные функциональные узлы ретранслятора 25 идентичны соответствующим функциональным узлам установки 1 охранной сигнализации, размещенной на каком-либо из охраняемых объектов. В зависимости от тактической ситуации, возможны следующие варианты применения в рассматриваемой системе ретранслятора 25.

1. Входящий в состав центра 20 приема и обработки информации центральный GSM-модем 21 не подавлен помехой и может принимать SMS-сообщения, поступающие по GSM-сети.

1.1. Установка 1 охранной сигнализации, размещенная на охраняемом объекте, приняла тревожное хоппинг-сообщение от другого охраняемого объекта, подвергшегося нападению злоумышленников. Это тревожное хоппинг-сообщение через антенный коммутатор 12 поступает в объектовый приемник 13 хоппинг-сигнала (фиг.5), где с этим тревожным хоппинг-сообщением осуществляются описанные выше операции, в результате которых формируется тревожное сообщение для передачи по GSM-сети. Через объектовый контроллер 5 это тревожное сообщение поступает в объектовый GSM-модем 4, который формирует соответствующее SMS-сообщение и по GSM-сети посылает его в центр 20 приема и обработки информации. В этом случае ретранслятор 25 не принимает участия в процессе передачи информации.

1.2. В зоне действия объектового передатчика 7 хоппинг-сигнала отсутствуют установки 1 охранной сигнализации, размещенные на других охраняемых объектах. В этом случае тревожное хоппинг-сообщение принимается приемопередатчиком 26 ретранслятора и с помощью контроллера 27 ретранслятора передается в GSM-модем 28 ретранслятора, где оно преобразуется в формат SMS-сообщения и передается по GSM-сети в центр 20 приема и обработки информации. Посланное тревожное SMS-сообщение принимается центральным GSM-модемом 21 и через пультовое оконечное устройство 22 подается в ПЦН 23.

2. Центр 20 приема и обработки информации подавлен помехой и может принимать только хоппинг-сообщения.

2.1. Установка 1 охранной сигнализации принимает тревожное хоппинг-сообщение от соседнего охраняемого объекта, подвергшегося нападению злоумышленников, и посылает тревожное SMS-сообщение по GSM-сети. Это тревожное SMS-сообщение принимается GSM-модемом 28 ретранслятора и направляется в контроллер 27 ретранслятора. Контроллер 27 ретранслятора передает это тревожное сообщение в приемопередатчик 26 ретранслятора хоппинг-сигнала, который преобразует его в тревожное хоппинг-сообщение и посылает в эфир. Находящийся в поле хоппинг-сигнала центральный приемник 24 хоппинг-сигнала принимает тревожное хоппинг-сообщение и через пультовое оконечное устройство 22 передает тревожную информацию в ПЦН 23;

2.2. В зоне действия объектового передатчика 7 хоппинг-сигнала отсутствуют установки 1 охранной сигнализации, размещенные на других охраняемых объектах. В этом случае тревожное хоппинг-сообщение принимается приемопередатчиком 26 ретранслятора хоппинг-сигнала и переизлучается им в эфир на случайно выбранной частоте. Находящийся в поле переизлученного хоппинг-сигнала центральный приемник 24 хоппинг-сигнала принимает тревожное хоппинг-сообщение и через пультовое оконечное устройство 22 передает тревожную информацию в ПЦН 23.

3. Если центр 20 приема и обработки информации находится непосредственно в зоне действия объектового передатчика 7 хоппинг-сигнала, пославшего тревожное хоппинг-сообщение, то участия ретранслятора 25 и других установок 1 охранной сигнализации не требуется. Передача тревожного хоппинг-сообщения в центр 20 приема и обработки информации может быть осуществлена напрямую.

В обратном направлении - из ПЦН 23 через пультовое оконечное устройство 22 и далее через центральный GSM-модем 21 - могут передаваться служебные сообщения, адресованные различным внешним абонентам, например, дежурным частям милиции.

Таким образом, даже при использовании злоумышленниками постановщиков помех сотовым сетям подвижной связи рассматриваемая система тревожной сигнализации обеспечивает передачу тревожных извещений в центр 20 приема и обработки информации.

Это позволяет решить поставленную задачу - создать систему тревожной сигнализации для охраны ТС и объектов недвижимости, которая сохраняет свою работоспособность в условиях постановки злоумышленниками преднамеренных помех как установкам 1 охранной сигнализации, размещенным на охраняемых объектах, так и центру 20 приема и обработки информации.

Обеспечиваемый технический результат заключается в создании подвижной территориально-распределенной ретрансляционной сети, обеспечивающей возможность тревожного оповещения центра 20 приема и обработки информации о несанкционированном воздействии на охраняемые объекты при их произвольном перемещении в зоне совместного действия установок 1 охранной сигнализации, в том числе в условиях применения злоумышленниками преднамеренных помех.

Изобретение относится к системам тревожной сигнализации и предназначено для использования при предотвращении угона транспортных средств. Каждая из установок охранной сигнализации содержит объектовый контроллер, связанный первыми сигнальными входом-выходом с сигнальными выходом-входом объектового приемопередатчика хоппинг-сигнала, а вторыми сигнальными входом-выходом - с сигнальными выходом-входом объектового модема сотовой подвижной связи (СПС), например GSM-модема. Охранные извещатели подключены выходами к соответствующим входам центрального блока управления, соединенного с объектовым контроллером. Центр приема и обработки информации содержит пультовое оконечное устройство, связанное первыми входом-выходом с выходом-входом пульта централизованного наблюдения, а вторыми входом-выходом - с выходом-входом центрального модема СПС, например GSM-модема, выполненного с возможностью приема тревожных сообщений от объектовых GSM-модемов. В центр введен центральный приемник хоппинг-сигнала, выход которого подключен к третьему входу пультового оконечного устройства. В районе, в котором могут находиться охраняемые объекты, размещен ретранслятор для приема от установок охранной сигнализации хоппинг-сигналов с тревожными сообщениями и передачи сообщений по СПС, например в виде GSM-сообщений, и/или посредством хоппинг-сигнала в центр. Объектовый контроллер выполнен с входом уведомления, к которому подключен второй выход объектового модема СПС, и командным выходом, который соединен с управляющим входом объектового приемопередатчика. Система характеризуется повышенной надежностью работы, т.к. сохраняет свою работоспособность в условиях постановки злоумышленниками преднамеренных помех как установкам охранной сигнализации, так и центру приема и обработки информации. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система тревожной сигнализации для охраны транспортных средств и объектов недвижимости, содержащая центр приема и обработки информации и размещенные на охраняемых объектах установки охранной сигнализации, каждая из которых содержит объектовый контроллер, связанный первыми сигнальными входом и выходом с сигнальными выходом и входом объектового приемопередатчика хоппинг-сигнала, а вторыми сигнальными входом и выходом - с сигнальными выходом и входом объектового модема сотовой подвижной связи, например объектового GSM-модема, а также охранные извещатели, выходы которых подключены к соответствующим входам центрального блока управления, выход которого подключен к информационному входу объектового контроллера, центр приема и обработки информации содержит пультовое оконечное устройство, связанное первыми входом-выходом с выходом-входом пульта централизованного наблюдения, а вторыми входом-выходом - с выходом-входом центрального модема сотовой подвижной связи, например центрального GSM-модема, выполненного с возможностью приема тревожных сообщений от объектовых сотовой подвижной связи, отличающаяся тем, что в состав центра приема и обработки информации введен центральный приемник хоппинг-сигнала, а пультовое оконечное устройство выполнено с дополнительным входом, к которому подключен выход центрального приемника хоппинг-сигнала, в районе, в котором могут находиться охраняемые объекты, размещен ретранслятор, выполненный с возможностью приема от установок охранной сигнализации хоппинг-сигналов с содержащимися в них тревожными сообщениями и передачи сообщений по сотовой сети подвижной связи, например в виде GSM-сообщений, и/или посредством хоппинг-сигнала в центр приема и обработки информации, при этом объектовый контроллер выполнен с дополнительным входом уведомления, к которому подключен второй выход объектового модема сотовой подвижной связи, и командным выходом, который соединен с управляющим входом объектового приемопередатчика хоппинг-сигнала.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что объектовый приемопередатчик хоппинг-сигнала содержит объектовый передатчик хоппинг-сигнала, модулирующий и управляющий входы которого являются соответственно сигнальным и управляющим входами объектового приемопередатчика хоппинг-сигнала, объектовый приемник хоппинг-сигнала, выход которого является сигнальным выходом объектового приемопередатчика хоппинг-сигнала, и связанный с приемопередающей антенной антенный коммутатор, вход которого подключен к выходу объектового передатчика хоппинг-сигнала, а выход - ко входу объектового приемника хоппинг-сигнала.3. Система по п.2, отличающаяся тем, что объектовый передатчик хоппинг-сигнала содержит последовательно соединенные генератор случайный чисел, вход которого является управляющим входом объектового передатчика хоппинг-сигнала, формирователь несущей частоты, блок формирования хоппинг-сообщения и усилитель мощности, выход которого является выходом объектового передатчика хоппинг-сигнала, а второй вход блока формирования хоппинг-сообщения является модулирующим входом объектового передатчика хоппинг-сигнала.4. Система по п.2, отличающаяся тем, что объектовый приемник хоппинг-сигнала содержит последовательно соединенные входной приемный тракт, вход которого является входом объектового приемника хоппинг-сигнала, и аналого-цифровой преобразователь, а также формирователь фазового сдвига и N блоков быстрого преобразования Фурье, первые входы которого соединены друг с другом и подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя, а вторые соединены с соответствующими выходами формирователя фазового сдвига, решающий блок, каждый из N входов которого подключен к выходу соответствующего блока преобразования Фурье, и формирователь сообщения, вход которого подключен к выходу решающего блока, а выход является выходом объектового приемника хоппинг-сигнала.5. Система по п.1, отличающаяся тем, что ретранслятор содержит последовательно связанные друг с другом GSM-модем ретранслятора, выполненный с возможностью передачи и приема сообщений по GSM-сети, контроллер ретранслятора и приемопередатчик ретранслятора, выполненный с возможностью излучения и приема хоппинг-сигнала с содержащимся в нем тревожным сообщением.