УСТРОЙСТВО СБОРА ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ ОБЪЕКТОВ ОХРАНЫ Российский патент 2009 года по МПК G08B25/00 

Изобретение относится к области охраны объектов, удаленных от диспетчерского центра, а именно для организации охраны смотровых колодцев подземных коммуникаций.

Известно устройство сбора информации, предназначенное для контроля территориально удаленных и линейно распределенных объектов, таких как система смотровых колодцев подземных коммуникаций (Патент РФ №63577, С08В 25/00, 2007 г.). В устройстве использована двухпроводная линия связи между микроконтроллером и объектами охраны с максимально возможным количеством блоков адресного опроса на одной паре проводов - 16. Блоки адресного опроса, которые являются дорогостоящими электронными устройствами, подвержены воздействию окружающей среды и способны вывести из строя все устройство сбора информации. Известное устройство является дорогостоящим, сложным в монтаже и ненадежным в работе.

Наиболее близким к заявляемому является устройство сбора информации с датчиков контроля объектов охраны, в котором соединительными проводами служит телефонный кабель с типовым количеством жил, подключенный к датчикам контроля по матричной схеме (Патент РФ №68737, С08В 25/00, 2007 г.). Количество строк и столбцов такой схемы в сумме равно числу жил телефонного кабеля. Датчиками служат нормально замкнутые контакты, работающие в режиме «замкнут-разомкнут».

Известное устройство позволяет осуществлять сбор информации о состоянии объектов охраны, например смотровых колодцев, количество которых соответствует числу датчиков, установленных по одному на объекте. Поэтому при использовании двухпроводного телефонного кабеля количество объектов охраны, как и датчиков (контролируемых объектов), может быть только 4 (2×2). При использовании трехпроводного кабеля - 9 (3×3) и т.д.

Кроме того, в известном устройстве велика вероятность того, что при замыкании столбца и строки матричной схемы контролируемый элемент, расположенный между ними, будет ложно восприниматься как замкнутый независимо от реального состояния, т.е. устройство не позволяет четко определять сигнал о вскрытии колодца в случае короткого замыкания проводов устройства, которое могло произойти при монтаже либо эксплуатации устройства.

Это приводит к недостоверному сигналу о состоянии контролируемого элемента.

При большом количестве (более 100) объектов охраны необходимо использование многопарных телефонных кабелей большой длины, что является экономически невыгодным из-за высокой стоимости меди. Кроме того, телефонные кабели с большим количеством пар монтируются с высокими трудозатратами.

Техническая задача заключается в создании простого в исполнении, надежного в работе устройства, способного осуществлять бесперебойную работу в сложных климатических условиях, а именно при работе устройства в подземных коммуникациях. Предлагаемое устройство при сравнении с прототипом позволяет увеличивать количество объектов охраны в 2 и более раз при значительном снижении трудовых и материальных затрат, а также увеличить количество распознаваемых состояний трассы, что повышает надежность работы. При сравнении с аналогом устройство является более надежным, простым в исполнении и дешевым, что наиболее ярко проявляется при условии использования в сложных климатических условиях.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве сбора информации о состоянии объектов охраны, включающем контролируемые элементы, размещенные на объектах охраны и подсоединенные с помощью проводов по матричной схеме, к микропроцессорному контроллеру, выполненному с возможностью опроса контролируемых элементов по заданному алгоритму и передачи данных опроса в диспетчерский центр, согласно формуле изобретения контролируемые элементы выполнены в виде по меньшей мере двух параллельно соединенных электрических цепей, включающих контактный датчик и резистор заданного номинала сопротивления, при этом номиналы резисторов соседних параллельных цепей отличаются не менее чем в 2 раза, а микропроцессорный контроллер выполнен с дополнительной возможностью распознавания состояния каждого из контролируемых элементов по меньшей мере по четырем величинам сопротивления электрических цепей, соответствующих четырем состояниям контролируемых датчиков.

Увеличение количества объектов охраны в 2 и более раз по сравнению с прототипом при том же количестве соединительных проводов обеспечивается благодаря усложнению обработки микропроцессорным контроллером сигналов о величинах тока, проходящих по 2-м и более параллельным электрическим цепям контролируемых элементов за счет высокоточного измерения величины подаваемого в столбец матричной схемы напряжения и одновременного измерения создающегося при этом тока в столбце матричной схемы.

Надежность работы устройства обеспечивается в результате того, что пониженное сопротивление в цепи вплоть до короткого замыкания между столбцом и строкой матричной схемы четко идентифицируется микропроцессорным контроллером, который выполнен с дополнительной возможностью распознавания состояния каждого из контролируемых элементов по меньшей мере по четырем величинам сопротивления электрических цепей, соответствующих четырем состояниям контролируемых датчиков, что невозможно реализовывать при использовании устройства-прототипа.

Номиналы сопротивления резисторов соседних параллельных цепей отличаются в 2 раза, что позволяет значительно «разнести» значения результирующих величин сопротивлений, полученных при всех возможных сочетаниях состояний датчиков цепей.

Соотношение R₆=2×R₅ является оптимальным при всех возможных состояниях датчиков в цепях, что позволяет получать результирующие величины, максимально отличающиеся друг от друга, повышая достоверность распознавания реального состояния каждого из датчиков.

При иных соотношениях (больших или меньших 2) необходимы более точные измерения значений сопротивления в цепи, в противном случае будет возрастать вероятность ошибки.

Заявляемое устройство позволяет использовать провода с минимальным количеством пар, снижая расход медных проводов. Кроме того, маложильные провода проще в монтаже.

На чертеже представлена схема заявляемого устройства.

Устройство включает микропроцессорный контроллер 1, к которому подключены контролируемые элементы 2 по матричной схеме с помощью проводов 3.

Часть проводов 3 назначают столбцами матричной схемы n₁, n₂…n_n. Другая часть - строками матричной схемы m₁, m₂…m_n. Контролируемые элементы 2 выполнены в виде, например, двух параллельно соединенных электрических цепей, включающих нормально замкнутые датчики 4 и резисторы 5, 6 заданных номиналов R₅ и R₆, соответственно. Причем R₆=2×R₅.

Устройство работает следующим образом.

Микропроцессорный контроллер 1 подает постоянное напряжение заданной величины на один из столбцов, например n₁. Во всех строках матричной схемы m₁, m₂…m_n возникает постоянный ток, величина которого зависит от состояния контактных датчиков 4 («разомкнут-замкнут») всех контролируемых элементов 2, принадлежащих столбцу n₁. Микропроцессорный контроллер 1 осуществляет замер величин постоянного тока в каждой строке m₁, m₂…m_n и далее по известному значению напряжения и тока производит вычисление общего сопротивления каждого контролируемого элемента 2, тем самым определяя состояние каждого из датчиков 4 в параллельных цепях каждого контролируемого элемента 2.

Далее поочередно по заданному алгоритму подают напряжение заданной величины на столбцы n₂…n_n и производят замер величины постоянного тока в строках m₂…m_n. Так далее до тех пор, пока не будут опрошены все без исключения строки и столбцы (m×n) контролируемых элементов 2. Время опроса не превышает 0,5-1,0 секунд.

Собранную информацию микропроцессорный контролер 1 передает по каналу связи в диспетчерский центр.

Изобретение относится к области охраны объектов, удаленных от диспетчерского центра. Устройство предназначено для охраны смотровых колодцев подземных коммуникаций. К микропроцессорному контроллеру подключены контролируемые элементы по матричной схеме при помощи проводов. Контролируемые элементы выполнены в виде по меньшей мере двух параллельно соединенных электрических цепей, включающих нормально замкнутые контактные датчики и резисторы заданных номиналов. Соотношение сопротивлений резисторов является оптимальным при всех возможных состояниях датчиков в цепях. Это позволяет получать результирующие величины, максимально отличающиеся друг от друга, повышая достоверность распознавания реального состояния каждого из датчиков. Собранную информацию микропроцессорный контролер передает по каналу связи в диспетчерский центр. Изобретение обеспечивает бесперебойную работу устройства сбора информации в сложных климатических условиях, в частности в подземных коммуникациях. 1 ил.

Устройство сбора информации о состоянии объектов охраны, включающее контролируемые элементы, размещенные на объектах охраны и подсоединенные с помощью проводов по матричной схеме к микропроцессорному контроллеру, выполненному с возможностью опроса контролируемых элементов по заданному алгоритму и передачи данных опроса в диспетчерский центр, отличающееся тем, что контролируемые элементы выполнены в виде по меньшей мере двух параллельно соединенных электрических цепей, включающих контактный датчик и резистор заданного номинала сопротивления, при этом номиналы резисторов соседних параллельных цепей отличаются не менее чем в 2 раза, а микропроцессорный контроллер выполнен с дополнительной возможностью распознавания состояния каждого из контролируемых элементов по меньшей мере по четырем величинам сопротивления электрических цепей, соответствующим четырем состояниям контролируемых датчиков.