СИСТЕМА ПРИЕМО-ПЕРЕДАЧИ, КОНТРОЛЯ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ Российский патент 2013 года по МПК G08B25/10 H04L29/06 H04W92/00 

Область техники

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам приемо-передачи, контроля и обработки данных. Изобретение может иметь широкую область применения, в частности, для сбора, передачи, ретрансляции и регистрации тревожных сообщений, например, в системах охранно-пожарной сигнализации с возможностью автоматизированного управления системой.

Уровень техники

В настоящее время широко применяются различные системы тревожной сигнализации, используемые для охраны различных объектов недвижимости на основе системы централизованного наблюдения (СЦН). Так из патента RU 2267814, 2006.01.10 известна система тревожной сигнализации для охраны объектов недвижимости, содержащая звуковые оповещатели, каждый из которых выполнен с сиреной, световые оповещатели и шлейфы охранной сигнализации, с которыми связаны охранные извещатели, а также прибор приемно-контрольный (ППК), контрольную панель и находящуюся у пользователя метку. Прибор приемно-контрольный содержит устройство управления, связанное со шлейфами охранной сигнализации и с контрольной панелью, считыватель, связанный непосредственно с устройством управления и по радиоэфиру с меткой, блок передачи извещений, выполненный с возможностью передачи извещений по проводному и/или беспроводному каналам связи на пульт централизованного наблюдения, и цепь питания, состоящую из последовательно соединенных стабилизированного источника питания, выполненного с возможностью подключения к электросети, и первого аккумулятора, а также выключателя, установленного между выходом первого аккумулятора и входом питания устройства управления, один из выходов которого подключен ко входу блока передачи извещений. Причем введены общая шина питания и один или несколько голосовых оповещателей, каждый из которых содержит последовательно соединенные голосовой блок питания и управления, формирователь голосовых сообщений и громкоговоритель, а в состав каждого звукового оповещателя и каждого светового оповещателя также введены соответственно звуковой и световой блоки питания и управления, выходы которых подключены соответственно к сирене и к световому индикатору, входы всех блоков питания и управления подключены к общей шине питания, которая соединена со входом питания устройства управления ППК, при этом устройство управления выполнено с возможностью формирования и передачи по общей шине питания высокочастотных частотно-модулированных сигналов, несущих команды управления звуковыми, световыми и голосовыми оповещателями. Недостатком такого устройства является: ограниченное количество в ППК контролируемых зон охраны, низкая надежность системы и криптозащищенность системы и каналов передачи данных, невозможность использования альтернативных каналов передачи данных, таких как цифровых каналов Ethernet (TCP/IP)/GPRS, каналов операторов сотовой связи (GSM-канал), что в целом снижает вероятность доставки сообщения в заданный промежуток времени и приводит к низкой оперативности принятия решений в СЦН. Таким образом, целью заявленного изобретения является преодоление вышеуказанных проблем.

Краткое изложение сущности

Техническим результатом предложенного изобретения является: повышение надежности системы, имитостойкости системы и криптозащищенности каналов передачи данных в целях уменьшения вероятности обхода злоумышленниками системы охранно-пожарной сигнализации; обеспечение сопряжения СЦН при использовании цифровых каналов передачи данных Ethernet (TCP/IP), сотовой связи (GSM-канал), повышение информативности СЦН, позволяющей оптимизировать действия оперативных групп реагирования за счет постоянного мониторинга поведения злоумышленников на контролируемом объекте или развития других негативных ситуаций (пожара и др.).

Согласно изобретению предложена система приемо-передачи, контроля и обработки данных, содержащая приемно-контрольное устройство, которое включает в себя подсистему расширения беспроводных зон с по меньшей мере одним модулем расширения беспроводных зон и по меньшей мере один беспроводной датчик движения и/или разбития стекла, и/или дверных и/или оконных магнитоконтактов и/или датчик обнаружения пожара - извещатель и/или радиобрелок дистанционного управления, модуль расширения беспроводных зон обеспечивает двустороннюю радиосвязь с по меньшей мере одним беспроводным датчиком и/или радиобрелком дистанционного управления, при этом он связан по внутренней коммуникационной шине интерфейса RS-485 с приемно-контрольным устройством, а модуль расширения беспроводных зон выполнен с возможностью постоянного контроля канала радиосвязи с упомянутыми датчиками, причем датчики выполнены с возможностью формирования пакета данных контрольно-диагностического сообщения, состоящего из псевдослучайного байта шифрования, уникального номера датчика, порядкового номера передаваемого пакета данных, самого сообщения, уровня сигнала принятого предыдущего ответа от соответствующего модуля расширения беспроводных зон и уровня шума в зоне датчика и снабжены приемопередатчиком, передающим сигнал в диапазоне частот 868,0…868,2 МГц с выходной мощностью до 10 мВт кратковременными до 5-ти мсек импульсными кодированными посылками частотно-манипулированного сигнала с узким спектром излучения для передачи на соответствующий модуль расширения беспроводных зон.

Приемопередатчик каждого модуля расширения беспроводных зон, находящийся в режиме приема, принимает пакет данных, переданный соответствующим беспроводным датчиком, производит его контроль с помощью циклического избыточного кода (CRC) и при совпадении CRC расшифровывает его в соответствии с принятым байтом шифрования, сравнивает порядковые номера пакетов данных принятого от датчика и ожидаемого (следующего от предыдущего) и при совпадении вышеуказанных условий формирует идентичный ответный пакет данных. Приемопередатчик модуля расширения беспроводных зон передает ответный пакет данных в определенном временном окне, который соответствует определенному временному окну приемопередатчика беспроводного датчика. При невыполнении хотя бы одного из вышеуказанных условий проверки пакета данных производится повтор ответного пакета данных с другим псевдослучайным байтом шифрования, при этом повторные пакеты данных посылаются тройками с плавающими временными интервалами внутри троек и возрастающими интервалами между тройками. В случае несовпадения номеров пакетов данных модуля расширения беспроводных зон и соответствующего беспроводного датчика в приемно-контрольном устройстве выполняется алгоритм их синхронизации и/или формируется тестовый пакет контроля радиосвязи с беспроводным датчиком полностью соответствующей структуре пакета данных, при этом при передаче пакетов данных отдается приоритет возможным тревожным сообщениям.

Приемно-контрольное устройство осуществляет резервирование каналов связи беспроводных датчиков и при пропадании радиосвязи с одним из модулей расширения беспроводных зон другой модуль расширения беспроводных зон будет поддерживать связь с этим беспроводным датчиком.

Приемно-контрольное устройство как вариант может содержать подсистему расширения проводной зоны для работы с проводными датчиками - извещателями, например с датчиками с контролем шлейфа, построенные по технологии разделения токов и с двухпроводными с питанием по шлейфу. Приемно-контрольное устройство дополнительно содержит панель управления с кнопками управления и индикаторной ЖК панелью, на которую выводится информация о статусе системы, режиме работы и охраны, просмотр событий, вводимые команды, текущее время), причем панель управления подключена к упомянутой внутренней коммуникационной шине.

Радиобрелок дистанционного управления используется для связи с приемно-контрольным устройством и обеспечения возможности дистанционного управления им, в частности постановки на охрану/снятия с охраны системы, для обеспечения включения/выключения аварийной/пожарной тревоги. Радиобрелок дистанционного управления передает на по меньшей мере один модуль расширения беспроводных зон зашифрованные команды управления, при этом каждый раз производится синхронизация номеров пакетов команд управления между радиобрелком и модулем расширения беспроводных зон.

Приемно-контрольное устройство подключено к системе централизованного наблюдения посредством проводных и/или беспроводных каналов с возможностью приема/передачи зашифрованных команд управления от или к системе централизованного наблюдения посредством протоколов связи GSM SMS (службы коротких сообщений) или с непрерывной передачей данных по каналу GSM DataCall или GSM DPSK (дифференциальная фазовая манипуляция) или GPRS (пакетная радиосвязь общего пользования)/Ethernet. Система централизованного наблюдения предназначена для формирования и приемо-передачи для исполнения на приемно-контрольное устройство следующих команд управления: запрос о состоянии, удаленное взятие, блокировка постановки, разблокировка постановки, подтверждение постановки группы на охрану, проверка кратковременного размыкания контактов на клеммах извещателя - датчика, смена используемых в системе ключей шифрования, загрузка или обновление новых настроек в приемно-контрольном устройстве, загрузка микропрограммы и обновление программного обеспечения приемно-контрольного устройства. Перед оправкой таких команд управления может устанавливаться синхронизирующая сессия между системой централизованного наблюдения и приемно-контрольным устройством с идентификатором установленной сессии, которая передается и проверяется приемно-контрольным устройством на достоверность и при положительном результате выполняет соответствующую команду, а перед выполнением соответствующую команду в приемно-контрольном устройстве в систему централизованного наблюдения передается извещение о готовности ее выполнения.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана структурная схема предложенной системы с подсистемой расширения беспроводных зон с беспроводными датчиками.

Подробное описание изобретения

Приборы приемно-контрольные (ППК) в системе охранно-пожарной сигнализации являются промежуточным звеном между первичными средствами обнаружения проникновения злоумышленников (различные датчики обнаружения присутствия, например беспроводные датчики движения, разбития стекла, датчики дверных или оконных контактов или датчики обнаружения пожара (извещатели)) и системой передачи извещений. ППК могут использоваться в автономном режиме работы на охраняемом объекте с подключением систем звукового и светового оповещения и выполняют следующие основные функции: прием и обработку сигналов от извещателей; управление звуковыми и световыми оповещателями; питание извещателей по шлейфу сигнализации (ШС) или по отдельной линии; контроль состояния ШС; обеспечение процедур взятия под охрану и снятия объекта с охраны с возможностью их передачи в систему централизованного наблюдения (СЦН). СЦН - совокупность программно-аппаратных средств или составная часть системы передачи извещений, устанавливаемая в пункте централизованной охраны для приема от пультовых оконечных устройств, например от ППК или ретранслятора извещений сообщений системы охраны: проникновении на охраняемые объекты и/или пожаре, служебных и контрольно-диагностических извещений, обработки, отображения, регистрации полученной информации и представления ее в заданном виде для дальнейшей обработки. СЦН имеет соответствующее приемопередающее устройство, например GSM модем, который осуществляет обработку принятых сообщений от ПКК и предоставляет их оператору в виде удобной для визуального восприятия информации для мониторинга поведения злоумышленников на контролируемом объекте или развития других негативных ситуаций, позволяющей принять решение и оптимизировать действия оперативных групп реагирования. Так оператор анализирует информацию, оценивает негативные ситуации на объекте и действия, которые необходимо предпринять, например включить сирену, оператор определяет идентификаторы номера исполнительных программ, с помощью которых он может воздействовать на систему. Оператор посылает вызов, соответствующий идентификационному номеру: охраняемого объекта и его ППК или датчика и номер исполнительной программы, которую должна выполнить система в программируемом модуле для соответствующего исполнительного модуля (датчик, извещатель и др.).

ППК может формировать, например, 4 проводные зоны для работы с извещателями, например с извещателями с контролем шлейфа, построенные по технологии разделения токов и с двухпроводными извещателями с питанием по шлейфу, а также 8 беспроводных зон для работы с различными беспроводными датчиками. ППК содержит, по меньшей мере, один встроенный модуль расширения беспроводных зон - радиоприемопередатчик, что обеспечивает его работу с беспроводными извещателями - датчиками, от которых на ППК передаются сообщения: управления, тревоги, восстановления, вскрытия корпуса, разряда батареи, теста. Информация о происходящих событиях может быть передана от ППК на СЦН по телефонной линии и/или по радиоканалу, например, посредством внешних телефонных каналов или радиокоммуникатора - модема GSM, предназначенного для передачи сообщений в виде SMS, Datacall, DTMF посылок и в виде голосовых сообщений по каналу сотовой связи формата GSM или по GPRS. ППК содержит: контрольную панель управления (кнопки управления, индикаторную ЖК панель и звуковой сигнализатор) и, по меньшей мере, один модуль расширения беспроводных зон, которые подключены между собой по интерфейсу RS-485. Протокол RS-485 является наиболее широко используемым промышленным стандартом, использующим двунаправленную сбалансированную линию передачи. Протокол поддерживает полудуплексную связь и многоточечные соединения, обеспечивая создание сетей с количеством узлов до 32 и передачу на расстояние до 1200 м. При этом для передачи и приема данных достаточно одной скрученной пары проводников. Как вариант в качестве интерфейса и шин связи между модулями КПП может использоваться и интерфейс RS-232.

Система может быть запрограммирована и использовать несколько режимов охраны и контроля зон: "круглосуточный контроль зоны" вне зависимости от режима охраны, "режим полной охраны", "режим задержки", когда срабатывание извещателей, включенных в соответствующую зону, игнорируется в течение времени задержки на выход, что позволяет покинуть охраняемое помещение, а при снятии охраны срабатывание включенных извещателей игнорируется в течение времени задержки на вход, что позволяет войти в охраняемое помещение и выполнить процедуру снятия режима охраны.

В качестве первичных средств обнаружения используются различные датчики. Такие как беспроводные/проводные датчики движения и/или разбития стекла, и/или дверных и/или оконных магнитоконтактов и/или радиобрелоков дистанционного управления или тревожных кнопок. Датчик движения - пассивный инфракрасный датчик тепловых колебаний. Датчик может иметь широкий угол обзора и может контролировать целое помещение, комнату, если его устанавливать в углу комнаты или он может быть направленным датчиком движения, который позволяет охранять выделенную зону или объект в помещении. Датчик дверных и/или оконных магнитоконтактов открытия двери/окна (геркон) ставится на раму окна или двери и срабатывает, если разнести части датчика на определенное расстояние обычно 1-3 см. Кроме того, может использоваться датчик утечки газа как независимый извещатель утечки газа и/или пожарные датчики, которые могут иметь встроенную сирену. Для экономии энергии батарейки датчиков предусмотрен режим отключения светодиодной индикации, являющийся нормальным рабочим режимом датчика. В системе возможно подключение нескольких тревожных кнопок, при этом нажатие тревожной кнопки включает тревогу в независимости от режима работы системы. Также возможно подключить беспроводную сирену, которая является звуковым выходным устройством, устанавливаемым на объекте охраны.

Пульт дистанционного управления (ПДУ) используется для взаимосвязи с ППК и обеспечения возможности дистанционного управления им, в частности постановки на охрану/снятия с охраны системы, для включения/выключения аварийной/пожарной тревоги, для выполнения функций включения/выключения осветительных приборов. Работа ПДУ подсистемы расширения беспроводных зон использует дополнительное кодирование передаваемых команд. Помимо приведенных ниже принципов передачи сообщений пакеты данных от ПДУ шифруются согласно ГОСТ 28147-89, при этом каждый раз производится синхронизация номеров пакетов между ПДУ и модулем расширения беспроводных зон. Таким образом, производится дополнительная защита от взлома сообщений. Пульт может состоять из взаимосвязанных микропроцессора обработки данных, радиочастотного или ИК приемопередатчика, который посылает закодированные команды. Также пульт дополнительно может содержать ЖК-индикатор с подсветкой и/или отдельные светодиодные индикаторы: "Пожар", "Неисправность" и другие. Пользователь вводит команды посредством кнопок для ввода, например, команды смены режимов охраны (поставить на охрану, снять с охраны, тревога).

ППК содержит устройство управления, связанное с соответствующими проводными зонами (шлейфами охранной сигнализации), с контрольной панелью управления и по меньшей мере одним модулем расширения беспроводных зон и модулем передачи извещений, подключенным к одному из выходов устройства управления, который выполнен с возможностью передачи извещений на СЦН по проводным и/или беспроводным каналам связи, посредством подключенного к нему приемопередающего устройства, которое обеспечивает двустороннюю связь с приемопередающим устройством, установленным в СЦН. В качестве приемопередающего устройства может использоваться, например, GSM модем с блоком хранения номеров телефонов СЦН, или через интерфейс Ethernet, по каналам связи GPRS.

Устройство управления содержит процессор, блок памяти, связанный с процессором. Выходы извещателей с помощью соединительных проводов или шлейфов охранной сигнализации подключены к соответствующим входам-выходам аппаратно-программного средства (процессора), а беспроводные датчики подключены посредством радиоканала к модулям расширения беспроводных зон - приемопередатчикам, которые своими входами-выходами также подключены к соответствующим входам-выходам процессора. Первый вход-выход процессора подключен ко входу-выходу программируемого модуля, а второй вход-выход процессора подключается к исполнительным модулям, которые должны срабатывать по командам системы. Третий вход-выход процессора подключен ко входам оповещателей световой и/или звуковой сигнализации. ППК также содержит схему питания из последовательно соединенных стабилизированного источника питания, выполненного с возможностью подключения к электросети или аккумулятору, шины питания, к которой подключены входы питания устройства управления, контрольной панели управления, по меньшей мере, один модуль расширения беспроводных зон и приемопередающее устройство (GSM модем).

Работа беспроводных датчиков в подсистеме расширения беспроводных зон основана на использовании: нелицензируемого диапазона частот 868,0…868,2 МГц, выделенного для работы устройств охранной техники, с выходной мощностью до 10 мВт, что позволяет пользователям беспрепятственно использовать их по назначению; кратковременных импульсных кодированных посылках частотно-манипулированного сигнала Гауссовой формы в диапазоне 868 МГц, что позволило передавать в эфир короткие (до 5-ти мсек) посылки с узким спектром излучения. Также используется двухсторонний обмен сообщениями с модулем расширения беспроводных зон, что обеспечивает гарантированную доставку сообщений и уменьшает количество передаваемых сообщений, при этом каждый беспроводной датчик имеет свой уникальный номер, автоматически заданный и прописанный в процессе производства, что исключает возможность его подмены или ошибки персонала. Кроме того, обеспечивается многоуровневый контроль целостности пакетов, что исключает возможность ложных срабатываний, и постоянный контроль радиосвязи с датчиками за счет коротких тестовых интервалов, равных 2 мин, что позволяет определять факт отсутствия радиосвязи уже через 3 мин. Система беспроводных датчиков, модуля расширения беспроводных зон и ППК позволяет контролировать и отображать состояния батарейки и радиосвязи с каждым датчиком.

Подключение подсистемы расширения беспроводных зон совместно с беспроводными датчиками к ППК позволяет: увеличить количество контролируемых зон в ППК с 4 до 12 (8 зон беспроводных), подключить к ППК на каждую беспроводную зону до 4-х беспроводных датчиков, подключить к ППК до двух модулей расширения беспроводных зон и разместить их в различных местах для обеспечения надежной радиосвязи с установленными датчиками, осуществлять резервирование каналов связи датчиков с ППК, т.к. при пропадании связи с одним из модулей расширения беспроводных зон, второй будет поддерживать связь с датчиками, чьи сигналы он принимает, при этом дублирования тревожных событий не происходит.

Передача сообщений от датчиков к модулю расширения беспроводных зон производится в соответствии со следующими принципами и в последовательности: в случае необходимости передачи сообщения в централь датчик формирует пакет данных контрольно-диагностического сообщения, состоящий из псевдослучайного байта шифрования, уникального номера датчика, порядкового номера передаваемого пакета, самого сообщения, уровня сигнала принятого предыдущего ответа от модуля расширения беспроводных зон и уровня шума в зоне датчика; сформированный таким образом пакет передается приемопередатчиком датчика в эфир; приемопередатчик модуля расширения беспроводных зон, находящийся в режиме приема, принимает данный пакет, при совпадении CRC16 (циклического избыточного кода), расшифровывает его в соответствии с принятым байтом шифрования, сравнивает порядковые номера пакетов принятого от датчика и ожидаемого (следующего от предыдущего) и при совпадении вышеуказанных условий формирует ответный пакет идентичной структуры; в определенное временное окно приемопередатчик модуля расширения беспроводных зон передает сформированный пакет в эфир; в это же определенное временное окно приемопередатчик датчика включает свой приемник и принимает ответный пакет, расшифровывает его в соответствии с аналогичными критериями, и при правильности процедуры обмена датчик переключается в дежурный режим; при невыполнении хотя бы одного из вышеуказанных требований производится повтор сообщения, однако уже с другим псевдослучайным байтом шифрования, и возможно другими уровнями сигнала и шума (т.о. пакет повтора сообщения не похож на предыдущий пакет); повторные пакеты посылаются тройками с плавающими временными интервалами внутри троек и возрастающими интервалами между тройками, что позволяет избавиться от наложений пакетов от разных датчиков и избежать излишних затрат энергии батарейки датчика на повторы передачи сообщений; в случае несовпадения номеров пакетов датчика и модуля расширения беспроводных зон происходит их синхронизация по заданному алгоритму; в случае, если истек тестовый период передачи пакетов и не было в этот период событий, формируется тестовый пакет контроля связи с датчиком, полностью соответствующей структуре сообщения, при этом при передаче пакетов отдается приоритет тревожным сообщениям.

Данные контрольно-диагностического сообщения принятые модулем расширения беспроводных зон от датчиков, передаются в централь по шине RS-485. К этой шине может быть подключено несколько различных модулей, работающих в режиме опроса централи. К централи может быть подключено два модуля расширения беспроводных зон. Модули расширения беспроводных зон формируют и передают в радиоканалы только пакеты приписанным (зарегистрированным в системе) к ним датчикам. К ним приписываются беспроводные датчики, расположенные в зоне их радиовидимости. Однако, если один из модулей расширения беспроводных зон вышел из строя, не отвечает на опрос централи или не принимает пакеты от приписанных датчиков, а другой модуль расширения беспроводных зон производит прием этих пакетов, централь передает управление этими датчиками данному модулю и формирует событие о неисправности указанного модуля расширения беспроводных зон, что обеспечивает резервирование системы и повышает ее надежность.

Для того, чтобы исключить возможность приписки (работы) датчиков с модулями расширения беспроводных зон других централей, реализована ограниченная во времени однозначная процедура регистрации датчиков. Она заключается в том, что централь вводит модуль расширения беспроводных зон в режим регистрации датчиков на время не более 2-х минут. Если регистрация датчика произошла, то модуль расширения беспроводных зон выходит из режима регистрации, отобразив при этом на ЖКИ тип зарегистрированного датчика, его оригинальный серийный номер, уровень радиосигнала и батареи датчика. Регистрационные пакеты контрольно-диагностических сообщений датчики передают только в течение 30 секунд после включения питания у датчика, если в течение этого времени датчик не получил подтверждения регистрации, он засвечивает красный светодиод на 1 секунду и уходит в режим «сна», вывести из которого можно только сбросом и повторной подачей питания. При принятии регистрационного пакета датчик производит индикацию успешной регистрации с отображением состояния радиосвязи и батарейки.

ППК поддерживает следующий набор обратных команд контрольно-диагностических сообщений: "Опрос состояния", "Подтверждение постановки", "Подтверждение проверки КТС", "Удаленное взятие (перевзятие)", "Блокировка постановки", "Разблокировка постановки", "Смена ключей шифрования", "Отправка текстового извещения собственнику с отображением на ЖКИ", "Загрузка новых настроек в ППК", "Обновление настроек ППК". Получение микропрограммы и обновление программного обеспечения в программируемом модуле ППК производится в автоматическом режиме или после получения или ввода команды "Применить микропрограмму" или в режиме автопроверки обновлений. Обратные команды прибора могут быть получены по различным каналам связи: GSM, GPRS, Ethernet.

Режимы работы системы приемо-передачи, контроля и обработки данных.

Опрос состояния системы.

На СЦН формируется информационный пакет-команда с запросом о состоянии, которая отправляется на ППК. После получения команды с СЦН ППК посредством своих программно-аппаратных средств проверяет ее на достоверность и разрешение ее работы (таблица 1), затем выполняет - формирует и отправляет на СЦН отчет о своем состоянии по одному из запрограммированных каналов связи. (Если используется GSM DataCall, то передача команды и прием отчета о состоянии происходит в том же сеансе связи).

Подтверждение постановки.

После получения данных о постановке группы ППК на СЦН формируется ответный информационный пакет-команда, которая отправляется на ППК. После получения команды с СЦН ППК проверяет ее на достоверность и разрешение ее работы (таблица 2), затем выполняет - включает выход запрограммированный как "Подтверждение постановки" либо "Маяк" для сданной под охрану группы.

Подтверждение проверки КТС.

После запуска процедуры проверки кратковременного размыкания контактов на клеммах (КТС). КТС пользователем на ППК, на СЦН будет отправлено извещение о проверочной тревоге. Далее на СЦН формируется ответный информационный пакет-команда, которая отправляется на ППК. После получения команды с СЦН ППК проверяет ее на достоверность и разрешение ее работы (таблица 3), затем выполняет - завершает процедуру проверки КТС.ППК индицирует прогресс выполнения проверки КТС, с указанием успешности результата, или шаге проверки, на котором произошел сбой. Таким образом, проверяется работоспособность самого извещателя (или тревожной кнопки), целостность проводного шлейфа, монтажа, канала связи ППК с СЦН и СЦН с ППК.

Удаленное взятие (перевзятие).

Перед оправкой команды устанавливается синхронизирующая сессия ППК с СЦН - дополнительный уровень защиты. Далее на СЦН формируется информационный пакет-команда постановки группы под охрану, содержащая также обязательный идентификатор установленной сессии, которая отправляется на ППК. После получения команды с СЦН ППК проверяет ее на достоверность и разрешение ее работы (таблица 4), затем выполняет - ставит группу под охрану и формирует и отправляет на СЦН отчет о поставленных (либо перевзятых) группах по одному из запрограммированных каналов связи. Если данная группа была под охраной и в ней были неотмененные тревоги, они отменяются, но отчет о них остается доступен пользователю при просмотре с ЖКИ.

Блокировка постановки.

Перед оправкой команды устанавливается синхронизирующая сессия ППК с СЦН - дополнительный уровень защиты. Далее на СЦН формируется информационный пакет-команда блокировки постановки групп ППК под охрану, содержащая также обязательный идентификатор установленной сессии, которая отправляется на ППК. После получения команды с СЦН ППК проверяет ее на достоверность и разрешение ее работы (таблица 5), затем выполняет - блокирует постановку групп ППК. При попытке поставить группу такого ППК под охрану пользователю на ЖКИ отображается сообщение "Постановка заблокирована". Если в момент блокировки одна из групп была под охраной, для нее остается доступно действие "Снять".

Разблокировка постановки.

Перед оправкой команды устанавливается синхронизирующая сессия ППК с СЦН - дополнительный уровень защиты. Далее на СЦН формируется информационный пакет-команда разблокировки постановки групп ППК под охрану, содержащая также обязательный идентификатор установленной сессии, которая отправляется на ППК. После получения команды с СЦН ППК проверяет ее на достоверность и разрешение ее работы (таблица 6), затем выполняет - разблокирует постановку групп для ППК.

Смена ключей шифрования.

Перед оправкой команды устанавливается синхронизирующая сессия ППК с СЦН - дополнительный уровень защиты. Далее на СЦН формируется информационный пакет-команда, содержащая новые ключи шифрования, а также обязательный идентификатор установленной сессии, которая отправляется на ППК. После получения команды с СЦН ППК проверяет ее на достоверность и разрешение ее работы (таблица 7), затем выполняет - отправляет на СЦН извещение о готовности смены ключа, изменяет свои ключи шифрования, начинает передавать информационные пакеты, зашифрованные новым ключом.

Отправка текстового извещения собственнику с отображением на ЖКИ клавиатуре.

Перед оправкой команды устанавливается синхронизирующая сессия ППК с СЦН - дополнительный уровень защиты. Далее на СЦН формируется информационный пакет-команда с тестом извещения, содержащая также обязательный идентификатор установленной сессии, которая отправляется на ППК. После получения команды с СЦН, ППК проверяет ее на достоверность и разрешение ее работы (таблица 8), затем выполняет -отображает текст на ЖКИ клавиатуры. В команде будет отсутствовать текст, то предыдущее текстовое извещение будет удалено и на ЖКИ будет отображаться название модели ППК.

Загрузка новых настроек в ППК.

На СЦН формируется информационный пакет-команда с указанием подготовиться к приему данных в альтернативную область ППК - новых настроек, которая отправляется на ППК. После получения команды с СЦН ППК проверяет ее на достоверность и разрешение ее работы (таблица 9), затем выполняет - принимает данные с СЦН и записывает их в альтернативную область памяти (для GSM DataCall все выполняется в одном сеансе связи). После загрузки данных в альтернативную область памяти и проверки их целостности ППК отправляет на СЦН отчет о готовности к перепрограммированию по одному из запрограммированных каналов связи.

Обновление настроек ППК.

После загрузки настроек и отправки отчета о готовности к перепрограммированию ППК ожидает от СЦН команды перезаписи новой конфигурации из альтернативной области памяти в основную. Перед оправкой команды устанавливается синхронизирующая сессия ППК с СЦН - дополнительный уровень защиты. Далее на СЦН формируется информационный пакет-команда с обязательным указанием идентификатора установленной сессии, которая отправляется на ППК. После получения команды с СЦН ППК проверяет ее на достоверность и разрешение ее работы (таблица 10), затем выполняет - переписывает настройки из альтернативной области памяти в основную, и перезапускается с новыми параметрами работы.

Получение микропрограммы и обновление программного обеспечения прибора.

Перед оправкой команды устанавливается синхронизирующая сессия ППК с СЦН - дополнительный уровень защиты. Далее на СЦН формируется информационный пакет-команда загрузки микропрограммы, содержащая: адрес FTP (протокол передачи файлов) сервера, имя пользователя, пароль, порт FTP сервера, режим работы FTP - активный или пассивный, время периода автопроверки новой версии микропрограммы (если установлен параметр 0 - автопроверка отключается), название микропрограммы, параметр разрешено ли автообновление микропрограммы после скачивания, а также обязательный идентификатор установленной сессии. Сформированный пакет отправляется на ППК. После получения команды с СЦН ППК проверяет ее на достоверность и разрешение ее работы (таблица 11), затем выполняет следующее: отправляет отчет о начале скачивания микропрограммы, выполняет подключение к FTP серверу, скачивает микропрограмму, выполняет проверку ее целостности, по окончанию скачивания отправляет отчет на СЦН о готовности к замене микропрограммы и ее порядковый номер. Если установлен параметр автообновления микропрограммы, то по прошествии заданного времени (около минуты) после отправки отчета о готовности к обновлению ППК выполняет перезапуск и установку новой микропрограммы. Если же данный параметр не установлен - ППК ожидает команду "Применить микропрограмму" с СЦН. Если установлен параметр автопроверки наличия обновления микропрограммы и задана его периодичность (в минутах), то ППК будет автоматически скачивать новую микропрограмму, передавать на СЦН отчет о готовности к обновлению и ожидать команду "Применить микропрограмму" с СЦН для установки новой микропрограммы.

Таблица 11 Протокол связи Параметры команды Проверка на стороне ППК GPRS Пакет зашифрован ГОСТ 28147-89. Пакет зашифрован ГОСТ 28147-89 с известными ключами шифрования. Содержит GID устройства. Содержит ID сессии. Содержит правильный GID устройства. Содержит адрес FTP сервера, его порт. Целостность пакета данных. Содержит пользователя и пароль для FTP. Порядковый номер пакета данных, соответствует установленной нумерации. Содержит имя микропрограммы. Параметр автообновления. Правильность идентификатора сессии. Параметр автопроверки. Правильные параметры для доступа к FTP серверу.

Команда "Применить микропрограмму".

После загрузки микропрограммы и отправки отчета о готовности к ее смене ППК ожидает от СЦН команду "Применить микропрограмму". Перед оправкой команды устанавливается синхронизирующая сессия ППК с СЦН - дополнительный уровень защиты. Далее на СЦН формируется информационный пакет-команда с обязательным указанием идентификатора установленной сессии, которая отправляется на ППК. После получения команды с СЦН ППК проверяет ее на достоверность и разрешение ее работы (таблица 12), затем выполняет - выполняет перезапуск и установку новой микропрограммы.

Хотя выше были описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что они были представлены только для примера, а не для ограничения. Таким образом, охват и объем настоящего изобретения не должен ограничиваться вышеописанными вариантами осуществления.

Изобретение относится к системам сбора, приемо-передачи, контроля и обработки данных для охранно-пожарной сигнализации с возможностью автоматизированного управления. Техническим результатом является повышение надежности системы и криптозащиты каналов передачи данных в целях уменьшения вероятности обхода злоумышленниками системы охранно-пожарной сигнализации, а также обеспечение сопряжения системы централизованного наблюдения с цифровыми каналами связи. Предложенная система содержит приемно-контрольное устройство, включающее подсистему расширения беспроводных зон с модулем расширения беспроводных зон для обеспечения двусторонней радиосвязи постоянного контроля канала связи беспроводных датчиков и приемно-контрольного устройства по внутренней коммуникационной шине, датчики выполнены с возможностью формирования пакета данных контрольно-диагностических сообщений, состоящего из псевдослучайного байта шифрования, уникального номера датчика и порядкового номера пакета, самого сообщения, уровня сигнала принятого предыдущего ответа от соответствующего модуля расширения беспроводных зон и уровня шума в зоне датчика, и снабжены приемопередатчиком для передачи пакета данных на соответствующий модуль расширения беспроводных зон приемно-контрольного устройства. 18 з.п. ф-лы, 1 ил., 12 табл.

1. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных, содержащая приемно-контрольное устройство, отличающаяся тем, что приемно-контрольное устройство включает в себя подсистему расширения беспроводных зон с по меньшей мере одним модулем расширения беспроводных зон и по меньшей мере один беспроводной датчик движения и/или разбития стекла, и/или дверных и/или оконных магнитоконтактов, и/или датчик обнаружения пожара - извещатель и/или радиобрелок дистанционного управления, модуль расширения беспроводных зон обеспечивает двустороннюю радиосвязь с по меньшей мере одним беспроводным датчиком и/или радиобрелком дистанционного управления, при этом он связан по внутренней коммуникационной шине с приемно-контрольным устройством, а модуль расширения беспроводных зон выполнен с возможностью постоянного контроля канала радиосвязи с упомянутыми датчиками, причем датчики выполнены с возможностью формирования пакета данных контрольно-диагностического сообщения, состоящего из псевдослучайного байта шифрования, уникального номера датчика, порядкового номера передаваемого пакета данных, самого сообщения, уровня сигнала принятого предыдущего ответа от соответствующего модуля расширения беспроводных зон и уровня шума в зоне датчика, и снабжены приемопередатчиком, передающим сформированный таким образом пакет данных для передачи на соответствующий модуль расширения беспроводных зон приемно-контрольного устройства.

2. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.1, отличающаяся тем, что приемопередатчик каждого модуля расширения беспроводных зон, находящийся в режиме приема, принимает пакет данных, переданный соответствующим беспроводным датчиком, производит его контроль с помощью циклического избыточного кода (CRC) и при совпадении CRC расшифровывает его в соответствии с принятым байтом шифрования, сравнивает порядковые номера пакетов данных принятого от датчика и ожидаемого (следующего от предыдущего) и при совпадении вышеуказанных условий формирует идентичный ответный пакет данных.

3. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.2, отличающаяся тем, что приемопередатчик модуля расширения беспроводных зон передает ответный пакет данных в определенном временном окне, который соответствует определенному временному окну приемопередатчика беспроводного датчика.

4. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.3, отличающаяся тем, что при невыполнении хотя бы одного из вышеуказанных условий проверки принятого пакета данных производится повтор ответного пакета данных с другим псевдослучайным байтом шифрования.

5. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.4, отличающаяся тем, что повторные пакеты данных посылаются тройками с плавающими временными интервалами внутри троек и возрастающими интервалами между тройками.

6. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по любому из пп.2-5, отличающаяся тем, что в случае несовпадения номеров пакетов данных модуля расширения беспроводных зон и соответствующего беспроводного датчика в приемно-контрольном устройстве выполняется алгоритм их синхронизации и/или формируется тестовый пакет контроля радиосвязи с беспроводным датчиком полностью соответствующей структуре пакета, при этом при передаче пакетов данных отдается приоритет возможным тревожным сообщениям.

7. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.6, отличающаяся тем, что приемно-контрольное устройство осуществляет резервирование каналов связи беспроводных датчиков и при пропадании радиосвязи с одним из модулей расширения беспроводных зон другой модуль расширения беспроводных зон будет поддерживать связь с этим беспроводным датчиком.

8. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.1, отличающаяся тем, что упомянутые беспроводные датчики обеспечивают передачу в диапазоне частот 868,0…868,2 МГц с выходной мощностью до 10 мВт.

9. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.8, отличающаяся тем, что упомянутый приемопередатчик беспроводного датчика передает сформированный пакет данных кратковременными до 5 мс импульсными кодированными посылками частотно-манипулированного сигнала с узким спектром излучения.

10. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.1, отличающаяся тем, что приемно-контрольное устройство дополнительно содержит панель управления с кнопами управления и индикаторной ЖК панелью, на которую выводится информация о статусе системы, режиме работы и охраны, просмотр событий, вводимые команды, текущее время, причем панель управления подключена к упомянутой внутренней коммуникационной шине.

11. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя коммуникационная шина представляет собой интерфейс RS-485.

12. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.1, отличающаяся тем, что приемно-контрольное устройство дополнительно содержит подсистему расширения проводной зоны для работы с проводными датчиками - извещателями, например с датчиками с контролем шлейфа, построенные по технологии разделения токов и с двухпроводными с питанием по шлейфу.

13. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.1, отличающаяся тем, что радиобрелок дистанционного управления используется для связи с приемно-контрольным устройством и обеспечения возможности дистанционного управления им, в частности, постановки на охрану/снятия с охраны системы для обеспечения включения/выключения аварийной/пожарной тревоги.

14. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.1, отличающаяся тем, что радиобрелок дистанционного управления передает на по меньшей мере один модуль расширения беспроводных зон зашифрованные команды управления, при этом каждый раз производится синхронизация номеров пакетов команд управления между радиобрелком и модулем расширения беспроводных зон.

15. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.1, отличающаяся тем, что приемно-контрольное устройство посредством проводных и/или беспроводных каналов подключено к системе централизованного наблюдения.

16. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.1, отличающаяся тем, что приемно-контрольное устройство посредством проводных и/или беспроводных каналов выполнено с возможностью приема/передачи зашифрованных команд управления от или к системе централизованного наблюдения посредством протоколов связи GSM SMS (службы коротких сообщений), или GSM DataCall, или GSM DPSK (дифференциальная фазовая манипуляция), или GPRS (пакетная радиосвязь общего пользования)/Еthernеt.

17. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.1, отличающаяся тем, что система централизованного наблюдения выполнена с возможностью формировать и передавать для исполнения на приемно-контрольное устройство следующие информационные команды управления: запрос о состоянии, удаленное взятие, блокировка постановки, разблокировка постановки, подтверждение постановки группы на охрану, проверка кратковременного размыкания контактов на клеммах извещателя - датчика, смена используемых в системе ключей шифрования, загрузка или обновление новых настроек в приемно-контрольном устройстве, загрузка микропрограммы и обновление программного обеспечения приемно-контрольного устройства.

18. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.1, отличающаяся тем, что перед оправкой информационных команд управления устанавливается синхронизирующая сессия между системой централизованного наблюдения и приемно-контрольным устройством с идентификатором установленной сессии, которая передается и проверяется приемно-контрольным устройством на достоверность, и при положительном результате выполняет соответствующая команда.

19. Система приемо-передачи, контроля и обработки данных по п.1, отличающаяся тем, что перед выполнением соответствующей команды в приемно-контрольном устройстве в систему централизованного наблюдения передается извещение о готовности ее выполнения.