Способ контроля несанкционированного доступа на объект с использованием инфракрасного датчика в энергоэффективных беспроводных сетях Российский патент 2023 года по МПК G08B13/19 

Изобретение относится к области МКП G08B 13/19, G08B 25/10, а именно - к применению способов обнаружения инфракрасного излучения в системах сигнализации, в которых местонахождение вторжения в охраняемую зону передается на центральную станцию с использованием систем беспроводной передачи.

Известна «Система охраны периметра «Радиорубеж», описанный в патенте RU №129283, МПК G08B 25/00, опубл. 2013 г. (аналог 1). Система содержит блок средств обнаружения и блок сбора и отображения информации. Блок средств обнаружения содержит датчики движения, работающие на различных физических принципах, включая пассивные инфракрасные датчики (ИК). Связь между всеми датчиками движения и блоком сбора и отображения информации осуществляется с помощью радиоканала связи 433 МГц. Система обеспечивает расширение зоны охраны и мониторинга объектов, с которыми нет проводных линий связи. При обнаружении нарушителя датчики формируют тревожное извещение и передают его через соседние датчики, работающие в этом случае в качестве ретрансляторов, в блок сбора и отображения информации. Обработка информации в системе осуществляется с возможностью использования интеллектуальных алгоритмов для достижения максимальной вероятности обнаружения и минимального количества ложных тревог.

Сходными существенными признаками являются: датчики, работающие на различных физических принципах, блок сбора и отображения информации, связь между всеми датчиками и блоком сбора и отображения информации с помощью радиоканала (отсутствие проводных линий связи).

Недостатком системы является применение узкополосных каналов в диапазоне 433 МгЦ и низкая экнергоэффективность системы, требующая применения для датчиков питания от внешней батареи.

Известен «Мобильный комплекс технических средств охраны», описанный в патенте RU №2427039, МПК G08B 13/19, опубл. 2011 г. (аналог 2). Комплекс содержит пункт управления, периметровую охранную систему. Периметровая охранная система, состоит из N локальных постов охраны, каждый из которых содержит пассивное инфракрасное средство обнаружения, а также передатчик и приемник двухпозиционного радиолучевого средства обнаружения, тепловизор и датчик обнаружения приближения нарушителя к локальному посту охраны (обрывное средство обнаружения). Все средства обнаружения и наблюдения имеют в своем составе радиопередатчики, передающие информацию в пункт управления. Данный комплекс обеспечивает контроль наземного и воздушного пространства охраняемой территории.

Сходными существенными признаками являются: пункт управления, периметровая охранная система, состоящая из локальных постов охраны, периметровые средства обнаружения (радиолучевые, пассивные инфракрасные, обрывные).

Недостатками системы являются:

1) отсутствие двусторонней радиосвязи между пунктом управления и остальными составными частями комплекса, что ограничивает функциональные возможности комплекса (пункт управления обеспечивает односторонний прием радиосигналов и в нем отсутствует возможность настройки составных частей комплекса и управления ими);

2) передача информации в комплексе осуществляется на одной радиочастоте радиоканала связи, что усложняет одновременный прием сигналов срабатывания от средств обнаружения и видеоинформации от средств наблюдения.

3) эксплуатация мобильного комплекса предполагает развертывание в условиях наличия внешнего питания для локальных постов охраны.

Известен «Способ беспроводного обнаружения открывания объекта контроля», описанный в патенте RU №2697946, МПК G08B 13/19, опубл. 21.08.2019 г. (аналог 3), который заключается в том, что в зоне расположения объекта контроля устанавливают беспроводной PIR датчик, с помощью которого с использованием LPWAN или NB IoT технологии отправляют сообщения на базовую станцию, установленную в зоне распространения радиосигнала беспроводного PIR датчика. С помощью базовой станции принимаются от беспроводного PIR датчика каждое сообщение, обрабатываются и отправляются на сетевой сервер. С помощью сетевого сервера принимаются от базовой станции каждое сообщение, обрабатываются и отправляются на электронное устройство пользователя. Каждое сообщение от беспроводного PIR датчика содержит идентификационные данные беспроводного PIR датчика и полезный сигнал, а полезный сигнал содержит сигнал контроля работоспособности при закрытом положении объекта контроля или сигнал тревоги при открывании объекта контроля.

Сходными существенными признаками способа, описанного в патенте, и предлагаемого способа являются: использование энергоэффективной сети LPWAN беспроводных датчиков, базовой станции (центрального поста охраны), электронного устройства пользователя (мобильного пульта охраны), а также использование показаний датчика для осуществления анализа сигналов с последующей передачей информации на центральный пост охраны.

В рассматриваемом способе, применение LPWAN позволяет устранить недостатки организации радиоканалов связи, т.к. конечные устройства (датчики), работающие в таких сетях обеспечивают длительную работу от встроенного источника питания в течение нескольких лет, большой (несколько километров) радиус действия, резервированный приём сигналов несколькими базовыми станциями, высокую защищенность от преднамеренных и случайных помех, быстрое развертывание охранного периметра. Эти преимущества достигаются, как справедливо указывают авторы способа, в случае применения для удаленного контроля и пресечения контроля и пресечения несанкционированного вскрытия, например, технологических дверей, крышек люков и т.п.

Предлагаемый способ не позволяет обеспечить необходимую энергоэффективность и автономность эксплуатации беспроводных датчиков в условиях обитаемых или жилых помещений. Это связано с тем, что такие объекты предполагают чередование длительных периодов работы в неохраняемом режиме и режиме охраны. При этом, владелец, покидая помещение, посылает с мобильного устройства в адрес сервера сообщение о переводе объекта в режим охраны, а при желании использовать помещение - сообщение о снятии с охраны. Сервер извещает владельца о принятии объекта на охрану или выключении охраны. Тревожные сообщения пользователю формируются сервером только в режиме охраны. В случае снятия с охраны, центральный пульт не формирует тревожных сообщений пользователю и игнорирует сообщения от ИК датчиков. Вместе с тем ИК сенсор в случае движения на объекте будет вызывать посылку сигнала тревоги на центральный пульт как в режиме охраны, так и в случае снятия с охраны, что не является энергоэффективным решением и приводит к многократному увеличению потребления энергии батареи.

Указанный недостаток может быть устранен в предлагаемом способе за счет использования при постановке и снятии с сигнализации свойств беспроводного ИК сенсора.

Принципиальная схема устройства беспроводного ИК сенсора представлена на фиг. 1. ИК датчик для работы в сети LPWA состоит из чувствительного элемента 1, контроллера 2, радиомодуля с антенной 3. Чувствительный элемент 1 подключается на вход контроллера 2 устройства, который в свою очередь подключается к радиомодулю 3, обеспечивающему доступ к радиосети.

Предложенное в способе устройство работает следующим образом:

ИК датчик после установки на объекте и активации в сети может находиться в двух режимах - сторожевом и нейтральном. В сторожевом режиме контроллер 2, обнаружив сигнал от сенсора 1, формирует тревожный сигнал для отправки по радиоканалу, а затем переходит в нейтральный режим. В нейтральном режиме контроллер 2 анализирует сигналы сенсора 1, но не отправляет тревожные сигналы при обнаружении движения. Только после истечения настраиваемого промежутка времени Т_ап устройство автоматически переходит в сторожевой режим и сообщает об этом на центральный пульт/сервер.

В реальных существующих устройствах интервал времени Т_ап может быть задан в диапазоне от 1 до 60 минут. Если Т_ап минимально, то в этом случае в режиме снятой охраны, при наличии движения на объекте, конечное устройство (ИК датчик) будет формировать около 500 пакетов за 8-часовой интервал, а при максимальном Т_ап - около 10. Это означает, что количество отправляемых пакетов и, как следствие, время автономной работы без замены источника питания в зависимости от Т_ап изменяется в 50 раз. Установка с помощью настроек более экономного режима с максимальным временем Т_ап приводит к тому, что объект, после его перевода в режим охраны и выдачи сигнала на постановку, будет находиться в неохраняемом режиме значительное время, а минимальное Т_ап приведет к быстрому истощению источника питания. Например, устройства (например, MS0101 компании Вега-Абсолют) имеют гарантированное количество пакетов, отправляемых устройством до замены источника питания - 9000. Это означает, что время жизни устройства без замены батареи может изменяться в зависимости от настроек от 18 до 900 суток.

Предлагаемый подход реализуется в системе, структурная схема которой приведена на фиг. 2. На мобильное устройство пользователя 4 устанавливается программное обеспечение (приложение), которое не только может принимать сигналы от сервера 5, но и передавать на сервер 5 сообщение о режиме объекта («снять с охраны», «поставить на охрану»). Сервер 5 принимает сообщение и формирует для передачи в адрес ИК датчика 6 команды, задающие длительность пассивного режима в зависимости от режима. Далее команды передаются через средства коммуникации 7 и базовые передающие/принимающие станции 8 на ИК датчик 6.

Если от приложения пользователя получен сигнал о постановке на охрану, сервер 5 формирует и передает сообщение, устанавливающее для параметра Т_ап минимальное значение, получает от датчика 6 подтверждение о выполнении команды, формирует сообщение пользователю об исполнении команды, переходит в режим извещения о поступлении тревожных сообщений пользователя.

Если от приложения пользователя получен сигнал о снятии с охраны, сервер 5 формирует и передает сообщение, устанавливающее для параметра Т_ап максимальное значение, получает от датчика 6 подтверждение о выполнении команды, формирует сообщение пользователю об исполнении команды, переходит в режим игнорирования сообщений извещения о поступлении тревожных сообщений от ИК датчика 6.

Изобретение относится к средствам охранной сигнализации с использованием централизованных систем сигнализации на основе систем беспроводной связи и инфракрасного излучения для обнаружения проникновения на охраняемый объект. Технический результат заключается в уменьшении потребления энергии конечными устройствами сети с одновременным повышением надежности контроля несанкционированного доступа. Способ контроля несанкционированного доступа основан на использовании беспроводных систем связи и оконечных устройств обнаружения движения на основе инфракрасного излучения (ИК сенсоров), являющихся автономными по электропитанию, но характеризующихся частой передачей пакетов сигналов в обитаемых помещениях. Изобретение позволяет обеспечить адаптивное управление ИК сенсором. 2 ил.

Способ контроля несанкционированного доступа на объект с использованием инфракрасных датчиков в энергоэффективных беспроводных сетях, заключающийся в том, что в зоне расположения объекта устанавливают беспроводные ИК датчики, позволяющие передавать сообщения с использованием технологий энергоэффективных беспроводных сетей (LPWAN) на базовые станции в зоне распространения радиосигнала ИК датчика, принимают и обрабатывают каждое сообщение согласно протоколам и стандартам LPWAN, отправляют на сетевой сервер, с помощью сетевого сервера обрабатывают сообщение и отправляют на электронное устройство пользователя, при этом сообщение, отправляемое пользователю, содержит информацию, идентифицирующую расположение датчика, сигнал работоспособности датчика или сигнал тревоги при обнаружении доступа на объект, отличающийся тем, что при постановке объекта в режим охраны сервер отправляет служебное сообщение в адрес датчиков, которое устанавливает минимальное время перехода в режим охраны, а при снятии с режима охраны сервер отправляет служебное сообщение в адрес датчика или группы датчиков, которое устанавливает максимальное время перехода в режим охраны.