Система управления домофоном Российский патент 2023 года по МПК G06F9/46 H04M11/02 

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к системам электрической связи, обеспечивающей работу таких устройств как домофонные панели.

В настоящий момент существует такая “угроза” со стороны производителей любых технических устройств как Vendor Lock-in, что означает прекращение технической поддержки производителей выпущенной продукции для покупателя по каким-либо причинам. То же касается и домофонных панелей, которые выпускаются заводом изготовителем с собственной “прошивкой” - встроенным программным обеспечением, осуществляющим работу устройства на низшем уровне, таком как передача электрического сигнала на микросхему, осуществляющей и координирующей работу устройства в целом.

Таким образом, существует потребность в создании такой системы управления - “прошивки” в частности для домофонных систем и самих домофонных панелей, которая бы могла оснастить любую домофонную панель одинаковыми функциями независимо от производителя.

Из уровня техники известна территориальная система мониторинга, оповещения и управления муниципального и/или объектового уровня при угрозе, возникновении, в ходе и при ликвидации чрезвычайных ситуаций (RU 2605505 C1, МПК A62C 35/00, G08B 25/00, опубл. 20.12.2016 г.).

Аппаратно-программный комплекс включает устройство сопряжения и контроля, контроллеры периферийных устройств, автоматизированное рабочее место диспетчера центрального поста, оконечные устройства в виде источников формирования команд, устройств оповещения и исполнительных устройств. Устройство сопряжения и контроля включает в себя блок интерфейса RS 232/485, блок сопряжения с локальной вычислительной сетью, блок речевого синтезатора, блок воспроизведения МР3 файлов, блок шины удаленных устройств, блок контроля питающего напряжения, блок часовой станции, блок телефонного интерфейса, блок GSM, блок приема сигналов сети телевизионного вещания «Триколор», блок управления домофонами, блок управления радиостанцией, блок каналов тональной частоты, блок индикации. Каждый блок является независимым устройством со своим микроконтроллером. Блоки объединены между собой по системной шине.

Недостатком данного технического решения следует считать отсутствие блоков и модулей, за счет которых АПК может быть внедрен в любое принимающее и передающее сигнал устройство по типу домофона или иного подобного устройства.

Из уровня техники известна пользовательская прикладная среда в устройстве управления процессом (патент RU 2733088 C1, МПК G06F 9/46, опубл. 29.09.2020 г.), где коммуникационное соединение контроллера устройства с хостом, при этом хост выполнен с возможностью обеспечения системы управления процессом контроллером устройства и автоматическим устройством, коммуникационно соединенным с контроллером устройства; установку приложения управления процессом в пространстве приложений в прошивке контроллера устройства, причем указанное приложение управления процессом снабжается данными разрешений;

выполнение, с использованием процессора, приложения управления процессом, причем приложение управления процессом расширяет функциональные возможности контроллера устройства в пространстве приложений; и контроль доступа приложения управления процессом к физическим ресурсам контроллера устройства при определении данными разрешений того, какие из физических ресурсов контроллера устройства доступны для приложения управления процессом.

Недостатком данного изобретения следует считать отсутствие блока, регулирующего входное напряжение для обеспечения стабильной работы устройства.

Технический результат заявляемого изобретения направлен на сохранение и расширение функционала домофонных панелей за счет установки единой системы управления домофоном, расположенной на единой печатной плате, осуществляющей полный контроль и работу функций домофонной панели, а также на исключение возможности выхода устройства из строя из-за снижения напряжения. Дополнительный технический результат направлен на удаленное управление/обновление устройства.

Технический результат достигается тем, что система управления домофоном содержит единую печатную плату, пространство приложений, размещенное на сервере обработки данных и соединенное путем управляющего сигнала с контроллером устройства, ядро операционной системы Linux, размещенное на единой печатной плате в блоке физических устройств на процессоре, при этом контроллер устройств и физические ресурсы установлены на единой печатной плате; при этом пространство приложений состоит из модулей: camafon, который связан с контроллером путем управляющего сигнала; streamer и dns, которые связаны путем односторонней связи с ядром операционной системы Linux, причем сигнал от ядра операционной системы Linux поступает одновременно на модули и dns; модуль streamer соединен с api server, а модуль dns соединен с sip; при этом физические ресурсы расположены отдельно от ядра операционной системы Linux и контроллера устройства и состоят из модулей: памяти, процессора, датчиков, ввода/вывода сигнала, шины ввода/ вывода; причем процессор связан с дополнительной физической платой управления напряжением, содержащей блок регулирования входного напряжения, которая подключена непосредственно к источнику питания, для исключения возможности выхода устройства из строя из-за снижения напряжения.

В контексте данной заявки под единой системой управления домофоном понимается домофонная прошивка (далее по тексту домофонная прошивка - прошивка), скомпонованная на единой печатной плате. Дополнительная плата управления напряжением представляет собой физический блок регулирования входного напряжения, осуществляющий балансировку значения напряжения на участке цепи.

Система управления домофоном содержит пространство приложений, которое взаимодействует с системными контроллерами, контроллерами устройств и/или автоматическими устройствами, расположенными в системе управления процессом самой домофонной панели, а именно размагничивание двери, осуществление связи домофонной квартирной трубки и БВД (блока вызова домофона), осуществление подсветки, сбор и трансляция данных с видеокамеры, хранение исторической информации, взаимодействие с иными устройствами, такими как смартфоны.

В контексте данной заявки контроллеры устройств выполняют функции управления физическими ресурсами в дополнение к основным функциям управления процессом, выполняемым прошивкой контроллеров устройств.

Такими автоматическими устройствами могут быть, например, датчик размагничивания, датчик освещенности, кнопка вызова службы 112, и они могут выполнять функции управления процессом, такие как открытие или закрытие магнитного замка, включение подсветки, поступление звонка в службу в 112.

В дополнение к управлению автоматическими устройствами контроллеры устройств могут генерировать данные процесса (например, информацию управления процессом) на основе информации, полученной от автоматических устройств.

Данные процесса могут включать в себя статистику процесса, сигналы тревоги, данные мониторинга, информацию о тенденциях процесса, диагностическую информацию, информацию о состоянии автоматического устройства и/или сообщения от автоматических устройств. В некоторых примерах контроллеры устройств могут быть интегрированы в автоматическое устройство. В альтернативном варианте или дополнительно в некоторых примерах контроллеры устройств могут быть подключены к автоматическому устройству с использованием проводного или беспроводного соединения.

Контроллер, предустановленный на печатной плате системы управления домофоном, выполняет соединительную функцию, например, для связи с хостом (например, SIP-телефонией, сервером и т.д.), поддерживает связь с автоматическим устройством и/или генерируют данные процесса. Для обновления функциональных возможностей контроллера устройства его не нужно переводить в автономный режим, а обновляют программное обеспечение - прошивку контроллера удаленно, то есть это происходит в фоновом режиме, не нарушая работу устройства в целом.

Кроме того, для расширения или ограничения пользовательских функций, прошивка или модуль прошивки изменяется и рекомпилируется. Такие подходы ограничивают гибкость контроллера устройства и могут потребовать значительного количества времени и ресурсов.

Прошивка устройства содержит пространство приложений, размещенное на сервере обработки данных и соединенное путем управляющего сигнала с контроллером устройства. Пространство приложений позволяет расширять и/или обновлять функциональные возможности контроллера процесса без обновления прошивки и без нарушения работы процесса контроллера.

Наличие в пространстве приложений следующих модулей обеспечивает выполнение функций:

camafon представляет собой ресурс, обрабатывающий и передающий видеопоток с камеры, предустановленной в домофоне;

streamer - транслирует потоковые видеокадры на сопряженные устройства при помощи, api server, который позволяет осуществлять запросы и получать на них ответы между домофоном и смартфоном, либо иным устройством, таким как персональный компьютер, планшет и т.д.;

dns - это стандартный протокол, который позволяет пользователям получать доступ к веб-сайтам, используя удобочитаемые адреса, в данном случае это облачная платформа IP-телефонии;

sip - это набор программного обеспечения для запуска IP-телефонии в рамках офиса или производства (распределитель звонков).

Прошивка устройства содержит ядро операционной системы Linux, размещенное на единой печатной плате в блоке физических устройств на процессоре. Это позволяет отделить его от остальных модулей прошивки, чтобы обеспечить безопасность и стабильность работы устройства, а значит каждое устройство может быть обновлено в фоновом режиме и использоваться как отдельное устройство, также могут быть изменены настройки работы всего устройства в целом. Операционная система Linux является наиболее устойчивой к поломкам и к системным сбоям всей системы устройства, позволяет встроиться в любое аналогичное устройство и обеспечить работу всех процессов, заложенных в прошивке, не замедляя работу самого устройства - работая без задержек в откликах на команды контроллера.

Наличие блока физических ресурсов, содержащего память, процессор, датчики, средства ввода информации, средства вывода информации, дополнительную плату управления, обеспечивает полноценную работу домофонной панели, а именно: осуществление связи между БВД и домофонной трубкой в квартире, возможность трансляции, сохранения, просмотра видеопотока и видеоархива, осуществление подсветки клавиатуры. Наличие в данном блоке возможности подключения к дополнительной плате управления напряжением через общую шину с блоком питания, обеспечивает контроль входного напряжения, регулируя его значения, что обеспечивает бесперебойное питание и предотвращает выход устройства из строя из-за снижения напряжения.

Далее будет рассмотрен конкретный пример работы домофонной прошивки на блоке вызова домофона.

На фигуре представлена блок-схема прошивки для домофона, где обозначены следующие блоки с позициями и их соединения: 1- пространство приложений;1.1 - camafon; 1.2 - streamer; 1.3 - api server; 1.4 - dns; 1.5 - sip; 2 - ядро операционной системы Linux; 3 - контроллер устройства; 4 - физические ресурсы; 4.1 - память; 4.2 - процессор; 4.3 - датчики; 4.4 - средства ввода информации; 4.5 - средства вывода информации; 4.6 - дополнительная плата управления напряжением; 5 - автоматическое устройство; 6, 7, 8, 9, 10 - управляющие сигналы между модулями; 11 - блок питания; 12 - шина.

В конкретном примере исполнения под датчиками следует понимать - датчик движения, датчик размагничивания, датчик освещенности, датчик темноты.

Средства ввода информации: клавиатура, динамик, считыватель ключей, видеокамера.

Средства вывода информации: дисплей, динамик.

Автоматическое устройство - блок вызова домофона.

Домофонная вызывная панель, произведенная и предустановленная на входной подъездной двери в жилом доме компании “Интерсвязь” модели “Сокол”, подключается к блоку питания 11 через шину 12 к блоку 4 физические ресурсы, а именно к модулю 4.6 - дополнительной плате управления напряжением, что однозначно обеспечивает бесперебойную работу устройства. Через модуль 4.6 подключение от блока питания 11 осуществляется к процессору 4.2, оттуда сам процессор 4.2 подключается к оставшимся физическим ресурсам блока 4, а именно 4.1,4.3, 4.4, 4.5.

После подключения ток попадает на процессор 4.2, обеспечивающий работу иных физических ресурсов, расположенных в модуле 4, а также на контроллер устройства 3, который запускает процессы работы остальных модулей, расположенных на плате.

Контроллер устройства 3 путем односторонней связи 6, выполненной в виде управляющего сигнала, связан с модулем 1.1 camafon, чтобы запустить процесс обработки видеопотока с модуля 4.4 средств ввода информации. Таким образом камера, предустановленная на домофонной панели начинает работать, и сохранять на модуль 4.1 памяти видеоархив, что является расширенной функциональной возможностью домофонной панели.

После запуска работы модуля 1.1 сигнал переходит на ядро 2 операционной системы Linux, которая одновременно связывается с модулями 1.2 streamer и 1.4 dns путем односторонней связи 7. То есть дается сигнал с ядра 2 на трансляцию видеопотока на сопряженные устройства через модуль 1.2, после чего, необходимо осуществить адресность трансляции видеопотока, данная операция осуществляется путем связи 8 от модуля 1.2 streamer на модуль 1.3 api server. Благодаря такой связи блоков пользователь домофона может просматривать видеопоток с камеры домофона с мобильного устройства (смартфона, планшета и т.д.).

Модуль 1.4 dns путем односторонней связи с модулем 1.5 sip образуют связку, обеспечивающую возможность совершения звонка с домофонной панели на конкретную домофонную трубку в квартире, а также возможность настройки расписания трубки звонков, что в свою очередь является расширением функционала. Также имеется возможность регулировать громкость и уровень сигнала в домофонной трубке.

Наличие разделения связей контроллера устройства 3 с пространством приложений 1; ядра 2 операционной системы Linux с пространством приложений 1; контроллера устройства 3 и блока 4 физических ресурсов позволяет распределять нагрузку на работу устройства в целом. При этом время отклика с любого из устройств ввода информации будет составлять 0 секунд с погрешностью до 0,1 секунды.

Размещение основных блоков 2 - 4 на единой печатной плате позволяет интегрировать данную прошивку в любое устройство, содержащее тот же набор средств ввода и вывода информации, что делает прошивку универсальной на все домофонные панели любого производителя.

Наличие ядра 2 операционной системы Linux, связанного с модулем 1.4 dns, обеспечивает возможность удаленного обновления устройства, а также возможность сбора данных, хранящихся на данном устройстве (домофонной панели), а также расширить функциональные возможности, например улучшение качества видео, запустить массовые оповещения при ЧС, запустить бегущую строку - оповещение и т.д.

Таким образом достигается сохранение и расширение функционала домофонных панелей за счет установки единой системы управления домофоном, расположенной на единой печатной плате, осуществляющей полный контроль и работу функций, а также на исключение возможности выхода устройства из строя из-за снижения напряжения.

Так как прошивка домофона представляет собой независимую единицу в составе БВД, имеется возможность подключения к иной домофонной панели, например, без наличия в имеющемся конструктиве физической платы управления, а значит БВД подвержена работе со сбоями.

Например, такая домофонная панель представлена компанией “Бевард”, которая по техническому оснащению совпадает с функционалом домофонной панели “Сокол”, то есть имеется клавиатура, видеокамера, считыватель ключей, динамик, дисплей, а также содержит собственную прошивку, которая обеспечивает ряд таких функций как: сохранение и реализация видеопотока, возможность его просмотра; возможность осуществления вызова с квартирой, в которой установлена домофонная трубка; обеспечение пропускной способности в подъезд.

Однако данный функционал существующей прошивки не представляется столь обширным, нежели чем на домофоне “Сокол”.

После “внедрения” в домофонную панель “Бевард” прошивки “Сокол”, появляется возможность таких функций как:

- за счет подключения модуля 4.6 через шину 12 с блоком питания 11 устраняется возможность выхода из строя домофонной панели из-за скачка напряжения;

- за счет наличия пространства приложений 1 и подключения таких модулей как 1.1 camafon и 1.2 streamer осуществляется возможность не только осуществления видеопотока и его сохранения, но и возможности просмотра архива видео каждому конкретному абоненту (именно свой адрес), а также регулировать качество видео и возможность настройки ночной съемки;

- за счет наличия модуля sip 1.5 осуществляется возможность настройки квартирных домофонных трубок, а именно настройка автоматического включения и выключения звукового сигнала, а также регулировка громкости;

- за счет наличия в прошивки модуля 4.3 датчики, имеется возможность дополнительного подключения, например, светодиодов для подсветки клавиатуры, либо кнопки размагничивания.

Таким образом функционал работы домофонной панели расширяется, несмотря на то, что техническое оснащение остается прежним, а также стабилизируется вся работа устройства и выполняется защита от перебоев напряжения.

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к системам электрической связи, обеспечивающей работу таких устройств как домофонные панели. Технический результат заявляемого изобретения направлен на расширение функционала домофонных панелей за счет установки единой системы управления домофоном. Система управления домофоном содержит единую печатную плату, пространство приложений, размещенное на сервере обработки данных и соединенное путем управляющего сигнала с контроллером устройства, ядро операционной системы Linux, размещенное на единой печатной плате в блоке физических устройств на процессоре, при этом контроллер устройств и физические ресурсы установлены на единой печатной плате; при этом пространство приложений состоит из модулей: camafon, который связан с контроллером путем управляющего сигнала; streamer и dns, которые связаны путем односторонней связи с ядром операционной системы Linux, модуль streamer соединен с api server, а модуль dns соединен с sip; при этом физические ресурсы расположены отдельно от ядра операционной системы Linux и контроллера устройства и состоят из модулей: памяти, процессора, датчиков, ввода/вывода сигнала, шины ввода/ вывода; причем процессор связан с дополнительной физической платой управления напряжением, содержащей блок регулирования входного напряжения. 1 ил.

Система управления домофоном, характеризующаяся тем, что содержит единую печатную плату, пространство приложений, размещенное на сервере обработки данных и соединенное путем управляющего сигнала с контроллером устройства, контроллер устройств и физические ресурсы установлены на единой печатной плате, при этом физические ресурсы и контроллер расположены отдельно от ядра операционной системы Linux; контроллер устройства состоит из модулей: памяти, процессора, датчиков, ввода/вывода сигнала, шины ввода/ вывода, причем процессор связан с дополнительной физической платой управления напряжением, содержащей блок регулирования входного напряжения, которая подключена непосредственно к источнику питания, при этом контроллер устройства за счет односторонней связи - управляющего сигнала связан с модулем camafon для запуска процесса обработки видеопотока с модуля средств ввода информации - камеры и сохраняет на модуль памяти видеоархив, также после запуска camafon сигнал переходит на ядро операционной системы Linux, которая связывается с модулями streamer и dns, за счет которых осуществляют трансляцию видеопотока на сопряженных устройствах, и для адресной трансляции используется модуль api server, модуль dns и модуль sip.