Пристрій охоронної сигналізації

Изобретение относится к техническим средствам охраны, в частности к устройствам, подающим сигнал тревоги при попадании нарушителя в излучаемое электромагнитное поле, и может быть использовано для обнаружения несанкционированных перемещений в замкнутом пространстве. Известны устройства охранной сигнализации, использующие принцип доплеровского смещения частоты для обнаружения движущегося объекта в охраняемой зоне, содержащие передатчик СВЧ-энергии, приемник отраженного сигнала, систему обработки и регистрации [1, 2]. Недостатком таких устройств является необходимость наличия двух антенн - передающей и приемной, что усложняет устройство и увеличивает его габариты. Известно устройство для охранной сигнализации [3], содержащее, в частности, источник электромагнитного поля, антенну, фильтр нижних частот, усилитель и формирователь сигнала тревоги. Существенно, что источник электромагнитного поля выполняет при этом функции передатчика и приемника одновременно. Недостатком этого устройства является отсутствие автоматического контроля исправности линий связи и элементов устройства, большие размеры и вес, отсутствие резервного источника питания, что обусловливает низкую надежность и невысокие эксплуатационные характеристики охранной сигнализации. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство [4], содержащее приемопередающую антенну, подключенную к приемопередатчику, усилитель, триггер, накопитель, пороговое устройство (компаратор), выпрямитель, источник постоянного напряжения, блок индикации, включающий канал световой индикации и генератор звукового сигнала. Данное устройство охранной сигнализации позволяет обнаруживать движущегося нарушителя в ограниченном пространстве, например, во внутреннем пространстве автомобиля, а также в те х условиях, где требуются незначительные вес устройства, его габариты и энергопотребление. Недостатком устройства-прототипа является его одноканальность (контроль осуществляется только за одним помещением), необходимость иметь раздельные линии связи для питания источника электромагнитного поля и передачи сигнала тревоги, что приводит к многопроводным интерфейсам датчика (три и более проводов), отсутствие автоматического контроля исправности линий связи и элементов устройства, отсутствие контроля за нарушителем после получения сигнала тревоги, технические трудности обнаружения малых и медленных перемещений, невозможность использования устройства для противопожарной охраны. В основу заявляемого изобретения поставлена задача получить такое компактное устройство охранной сигнализации, новая совокупность элементов и связей которого позволила бы по одному блоку индикации контролировать множество охраняемых помещений, осуществлять питание и передачу информации от датчика по одной двухпроводной линии связи, проводить автоматическую проверку исправности линий и элементов устройства при включении датчиков в дежурный режим, обеспечивать непрерывный контроль за действиями нарушителя в том числе при малых и медленных его перемещениях, а также выполнять и пожароохранные функции. Решение задачи привело бы к техническому результату, суть которого сводится к расширению области применения охранных устройств на многосотовые замкнутые пространства, повышению надежности их функционирования, улучшению массогабаритных, стоимостных, эксплуатационных характеристик, обеспечению многофункциональности создаваемых на их основе систем охраны. Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что приемопередатчик миллиметрового диапазона, выполненный по автодинной схеме в одном блоке с приемопередающей антенной, усилитель, триггер Шмитта, накопитель, пороговое устройство (компаратор), а также дополнительно введенные разделительный фильтр, генератор информационного сигнала, формирующая цепь и термомодуль конструктивно образуют датчик, причем в устройство введен комплект таких датчиков, в каждом из которых низкочастотный выход приемопередатчика соединен с усилителем, выход которого соединен со входом триггера Шмитта, выход которого через формирующую цепь соединен со входом накопителя, выход накопителя соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом термомодуля, выход компаратора соединен с управляющим входом генератора информационного сигнала, выход которого соединен со входом разделительного фильтра, первый выход которого соединен со входом питания приемопередатчика, второй выход фильтра является выходом датчика и одновременно входом питания датчика, в состав блока индикации дополнительно введены модулятор звукового сигнала, кнопка сброса, блок ИЛИ, блок ИЛИ-НЕ, стабилизатор напряжения, вентиль, а также согласно количеству датчиков - каналы световой индикации в составе разделительного фильтра, приемника информационного сигнала, триггера, схемы защиты от короткого замыкания, выключателя, первого и второго световых индикаторов каждый, причем выход каждого из датчиков соединен со входом соответствующего канала световой индикации, вход которого является одновременно выходом питания соответствующего датчика и первым входом разделительного фильтра, второй вход которого подключен к выходу схемы защиты от короткого замыкания, вход которой соединен через выключатель с питающим входом канала световой индикации, выход разделительного фильтра соединен со входом приемника информационного сигнала, выход которого соединен с первым установочным входом триггера, а также со входом первого светового индикатора и первым информационным выходом канала световой индикации, выход триггера соединен со вторым световым индикатором и является вторым информационным выходом канала световой индикации, второй установочный вход триггера соединен с кнопкой сброса, первые и вторые информационные выходы каналов световой индикации соединены с соответствующими входами блоков ИЛИ и ИЛИ-НЕ соответственно, выход блока ИЛИ соединен с первым управляющим входом генератора звукового сигнала, выход блока ИЛИ-НЕ соединен со входом модулятора звукового сигнала, выход которого подключен ко второму управляющему входу генератора звукового сигнала, вход выпрямителя подключен к сети переменного тока, источник постоянного напряжения через вентиль соединен с выходом выпрямителя, который подключен к стабилизатору напряжения, выход стабилизатора напряжения соединен с питающими входами каналов световой индикации. Сущность заявляемого изобретения пояснена фиг. 1, 2, 3. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства о хранной сигнализации; на фиг. 2 -структурная электрическая схема датчика; на фиг. 3 - стр уктурная электрическая схема канала световой индикации. Заявляемое устройство охранной сигнализации содержит комплект из N датчиков 1.1 .... 1.N, блок индикации 2 в составе N каналов световой индикации 3.1 ... 3.N, блока ИЛИ 4, блока ИЛИ-НЕ 5, кнопки сброса 6, модулятора звукового сигнала 7, генератора звукового сигнала 8, стабилизатора напряжения 9 и вентиля 10, а также выпрямитель 11, источник постоянного напряжения 12, Каждый из датчиков 1.1 ... 1.N содержит приемопередатчик 13 с приемопередающей антенной 14, усилитель 15, триггер Шмитта 16, формирующую цепь 17, накопитель 18, компаратор 19, термомодуль 20, генератор информационного сигнала 21, разделительный фильтр 22. Каждый канал световой индикации 3.1... 3.N состоит из разделительного фильтра 23, приемника информационного сигнала 24, первого светового индикатора 25, триггера 26. второго светового индикатора 27, схемы защиты от короткого замыкания 28, выключателя 29. Устройство охранной сигнализации работает следующим образом. После завершения монтажных работ при первоначальной установке устройства охранной сигнализации и всякий раз перед очередным его использованием вход выпрямителя 11 подключается к сети переменного тока, а вентиль 10 блока индикации 2 -к выходу источника постоянного напряжения 12. Вентиль 10 обеспечивает автоматическое переключение на питание от источника постоянного напряжения 12 при пропадании напряжения в сети переменного тока. В зависимости от требуемого режима охраны, например, дневного или ночного, заявляемое устройство позволяет включать в любой последовательности любое количество датчиков из 1.1 ... 1.N, обеспечивая охрану требуемых в данное время помещений. При этом выключатели 29 соответствующи х каналов световой индикации З.п (здесь и далее по тексту обозначение η соответствует множеству номеров задействованных датчиков и каналов световой индикации) переводят во включенное состояние. В результате, питающее напряжение с выхода стабилизатора напряжения 9 поступает на запитку все х элементов канала световой индикации З.п и далее через разделительный фильтр 23 - на подключенный к этому каналу световой индикации З.п датчик 1.п. Вследствие задержки поступления информационного сигнала с генератора 21 триггер 26 включенного канала световой индикации перебрасывается в состояние выдачи сигнала "Тревога" с включением второго светового индикатора 27, например, красного цвета, и через блок ИЛИ 4 -генератора звукового сигнала 8. После выхода на режим генератора информационного сигнала 21 с его выхода колебаний радиочастоты поступают через разделительный фильтр 22 в линию связи и далее - на разделительный фильтр 23 задействованного канала световой индикации З.п. Таким образом, с помощью двухпроводной линии связи обеспечивается питание датчика 1.п и передача информационного сигнала. С выхода разделительного фильтра 23 информационный сигнал поступает на приемник информационного сигнала 24, на выходе которого формируется потенциал, напитывающий первый световой индикатор 25, например, зеленого цвета. Этот же потенциал инвертируется блоком ИЛИ-НЕ 5 и выключает модуляцию звукового сигнала тревоги. Таким образом, признаком правильного функционирования канала при включении является включение первого и второго световых индикаторов и непрерывного (немодулированного) звукового сигнала. При нажатии оператором кнопки сброса триггер 26 перебрасывается в исходное состояние, отключаются второй световой индикатор 27 и через схему ИЛИ 4 - генератор звукового сигнала 8. Включенный канал находится в "дежурном" режиме, о чем свидетельствует нахождение первого светового индикатора 25 во включенном состоянии. При неисправности линии связи либо датчика информационный сигнал на входе приемника 24 отсутствует, первый световой индикатор 25 выключен, триггер 26 находится в состоянии "Тревога", через схемы ИЛИ-НЕ 5 и ИЛИ 4 включены соответственно модулятор звукового сигнала 7 и генератор звукового сигнала 8. При включенном модуляторе 7 звуковой сигнал прерывистый. В случае короткого замыкания линии связи схема защиты от короткого замыкания 28 автоматически отключает данную линию, предупреждая тем самым выход из строя элементов источника питания 9, 10, 11,12 и обеспечивая работу др уги х каналов. Таким образом, при включении любого из каналов обеспечивается автоматический контроль неисправности, защита элементов устройства и установка "дежурного" режима. Параллельно, в приемопередатчике 13 датчика 1.п устанавливается режим генерации монохромных СВЧколебаний миллиметрового диапазона, например, 61,0...61,5 ГГц мощностью не более 10 мВт. Приемопередатчик 13 представляет собой автодинный модуль, выполненный, например, на лавиннопролетном диоде (ЛПД). При нахождении в охраняемом пространстве движущегося нарушителя на выходе приемопередатчика 13 появляется сигнал доплеровской частоты, который поступает на вход усилителя 15, являющегося , одновременно частотным фильтром (полоса пропускания частот выбрана в соответствии со скоростью перемещения регистрируемых объектов, например, 0,02... 12 м/с), и далее поступает на вход триггера Шмитта 16, который преобразует синусоидальный сигнал в прямоугольный с фиксированной амплитудой. Пороги срабатывания триггера Шмитта 16 устанавливают, исходя из заданной вероятности ложных срабатываний. Формирующая цепь 17 по прямоугольным импульсам, поступающим с выхода триггера Шмитта 16, вырабатывает в каждом периоде их повторения импульсы е фиксированной энергией. При поступлении на накопитель 18 определенного количества, например, 4-6 таких импульсов за время не более заданного, например, 1 с, уровень сигнала на выходе накопителя 18 превысит порог срабатывания компаратора 19, который прерывает работу генератора информационного сигнала 21 на время не менее установленного, например, 0,2 с. Таким образом, в датчике реализованы три способа защиты от ложных срабатываний, а именно: частотный - полоса пропускания усилителя 15 выбирается в соответствии со скоростью перемещения объектов, подлежащих регистрации; уровневый - порог срабатывания триггера Шмитта 16 устанавливается на уровне, превышающем уровень шума на заданную величину; дистанционно-скоростной - выдача сигнала тревоги осуществляется после накопления в накопителе 18 определенного числа импульсов за время не более заданного. Кроме того, приемник информационного сигнала 24 не реагирует на кратковременные (менее 0,2 с) прерывания сигнала, что обеспечивает защиту от наведенных в линии связи помех, которые могут воздействовать непосредственно на вход приемника. Исчезновение информационного сигнала приводит к срабатыванию соответствующего канала, как рассмотрено ранее, причем после первоначального срабатывания устройство продолжает находиться в дежурном состоянии, сигнализируя о перемещениях наруши теля прерывистым звуковым сигналом и отключениями первого светового индикатора 25. В случае повышения температуры, сигнал с термомодуля 20, выполненного, например, на термисторе, превысит порог срабатывания компаратора 19, установленный, исходя из климатических условий, соответствующим температуре от 40 до 80°С, что приводит к ситуации аналогичной случаю накопления накопителем 18 заданного числа импульсов. При этом последующая работа соответствующего канала световой индикации З.п и возврат его в дежурный режим не отличается от рассмотренной. Возможности устройства по противопожарной защите могут быть расширены путем включения в разрывы одного из приводов линии связи необходимого количества стандартных противопожарных датчиков, работающих на размыкание цепи, например, типа ДТЛ. В качестве примера практического выполнения заявляемого устройства может быть представлен его реализованный вариант, содержащий комплект из 8 датчиков. Каждый из них обеспечивает охрану в секторе 75° х 7° на дальности не менее 5 м. Излучаемая мощность составляет не более 10 мВт, Минимальная фиксируемая скорость перемещения 0,02 м/с. Датчик установлен в корпус размером 38 х 26 х 54 мм и имеет вес 40 г.