Автоматизована радіоканальна система централізованого спостереження, контролю та охорони стаціонарних та рухомих об’єктів

Передбачуваний винахід відноситься до галузі телемеханіки і телесигналізації і може бути використаний для централізованого спостереження, охорони і контролю стаціонарних і рухомих об'єктів. Відома радіоканальна система тривожної сигналізації для централізованої охорони автотранспортних засобів, нерухомості, людей і тварин (патент РФ №2182088, B60R25/10, G08B25/00, 2002 p.). Відома система містить установлені на об'єктах нерухомості, що охороняються, блоки стаціонарних охоронних сповіщувачів, які зв'язані через буферні пристрої зі стаціонарними об'єктовими кінцевими пристроями, що мають стаціонарні антени для зв'язку по радіоканалу, також встановлені на автотранспортних засобах блоки охоронних сповіщувачів, що возяться, які зв'язані з об'єктовими кінцевими пристроями, що возяться, які мають антени, що возяться, для зв'язку по радіоканалу, також об'єктові кінцеві пристрої, що носяться, з убудованими антенами для зв'язку по радіоканалу, центр збору та обробки інформації, що має пультовий кінцевий пристрій з антеною для зв'язку по радіоканалу і пульт централізованого спостереження, що містить плату адаптера вводу інформації, що з'єднана з процесором обробки інформації та з пультовим кінцевим пристроєм, при цьому зв'язок по радіоканалу здійснюється за допомогою мікростільникової мережі передачі даних з базовими станціями і ретрансляторами, виконаними з можливістю прийому кодових повідомлень від стаціонарних, об'єктових кінцевих пристроїв, що возяться та носяться, селекції і ретрансляції зазначених повідомлень на найближчу базову станцію чи ретранслятор, центр збору та обробки інформації містить також блок обробки і відображення картографічної і семантичної інформації і принтер з адаптером принтера, при цьому пульт централізованого спостереження здійснює автоматичний контроль справності радіоканалу за допомогою відстеження періодичного надходження повідомлень від кожного стаціонарного та об'єктового кінцевого пристрою, що возиться. У відомій системі мікростільникова мережа передачі даних передає сигнали тривоги від об’єктових кінцевих пристроїв по радіальних ланцюжках ретрансляторів на єдину базову станцію, зв'язану з центром збору й обробки інформації виділеним каналом зв'язку, також можлива передача в зворотному напрямку по зазначених радіальних ланцюжках від базової станції сигналів телеуправління ретрансляторами та об'єктовими кінцевими пристроями. Також мікростільникова мережа передачі даних виконана з можливістю прийому сигналів тривоги від об'єктових кінцевих пристроїв одним чи декількома ретрансляторами і передачі цих сигналів на найближчу базову станцію, з наступною передачею цих сигналів з декількох базових станцій у центр збору й обробки інформації і передачі в зворотному напрямку по зазначених виділених каналах зв'язку з центра збору й обробки інформації сигналів телеуправління базовими станціями, а також передачі від базових станцій на ретранслятори, що знаходяться в їхніх зонах дії, сигналів телеуправління цими ретрансляторами та об'єктовими кінцевими пристроями. Виділені канали зв'язку можуть бути підключені до телефонної мережі загального користування. Послідовна передача сигналів тривоги від об'єктових кінцевих пристроїв по радіальних ланцюжках ретрансляторів на єдину базову станцію, подальша передача їх на центр збору та обробки інформації з виділеного каналу зв'язку може бути причиною зниження швидкодії і надійності відомої системи. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, по технічній сутності і результату, що досягається, є радіоканальна система тривожної сигналізації для централізованої охорони транспортних засобів, нерухомості, людей і тварин (патент РФ №2201363, B60R 25/10, G08B25/08, публікація 27.03.2003 р.). Дана система містить m стаціонарних установок охоронної сигналізації, кожна з який містить у собі блок стаціонарних охоронних сповіщувачів, стаціонарний об'єктовий кінцевий пристрій зі стаціонарною антеною, об'єктовий ретрансляційний вузол мікростільникової мережі передачі даних, до складу якого входять об'єктовий приймач і об'єктовий контролер, зв'язаний із приймально-передавальним модулем стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку. У систему також входять установки охоронної сигналізації, що возяться, які знаходяться на автотранспортних засобах, центр збору й обробки інформації, що включає в себе пультовий кінцевий пристрій з антеною, пульт централізованого спостереження, приймально-передавальний модуль стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку і центральний контролер, при цьому пультовий кінцевий пристрій має можливість обміну кодовими повідомленнями з центральним процесором. Також у систему входять n територіальних ретрансляційних вузлів мікростільникової мережі передачі даних, кожний з який містить приймальний модуль ретранслятора мікростільникової мережі передачі даних, контролер територіального ретрансляційного вузла мікростільникової мережі передачі даних і приймально-передавальний модуль зв'язку, що забезпечує можливість роботи в стандарті GSM. При цьому об'єктові ретрансляційні вузли мікростільникової мережі передачі даних забезпечують можливість прийому кодових повідомлень від стаціонарних і установок охоронної сигналізації, що возяться, селекції зазначених повідомлень і передачі зазначених кодових повідомлень по стандартній стільниковій мережі рухомого зв'язку, а центр збору й обробки інформації і кожний з n територіальних ретрансляційних вузлів виконані з можливістю роботи в стандартній стільниковій мережі рухомого зв'язку. Дана система не може бути е фективно використана для охорони рухомих об'єктів внаслідок відсутності апаратури для визначення координат рухомих об'єктів. Дальність дії рухомих об'єктів відомої системи обмежується зоною дії територіальних ретрансляційних вузлів мікростільникової мережі передачі даних. Велика кількість вузлів ретрансляції може бути причиною зниження надійності системи. В основу винаходу покладена задача створення автоматизованої радіоканальної системи централізованого спостереження, контролю й охорони стаціонарних і рухомих об'єктів, що має підвищену надійність, перешкодозахищеність, дальність дії при зниженому співвідношенні сигнал/шум за рахунок виправлення помилок у прийнятому сигналі. Зазначений технічний результат досягається тим, що в автоматизовану радіоканальну систему централізованого спостереження, контролю й охорони стаціонарних і рухомих об'єктів, що має у своєму складі, пульт централізованого спостереження, до складу якого входить перший контролер доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку, вхід якого з'єднаний з виходом першої приймально-передавальної пультової антени, друга приймально-передавальна пультова антена, К постів ретрансляції, кожний з яких містить першу і другу приймально-передавальну ретрансляційні антени, m об'єктових стаціонарних охоронних приладів, кожний з який містить другий контролер доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку, вхід якого з'єднаний з виходом першої приймально-передавальної об'єктової стаціонарної антени, другу приймальнопередавальну об'єктову стаціонарну антену і s стаціонарних об'єктових кінцевих пристроїв сигналізації, n об'єктових рухомих охоронних приладів, кожний з який містить першу приймально-передавальну антену, додатково в пульт централізованого спостереження введено персональний комп'ютер, джерело безперебійного живлення, багатофункціональний пультовий модем, радіостанція, вхід якої з'єднаний з виходом другої приймально-передавальної пультової антени , а шина вводу/виводу з'єднана із шинами вводу/виводу багатофункціонального пультового модему, першого контролера доступ у до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку і комп'ютера, шина живлення якого з'єднана з виходом джерела безперебійного живлення, у кожен з К постів ретрансляції введений приймально-передавальний пристрій зв'язку з пультом централізованого спостереження, приймально-передавальний пристрій зв'язку з об'єктовими приладами, перший і другий багатофункціональні ретрансляційні модеми, контролер обробки і збереження прийнятих і переданих сигналів, контролер охорони ретранслятора, блок живлення й акумулятор, причому виходи першої і другої приймальнопередавальних ретрансляційних антен з'єднані відповідно з входами приймально-передавального пристрою зв'язку з пультом централізованого спостереження і приймально-передавального пристрою зв'язку з об'єктовими приладами, шини вводу/виводу яких з'єднані відповідно із шинами вводу/виводу першого багатофункціонального ретрансляційного модему і другого багатофункціонального ретрансляційного модему, а також з'єднані відповідно з першою і другою шинами вводу/ви воду контролера обробки і збереження прийнятих і переданих сигналів, третя шина вводу/виводу якого з'єднана із шиною вводу/виводу контролера охорони ретранслятора, перший і другий входи якого з'єднані відповідно з виходами блоку живлення та акумулятора, а в кожний з m об'єктових стаціонарних охоронних приладів введені об'єктовий трансивер, контролер доступу зв'язку з телефонною лінією, контролер, пристрій управління режимами і відображення параметрів кінцевих пристроїв, пристрій для дистанційного управління, акумулятор, причому вхід об'єктового трансивера з'єднано з виходом другої приймально-передавальної об'єктової стаціонарної антени, а шина вводу/виводу з'єднана із шинами вводу/виводу контролера зв'язку з телефонною лінією, другого контролера доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку і контролера, вхід/ви хід якого з'єднаний із входом/виходом пристрою управління режимами і відображення параметрів кінцевих пристроїв, перший вхід контролера з'єднаний з виходами s стаціонарних об'єктових кінцевих пристроїв сигналізації, другий вхід контролера з'єднаний з виходом акумулятора, а вихід контролера з'єднаний із входом пристрою дистанційного управління, виходи якого є виходами дистанційного управління, а в кожен з n об'єктових рухомих о хоронних приладів уведені трансивер, третій контролер доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку, контролер зв'язку із системою глобального місцевизначення, пристрій управління режимами і відображення параметрів об'єктів, стандартна охоронна система, акумулятор, друга і третя приймально-передавальні антени, причому вхід трансивера з'єднаний з виходом першої приймально-передавальної антени, а його шина вводу/виводу з'єднана із шинами вводу/виводу третього контролера доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку, контролера зв'язку з системою глобального місцевизначення, стандартної охоронної системи, а також із шинами вводу/виводу пристрою управління режимами і відображення параметрів об'єктів, вхід якого з'єднаний з виходом акумулятора, а входи третього контролера доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку і контролера зв'язку із системою глобального місцевизначення з'єднані відповідно з виходами другої і третьої приймально-передавальних антен. Причому, у кожен контролер введено джерело безперебійного живлення. Також у кожен контролер охорони ретранслятора введено джерело безперебійного живлення. Сукупність введених відмітних ознак дозволяє підвищити надійність, перешкодозахищеність, збільшити дальність дії автоматизованої радіоканальної системи централізованого спостереження, контролю й охорони стаціонарних і рухомих об'єктів при зниженому співвідношенні сигнал/шум, за рахунок виконання фільтрації вхідного і вихідного сигналів, тактової і циклової синхронізації, кодування і декодування інформації з виправленням помилок у прийнятому сигналі (до п'яти бітових помилок у пакеті). Також виконання постійного контролю за станом живильної мережі, наявність джерел безперебійного живлення, дозволяють забезпечити безперебійну роботу системи, що також підвищує надійність функціонування системи, що заявляється. На фіг.1 приведена структурна схема системи, що заявляється. Автоматизована радіоканальна система централізованого спостереження, контролю й охорони стаціонарних і рухомих об'єктів містить пульт 1 централізованого спостереження, до складу якого входить перший контролер 2 доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку, вхід якого з'єднаний з виходом першої приймально-передавальної пультової антени 3, друга приймально-передавальна пультова антена 4, К постів ретрансляції 5, кожний з який містить першу 6 і другу 7 приймально-передавальні ретрансляційні антени, m об'єктових стаціонарних охоронних приладів 8, кожний з який містить другий контролер 9 доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку, вхід якого з'єднаний з виходом першої приймально-передавальної об'єктової стаціонарної антени 10 і другу приймально-передавальну об'єктову стаціонарну антену 11, s стаціонарних об'єктових кінцевих пристроїв 12 сигналізації, n об'єктових рухомих охоронних приладів 13, кожний з який містить першу приймальнопередавальну антену 14, пульт централізованого спостереження містить також персональний комп'ютер 15, джерело 16 безперебійного живлення, багатофункціональний пультовий модем 17, радіостанцію 18, вхід якої з'єднаний з виходом другої приймально-передавальної пультової антени 4, а шина вводу/ви воду з'єднана із шинами вводу/виводу багато функціонального пультового модему 17, першого контролера 2 доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку і персонального комп'ютера 15, шина живлення якого з'єднана з виходом джерела 16 безперебійного живлення, кожний з К постів ретрансляції 5 містить також приймальнопередавальний пристрій 19 зв'язку з пультом централізованого спостереження, приймально-передавальний пристрій 20 зв'язку з об'єктовими приладами, перший 21 і другий 22 багатофункціональні ретрансляційні модеми, контролер 23 обробки і збереження прийнятих і переданих сигналів, контролер 24 охорони ретранслятора, блок 25 живлення та акумулятор 26, причому виходи першої 6 і другої 7 приймально-передавальних ретрансляційних антен з'єднано відповідно з входами приймально-передавального пристрою 19 зв'язку з пультом централізованого спостереження і приймально-передавального пристрою 20 зв'язку з об'єктовими приладами, шини вводу/ви воду яких з'єднані відповідно із шинами вводу/виводу першого багатофункціонального ретрансляційного модему 21 і друго го багатофункціонального ретрансляційного модему 22, а також з'єднані відповідно з першою і другою шинами вводу/виводу контролера 23 обробки і збереження прийнятих та переданих сигналів, третя шина вводу/виводу якого з'єднана із шиною вводу/виводу контролера 24 охорони ретранслятора, перший і другий входи якого з'єднані відповідно з виходами блоку 25 живлення й акумулятора 26, а кожний з m об'єктових стаціонарних охоронних приладів 8 містить також об'єктовий трансивер 27, контролер 28 доступу зв'язку з телефонною лінією, контролер 29, пристрій 30 управління режимами і відображення параметрів кінцевих пристроїв, пристрій 31 для дистанційного управління, акумулятор 32, причому вхід об'єктового трансивера 27 з'єднаний з виходом другої приймально-передавальної об'єктової стаціонарної антени 11, а шина вводу/виводу з'єднана із шинами вводу/виводу контролера 28 доступу зв'язку з телефонною лінією, другого контролера 9 доступ у до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку і контролера 29, вхід/ви хід якого з'єднаний з входом/виходом пристрою 30 управління режимами і відображення параметрів кінцевих пристроїв, перший вхід контролера 29 з'єднаний з виходами s стаціонарних об'єктових кінцевих пристроїв сигналізації, другий вхід контролера 29 з'єднаний з виходом акумулятора 32, а вихід контролера 29 з'єднаний із входом пристрою 31 для дистанційного управління, виходи якого є виходами дистанційного управління, а в кожний з n об'єктових рухомих охоронних приладів уведені трансивер 33, третій контролер 34 доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку, контролер 35 зв'язку із системою глобального місцевизначення, пристрій 36 управління режимами і відображення параметрів об'єктів, стандартна охоронна система 37, акумулятор 38, друга 39 і третя 40 приймально-передавальні антени, причому вхід трансивера 33 з'єднаний з виходом першої приймальнопередавальної антени 14, а його шина вводу/виводу з'єднана із шинами вводу/виводу третього контролера 34 доступ у до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку, контролера 35 зв'язку із системою глобального місцевизначення, стандартної охоронної системи 37, а також із шинами вводу/виводу пристрою 36 управління режимами і відображення параметрів об'єктів, вхід якого з'єднаний з виходом акумулятора 38, а входи третього контролера 34 доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку і контролера 35 зв'язку із системою глобального місцевизначення з'єднані відповідно з виходами другої 39 і третьої 40 приймально-передавальних антен. Причому, у кожен контролер введено джерело безперебійного живлення. Також у кожен контролер охорони ретранслятора введено джерело безперебійного живлення. Особливості системи, що заявляється, полягають у наступному. Система виконує одно і/чи двосторонню передачу інформації між пультом централізованого спостереження ПЦС і незалежними об'єктами охорони, як стаціонарними так і рухомими, забезпечуючи при цьому єдине функціонування всіх елементів системи. Дана система, що заявляється, використовує наступні канали зв'язку: - радіоканал. Передача по радіоканалу здійснюється на одній виділеній частоті з діапазону 146...174Мгц частотномодульованим радіосигналом. Даний діапазон частот є оптимальним для передачі даних як в умовах міської забудови, так і в умовах пригорода. Радіус зони покриття складає від 4 до 11км, у залежності від забудови і рельєфу місцевості. Збільшення зони покриття досягається шляхом установки постів ретрансляції. - радіоканал стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку GSM 900. Може бути використаний у випадку, коли об'єкти спостереження знаходяться поза зоною зв'язку по радіоканалу з ПЦН, а установка постів ретрансляції в даному районі є економічно невигідною. - телефонні лінії зв'язку, що комутуються. Для особливо важливих об'єктів передбачене дублювання каналу зв'язку. Контролер доступ у зв'язку з телефонною лінією, що встановлено в об'єктових стаціонарних приладах, має сумісність з різними системами охоронно-пожежної сигналізації типу «Циклон», «Атлас-3», «Атлас-6». Система, що заявляється, працює в таким чином. Установлені на об'єктових стаціонарних охоронних приладах 8 стаціонарні об'єктові кінцеві пристрої 12 сигналізації виробляють сигнали впливу, що обурює, що надходять на контролер 29, де обробляються за тривалістю та у залежності від поточного стану об'єктового стаціонарного охоронного приладу 8, здійснюється передача повідомлення через об'єктовий трансивер 27 і антену 11 по радіоканалу, чи через другий контролер 9 доступ у до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку та антену 10 через стільникову мережу GSM, чи через контролер 28 доступу зв'язку з телефонною лінією по телефонній лінії на пульт централізованого спостереження (ПЦС) 1. Якщо стаціонарний об'єкт, що охороняється, із установленим на ньому об'єктовим стаціонарним охоронним приладом знаходиться в зоні прийому радіосигналу, то прийом повідомлення здійснюється безпосередньо на ПЦН 1 через антену 4 радіостанцією 18. Прийнятий сигнал надходить на багатофункціональний пультовий модем 17, що у режимі прийому робить фільтрацію прийнятого сигналу, тактову і циклову синхронізацію, а також виправлення помилок у прийнятому сигналі. Оброблений сигнал надходить у комп'ютер 15, де виконується подальша обробка прийнятих повідомлень, їхній аналіз, вироблення адекватних управляючих впливів, а також накопичення і збереження відповідно до розробленого для цих цілей програмним забезпеченням. У випадку перебування стаціонарного об'єкта, що охороняється, поза зоною прийому радіосигналу, передача повідомлення здійснюється через ретранслятори 5, де прийом сигналу здійснюється через антену 7 і приймально-передавальний пристрій 20 зв'язку з об'єктовими приладами, як стаціонарними, так і рухомими. Прийнятий сигнал надходить у багатофункціональний ретрансляційний модем 22, що виконує функцію фільтрації прийнятого сигналу, тактову і циклову синхронізацію, також виправлення помилок у прийнятому сигналі. Оброблений прийнятий сигнал надходить у контролер 23 обробки і збереження прийнятих і переданих сигналів і через багатофункціональний ретрансляційний модем 21, приймально-передавальний пристрій 19 зв'язку з пультом централізованого спостереження передається на ПЦС, де прийом сигналу виконується по тим же ланцюгам, як і при прийомі по прямому каналу від об'єктових стаціонарних охоронних приладів 8. Зворотний сигнал підтвердження прийому повідомлення від ПЦС на об'єктовий стаціонарний охоронний прилад 8 надходить через ті ж пристрої в зворотному порядку. Контролер 29 при прийомі сигналу підтвердження від ПЦС переводить об'єктовий стаціонарний охоронний прилад 8 у новий стан, що відображає пристрій 30 управління режимами і відображення параметрів кінцевих пристроїв. У випадку приходу від ПЦС команди управління, сигнал надходить у пристрій 31 для дистанційного управління, на виходах якого формуються сигнали управляючого впливу і надходять на зовнішні виконавчі пристрої. Акумулятор 32 служить для резервування живлення всього об'єктового стаціонарного приладу. При передачі через стандартну стільникову мережу GSM сигнал завжди надходить на ПЦН, де, через антену 3, приймається першим контролером 2 доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку, що виконує декодування прийнятого сигналу, потім у багатофункціональному пультовому модемі 17 виконується фільтрація прийнятого сигналу, тактова і циклова синхронізація, виправлення помилок і далі сигнал надходить у комп'ютер 15. Отримане повідомлення аналізується, виробляється адекватний управляючий вплив, що у той же сеанс зв'язку передається по мережі GSM на об'єктовий стаціонарний охоронний прилад 8, де через антену 10 приймається другим контролером 9 доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку. Далі робота системи, що заявляється, здійснюється аналогічно, як і при прийомі сигналу по радіоканалу. При охороні рухомих об'єктів, зокрема автомобілів, у рухомому охоронному приладі 13, стандартна охоронна система 37 формує тривожне повідомлення, контролер 35 зв'язку із системою глобального місцевизначення (GPS) визначає поточні значення координат рухомого об'єкта з прив'язкою до реального масштабу часу, його швидкість. Сигнали з виходу стандартної охоронної системи 37 і контролера 35 зв'язку із системою GPS надходять на вхід пристрою 36 управління режимами і відображення параметрів об'єктів. Даний пристрій виконує відображення координат об'єкта, часу, його швидкості, наявність і кількість прийнятих суп утників системи GPS, реєстрацію рівня прийнятих сигналів від системи GPS, стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку GSM, радіоканалу, а також реєстрацію і відображення стану допоміжних сервісних датчиків (кнопок допомоги технічної, медичної, спеціальної і т.д.). На основі цих даних пристрій 36 управління режимами і відображення параметрів об'єктів формує сигнал, що по радіоканалу, через трансивер 33 і антену 14, чи з використанням мережі GSM, через третій контролер 34 доступу до стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку й антену 39, передається на пульт централізованого спостереження 1. Прийом і обробка прийнятих сигналів на ПЦН 1 здійснюється пультовим модемом 17 і комп'ютером 15, як і при прийомі від об'єктових стаціонарних охоронних приладів 8. Таким чином, наявність територіально рознесених К ретрансляторів, кожний з яких може обслуговувати визначену кількість об'єктових стаціонарних і рухомих о хоронних приладів дозволяє розширити зону обслуговування системи, що заявляється. Наявність у ПЦС і ретрансляторах багатофункціональних модемів з функцією виправлення помилок дозволяє при низькому рівні сигналу (тобто при низькому співвідношенні сигнал/шум) приймати сигнали від об'єктових стаціонарних чи рухомих охоронних приладів, що також збільшує зону дії системи, що заявляється. Ці переваги, а також використання для передачі радіоканалу, стандартної стільникової мережі рухомого зв'язку GSM і телефонної лінії дозволяє підвищити надійність системи, що заявляється. На дату подачі заявки авторами розроблені пристрої і прилади які входять до складу системи, що заявляється, також розроблене програмне забезпечення, за допомогою якого здійснюється виконання необхідних функцій як окремих приладів і пристроїв, так і всієї автоматизованої радіоканальної системи централізованого спостереження в цілому.