Метод просторової частотної оптимізації автоматичних систем пожежної сигналізації з автономним радіоканалом керування

Реферат: Метод просторової частотної оптимізації автоматичних систем пожежної сигналізації з автономним радіоканалом керування, який належить до галузі пожежної безпеки, може застосовуватися на будь-яких об'єктах, особливо великої протяжності. Винахід полягає в застосуванні розробленого для використовуваних і аналогічних систем методу просторової частотної оптимізації з роботою використовуваних систем сигналізації на одній з будь-яких трьох вибраних різних робочих частот F1, F2, F3 кожної автоматичної системи пожежної сигналізації з автономним радіоканалом керування в дозволеному діапазоні від 433,486 до 434,354МГц і, виходячи з розмірів зон обслуговування цих систем, які поєднані з просторовим розміщенням центральних приладів систем в центрі їх зон обслуговування в вершинах трикутника частот (вузлах трикутної сітки частот) у місці знаходження охоронюваних об'єктів з чергуванням і зрушенням точок розміщення центральних приладів цих систем за розробленою схемою, забезпечує їх високу надійність, електромагнітну сумісність і завадостійкість. UA 104071 C2 (12) UA 104071 C2 UA 104071 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі пожежної безпеки і призначений для ефективної передачі і прийому радіосигналів оповіщення про пожежу, керування пристроями пожежогасіння, димовидалення та інших. Відомі способи автоматичної пожежної сигналізації із застосуванням проводових систем різних типів і комбінованих систем, в яких використовується неавтономний радіоканал, в якому для передачі радіосигналів оповіщення про пожежу та керування технічними засобами пожежогасіння використовуються системи стільникового (мобільного) зв'язку, зокрема їх регенеративні ретранслятори. Для виявлення виникнення пожежі в них можуть використовуватися пожежні сповіщувачі будь-якого типу, які включаються в провідні шлейфи сигналізації. Також використовуються системи сигналізації з автономними пожежними радіосповіщувачами, радіосигнали керування на вибраних частотах з яких та на які передаються через радіорозширювачі таких систем на пульт центрального спостереження. Використовувані системи пожежної сигналізації (СПС) за способом індикації місця пожежі можуть бути безадресними або адресними. В безадресних СПС вказується номер шлейфу сигналізації, що спрацював. В адресних СПС застосовуються кодовані пожежні сповіщувачі, вказується номер і місце установки при пожежі пожежного сповіщувача, що спрацював. Різні радіоелектронні засоби (РЕЗ), що працюють на одній території, можуть створювати перешкоди один одному. Відомі організаційні заходи (способи) забезпечення електромагнітної сумісності (ЕМС) цифрових та інших РЕЗ, що зменшують вплив взаємних перешкод. Ці відомі способи ЕМС РЕЗ складаються в частотному, просторовому, часовому, кодовому, поляризаційному рознесенні цих пристроїв. Частотне рознесення полягає у розподілі між РЕЗ певних піддіапазонів використовуваної смуги частоти. Просторове рознесення полягає в поділі і напрямку в різні боки радіосигналу з допомогою точкових променевих антен. Часове рознесення полягає у розподілі між РЕЗ періодичних тимчасових інтервалів роботи. Кодове рознесення РЕЗ полягає у виділенні їм певних елементів набору ортогонально розподілених спектральних кодів, кожен з яких використовує весь діапазон частот. Поляризаційне рознесення полягає в застосуванні ортогональної поляризації сигналів, з використанням одного частотного діапазону (Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем. / Под ред. Н.М. Царькова. - М.: Радио и связь, 1985. -С.271; Рапопорт А.А., Писарев Ю.Г. Электромагнитная совместимость базовых и ретрансляционных станций широкополосного беспроводного доступа / А.А. Рапопорт, Ю.Г. Писарев // Электросвязь. -2007. - №4. - С.34-36). Ці методи рознесення РЕЗ збігаються з суттєвими ознаками винаходу. Недоліком аналогів, що перешкоджає отриманню очікуваного технічного результату, є складність технічної реалізації даних способів при серійному виробництві автоматичних систем пожежної сигналізації з автономним радіоканалом керування (АСПСР). Найближчим аналогом є спосіб частотно-територіального рознесення (ЧТР) радіоелектронних засобів, що забезпечує зменшення впливу ненавмисних перешкод з шумом при дуельному і груповому (колективному) використанні різних РЕЗ на певній території. Спосіб полягає в плануванні спектру використовуваних частот і цілеспрямованому виділенні загальних смуг частот, робочої частоти сигналу кожного РЕЗ з найменшим зрушенням за основним і сусіднім каналами. Також застосовується обов'язкове розміщення РЕЗ один від одного на якомога більшу табличну відстань з метою зменшення потужності ненавмисної перешкоди в результаті розсіювання і ослаблення сигналу в просторі. (Богатырёв М.В., Сергеев В.Н. Метод оценки ЭМС РЭС на основе адаптивных норм частотнотерриториального разноса / М.В. Богатырёв, В.Н. Сергеев // Электросвязь.-2000. -№11. -С.2829; Янышин С.Н. Оптимальное присвоение частот в полосах совместного использования с приоритетами радиослужб / С.Н. Яньшин // Радиотехника.-2003. - №10. - С.50-53). З суттєвими ознаками винаходу збігається використання в найближчому аналозі зсуву робочих частот між радіосистемами (частотного розносу РЕЗ) для передачі і прийому сигналів керування. Істотним недоліком найближчого аналога, що перешкоджає досягненню очікуваного технічного результату, є неможливість обов'язкового розміщення використовуваних АСПСР на рекомендованих табличних відстанях, т.я. об'єкти, що охороняються, на яких повинні бути встановлені такі АСПРСР, розташовуються довільно. Не виключаються помилкові спрацьовування між АСПСР. У разі розташування об'єктів, що охороняються, на невеликій відстані, можуть відбуватися помилкові спрацьовування між системами сигналізації, т.я. всі сигнали передаються у вигляді двійкових цифрових імпульсів, що особливо неприпустимо за сигналами про несправності і про пожежу. Застосування частотного розносу щодо інших РЕЗ і СПС з неавтономним радіоканалом керування значно ускладнить конструкцію АСПСР при їх серійному виробництві. Технічною задачею винаходу є розробка методу просторової частотної оптимізації для застосування автоматичних СПС з автономним радіоканалом керування, забезпечення ЕМС 1 UA 104071 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 таких систем. Очікуваний технічний результат полягає в поліпшенні характеристик відомих властивостей автоматичних систем пожежної сигналізації: підвищенні надійності та завадостійкості систем. Очікуваній технічний результат виражається у застосуванні методу просторової частотної оптимізації при використанні автоматичних систем пожежної сигналізації з автономним радіоканалом керування, визначеному розташуванні АСПСР в місці знаходження охоронюваних об'єктів, зменшенні спотворювань сигналу; виключаються помилкові спрацьовування між АСПСР. Зазначена технічна задача вирішується усуненням помилкових спрацьовувань між АСПСР при забезпеченні ЕМС цих систем. Для виключення помилкових спрацьовувань між близько розташованими АСПСР, коли можуть збігатися, наприклад, номери периферійних модулів і пожежних сповіщувачів, і тому передаватися однакові сигнали керування, необхідно використовувати метод просторової частотної оптимізації (трикутник частот) при пріоритеті АСПСР щодо інших РЕЗ. Даний новий метод застосовується для АСПСР та аналогічних систем, забезпечує ЕМС і завадостійкість АСПСР, зменшення спотворювань сигналу, включає роботу використовуваних АСПСР на одній з будь-яких трьох вибраних виробником різних фіксованих робочих частот F1, F2, F3 кожної АСПСР при серійному виробництві в дозволеному діапазоні від 433,486 (433,5) до 434,354 МГц, з обліком і виходячи з розмірів зон обслуговування АСПСР, і поєднані з просторовим розміщенням центральних приладів систем в центрі їх зон обслуговування в вершинах трикутника частот (вузлах трикутної сітки частот) у місці знаходження охоронюваних об'єктів з чергуванням і зрушенням точок розміщення ЦП АСПСР за схемою, показаною на кресл. Метод просторової частотної оптимізації автоматичних систем пожежної сигналізації з автономним радіоканалом керування полягає в одночасному використанні трьох робочих частот F1, F2, F3 зазначених радіосистем пожежної сигналізації в дозволеному діапазоні частин та застосуванні зсуву робочих частот між радіосистемами для передачі і прийому сигналів керування, який відрізняється тим, що включає одночасне лінійне використання послідовностей різних груп робочих частот, у яких використовується чергування цих робочих частот із зсувом вправо в горизонтальній площині, при цьому в першій лінійці використовується група частот F1, F2, F3, у другій лінійці група F3, F1, F2, в третій група F2, F3, F1 і далі повторюється в зазначеній послідовності, також лінійки зміщені одна відносно одної у вертикальній площині на відстань не менше діаметра зони обслуговування радіосистем, початок кожної наступної лінійки зміщений вправо відносно попередньої в горизонтальній площині на відстань не менше діаметра зони обслуговування радіосистем, при цьому кількість лінійок і груп робочих частот в лінійках необмежена, та, виходячи з розмірів зон обслуговування зазначених систем, поєднують просторове розміщення центральних приладів зазначених систем в центрі їх зон обслуговування в вузлах трикутної сітки частот, з розміщеними у вершинах трикутника частот об'єктів, що охороняються. Існуючі СПС з неавтономним радіоканалом керування працюють в трьох діапазонах частот: 40,66….40,70 МГц; 433,486….434,354 МГц; 868….870 МГц. На Україні дозволена робота тільки в двох перших діапазонах. У зв'язку з розмірами антен і по інших технічних підставах вибрані для серійного виробництва АСПСР три робочі частоти F1, F2, F3 повинні лежати в межах вищезгаданого діапазону. Радіус зон обслуговування відповідає дальності зв'язку (близько 3000 м). Можливість здійснення винаходу також підтверджується тим, що схемотехнічний склад елементів використовуваної АСПСР відомий і може бути отриманий на підставі загальної теорії радіотехніки, використання автономного електроживлення від акумуляторів, пожежних сповіщувачів, аналогічних застосовуваним в дротяних СПС, відомо в існуючій теорії та практиці пожежної безпеки, відома можливість використання зазначеного частотного діапазону в існуючих СПС з неавтономним радіоканалом цифрового зв'язку (в СПС "Пульсар - 001" та інших) підтверджує отримання очікуваного технічного результату у межах певного інтервалу частот (433,486…434,354 МГц), до якого входять робочі частоти, наприклад, рекомендованих для застосування в АСПСР радіомодем RD101 і мікроконтролера (трансивера) TRC102 [182кбт, http://www.trt.ru/design/solutions/files/rd101.pdf,18.01,2009]; [704кбт, http://www.rfm.com/products/data/trc102.pdf,18.01.2009]. Можливість просторового та частотного розносу РЕЗ також відома у рівні техніки. Винахід може бути використай в групі АСПСР на будь-яких об'єктах, особливо великої протяжності. 2 UA 104071 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 Метод просторової частотної оптимізації автоматичних систем пожежної сигналізації з автономним радіоканалом керування, який полягає в одночасному використанні трьох робочих частот F1, F2, F3 зазначених радіосистем пожежної сигналізації в дозволеному діапазоні частот та застосуванні зсуву робочих частот між радіосистемами для передачі і прийому сигналів керування, який відрізняється тим, що включає одночасне лінійне використання послідовностей різних груп робочих частот, у яких використовується чергування цих робочих частот із зсувом вправо в горизонтальній площині, при цьому в першій лінійці використовується група частот F1, F2, F3, у другій лінійці група F3, F1, F2, в третій група F2, F3, F1 і далі повторюється в зазначеній послідовності, також лінійки зміщені одна відносно одної у вертикальній площині на відстань не менше діаметра зони обслуговування радіосистем, початок кожної наступної лінійки зміщений вправо відносно попередньої в горизонтальній площині на відстань не менше діаметра зони обслуговування радіосистем, при цьому кількість лінійок і груп робочих частот в лінійках необмежена, та, виходячи з розмірів зон обслуговування зазначених систем, поєднують просторове розміщення центральних приладів зазначених систем в центрі їх зон обслуговування в вузлах трикутної сітки частот, з розміщеними у вершинах трикутника частот об'єктів, що охороняються. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3