Система пожежно-охоронної сигналізації

1. Система пожежно-охоронної сигналізації, яка містить встановлені на контрольованих об'єктах сповіщувачі, до складу кожного із яких входять датчик пожежної або охоронної сигналізації і перша антена, а також пульт контролю у складі другої антени та зв'язаних між собою блоків живлення і звукової сигналізації', яка відрізняється тим, що в кожен сповіщувач введені послідовно зв'язані батарея живлення, перші мікропроцесор та кодокерований радюприймач-передавач (радютрансивер}, вихід якого підключений до першої антени, вихід батареї живлення підключений до другого входу першого кодокерованого радюприймачапередавача, вихід датчика підключений до другого входу першого мікропроцесора, а в пульт контро лю системи введені послідовно зв'язані другий кодокерований радіоприймач-передавач, другий мікропроцесор та блок клавіатури, при цьому перший вихід другого мікропроцесора підключений до другого входу блока звукової' сигналізації, друга антена підключена до першого входу другого кодокерованого радюприймача-передавача, другий вхід якого зв'язаний з виходом блока живлення, який підключений до третього входу другого мікропроцесора. 2. Система пожежно-охоронної сигналізації за п.1, яка відрізняється тим, що батареї' живлення сповіщувачів є змінними. 3. Система пожежно-охоронноі1 сигналізації за п.1 або 2, яка відрізняється тим, що пульт контролю містить підключений до другого виходу другого мікропроцесора блок світлової сигналізації, другий вхід якого зв'язаний з виходом блока живлення. 4. Система пожежно-охоронної сигналізації за будь-яким із пп.1-3, яка відрізняється тим, що пульт контролю містить підключений до третього виходу другого мікропроцесора блок відображення, другий вхід якого зв'язаний з виходом блока живлення. 04 00 Корисна модель, що описується, відноситься до автоматизованих систем пожежно-охоронної сигналізації і може бути використана для своєчасного виявлення осередку пожежі та/або несанкціонованого доступу на контрольованих об'єктах, їх локалізації і адресного сповіщення по радіоканалу на технічні засоби пожежно-охоронної сигналізації', формування звукових, світлових і комбінованих сигналів при виникненні тривоги, а також автоматичного контролю стану датчиків сигналізаці'і. Відомі системи для пожежно-охоронноі та пожежної сигналізації [див. деклараційні патенти України №№38271А, 57684А, 2262U, патенти РФ №№1263103, 1836707, 22385Э1, авт. свщ. СРСР №781861, системи типу "BWZ-3", "Тесла" тощо], недоліком яких є підвищені масо-габаритні і вартісні характеристики, обумовлені великою кількістю проводів між датчиками сигналізації або слові щу вачами та приладом приймально контрольним охоронно-пожежним або пожежним, а також значні витрати часу на її монтаж і підключення. [Ю.С. Александров. Пожарная безопасность вагонов. М.: Транспорт, 1988г.]. Відомий пристрій для охоронно-пожежної сигналізації [див. патент РФ №2210813, G08B25/00], який містить на кожному об'єкті, що контролюється, датчики сигналізації, підключені до блоку кодування з перемикачем періоду слідування сигналів, а також селектор їх тривалості, блок кодування адресу та радіопередавач з антеною. Приймальний пункт цього пристрою містить антену, блок обробки і демодуляції сигналу з фазовим детектором, блоки декодування адресу та інформації, а також блок виявлення помилкових спрацювань. При цьому кожному контрольованому об'єкту встановлюється свій адресний код, а кожному ви о 10842 з ду інформації - свій інформаційний код. Застосуженості системи та зони покриття без підвищення вання в пристрої фазоманіпульованих радіосигнапотужності випромінювання радіосигналу надавалів забезпечує високу потайність повідомлень, що ти сповіщувачам необхідну інформацію щодо їх передаються, а також дозволяє позбутися провідадресу та статусу в мережі системи сигналізації. ного інтерфейсу між приймальним і передавальНаприклад, окремим сповіщувачам може бути наним пунктами пристрою. даний статус маршрутизатора мережі, який виконує як власні функції сповіщувача в залежності від Однак залишається провідний інтерфейс між типу застосованого в ньому датчика сигналізації, датчиками сигналізації" та блоком кодування ратак і функції ретранслятора радіосигналу. Більшоді опередавальної складової пристрою, що суттєво сті сповіщувачів системи може надаватися статус збільшує його масо-габаритні характеристики. кінцевого засобу мережі, який виконує лише мініОкрім цього, відсутність можливості періодичного мальні функції сигналізації, що визначаються тисканування (опитування) датчиків з боку приймапом застосованого датчика. льного пункту з метою контролю їх стану, обумовленої одностороннім характером радіозв'язку, слід І, нарешті, до недоліків відомого пристрою слід також віднести до недоліків даного пристрою. До віднести також і необхідність проведення поперетого ж він має обмежену зону покриття (обмежеднього запису в кожен із сповіщувачів, що встаноний по дальності радіозв'язок), розширення яких влюється на об'єкт, за допомогою блока запису потребує додаткового підвищення потужності його пульта контролю різних мовних повідомлень а зарадіопередавача, що викликає збільшення вартослежності від типу датчика та контрольованого об'ті пристрою. єкту, що потребує додаткових витрат часу. Найбільш близьким за технічною суттю до коВ основу корисної моделі поставлено задачу рисної моделі, що заявляється, є обраний як проудосконалення пристрою для охоронної сигналізатотип пристрій для охоронної сигналізації [див. ції шляхом введення в кожен із його сповіщувачів авт. свід. СРСР №1783561, G08B25/00], який міста пульт контролю мікропроцесора з кодокероватить на кожному контрольованому об'єкті датчик ним радіоприйомопередавачем, а також організасигналізації, зв'язаний Із блоком зберігання і відції' автономного живлення сповіщувачів за рахунок творення мовної інформації, послідовно з'єднані введення в кожен із них батареї живлення, що генератор, модулятор, підсилювач та передавальдозволяє за рахунок реалізації двостороннього ну антену, що разом утворюють сповіщувач (нарадіоканалу між сповіщувачами та пультом контприклад, пожежний, охоронний тощо в залежності ролю або іншими сповіщувачами (на які покладено від типу датчика), а також послідовно з'єднані привиконання додаткових функцій ретрансляції та ймальну антену, радіоприймач, блок звукової сигмаршрутизації радіосигналу для випадку, коли налізації, а також блок запису мовної інформації, дальність дії радіоприйомопередавача недостатщо утворюють центральний пункт контролю. ній для прямого двостороннього зв'язку сповішувач -» пульт контролю) без підвищення потужності Попередньо (перед встановленням на об'єкт) у випромінювання розширити зону охорони, побудукожен із сповіщувачів відповідно до типу його датвати систему сигналізації у вигляді мережі сповічика та об'єкту, що охороняється, записуються за щувачів та зменшити витрати часу на її встановдопомогою блоку запису мовної інформації у цифлення. Застосування для двостороннього ровій формі мовні повідомлення, необхідні у подарадіозв'язку фазоманіпульованих радіосигналів льшому для привертання уваги оператора пульта забезпечує високу потайність повідомлень, що контролю та ідентифікації об'єкта. передаються. Кожен із сповіщувачів здійснює зв'язок із пунктом контролю за допомогою безпровідного інтерДодатковим удосконаленням пристрою є ввефейсу у вигляді однонаправленого радіоканалу дення до складу його пульта контролю додаткових сповіщувач -» пульт контролю шляхом модуляції блоків клавіатури, світлової сигналізації' та відозаписаними мовними повідомленнями високочасбраження, що розширює перелік оповіщувальних тотного сигналу, підсилення модульованих колисигналів, які сприймаються оператором пульта вань та їх випромінювання антеною відразу ж пісконтролю і дозволяє відобразити, наприклад, на ля спрацювання датчика сигналізації сповіщувача. екрані дисплею електронний план контрольованої Прийняте пультом контролю повідомлення містить зони об'єкта із вказаним місцем спрацювання датінформацію як про об'єкт, так і про характер події', чика сповіщувача і, тим самим підвищити ефектищо сталася. вність роботи системи сигналізації. Недоліками прототипу є обмежена дальність і Для вирішення поставленої задачі у відомому нерозгалуженість мережі системи сигналізації на пристрої для охоронної сигналізації, що містить основі даного пристрою, при цьому розширення встановлені на контрольованих об'єктах сповіщурадіусу її дії (зони покриття) може досягатися за вачі, до складу кожного із яких входять датчик порахунок підвищення потужності випромінювання жежної" або охоронної сигналізації і перша антена, радіопередавачів сповіщувачів, що збільшує вара також пульт контролю у складі другої антени та тісні і масо-габаритні показники прототипу. зв'язаних між собою блоків живлення і звукової сигналізації", згідно з корисною моделлю, що заявОкрім цього, односторонній радіоканал не доляється, в кожен сповіщувач введені послідовно зволяє здійснювати контроль стану датчиків спозв'язані батарея живлення, перші мікропроцесор віщувачів в довільний момент часу пультом контта кодокерований радюприйомопередавач (радіоролю шляхом їх дистанційного сканування трансивер), вихід якого підключений до першої (опитування). Наявність лише одностороннього антени, вихід батареї живлення підключений до радіозв'язку сповішувач -» пульт контролю не додругого входу першого кодо керованого радіопризволяє останньому з метою розширення розгалу 6 При проведенні авторами патентних досліджень в доступних джерелах інформації з даної галузі техніки не виявлено технічних рішень, що характеризуються сукупністю ознак заявленої корисної моделі. Порівняльний аналіз запропонованого технічного рішення з прототипом дозволяє зробити висновок, що система, яка заявляється, відрізняється від відомого пристрою наявністю радіоканалу двостороннього обміну, вбудованими в сповіщувачі та пульт контролю мікропроцесорними засобами, які забезпечують управління роботою кодокерованих радіотрансиверів, а також автономним батарейним живленням сповіщувачів. Це свідчить про наявність нових істотних ознак, тобто про відповідність заявленої корисної моделі критерію "новизна". 10842 иомопередавача, вихід датчика підключений до другого входу першого мікропроцесора, а в пульт контролю системи введені послідовно зв'язані другий кодокерований радюприйомопередавач, другий мікропроцесор та блок клавіатури, при цьому перший вихід другого мікропроцесора підключений до другого входу блока звукової сигналізації, друга антена підключена до першого входу другого кодокерованого радіоприйомопередавача, другий вхід якого звязаний з виходом блока живлення, який підключений до третього входу другого мікропроцесора. При такому рішенні забезпечується автономне живлення кожного із сповіщувачів системи сигналізації і реалізується безпровіднілй інтерфейс двостороннього обміну інформацією між ними та пультом контролю, зокрема, на основі технології ZigBee міжнародного стандарту IEEE 802.15.4, а також суттєво економиться час на встановлення запропонованої корисної моделі на об'єкті із-за відсутності необхідності запису в кожен із сповіщувачів індивідуальних мовних повідомлень Окрім цього, запропоноване рішення дозволяє побудувати систему пожежно-охоронної сигналізації" у вигляді розподіленої мережі сповіщувачів, в якій пульт контролю виконує функції координатора мережі, а кожен із сповіщувачів - функції маршрутизатора або кінцевого засобу у відповідності з варіантами топологій мереж ZigBee, наприклад, "зірка", "кластерне дерево" тощо, виходячи із розмірів приміщення та об'єкту, що охороняється. Дане рішення дозволяє також оптимізувати режим енергоспоживання сповіщувачів, згідно якому сповіщувачі - кінцеві засоби практично весь час знаходяться у "сплячому" стані і активуються лише під час чергового сеансу зв'язку між пультом контролю (чи маршрутизатором) і сповіщувачем або при появі ознак пожежі чи злому. [Панфилов Д., Соколов М. Введение в беспроводную технологию ZigBee стандарта 802.15.4 // Электронные компоненты. -2004. -№12. -С.73-79. Соколов М. Програмно-аппаратное обеспечение беспроводных сетей на основе технологии ZigBee/802.15.4 // Электронные компоненты. -2004. -№12. -С.80-87. Міжнародний стандарт IEEE Std 802.15.4 -2003 -Part 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs)J. Найкраще, щоб батареї живлення сповіщувачів корисної моделі, що виробили свій ресурс, було легко замінити на нові. Таке рішення разом із оптимізацією режиму енергоспоживання сповіщувачів є найбільш простим та швидким шляхом забезпечення працездатності системи сигналізації протягом тривалого часу м експлуатації. Доцільним також є введення в пульт контролю корисної моделі блоків світлової сигналізації та відображення, підключених першими входами відповідно до другого та третього виходів другого мікропроцесора, а другими входами - до виходу блока живлення, що дозволяє підвищити ефективність роботи системи сигналізації за рахунок розширення числа оповіщувальних сигналів та локалізації осередку пожежі або злому з відображенням місця події на електронному плані контрольованої зони об'єкта. Промислова придатність підтверджена виготовленням зразків сповіщувачів і пульта контролю системи із застосуванням зазначеної нижче електронної елементної бази та отриманими позитивними результатами їх випробувань. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 наведено структурну схему одного із кращих варіантів реалізації системи. Заявлена корисна модель містить встановлені на контрольованих об'єктах сповіщувачі 1 (Фіг.1), до складу кожного із яких входять датчик 2 пожежної або охоронної сигналізації, підключений до входів порту паралельного вводу-виводу мікропроцесора 3, виконаного, наприклад, на основі відомого мікропотужного однокристального мікроконтролера типу MSP430F149 фірми Texas Instruments (США). Зазначимо, що для цього ДОЦІЛЬНО застосовувати його порти Р1 або Р2, які мають можливість активації мікропроцесора шляхом виклику його переривань при зміні потенціалу на входах вказаних портів. В якості датчика 2 можуть бути застосовані, наприклад, датчик диму або тепловий датчик або ручний пожежний датчик або охоронний датчик з нормально-розімкнутими або нормально-замкненими контактами. Іншими складовими корисної моделі є кодокерований з боку мікропроцесора 3 радіоприйомопередавач 4, виконаний у вигляді, наприклад, інтегрального радютрансивера типу СС2420 фірми Chipcon (Норвегія), що підтримує протокол ZigBee та стандарт ІЕЕЕ802.15.4. При цьому взаємозв'язок між мікропроцесором 3 та радютрансивером 4 здійснюється через послідовний синхронний інтерфейс SPI, який підтримується обома кристалами. До того ж, застосована схема радіотрансивера СС2420 реалізує фазову маніпуляцію сигналу та його шифрування Із використанням 128-бітного симетричного ключа AES, що забезпечує високу потайність повідомлень, що передаються, [Chipcon СС2420 2,4 GHz IEEE 802.15.4 / ZigBee-ready RF transceiver. Data Sheet, 2004-06-09 P. 1-87]. До виходу радіотрансивера 4 підключено антену 5, яку реалізовано, наприклад, у вигляді провідника безпосередньо на друкованій платі електронної частини сповіщувача (у ВІДПОВІДНОСТІ ІЗ рекомендаціями фірми Chipcon - виготовлювача схеми радіотрансивера СС2420), що містить мікропроцесор 3 та радіоприйомопередавач 4. Живлення блоків 3, 4 здійснюється від батареї 6, яка 8 10842 вихідної потужності, формат пакетів повідомлень. Потім блок 3 кожного із сповіщувачів переходить в чекаючий режим роботи, який полягає у періодичному прослуховуванні радіоефіру з метою виявлення роботи координатора мережі системи, функції якого виконує пульт контролю 7. Після включення пульта контролю 7 мікропроцесор 10 ЗДІЙСНЮЄ програмування портів власних периферійних модулів паралельного та послідовного (SPI) вводу-виводу з метою встановлення їх робочих режимів функціонування, а також через послідовний порт SPI здійснює програмування режимів роботи радіоприйомопередавача 9, зокрема, вибір одного із 16 робочих частотних каналів, встановлення вихідної потужності випромінювання радютрансивера, формат пакетів повідомлень для сповіщувачів системи тощо. Після цього мікропроцесор 10 переходить в режим сканування блока 14 клавіатури, за допомогою якого встановлюється режим формування мережі системи сигналізації. Цьому передує виконання процедури вводу в пульт контролю 7, на якого поОскільки пульт контролю 7 є стаціонарним, йокладено функції координатора мережі, персональго антена 8 може бути і зовнішньою, що підвищить них номерів (у вигляді індивідуального адресу) дальність прямого радіозв'язку між пультом І спокожного із сповіщувачів 1, що входять до складу віщувачами системи. Блоки 11 звукової та 12 світсистеми і утворюють мережу. При цьому в залежлової сигналізації містять відомі та поширені еленості від розміщення сповіщувачів 1 на об'єкті, що менти у вигляді ВІДПОВІДНО випромінювача звуку, охороняється, окремі із них будуть виконувати наприклад, п'єзокерамічного типу та світлових інфункції сповіщувача-маршрутизатора, всі інші дикаторів, наприклад, СВІТЛОДІОДІВ. Блок 15 відосповіщувачів - кінцевих засобів. Розглянемо для браження тривожних повідомлень забезпечує віприкладу систему, яка потребує за розмірами конзуалізацію плану контрольованої зони об'єкта, в трольованого об'єкту принаймні одного сповіщуваякій виявлена тривога, із вказівкою місця спрацюча-маршрутизатора. Тому його персональний новання сповіщувача та може бути виконаний у вимер вводиться окремо від іншої категорії кінцевих гляді матричного графічного рідинно-кристалічного засобів. Після ЦЬОГО мікропроцесор 10 через радисплею з числом елементів, наприклад, 256*128. діотрансивер 9 і антену 8 пульта генерує періодиДля цього може бути застосовано, наприклад, дичний радіосигнал запиту, що містить адрес сповісплейний модуль типу DMF6104 фірми Optrex щувача-маршрутизатора та чекає сигналу (Японія), зв'язаний через відомий інтегральний відповіді від нього. відеоконтролер типу SED1330 (SED1335) фірми кріпиться в роз'ємі, розміщеному в сповіщувачі 1. При цьому напруга живлення батареї 6 складає, наприклад, ЗВ, а в її якості може бути використаний елемент живлення, наприклад, типу CR2032 відомої фірми Panasonic. Пульт контролю системи сигналізації містить антену 8, радіоприйомопередавач 9, мікропроцесор 10, виходи якого підключені до входу блоків 11 звукової та 12 світлової сигналізації, а також входу блоку 13 відображення. При цьому в якості радіоприйомопередавача 9 і мікропроцесора 10 доцільно застосувати інтегральні компоненти відповідно типу СС2420 та MSP430F149, які використовуються в сповіщувачах даної системи. Окремо слід зазначити, що пари мікропроцесор 3 та радіотрансивер 4, мікропроцесор 10 та радіотрансивер 9 можуть бути виконані також і у вигляді єдиного Інтегрального компонента, що задовольняє вимогам стандарту ІЕЕЕ802.15.4 та протоколу ZigBee, наприклад, на основі кристалу типу JS24Z121 фірми Jennie (США), Seiko з виходом мікропроцесора 10. Управління режимами роботи пульта контролю 7 та системи в цілому здійснюється за допомогою підключеного до входу мікропроцесора 10 блоку 14 клавіатури, який може бути виконаний на основі традиційних кнопкових перемикачів різного типу. Живлення складових пульта 7 здійснюється від блока 15 живлення, який зазвичай містить стабілізатор напруги живлення від мережі 220 В, вмонтований акумулятор та зарядний блок. При зникненні напруги мережі 220В блок 15 живлення здійснює автоматичний перехід на живлення від акумулятора, а при наявності напруги мережі забезпечення його заряду. Запропонована система пожежно-охоронної сигналізації працює наступним чином. Після розміщення сповіщувачів 1 на об'єкті, що охороняється, та підключення батареї живлення 6 мікропроцесор 3 кожного із сповіщувачів здійснює програмування власної периферії (портів паралельного та послідовного (SPI) вводу-виводу, ЦАП тощо), необхідних для його взаємодії з датчиком 2. Після ЦЬОГО мікропроцесор 3 через послідовний порт SPI виконує програмування режиму роботи радютрансивера 4 для прийому повідомлень, здійснює встановлення його робочої частоти та Якщо сповіщувач-маршрутизатор 1 надає пульту контролю 7 сигнал підтвердження, то останній передає маршрутизатору таблицю адресів, які містять персональні номери сповіщувачів кінцевих засобів 1, доступ до яких буде здійснюватися лише через маршрутизатор. Після цього пульт контролю здійснює послідовне сканування всіх сповіщувачів, які утворюють систему, шляхом видачі радіоповідомлень, які містять персональні номери кожного Із кінцевих засобів. Після закінчення обміну пульта контролю 7 з кожним сповіщувачем 1 останній переходить в черговий режим роботи. При спрацюванні датчика любого із сповіщувачів 1 він генерує на пульт контролю 7 радіосигнал тривоги, який містить її характер та власний адрес, що дозволяє пульту контроля 7 ідентифікувати сповіщувач, що спрацював, сформувати звуковий і світловий сигнали тривоги та відобразити місце спрацювання на екрані дисплею. Таким чином, проведені удосконалення пристрою дозволяють за рахунок реалізації двостороннього радіоканалу на основі технології ZigBee міжнародного стандарту IEEE S02.15.4 між сповіщувачами та пультом контролю або іншими сповіщувачами (на які покладено виконання додаткових функцій ретрансляції та маршрутизації 10842 10 дисплею електронний план контрольованої зони об'єкта із вказаним місцем спрацювання датчика сповіщувача і, тим самим підвищити ефективність роботи системи сигналізації'. Враховуючи автономне живлення сповіщувачів системи від батареї' запропоноване рішення дозволяє також організувати оптимальний режим їх енергоспоживання, згідно якому сповіщувачі кінцеві засоби мережі практично весь час знаходяться у "сплячому" стані і активуються пише під час чергового сеансу зв'язку між пультом (або маршрутизатором) і сповіщувачем - кінцевим засобом або при появі ознак пожежі чи несанкціонованого доступу (злому). радіосигналу для випадку, коли дальність дії радюприйомопередавача недостатній для прямого двостороннього зв'язку сповіщувач -* пульт контролю) без п.двищення потужності випромінювання розширити зону охорони системи пожежноохоронної сигналізації, побудувати гї у вигляді мережі сповіщувачів та зменшити витрати часу на її встановлення. Застосування в системі для двостороннього радіозв'язку фазоманіпульованих радіосигналів забезпечує високу потайність повідомлень, що передаються. Окрім цього, додаткові удосконалення пристрою дозволили розширити перелік оповіщувальних сигналів, які сприймаються оператором пульта контролю та відобразити, наприклад, на екрані 1-ий сповіщувач 1 1-ий датчик пожежн«й та/або охоронний М-ИИ М-ии датчик пожежний та/або охоронний _ ( ;повщувач 1 МІКРОПРОЦЕСОР 3 шх о-ш J і РАДЮПРИЙОМОПЕРЕДАВАЧ 4 РАДІОПРИИОМОПЕРЄДАВАЧ АНТЕНА