Система автоматичного контролю витоку газу “cerber”

1. Система автоматичного контролю витоку газу, що складається принаймні з одного газосигналізатора, який містить датчик, функціональний блок обробки та перетворення інформації, пристрій зовнішнього оповіщення, блок живлення, з пристрою прийому сигналів, який містить функціональний блок обробки та перетворення інформації, блок живлення, пристрій зовнішнього оповіщення, та з установленого в них програмного забезпечення, яка відрізняється тим, що газосигналізатор та пристрій прийому сигналів містять модулі GSM/GPRS та mini-sim картки, що з'єднанні з їх функціональними блоками переробки інформації. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що газосигналізатор додатково містить пристрій керування зовнішніми колами навантаження, вузол забезпечення живлення датчика, AC-DC перетворювач. 3. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій прийому сигналів додатково містить блок енергонезалежної пам'яті, ethernet контролер, RTC модуль, AC-DC перетворювач. U 2 (19) 1 3 пристрою контролю про витік газу буде своєчасно оброблений, а причини витоку ліквідовані. В основу корисної моделі поставлено задачу у відомій конструкції пристрою для контролю концентрації небезпечних газів шляхом установки модулів мобільного зв'язку забезпечити автоматичну передачу сигналу про витік газу на номери мобільних телефонів та на сервер аварійної служби. Поставлена задача досягається тим, що в системі автоматичного контролю витоку газу «CERBER», що складається принаймні з одного газосигналізатора, який містить датчик, функціональний блок обробки та перетворення інформації, пристрій зовнішнього оповіщення, блок живлення, з пристрою прийому сигналів, який містить функціональний блок обробки та перетворення інформації, блок живлення, пристрій зовнішнього оповіщення, та з установленого в них програмного забезпечення, газосигналізатор та пристрій прийому сигналів містять модулі GSM/GPRS та minisim картки, що з'єднанні з їх функціональними блоками переробки інформації. При цьому, газосигналізатор додатково містить пристрій керування зовнішніми колами навантаження, вузол забезпечення живлення датчика, AC-DC перетворювач. Також, пристрій прийому сигналів додатково містить блок енергонезалежної пам'яті, ethernet контролер, RTC модуль, AC-DC перетворювач. За варіантом виконання корисної моделі, функціональний блок обробки та перетворення інформації газосигналізатора або пристрою прийому сигналів виконаний у вигляді інтегральної схеми або мікропроцесора, або процесора, або мікроконтролера, або іншого типу обчислювальної інтегральної мікросхеми (ІМС). А пристрій прийому сигналів виконаний у вигляді центрального блока, встановленого у аварійній службі. А в якості пристрою прийому сигналів використовується мобільний телефон користувача газосигналізатора, в приміщені якого він встановлений. Крім цього, датчик виконаний у вигляді напівпровідникового газочутливого елемента. В свою чергу, пристрій зовнішнього оповіщення додатково містить блоки звукової і/або світлової сигналізації, і/або інформаційного табло. І на завершення, пристрій прийому сигналів містить вузол та програмне забезпечення прийому-передачі інформації на персональний комп'ютер оператора аварійної служби з адресою, номерами телефонів та найменуванням (іменем) користувача газосигналізатора. Вище перераховані нові ознаки (установка модулів GSM/GPRS та mini-sim картки та їх зв'язок з мікропроцесором) при взаємодії з відомими ознаками (газосигналізатори, центральний блок, програмне забезпечення) забезпечують виявлення нових технічних властивостей корисної моделі і одержання технічного результату - автоматична передача сигналу про витік газу на номери мобільних телефонів, які запрограмовані в газосигналізаторі його користувачем, та інформацію про адресу «аварійного» газосигналізатора на сервер аварійної служби обслуговування газових мереж в 59036 4 місцевості, де встановлено цей газосигналізатор за допомогою центрального блоку «CERBER VI». В кінцевому результаті отримана можливість покращити споживчі властивості системи, пов'язані з технічним результатом, а саме: оперативна реакція спеціалістів служби екстреного реагування та користувача газосигналізатора (власника приміщення) на сигнал про витік газу, цим самим збільшення надійності системи та безпеки експлуатації газової мережі. На фіг. 1 показана структурна схема складу і функціонування системи «CERBER»; на фіг. 2 компоновочна блок-схема газосигналізатора; на фіг. 3 - компоновочна блок-схема пристрою прийому сигналів (центрального блоку). Система «CERBER» складається з центрального блоку «CERBER V1» 1, прикладного програмного забезпечення «CERBER V1.0» 2 та газосигналізаторів моделей «D&K 2» 3 з вбудованим GSM модулем (фіг. 1). Центральний блок «CERBER V1» має особливість, яка виражена у наявності вбудованої енергонезалежної пам'яті обсягом у 100000 записів про зареєстровані газосигналізатори і може працювати у автономному режимі навіть без прикладного програмного забезпечення «CERBER V 1.0». Прикладне програмне забезпечення «CERBER V1.0» використовується для повноцінного керування центральним блоком «CERBER V1» і має особливість у тому, що всю інформацію зберігає на серверах баз даних MSSQL або SQL в залежності від потреб користувача. Газосигналізатори проводять постійний контроль довибухонебезпечної концентрації газу метану та чадного газу, оснащені вбудованим джерелом живлення та акумулятором для забезпечення безперервної роботи після зникнення мережевої напруги, мають два комутаційних канали для керування клапаном відключення газу та зовнішніми звуковими пристроями групової сигналізації, крім того, аварійний сигнал передається за допомогою вбудованого GSM модуля 10-ти зареєстрованим користувачам у вигляді CMC повідомлення або дзвінка в залежності від налаштувань, в комплексі з системою автоматизованого оповіщення «CERBER» відбувається передача сигналу аварійній службі про витік газу. Відмінною особливістю центрального блока «CERBER V1» є те, що він оснащений ethernet мережею для зв'язку з прикладним програмним забезпеченням «CERBER V1.0» з використанням набору протоколів TCP/IP v4. Як протокол рівня програмного забезпечення використовується протокол berkley socket з транспортним рівнем TCP, що забезпечує легку інтеграцію у будь-яку мережеву інфраструктуру будь-якої організації, підвищує надійність та гарантує надходження інформації у будь-якому транспортному середовищі. Розглянемо будову газосигналізатора 3 на зразку з найбільшим переліком функцій модель D&K 2P-AKC-G. Він складається з вузлів та блоків, які наведені на фіг. 2, а саме: напівпровідникового газочутливого елемента 4, який перетворює значення концентрації газів, що досліджуються, в електричні значення (опір), далі ця інформація 5 надходить до мікропроцесору 5, який аналізує ці дані та конвертує їх у значення концентрації дослідних газів, для функціонування елемента 4 необхідна спеціальна форма постійного струму, яку забезпечує блок 6, в свою чергу, яким керує мікропроцесор 5. Після визначення перевищення концентрації норми мікропроцесор 5 вмикає клапан відключення газу та пристрій зовнішнього оповіщення 6, а також, за допомогою блоку 7, проводить індикацію перевищення концентрації газу. Паралельно відбувається передача аварійних повідомлень та аварійних викликів за допомогою GSM/GPRS модуля 8, передача цих сигналів відбувається в залежності від налаштувань записаних у mini-sim карті 9. Завдяки використанню швидкісного 16-ти бітного мікропроцесору 5 усі вище описані процеси відбуваються майже одночасно за виключенням очікування відповідей GSM мережі. Роботу усіх вище описаних вузлів забезпечує блок живлення постійного струму 10, у випадку зникнення напруги живлення, живлення проводиться від акумулятора-батареї резервного живлення 11. Розглянемо будову центрального блоку «CERBER V1» (фіг. 3). Центральний блок 1 складається з пристрою звукової та світлової сигналізації 12, енергонезалежної пам'яті 13, ethernet контролера 14, мікропроцесора 15, mini-sim картки 16, GSM/GPRS модуля 17, AC-DC перетворювача 18, RTC модуля (годинник реального часу) 19, та акумуляторів резервного живлення 20. Автоматизована система контролю витоку газу «CERBER» працює наступним чином. Після перевищення концентрації контрольованих газів у повітрі спрацьовує звукова та світлова сигналізація газосигналізаторів. Потім газосигналізатор 3 проводить аналіз інформації записаної на його mini-sim карті 9, вона може мати наступні значення які наведені у таблиці. Спочатку проводиться пошук полів з записом SMS і відправка повідомлень з текстом «UVAGA !!! VYTIK GAZU !!!» на вказані в полях SMS номери. Потім аналізуються поля з назвою RING на вказані у них номери проводиться голосовий дзвінок. Після виконання вище вказаних завдань обробляються поля з назвою DATA, це поля, де вказані телефонні номери центральних блоків «CERBER V1», які встановлені у аварійних службах (система підтримує до 10 таких блоків), наприклад, «АВАРІЙНА СЛУЖБА ВИТОКУ ГАЗУ», «ПОЖЕЖНА СЛУЖБА» та інші. У випадку відсутності зв'язку або неможливості дозвону, газосигналізатор проводить 20 спроб повторного дозвону до центрального блока. Після надходження сигналу виклику на центральний блок «CERBER V1» відбувається визначення номеру вхідного дзвінка та посилання команди в мережу, що свідчить про прийом виклику, далі проводиться пошук даного номеру на наявність у базі центрального блока (зберігається у енергонезалежній пам'яті 13 центрального блока). У випадку наявності такого номеру у базі центрального блока включається звукова та світлова сигналізація, а вхідний виклик заноситься у оперативний буфер разом з параметрами дати та 59036 6 часу, які зчитуються мікропроцесором з RTC модуля. Даний буфер містить інформацію про всі необроблені прикладним програмним забезпеченням вхідні виклики, може помістити 512 вхідних викликів. У випадку підключення центрального блоку до ethernet мережі прикладне програмне забезпечення «CERBER V1.0» щосекунди проводить читання вхідного буферу і у випадку виявлення у ньому інформації проводить аналіз номеру сигналізатора на наявність у базі даних, яка, в свою чергу, розташована на MSSQL сервері і проводить вибірку всієї інформаціє по даному сигналізатору на екран оператору у зручному вигляді. Паралельно включається звукове попередження та створюється запис у журналі подій, який містить всю інформацію про час витоку та адресу встановлення газосигналізатору. Якщо буфер вхідних викликів пустий, то автоматично призупиняється аварійне звукове і світлове попередження на центральному блоці «CERBER V1». Аварійне попередження на ПК оператора проводиться до моменту поки оператор сам його не відключить. Під час розробки системи було поставлено задачу розробити простий в налаштуванні пристрій з максимальним ступенем автоматизації, зменшення ймовірності аварійних ситуацій через людський фактор, та максимально зменшити вірогідність нанесення шкоди здоров'ю людей та тварин, будівлям та оточуючому середовищу після виникнення аварійної ситуації витоку та наявності газу. Таким чином, після того як власник приміщення придбав газосигналізатор у мережі роздрібної торгівлі, або у аварійній службі, він обирає оператора мобільного зв'язку, який буде найзручніший та найвигіднішим для нього, та покриття якого присутнє в необхідній мірі в місці встановлення газосигналізатора. Визначившись з оператором мобільного зв'язку та придбавши у його представників mini-sim карту, користувачеві необхідно провести наступні нескладні операції. По-перше, необхідно встановити дану картку у телефон та відключити функцію запиту ПІН-коду. Потім необхідно відкрити телефону книжку, встановити параметри збереження номерів на sim карті та ввести необхідні номери для власного користування (див. таблицю), окрім поля DATA. Після проведення налаштувань користувач встановлює картку у газосигналізатор згідно з інструкцією на нього. Підготовлений газосигналізатор з mini-sim картою вмикається у мережу. Після включення в мережу та виходу на режим (необхідний час 1 хв.) газосигналізатор готовий до роботи. На даному етапі користувач може провести перевірку роботи газосигналізатора згідно з документацією на нього. Другий етап, це реєстрація газосигналізатора в аварійні службі. Залишивши ввімкнутим газосигналізатор, необхідно звернутись в аварійну службу та передати їм наступну інформацію: 1) ПІП власника газосигналізатора; 2) повну адресу, де встановлено газосигналізатор; 3) заводський номер газосигналізатора; 7 59036 4) абонентський номер mini-sim карти, яка встановлена у газосигналізаторі; 5) мобільний та міський номери телефонів власника газосигналізатора. Отримавши всю вище наведену інформацію, оператор аварійної служби проводить процедуру реєстрації газосигналізатора у базі даних за допомогою прикладного програмного забезпечення «CERBER V1.0». Створюється відповідний запис у MSSQL базі та заповнюються необхідні поля, потім створюється відповідний запис у базі центрального блоку «CERBER V1». Після проведення всіх записів відбувається процедура налаштування газосигналізатора, який додається в систему, прикладне програмне забезпечення дає команду центральному блоку, який, в свою чергу, розпочинає дозвон до газосигналізатора та створення модемного з'єднання для передачі даних. 8 Після створення з'єднання, центральний блок передає газосигналізатору номери центральних блоків, на які необхідно дзвонити у випадку аварії, а газосигналізатор зберігає їх у своїй mini-sim карті під назвою DATA (див. таблицю). Газосигналізатори також призначені для видачі вищеназваних попереджувальних сигналів при наближенні концентрації природного побутового паливного газу до рівня, який в суміші з оточуючим повітрям може привести до виникнення вибухонебезпечної суміші. Система «CERBER» дає можливість також проводити віддалений моніторинг стану справності газосигналізаторів (по команді оператора) та проводити автономну реєстрацію газосигналізаторів в системі «CERBER». Всі аварійні виклики на центральний блок не потребують оплати, оплачуються лише CMC повідомлення власнику та додаткові процедури, такі як реєстрація та моніторинг стану. Таблиця Значення поля «ІМ'Я» Значення поля «НОМЕР» Максимальна кількість аналогічних полів RING Максимально обробляються 10 ноТелефонний номер у мерів з назвою RING для індексації загально діючому фодопускається нумерація наприклад рматі RING1, RING2... RING10. SMS Телефонний номер у загально діючому форматі для відправлення SMS повідомлень ONRING Максимально обробляються 10 ноТелефонний номер у мерів з назвою ONRING для індексазагально діючому фо- ції допускається нумерація наприрматі клад ONRING1, ONRING2... ONRING10 ONSMS Телефонний номер у загально діючому форматі для відправлення SMS повідомлень DATA Максимально обробляються 10 ноТелефонний номер у мерів з назвою DATA для індексації загально діючому фодопускається нумерація наприклад рматі DATA 1.DATA2...DATA10 Максимально обробляються 10 номерів з назвою SMS для індексації допускається нумерація наприклад SMS1, SMS2...SMS10 Максимально обробляються 10 номерів з назвою ONSMS для індексації допускається нумерація наприклад ONSMS1, ONSMS2... ONSMS 10 Функція У випадку спрацювання аварії на номери з назвою RING проводиться голосовий дзвінок У випадку спрацювання аварії на номери з назвою SMS проводиться відправка повідомлення з попередженням про витік газу Якщо у mini-sim карті присутні номери з такими назвами то на ці номери проводиться дзвінок при включенні газосигналізатора у мережу Якщо у mini-sim карті присутні номери з такими назвами то на ці номери відправляється текстове повідомлення з текстом про готовність до роботи Дане поле зарезервоване для запису номерів центральних блоків аварійних служб 9 59036 10 11 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 59036 Підписне 12 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601