Устаткування для збору, обробки і передачі телеметричних сигналів

Система моніторингу телефонними шелтерами, яка включає: телефонні шелтери, віддалену центральну станцію дистанційного керування для централізованої обробки зібраних даних, направлених з шелтерів, причому шелтери містять інтерфейс користувача (клавіатуру), одноплатний моніторинговий контролер (РСВ), датчики, встановлені зовні моніторингового контролера, наприклад датчики температури, закритого або відкри C2 1 3 83994 неможливою модифікацію або пристосування до конкретних потреб і різноманітних апаратних засобів, а також ускладнює ремонт та обслуговування. Крім того, оскільки існуючі блоки не призначені для встановлення усередині зовнішніх контейнерів герметичного типу, вони не можуть використовуватися в них як такі, що залишає такі контейнери без інфраструктури (можливостей) контролю. Це в свою чергу приводить до збільшення витрат на експлуатацію і ремонт зовнішніх контейнерів герметичного типу, через те що в них відсутня інфраструктура контролю, і також до того, що оператори не здатні попередити відмови або ідентифікувати виникаючі проблеми, так що для цієї роботи наймають відповідний і належним чином оснащений персонал. Цей винахід має наступні характерні нові особливості: 1) На одній друкованій платі інтегровані процесор і логічні схеми безлічі різних датчиків. В результаті габаритні розміри системи контролю мінімізуються, що економить цінний простір для тих прикладних систем, в яких вона встановлена (наприклад, в антенних укриттях стільникової телефонії), і мають унікальну можливість бути встановленим усередині герметизованих антенних укриттів (контейнерів для зовнішнього встановлення) стільникової телефонії. 2) Логічні схеми об'єднані на основній друкованій платі (KINTEC - KODU1 на Фіг.1), тоді як всі датчики є зовнішніми і не повинні мати власної логіки, тому що вони використовують логіку друкованої плати (Фіг.1 і 2). 3) Інша перевага полягає в тому, що не потрібно застосовувати додаткові електронні плати логіки/керування для взаємодії з різними датчиками, через те що це включене в основну друковану плату, що істотно зменшує вартість системи контролю. 4) Блок спеціально розроблений і виготовлений, щоб використовуватися у станціях стільникової теле фонії (наприклад, стандарту GSM), простір в яких украй обмежений. Він також повністю відповідає вимогам з безпеки Європейського Союзу, тому що готовий до встановлення „яким є", (наприклад, у контейнерах стільникової телефонії), без будь-якого втручання або модифікації, таких як пророблення отворів у корпусі, додавання електронних плат, заміна джерела живлення і т.д. 5) Об'єм і розміри блока, разом з вибором двох альтернативних способів встановлення, дозволяють пристосувати його до всіх відомих типів герметизованих (зовнішніх) контейнерів стільникової телефонії. 6) Вбудований сторожовий пристрій трифазової (RST) мережі живлення з можливістю сигналізації згідно з логікою "АБО" чи "І". 7) Окремий вихід "ДВЕРІ ВІДЧИНЕНІ", який показує стан дверей контейнера, забезпечує підвищення безпеки і легкість роботи. Комбінація тривожних сигналів "ДВЕРІ ВІДЧИНЕНІ" і "ПРОНИКНЕННЯ" забезпечують оператора достатньою інформацією, щоб розпізнати випадкову і умисну спробу (проникнення). 4 8) Вбудована схема контролю температури з двома заданими рівнями для сигналізації "Висока" і "Низька" температура. 9) Вбудована схема контролю вологи/рівня води для аварійної сигналізації про затоплення. 10) Два незалежних "вільних" реле на друкованій платі для використання, коли потрібна спеціальна або додаткова сигналізація. 11) Можливість легких програмних змін, щоб відповідати майбутнім вимогам. Електронний блок забезпечує наступні функції: 1) Перевірка наявності фаз R-S-T. Якщо подача напруги будь-якої із трьох фаз переривається, відповідне реле звільняється (через нього перестає проходити струм) і розмикання його контактів подає відповідний сигнал тривоги (всього їх три) в телеметричну систему. Якщо селектор "послідовно-паралельно" знаходиться в положенні "послідовно", то додатковий сигнал тривоги "ПЕРЕРИВ ПОДАЧІ ЗМІННОГО СТРУМУ" генерується, коли перервана подача напруги будьякої із фаз (операція згідно з логікою "АБО"). Якщо селектор перебуває в положенні "паралельно", то сигнал тривоги "ПЕРЕРИВ ПОДАЧІ ЗМІННОГО СТРУМУ" генерується тільки тоді, коли відсутні всі три фази (операція згідно з логікою "І"). Незалежно від вищезазначеного, мережа, що постачає блоку живлення, також контролюється, і реле "МЕРЕЖА В НОРМІ" утримується при проходженні струму, а світлодіод L3 світиться. Коли мережне живлення блока переривається більш ніж на 20 секунд, світлодіод L3 гасне і реле звільняється, подаючи відповідний сигнал тривоги (див. Фіг.3, логічна підпрограма "RST"). 2) Перевірка батареї. Поки напруга на клемах батареї більше 10,8 В, реле "БАТАРЕЯ РОЗРЯДЖЕН А" утримується в увімкненому стані і світлодіод L2 світиться. Коли напруга спадає нижче 10,8 В, реле звільняється, подаючи відповідний сигнал тривоги "БАТАРЕЯ РОЗРЯДЖЕНА" (ди в. Фіг.2, логічна підпрограма "БАТАРЕЯ РОЗРЯДЖЕН А"). Зауваження: Ця функція працює тільки тоді, коли система працює на батареях (немає мережного живлення), тоді як всю решту часу батарея заряджається. 3) Контроль вологи "ЗАТОПЛЕННЯ". Через 1,5 секунди після того, як відповідний датчик стає вологим, реле "ЗАТОПЛЕННЯ" подає сигнал тривоги "ЗАТОПЛЕННЯ", поки датчик знов не стане сухим більш ніж на 5 секунд (Фіг.4, логічна підпрограма "ЗАТОПЛЕННЯ"). Зауваження: Ця функція працює тільки тоді, коли система живиться від мережі. 4) "ВМИКАННЯ\ВИМИКАННЯ" системи. Коли блок одержує команду "ВМИКАННЯ" від зовнішньої клавіатури, тоді: 4а) Скидаються у вихідний стан сигналізатори пожежі шляхом вмикання реле "СКИДАННЯ СИГНАЛІЗАТОРА ПОЖЕЖІ" на 2 секунди (див. Фіг.7, логічна підпрограма "СКИДАННЯ СИГНАЛІЗАТОРА ПОЖЕЖІ"). 4a) Завантажується попередньо встановлена (селектором ST1) затримка "ЧАС ЗАВЕРШЕННЯ". 5 83994 Ця затримка має крок 7,5 секунди і граничне значення 120 секунд. Протягом цього часу зумер на блоці видає безперервний звук. 4в) Після того, як "ЧАС ЗАВЕРШЕННЯ" закінчується, блок перевіряє опір зон 1 і 2 (баланс). Якщо опір перебуває в заданих межах (біля 1800 Ом), то блок вимикає зумер і подає живлення на реле "ВМИКАННЯ\ВИМИКАННЯ", активізуючи систему і приводячи сигналізацію у стан "УВІМКНЕНО". Якщо зона (зони) не збалансовані, тоді блок завантажує попередньо встановлену (селектором ST2) затримку "ПОМИЛКА" і подає переривчастий звуковий сигнал. Ця затримка має крок 7,5 секунди і граничне значення 120 секунд. 4г) Якщо зона (зони) все ще неврівноважені до кінця періоду затримки "ПОМИЛКА", то блок вимикає зумер, відпускає реле ВМИКАННЯ\ВИМИКАННЯ і залишає систему у вимкненому стані (ВИМКНЕНО) (див. Фіг.6, логічна підпрограма "УВІМКНЕНО\ ВИМКНЕНО"). 5) Перевірка зон спостереження 1 і 2. Протягом часу, коли система перебуває у стані "УВІМКНЕНО", блок контролює зони 1 і 2. Зона 1: Якщо зона 1 порушена, блок завантажує початкову затримку "ЧАС ВХОДЖЕННЯ" (селектор ST4, з тимчасовим кроком 7,5 секунди і максимумом 120 секунд) і вмикає зумер. Якщо до кінця цієї затримки зона все ще порушена, то блок вмикає реле "ПРОНИКНЕННЯ", надсилаючи відповідний сигнал тривоги в телеметричну систему. Зона 2: Якщо зона 2 порушена, то блок перевіряє стан попереднього встановлення "ЗАТРИМКА 1". Якщо він встановлений в положення "ЗАТРИМКА", то послідовність операцій буде такою ж самою, що й у зоні 1. У противному разі реле "ПРОНИКНЕННЯ" вмикається негайно без будьякої звукової сигналізації (див. Фіг.8,9 і 10, логічні підпрограми "ZONE1", "ZONE2" і "ПРОНИКНЕННЯ"). 6) Функція "ФІКСАЦІЯ". Якщо була обрана функція "ФІКСАЦІЯ", то реле "ПРОНИКНЕННЯ" залишається увімкненим, поки блок не приведуть в стан "ВИМКНЕНО" із зовнішньої клавіатури. Якщо функція "ФІКСАЦІЯ" не була обрана, то реле "ПРОНИКНЕННЯ" залишається увімкненим протягом заздалегідь заданого "СИГНАЛЬНОГО ЧАСУ", встановленого селектором ST3. Цей час має крок 37 секунд і може мати максимальне значення 600 секунд (див. Фіг.10, логічна підпрограма "ПРОНИКНЕННЯ"). 7) Функція "ДВЕРІ ВІДЧИНЕНІ". Ця незалежна функція уважно контролює стан обох зон 1 і 2, і якщо в будь-якій з них виникає порушення "ДВЕРІ ВІДЧИНЕНІ", то надсилає відповідний сигнал тривоги в телеметричну систему без будь-якої затримки і до тих пір, поки проблема продовжує існувати. 8) Зарядка акумулятора. Блок вмикає відповідну схему для автоматичної зарядки його батареї, яка має напругу 12 В і ємність 2,2 А·год. (див. розділ опису схем у параграфі 4). 9) "Транзитна подача". 6 На друкованій платі блока є два запасних реле RELA1 і RELB1. їхні котушки і контакти підключені до сполучних клем і можуть бути обрані так, щоб бути "нормально розімкненими" (N/O) або "нормально замкненими" (N/C) за допомогою селекторів SELECT1 і SELECTB1. Також на друкованій платі є ряд прямих з'єднань між з'єднувачами з метою полегшення . розведення і маршрутизації деяких телеметричних сигналів, що не потребують обробки. Вони описані на схемі "МІЖЗ'ЄДНАННЯ ЗОВНІШНЬОГО БЛОКА KINTEC" і показані на схемі друкованої плати. Опис електронної схеми блока (Фіг.13-20) Електронна схема складається з наступних частин/підсхем: 1) Складовими частинами мікропроцесорного ядра є інтегральна мікросхема мікропроцесора AT90S8515 (U1), кварцовий резонатор (Y1), конденсатори CC1, СС2, CWA1, C1 і сторожова інтегральна мікросхема (U2). Мікропроцесор керує наступними схемами: 1a) Схеми затримки ЗАВЕРШЕННЯ, ПОМИЛКИ, ТРИВОГИ і ЧАСУ ВХОДЖЕННЯ, що складаються з елементів ST1, ST2, ST3, ST4, AR1 і AR2. 1б) Вибір затримки для зони 2 (ЗАТРИМКА 1, RDE) і фіксації реле проникнення (ФІКСАЦІЯ, RM1). 1в) Схеми контролю УВІМКНЕНО-ВИМКНЕНО зон 1 і 2, що складаються з елементів J-INB1, JINA1, CZ1, CV1, CO1, CZ2, RZ1, RZ2, RS11, RON2. 1г) Схеми керування балансом зон, що складаються з елементів RS1, RS2, RS4, RS5, RS8, RS9, RS3, RS7, US1 і US2. 1д) Схема контролю напруги мережі, елементи D1, Z2, R1 і С2. 1e) Мікропроцесорні схеми виведення даних, що керують реле ПРОНИКНЕННЯ, ДВЕРІ ВІДЧИНЕНІ, УВІМКНЕНО-ВИМКНЕНО, СКИДАННЯ СИГНАЛІЗАТОРА ПОЖЕЖІ, МЕРЕЖА В НОРМІ і ЗУМЕР і складаються з відповідних частин RI1, QI1, KTND1-RD1, QD1, KD1-RON1, QON1, KON1-RF1, QF1, KF1-R2, R3, L3, Q4, K5-RBU1, Q3, CBUZZ1, DBUZ1, LS1. Виводи сухи х контактів вищезазначених реле доступні на з'єднувачах CONNA1, CONNB1, J-INA2 і J-INB2 і послідовно проведені через блок сполучення до телеметричної панелі. 2) Аналогові схеми, незалежні від мікропроцесора, контролюють напругу батареї (БАТАРЕЯ РОЗРЯДЖЕНА), вологу (ЗАТОПЛЕННЯ) і три фази (RST) мережі і складаються з елементів RB2, RB3, RB4, RB5, RB6, RB1, RK2, Q2, L2, К2 (БАТАРЕЯ РОЗРЯДЖЕНА), RW1, RW2, RW3, RW4, RW5, RK1, RZE1, CW1, CW2, Z1, Q1, K1, L1, UW1 (ЗАТОПЛЕННЯ) і LS2, LS3, LS4, RST1, RST2, RST3 (RST). 3) Транзитні ланцюги подачі сигналів, що складаються з RELA1, RELB1, SELECTA1 і SELECTB1 і міжз'єднань між з'єднувачами CONNB1, J-INA3 і J-INB3. 4) Джерело живлення і ланцюги зарядки акумуляторної батареї, що складаються з . елементів F1, F2, F3, F4, F5, RV1, CMAIN2, L4, CMAIN1, RP1, RP2, RP3, RP4, RP5, СР5, СР4, СР2, СР3, D2, DP1 і DP2. 7 83994 Те, як всі ланцюги функціонують і взаємодіють між собою, аналітично показане на . доданих блоксхемах і в детальному експлуатаційному описі блока. Корпус Блок розміщений у металевому корпусі, в якому знаходяться а) друкована плата, б) силовий трансформатор і в) батарея (Фіг.24, 25). Корпус підтримує і уберігає вищезгадані компоненти від впливів навколишнього середовища, забезпечує безпеку персоналу і діє як електромагнітний екран від навколишнього середовища та стосовно до нього (захист від електромагнітних перешкод/електромагнітна сумісність). Розміри корпусу складають 290x225x76мм. Він складається з основної частини і знімної кришки, закріпленої чотирма гвинтами у відповідних нарізних елементах, зв'язаних з кутами основної частини. Корпус виготовлений від листа сталевого прокату (dcp) завтовшки 1,0мм для основної частини і 0,8мм для кришки і забарвлений в електростатичному полі шаром фарби завтовшки 60 мікронів. Усередині основної частини корпусу закріплені нарізні елементи для кріплення кришки, опори для друкованої плати, металевий канал для кабелю мережі 220 В, опора батареї, трансформатор, кріпильні стояки, а також для клеми електромагнітного і захисного заземлення. Кришка також обладнана зв'язаною з нею клемою заземлення для кращого електромагнітного екранування та для забезпечення безпеки. 8 На верхній і нижній сторонах основної частини (225x76мм) є 10 отворів з непроникним для рідини пластмасовим ущільненням, що знімає механічні напруги кабелів, для надійного та безпечного виведення/введення кабелів, що йдуть до периферійних пристроїв та від ни х. З боку основної частини корпусу (290x76мм) прикріплені кутові металеві смуги з отворами для утримування блока, коли він встановлений у стояку. Альтернативно, для встановлення на стіні використовується окрема металева рознімна скоба з двох частин, якщо це потрібне. Корпус обладнаний захисним вимикачем, який подає відповідний сигнал про несанкціоноване втр учання, якщо корпус відкритий неуповноваженою особою. Наведений вище опис посилається на додані схемні рішення, які ілюструють переважну реалізацію цього винаходу. Інші реалізація або модифікації також можливі, у межах суті і обсягу цього винаходу. Наприклад, для різних потреб контролю можуть використовува тися різні комбінації датчиків. Крім того, цей винахід може використовува тися в антенному укритті будь-якої системи і взагалі там, де бракує вільного простору. Таким чином, даний опис має своєю метою пояснення і не обмежує винахід. Обсяг і суть винаходу визначені формулою винаходу, що додається. 9 83994 10 11 83994 12 13 83994 14 15 83994 16 17 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 83994 Підписне 18 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601