ПРИЕМНИК ИЗВЕЩАТЕЛЯ ОХРАННОГО STS-106

Приемник извещателя охранного STS-106
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель откосится к техническим средствам охранной сигнализации, и может быть использована в системах охраны периметра и территорий для контроля местоположения и перемещения людей.
Уровень техники
Известен извещатель охранный линейный (патент РФ на полезную модель №90244, опубл. 27.12.2009), содержащий чувствительный элемент, закрепленный на заграждении, соединенный с блоком электронным, содержащим блок усиления, выходы которого соединены со входами низкочастотного и высокочастотного каналов, выходы которых соединены с соответствующими входами АЦП, выходы которого соединены с соответствующими входами блока формирования сигнала тревоги, в который введен переключатель режимов работы, средства регулировки низкочастотного и высокочастотного каналов, при этом АЦП и блок формирования сигнала тревоги выполнены на микроконтроллере с встроенной памятью параметров сигналов, соответствующих различным конструкциям заграждений и способам воздействия на них, при этом цепи управления микроконтролера и средства регулировки низкочастотного и высокочастотного каналов выполнены с защитой PIN кодом, а средство регулировки низкочастотного канала, средство регулировки высокочастотного канала, переключатель режимов работы соединен с портом RS 485, через который вводятся параметры сигналов, хранящиеся в памяти микроконтроллера.
Недостатком известного извещателя является относительно невысокая чувствительность извещателя.
Известен извещатель, включающий вход питания, детектор, подключенный к устройству обработки данных, соединенному с устройством формирования выходного сигнала в виде коммутатора (электромеханического или оптоэлектронного реле), включенного в разрыв шлейфа сигнализации приемно-контрольного прибора. В известном устройстве вход питания извещателя подключен к внешнему сетевому источнику питания по отдельной линии (четырехпроводное включение), а сигнал тревоги приемно-контрольному прибору передают по шлейфу сигнализации, оснащенному концевым резистором, путем размыкания шлейфа сигнализации с помощью контактов реле
1
(В.В. Волхонский. Устройства охранной сигнализации. - СПб.: Экополис и культура, 2001 г., стр. 95, 104-106).
Известному устройству присущи следующие недостатки:
- четырехпроводная схема включения, что удорожает монтаж по сравнению с двухпроводной схемой, а также требует установки дополнительных сетевых источников питания;
- высокое токопотребление, обусловленное необходимостью постоянно поддерживать реле во включенном состоянии для выдачи сигнала тревоги при нарушении питания извещателя или его неисправности, как следствие - ограниченная протяженность и большое сечение проводов питания, большие мощности сетевых источников питания;
- отсутствие диагностики снятого с охраны шлейфа сигнализации, т.к. нет возможности отличать обрыв шлейфа сигнализации от срабатывания извещателя.
Последний недостаток, однако, устраняют тем, что контакты реле известного устройства шунтируют резистором.
Известен охранный извещатель, включающий вход питания и включенное параллельно ему выходное устройство, содержащее последовательно соединенные ограничительный резистор и коммутатор, вход управления которого подключен к выходу сигнала тревоги устройства обработки данных (В.В. Волхонский. Устройства охранной сигнализации. - СПб.: Экополис и культура, 2001 г., стр. 95, 104-106). При этом вход питания извещателя включен в шлейф сигнализации параллельно, и питание извещателя осуществляют от шлейфа сигнализации (двухпроводное включение). В известном охранном извещателе сигнал тревоги приемно-контрольному прибору передают по шлейфу сигнализации типа «токовая петля», оснащенному концевым резистором, путем снижения внутреннего сопротивления извещателя при замыкании коммутатора.
Недостатком известного устройства является возможность работы только с теми приемно-контрольными приборами, которые поддерживают шлейф сигнализации типа «токовая петля». Такой шлейф требует более сложного устройства приемно-контрольного прибора и приводит к удорожанию его конструкции. Недостатком известного устройства является также то, что при выходе его из строя сигнал тревоги не формируется.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является охранный извещатель (патент РФ на изобретение №2292084, опубл. 20.01.2007), причем детектор извещателя содержит устройство обработки данных, которое соединено с устройством формирования выходного сигнала в виде коммутатора. В качестве коммутатора охранный извещатель содержит электронный ключ.
Недостатком известного охранного извещателя является относительно невысокая
2
чувствительность, а также невозможность подстройки зоны приема сигнала непосредственно на охраняемом объекте.
Раскрытие полезной модели
В основу заявляемой полезной модели положена задача создания устройства, имеющего высокую чувствительность и возможность подстройки зоны приема сигнала непосредственно на охраняемом объекте.
Технический результат - повышение чувствительности охранного извещателя.
Указанный технический результат достигается тем, что приемник извещателя охранного содержит детектор устройство обработки данных, которое соединено с устройством формирования выходного сигнала в виде электронного ключа, причем приемник извещателя закреплен на подвижной платформе штанги, прикрепленной к несущей опоре, подвижная платформа имеет возможность перемещения и/или вращения и последующей фиксации на штанге; причем приемник включает приемную антенну, выход которой соединен со входом детектора, соединенным с усилителем, первый вход которого соединен с компаратором, а второй вход - с ключом, соединенным с узлом управления, компаратор далее соединен с узлом принятия решений, элемент управления соединен с узлом управления и узлом принятия решений.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана структурная схема извещателя охранного STS-106.
На фиг. 2 показана конструкция штанги для крепления приемника охранного извещателя STS-106.
На фиг. 3 показан примерный вид формы зоны обнаружения извещателя охранного S1S-106.
На фиг. 4 показана блок-схема адаптивного алгоритма изменения чувствительности датчика извещателя с учетом погодных условий.
На фиг. 5 показана функциональная схема извещателя охранного STS-106
На фиг 6 показана конструкция извещателя охранного STS-106 (сборочный чертеж).
На фиг. 7 показан общий вид извещателя охранкого STS-106.
Осуществление полезной модели
На фигурах приняты следующие обозначения: передатчик - ПРД, приемник - ПРМ, система сбора и обработки информации - ССОИ, метеостанция МС, приемная антенна
3
1, детектор 2, усилитель 3, компаратор 4, узел управления 5, ключ 6, узел принятия решений 7, элемент управления 8, штанга 9, подвижная платформа 10, крепление штанги 11.
На функциональной схеме извещателя (см. фиг 5) показаны следующие элементы: малошумящий усилитель входного сигнала 2.1 (входит в состав детектора 2); малошумящий усилитель выходного сигнала 3.1 (входит в состав усилителя 3); фазовая подстройка частоты 4.1 (входит в состав компаратора 4 и ключа 6); источник питания 5.1, кварцевый генератор 5.2 с температурной компенсацией, аналого-цифровой преобразователь 5.3, регулятор 5.4 громкости уровня входного сигнала (входят в состав узла управления 5); блок микроконтроллера 7.1 (входит в состав узла принятия решений 7).
Конструктивные элементы извещателя (см. фиг 6) обозначены следующим образом: втулка 12, гайка 13, корпус 14 с крышкой 15 корпуса, основание 16 с крышкой 17 основания, шуруп 18, кабель 19.
Подвижная платформа 10 предназначена для крепления приемника охранного извещателя, и обеспечивает возможность регулирования установки извещателя по высоте и/или по углу по направлению к передатчику. Штанга 9 с помощью креплений 11 крепится к несущей опоре на охраняемом объекте.
Приемник извещателя охранного STS-106 содержит приемную антенну 1, выход которой соединен со входом детектора 2, соединенным с усилителем 3, первый вход которого соединен с компаратором 4, а второй вход - с ключом 6, соединенным с узлом управления 5, компаратор 4 далее соединен с узлом принятия решений 7, элемент управления 8 соединен l узлом управления 5 и узлом принятия решений 7, причем приемник закреплен на подвижной платформе 10 штанги 9, прикрепленной к несущей опоре, подвижная платформа 10 имеет возможность перемещения и/или вращения и последующей фиксации на штанге 9.
Устройство работает следующим образом.
Приемник извещателя охранного работает совместно с передатчиком (ПРД). Передатчик (ПРД) и приемник извещателя размещаются на противоположных концах охраняемого участка. Передатчик (ПРД) излучает электромагнитные волны в направлении извещателя. Приемник (ПРМ) извещателя предварительно закрепляют на подвижной платформе штанги, прикрепленной к несущей опоре на охраняемом объекте. Такая конструкция обеспечивает возможность регулирования установки извещателя по высоте и/или по углу по направлению к передатчику (ПРД).
Приемник (ПРМ) извещателя принимает электромагнитные волны, преобразует их
4
в электрический сигнал и анализирует этот сигнал.
Управляемый генератор передатчика (ПРД) вырабатывает импульсную последовательность определенной скважности. Под действием импульсов с управляемого генератора передатчика (ПРД), модулятор передатчика (ПРД) формирует последовательность СВЧ-радиоимпульсов, которые поступают на передающую антенну передатчика (ПРД). Передающая антенна излучает СВЧ-радиоимпульсы в направлении приемной антенны 1 приемника (ПРМ) извещателя. Образовавшееся между передающей антенной передатчика (ПРД) и приемной антенной 1 электромагнитное поле является источником полезных сигналов для обнаружения объектов, пересекающих данное электромагнитное поле.
Человек, пересекая зону обнаружения, вызывает модуляцию сигнала на входе приемника (ПРМ) извещателя. Примерный вид формы зоны обнаружения показан на фиг.
3. Глубина модуляции и форма сигнала зависят от роста и массы человека, места пересечения участка, рельефа участка, скорости движения.
Если человек движется близко от антенн (ближе 15…20 м), то сигнал представляет собой одиночный отрицательный выброс большой глубины модуляции.
Если человек передвигается на расстоянии далее 15…20 м от антенн, то сигнал представляет собой несколько последовательно чередующихся положительных и отрицательных выбросов малой глубины модуляции, при этом интервал времени между соседними положительными и отрицательными выбросами и их длительность зависят от скорости движения человека.
С выхода приемной антенны 1 СВЧ-радиоимпульсы поступают на вход детектора 2 и далее на усилитель 3. Амплитуда усиленных импульсов содержит информацию о состоянии электромагнитного поля и, соответственно, о наличии в нем посторонних объектов. С первого выхода усилителя 3 сигнал поступает на вход компаратора 4, определяющего наличие на выходе усилителя 3 импульсов и информирующего об этом узел управления 5, который открывает ключ 6 и разрешает прохождение импульсов в узел принятия решений 7. Узел принятия решений 7 определяет состояние (замкнуто/разомкнуто) выходного оптореле. Элемент управления 8 задает способ синхронизации управляемого генератора передатчика (ПРД) с помощью узла управления 5, который в свою очередь и определяет моменты открывания ключа 6. В свою очередь узел принятия 7 решений отправляет данные о текущем состоянии (тревога, неисправность, норма) по интерфейсу RS-485 в программное обеспечение.
Метеостанция (МС) по контролю погодных условий (сила ветра, осадки, температура) постоянно передает текущие погодные условия в систему сбора и обработки
5
информации (ССОИ). ССОИ по адаптивному алгоритму сравнивает текущую чувствительность к изменению электромагнитного поля между передатчиком (ПРД) и приемником (ПРМ) с таблицей чувствительностей относительно погодных условий, и в случае отличия изменяет ее на соответствующую. Адаптивный алгоритм изменения чувствительности с учетом погодных условий показан на фиг. 4.
В ближней зоне извещателя А (см. фиг. 5) факт пересечения охраняемой границы обнаруживается в режиме Доплер-радара, в дальней зоне факт пересечения границы обнаруживается извещателем Б, который работает только в режиме приемника.
Таким образом, заявленный приемник извещателя охранного обеспечивает повышение чувствительности охранного извещателя, вследствие возможности подстройки зоны приема сигнала непосредственно на охраняемом объекте.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели показал, что совокупность существенных признаков заявленного устройства не известна из уровня техники и значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного приемника извещателя охранного для приема электромагнитных волн, преобразования их в электрический сигнал, и может быть использован в системах охраны периметра и территорий для контроля местоположения и перемещения людей, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».