СИСТЕМА ОХРАННОЙ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
FIRE ALARM SYSTEM

Изобретение относится к системам охранно-пожарной сигнализации и мониторинга объектов, и может быть использована для передачи информации от абонентских комплектов к пультам наблюдения и обратно через каналы связи.
Известна система охранно-пожарной сигнализации (Патент РФ №2177179), содержащая группу абонентских комплектов, группу пультов централизованного наблюдения, каждый из которых содержит основное и резервное управляющее файловое устройство, группу концентраторов, первая группа входов/выходов каждого из которых соединена с соответствующими абонентскими комплектами, вторая группа входов/выходов соединена с соответствующими телефонными линиями АТС, а третья группа входов/выходов соединена с соответствующими входами/выходами основного и резервного управляющих файловых устройств соответствующих пультов централизованного наблюдения.
Недостатком этой системы является отсутствие резервного канала связи с абонентским комплектом и невозможность охраны объектов, не соединенных с системой проводными телефонными линиями связи.
Известна система охранно-пожарной сигнализации (Патент РФ №2110094), содержащая группу абонентских комплектов, каждый из которых выполнен в виде объектового блока и фильтра низких частот, соединенного со входом/выходом соответствующего концентратора, который через локальную сеть связи и через мультиплексор и две выделенные линии связи соединен соответственно с первыми входами/выходами блоков фильтров низких частот основного и резервного файлового управляющего устройства пульта наблюдения, причем вход микро ЭВМ каждого файлового управляющего устройства соединен с выходом клавиатуры, первый выход микроЭВМ - со входом дисплея, второй выход микроЭВМ - со входом алфавитно-цифрового печатающего устройства, вход/выход микроЭВМ - через контроллер локальной сети соединен с соответствующим входом локальной сети, группа выходов микроЭВМ через блок рестарта соединена с соответствующей группой входов блока направлений рестарта, первая группа входов/выходов микроЭВМ соединена с группой входов/выходов блока памяти с долговременным хранением, вторая группа входов/выходов микроЭВМ соединена с группой входов/выходов устройства ввода/вывода, третья группа входов/выходов микроЭВМ через блок контроллеров последовательного ввода/вывода и блок приемопередатчиков, соединена со второй группой входов/выходов блока фильтров низких частот.
Недостаток - низкая надежность этой системы охранной сигнализации, которая связана с большим количеством ложных тревог из-за снижения уровня сигнала непрерывной частоты, передаваемого с охраняемого объекта при ухудшении параметров телефонной линии связи, и невозможность охраны объектов, с которыми нет телефонных линий связи.
Наиболее близкой по технической сути к предлагаемому решению является система охранно-пожарной сигнализации (Патент РФ №2263972), содержащая файловое управляющее устройство пульта наблюдения, группу абонентских комплектов, каждый из которых содержит объектовый блок, причем вход микро ЭВМ каждого файлового управляющего устройства соединен с выходом клавиатуры, выход микроЭВМ - со входом дисплея, первая группа входов/выходов микроЭВМ соединена с группой входов/выходов блока памяти с долговременным хранением, а файловое управляющее устройство содержит блок радиоканального приемопередатчика, группа входов/выходов которого соединена со второй группой входов/выходов микро ЭВМ, а вход/выход блока радиоканального приемопередатчика, через радиоканал, соединен с радиоволновым входом/выходом каналообразующей аппаратуры GSM, группа входов/выходов которой соединена с группой входов/выходов блока сервера, который через радиоканальный вход/выход каналообразующей аппаратуры GSM, через радиоканал соединен с радиоканальным входом/выходом каждого абонентского комплекта, содержащего блок приемопередатчика и блок сопряжения, первая группа входов/выходов, которого соединена с входами/выходами объектового блока, а вторая группа входов/выходов блока сопряжения, соединена с группой входов/выходов блока приемопередатчика, радиоволновой вход/выход которого, через радиоканал, соединен с радиоволновым входом/выходом каналообразующей аппаратуры GSM.
Известный комплект системы сигнализации работает следующим образом.
В исходном состоянии после включения питания пульта наблюдения (ПН) запускаются прикладные программы работы системы, а на его дисплей выводится исходное меню для дежурного и другая необходимая для работы информация.
В систему с клавиатуры вводится вся необходимая для функционирования системы и работы дежурных информация об объектах, на которых установлены абонентские комплекты (АК). Информация об охраняемых объектах состоит из: адреса АК; кодов ключей-жетонов санкционированного доступа к АК; необходимых сведений о лицах, ответственных за установку и снятие соответствующего АК с охраны; места расположения и плана объекта и другая информация необходимая для работы системы охранно-пожарной сигнализации.
Вся эта информация записывается в блок памяти с долговременным хранением файлового управляющего устройства (ФУУ) и ФУУ подготавливает необходимые информационные сообщения для передачи их на блок сервера. МикроЭВМ ФУУ передает эти сообщения к блоку сервера и получает от блока сервера ответ о состоянии соответствующих (АК) путем запроса информации о их состоянии у севера, через блок радиоканального приемопередатчика, через его радиоканальный вход/выход, через радиоканал GSM, через его радиоканальный вход/выход каналообразующей аппаратуры GSM, через каналообразующую аппаратуру GSM и группу входов/выходов сервера (например, работающих в канале USSD стандарта GSM900/1800). Сервер, после включения питания и получения запроса от ФУУ, через свою группу входов/выходов, через каналообразующую аппаратуру GSM, через радиоканал GSM, через радиоканальный вход/выход через блок радиоканального приемопередатчика запрашивает необходимую информацию (адреса, способы кодирования данных, периодичность обращения АК на сервер и другую информацию) об абонентских комплектах. ФУУ, получив запрос о загрузке от сервера, в следующий сеанс связи по выше описанному каналу связи передает серверу требуемую информацию. После получения информации об абонентских комплектах, сервер включается в режим ожидания обращений активированных АК. Объектовый блок каждого АК из группы абонентских комплектов, после подключения к нему электропитания, через блок сопряжения, выполняющего сопряжение интерфейсов объектового блока с блоком приемопередатчика, через блок приемопередатчика, через его радиоканальный вход/выход, через радиоканал GSM, через радиоканальный вход/выход каналообразующей аппаратуры GSM, через каналообразующую аппаратуру GSM и группу входов/выходов сервера передает серверу свое состояние и получает от него обратно по установленному каналу связи ответ, в виде команд управления для осуществления охраны и мониторинга объектов полученных от ФУУ по запросу сервера.
Каналообразующая аппаратура GSM отличает свои абонентские комплекты (абоненты сервера) от обращений других абонентов (в потоке обращений к ней по группе кодов при обращении, заранее занесенных в память каналообразующей аппаратуры GSM, и ответвляет поток обращений с этими кодами на первую группу входов/выходов сервера. Сервер, распаковывая поток обращений по специальным кодам, распознает в потоке обращений обращения своих абонентских комплектов 1 и чужих абонентов, и если абонент чужой, то он мгновенно получит отказ в обслуживании. Если абонент распознан как свой, то сервер анализирует и записывает переданное от него сообщение в свою память для дальнейшей передачи части ее в ФУУ при его обращении к серверу. Кроме того, во время сеанса связи с АК сервер передает свою соответствующую управляющую информацию в АК, а так же информацию для АК от ФУУ, полученную при сеансе связи с сервером, которую сервер так же хранит в свой памяти.
Если сервер зарегистрировал отклонения во времени обращения соответствующего АК к серверу или прекращение обращения на заданное время, то сервер сформирует соответствующее сообщение для ФУУ, которое передаст ФУУ в ближайший сеанс связи.
Если АК зарегистрировал отказ или молчание сервера при обращении с запросом к нему заданное количество раз, то АК через свой блок приемопередатчика, через его радиоканальный вход/выход, через радиоканал GSM, передает SMS о своем состоянии и получает от ФУУ обратные сообщения по этому же каналу связи. Как только основной канал связи АК с блоком сервера восстановится, работа продолжается выше описанным способом через основной канал связи.
Вся информация об изменении в параметрах АК, необходимости взятия или снятия АК с охраны, помещается ФУУ в журнал состояний соответствующего АК. Если связь с АК прекратилась, а этот АК был включен в режим охраны, то на дисплее ФУУ выведется соответствующее тревожное сообщении о несанкционированном проникновении или возгорании, или другое тревожное сообщение с охраняемого объекта, фиксирует время принятого сообщения и помещается в стек срочных сообщений для дальнейшей передачи его на ФУУ.
Недостатком данной системы является использование для охраны объектов специальных управляющих USSD каналов связи и дополнительных специальных серверов в сети оператора связи, что усложняет реальную реализацию работы системы и сужает область применения охраны объектов, а отсутствие резервных каналов связи других операторов с абонентским комплектом и пультом наблюдения существенно снижает надежность работы системы.
Целью предлагаемого изобретения является упрощение системы охранно-пожарной сигнализации, расширение области охраны и мониторинга объектов, повышение надежности работы системы охранно-пожарной сигнализации и сокращение экономических затрат путем объединения сеансов связи пульта наблюдения с группой объектов в один сеанс связи.
Указанная цель достигается тем, что в системе охранно-пожарной сигнализации, содержащей пульт наблюдения, группу абонентских комплектов с объектовыми блоками и блоками приемопередатчиков, в которой каждый блок приемопередатчика абонентского комплекта группы абонентских комплектов, через радиоканал GSM соединен с пультом наблюдения блок приемопередатчика выполнен в виде модуля связи, узла Sim карт, схемы активизации, схемы индикации, переключателей, источника бесперебойного питания, схемы преобразования сигналов, концентратора, первый выход которого соединен с первым входом источника бесперебойного питания, второй выход которого соединен с вторым входом концентратора, второй выход которого соединен с вторым входом источника бесперебойного питания, первый выход которого соединен с первым входом концентратора, первые выходы которого, через первые выходы схемы активизации соединены с первыми входами схемы индикации, вторые входы которой соединены с вторыми выходами концентратора, вход/выход которого соединен с первым входом/выходом модуля связи, входы/выходы которого, соединены с входами/выходами узла Sim карт, входы которого соединены с вторыми выходами схемы активизации, а выход модуля связи соединен с третьим входом концентратора, третий выход которого соединен с входом модуля связи, выходы которого соединены с третьими входами схемы индикации, а выходы переключателей соединены с входами концентратора, входы/выходы которого соединены с входами/выходами схемы преобразования сигналов, вход/выход которой соединен соответственно с входами/выходами объектовых блоков, причем второй вход/выход модуля связи, через публичную сеть связи, содержащую GSM и Интернет соединен с входами/выходами пульта наблюдения.
На чертеже представлена блок-схема системы охранно-пожарной сигнализации, которая содержит: пульт наблюдения 1; публичную сеть связи 2; объектовые блоки 3; схему индикации 4; модуль связи 5; схему преобразования сигналов 6; узел Sim карт 7; концентратор 8; источник бесперебойного питания 9; схему активизации 10; переключатели 11.
Система, например, работает следующим образом.
В исходном состоянии после включения питания пульта наблюдения (ПН) 1 на нем автоматически запускается выполнение программного модуля системы охранно-пожарной сигнализации (далее по тексту «системы»), и на экран выводится исходное меню для работы дежурного. Предполагается, что в ПН 1 и в объектовые блоки (ОБ) 3 соответствующим образом уже записаны коды ключей доступа на объект, соответствующие коды для шифрования передачи данных с ОБ 3, информация по блокировке шлейфов сигнализации и другая информация необходимая для выполнения системой задач эффективной охраны объектов в целом посредством ОБ 3. Информация о собственных адреса ОБ 3, в привязке (по одному или группой) к соответствующим блокам приемопередатчиков (БПП) в абонентских комплектах (АК) системы. Эта информация об каждом ОБ 3 фиксируется на ПН 1 в соответствующих журналах ОБ 3 и в ЭНЗУ каждого ОБ 3. Кроме того во все модули связи (МС) 5 БПП, зарегистрированные в системе, записаны их собственные IP адреса, адреса шлюзов используемых интернет операторов связи и все необходимые IP адреса ПН 1 в публичной сети связи (ПСС) 2 разных операторов для осуществления взаимной связи и передачи данных между друг другом. А в ПН 1 записаны соответственно собственные адреса IP в ППС 1 и IP адреса разных операторов всех модулей связи (МС) 5 в системе присвоенные в ПСС 2 для целей аналогичных выше приведенным. После этого ПН 1 регистрируется через свои IP адреса в соответствующих сетях операторов связи и переходит в состояние ожидания обращения с МС 5, через подсоединенные к ПН 1 ПСС 2.
После подачи питания на источник бесперебойного питания (ИБП) 9 в БПП, активизируются все схемы БПП. Запускается функционирование программ записанных ранее (перед установкой БПП на объект охраны) в концентратор (КЦ) 8 и МС 5 (содержащие МикроЭВМ). КЦ 8 через свои входы считывает состояние переключателей (ПК) 11 и по их состоянию переходит на выполнения ветви программы с заранее определенными функциями (Например: работа, программирование, диагностика, технологическая проверка и т.д.). В состоянии «работа» КЦ 8, через первый и второй входы считывает из ИБП 9 признак наличия внешнего питания Uп на входе ИБП 9 и уровень заряда аккумуляторной батареи (АКБ) в ИБП 9 соответственно. Эта информация фиксируется в соответствующем файле памяти КЦ 8. Если внешнее питание включено, а уровень АКБ ИБП 9 ниже допустимого уровня, то КЦ 8 через первый и второй выходы управляет соответственно включением и выключением заряда АКК ИБП 9 в зависимости от состояния уровня заряда АКБ (низкий уровень АКБ или уровень АКБ в норме) и не допускает перезаряд или глубокий разряд АКБ. При этом устойчивые состояния уровней входного Uп и АКБ КЦ 8 фиксирует в своей памяти. При рабочем уровне АКБ ИБП 9 КЦ 8, через входы/выходы, через схему преобразования сигналов (СПС) 6, в зависимости от типа сети связи, переходит в состояние ожидания сигналов обращения от ОБ 3 к КЦ 8 или к последовательному опросу ОБ 3 по индивидуальным адресам (заранее запрограммированным в КЦ 8) состояний объектовых блоков (ОБ) 3, подключенных к СПС 6. Протокол работы КЦ 8 с ОБ 3 зависит от типа сети связи соединяющей ОБ 3 с СПС 6. Если сеть выполнена в виде телефонной сети параллельного соединения ОБ 3с СПС 6, то СПС 6 выполняет преобразования цифровых сигналов сообщений полученных, через вход/выход от ОБ 3 с частотой несущей 18 кГц. в цифровой сигнал уровня приемлемого для передачи, через свои входы/выходы на входы/выходы КЦ 8 и обратную передачу от КЦ 8 по тем же линиям связи, преобразованных СПС 6 в амплитудно-модулируемые сигналы сообщений, соответствующим ОБ 3. После установления с ОБ 3 устойчивой связи КЦ 8, через свои вторые выходы, через вторые входы схемы индикации (СИ) 4 включает в СИ 4 соответствующий индикатор, например светодиод, на время действия связи с ОБ 3 и отключает его тем же путем при после разъединения данной связи. Полученные КЦ 8, например, путем последовательного опроса ОБ 3 актуальные состояния ОБ 3 фиксируются в соответствующем файле памяти КЦ 8. Одновременно с опросом ОБ 3 КЦ 8, через свои первые выходы, через схему активации (СА) 10 посылает сигнал на входы узла Sim карт (УСК) 7 для активации соответствующей Sim карты в УСК 7, а СА 10, через свои первые выходы включает в СИ 4 соответствующий активной Sim карте индикатор, например светодиод, на время ее активации и отключает его тем же путем при снятии активации с КЦ 8. Одновременно с выполнением выше описанных действий КЦ 8, через третий выход включает напряжение питания УС 5 и после готовности УС 5, через свой выход передает на третий вход КЦ 8 сигнал статуса готовности. Получив данный сигнал КЦ 8, через свой вход/выход загружает в УС 5 необходимую для работы УС 5 исходную информацию, например: собственные коды шифрования/дешифрования информации передаваемой от УС 5, необходимые для передачи через публичную сеть связи ПСС 2 на ПН 1 и обратно, тем же путем, информации от ПН 1, через свои входы/выходы, через ПСС 2 на второй вход/выход МС 5. Затем КЦ 8, через вход/выход посылает УС 5 команды для выполнения регистрации УС 5, через второй вход/выход в ПСС 2 с оператором активизированной КЦ 8 Sim карты в УСК 7. УС 5 через входы/выходы по специальному интерфейсу связи соединяется с активизированной Sim картой УСК 7 и считывает с нее, записанные на этапе производства Sim карты IMSI идентификатор оператора связи и 128 битный ключ идентификации пользователя. Затем УС 5, через вход/выход соединяется в ПСС 2 с данным оператором связи, регистрируется в его сети связи и устанавливает постоянное, например GPRS, соединение с оператором связи о чем, через свой первый вход/выход сообщает КЦ 8 о готовности к приему/передачи информации по установленному соединению, далее УС 5, через свои выходы включает в СИ 4 соответствующий индикатор, например светодиод, на время действия связи с оператором связи и отключает его тем же путем при разъединении связи. КЦ 8, через вход/выход передает УС 5 команду с соответствующим IP адресом ПН 1 и адресом точки входа в интернет (при необходимости), так же хранящиеся в памяти КЦ 8 актуальную информацию об состоянии БПП, ИБП 9 и ОБ 3 подготовленную для передачи на ПН 1. УС 5 шифрует полученную информацию упаковывает ее и по определенному протоколу связи (например TCP/IP), и через второй вход/выход передает данные оператору связи в ПСС 2. Оператор связи определенным образом, через ПСС 2 осуществляет доставку пакета данных по заданному адресу на ПН 1. После получения этих данных оператор связи по установленному маршруту сообщает обратно данному УС 5 подтверждение о передаче данных в ПН 1. ПН 1 расшифровав и обработав полученную информацию передает в ответ на данный УС 5 подготовленную для него в ПН 1 актуальную информацию и команды для данного БПП, КЦ 8 и соответствующих ОБ 3 необходимые для выполнения установленной технологии работы системы. Полученная УС 5 информация распаковывается, расшифровывается и, через первый вход/выход передается КЦ 8, который ее анализирует по определенному алгоритму, исполняет, записывает присланную, для ОБ 3 информацию в свою память и при очередном сеансе связи с ОБ 3 передает ее, через свои входы/выходы, через СПС 6 соответствующим ОБ 3. Если по какой либо причине, например: потери связи с оператором; разрыв в маршруте связи с ПН 1; или если в результате взаимообмена сообщениями между УС 5 и ПН 1 в данный сеанс связи данные оказались не актуальными, то КЦ 8, через УС 5 выполняет повторение сеансов связи заданное количество раз. Если даже после повторения сеансов связи с ПН 1 передать сообщения не удалось, то КЦ 8, через первый выход, через СА 10 деактивизирует данную Sim карту в УС7 и активизирует следующую по алгоритму работы Sim карту в УС7. Затем, через второй выход КЦ 8 переключает активность на соответствующий индикатор в СИ 4 и по выше описанной последовательности повторяет сеансы связи с другим оператором связи ПСС 2. И таким образом далее («по кругу») КЦ 8 переключает связь на следующего оператора пока не произойдет сеанса передачи актуальных данных с ПН 1. Далее, в зависимости от алгоритма работы КЦ 8 остается прикрепленным к связи с действующим оператором или возвращается для выполнения следующего сеанса связи путем регистрации с первым оператором связи. Каждый АК (МС) выходит на связь с ПН 1 с определенной в системе периодичностью. Если какой либо АК (МС) превысил длительность своего периода связи с ПН 1, то ПН 1 регистрирует в своем журнале потерю связи с соответствующим АК (МС) о чем соответствующим образом сообщает оператору ПН 1 для принятия необходимых мер по охране объектов. В случае необходимости ПН 1 или ОБ 3 могут самостоятельно выполнять связь друг с другом по выше описанному алгоритму.
Для выполнения функций охраны и контроля за ОБ 3, к каждому ОБ 3 подключены необходимые считыватели кодов аутентификации, выполняющие функций индивидуальной аутентификации пользователей при установке/снятии ОБ 3 с охраны или передачи других тревожных извещений, шлейфы сигнализации и управляемые приборы.
После установки ОБ 14 в режим «охрана» последний выполняет постоянный контроль шлейфов сигнализации и состояния других приборов. В случае регистрации критических изменений в состояниях шлейфов сигнализации или подключенных приборов, ОБ 3 формирует соответствующее тревожное сообщение о «сработке», текущем состоянии шлейфов сигнализации и оборудовании объекта, и передает его в КЦ 8, а КЦ 8 далее на ПН 1 выше описанными протоколами и маршрутами связи. ПН 1 возвращает в соответствующий ОБ 3 квитанцию подтверждения о принятом сообщении, записывает сообщение в память соответствующих журналов и после анализа выводит на монитор ПН 1 и средства аудио воспроизведения сообщения необходимые для принятия решения и необходимых действий оператором ПН 1.
В случае, если КЦ 8 получил от любого ОБ 3 изменения заранее определенных состояний (например: проникновение; пожар; тревожное сообщение; взятие под охрану/снятие с охраны ОБ 3 и т.д.), то КЦ 8 незамедлительно инициирует сеанс взаимосвязи связи с ПН 1.
Предложенная система охранно-пожарной сигнализации расширяет зону охраны и мониторинга объектов, с которыми нет проводных линий связи или специальных USSD серверов оператора сети связи, использует в качестве каналов связи публичные сети связи, упрощает систему охранно-пожарной сигнализации и повышает надежность системы и гарантии доставки сообщений с пульта наблюдения на объектовые блоки путем дублирования линий связи в системе охранно-пожарной сигнализации линиями связи разных операторов публичных сетей связи, сокращает экономические затраты на связь путем объединения сеансов связи пульта наблюдения с каждым объектовым блоком группы объектовых блоков в один сеанс связи, через общий блок приемопередатчика абонентского комплекта.