Устройство контроля и управления доступом

Полезная модель относится к автоматизированным устройствам контроля и управления доступом в многоквартирных домах, предназначенным для повышения уровня общественной безопасности в многоквартирных домах и прилегающих к ним территориях.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является домофон многофункциональный (RU 132660, опубл. 20.09.2013.), содержащий пульт управления, включающий микроконтроллер, подключенный к клавиатуре, ключевому устройству и модулю управления замковым устройством, модуль управления питаниеми зарядом аккумуляторной батареи, блок питания, аккумуляторную батарею, используемую в качестве источника резервного питания, замковое устройство, этажные блоки абонента, включающие в себя n блоков абонента с переключателями, координатную линию связи, состоящую из n линий номера этажа и m линий числа квартир на этаже, кнопку экстренного вызова (112), энергонезависимые часы реального времени, модуль энергонезависимой памяти, модуль звука, модуль усиления аудиосигнала, модуль приема-передачи информации, организованного в виде одного или нескольких устройств приема-передачи. Домофон выполнен с возможностью обмена данными с удаленным сервером, работы в случае отключения внешнего источника питания, проигрывания аудиосообщений или аудиофайлов различного характера, одновременного или последовательного оповещения жителей квартир в случае возникновения чрезвычайной ситуации, вызова экстренной службы 112 с определением местоположения или координат звонящего.
Известное устройство обладает следующими недостатками:
осуществляется только телефонный вызов экстренной службы 112 и только при помощи одной отдельной кнопки экстренного вызова;
модуль управления питанием имеет возможность использования только основного и резервного источника питания, не предусмотрено использование дополнительного источника питания;
система выполнена с возможностью работы только со звуком и аудиосигналом;
имеется возможность обмена только данными с удаленным сервером;
оповещение жителей квартир только в случае возникновения ЧС и только путем проигрывания заранее подготовленных аудио сообщений или аудио файлов различного характера.
Техническим результатом заявленной полезной модели является оптимизация работы устройства контроля и управления доступом.
Технический результат, достигаемый создание устройства контроля и управления доступом который содержит размещенные на материнской плате процессорный блок, соединенный с блоком памяти, блоком контроля питания, блоком контроля датчиков, релейным блоком, блоком дешифрации, блок дешифрации соединен с блоком внешнего управления и мультимедийным блоком, блок контроля питания соединен с блоком питания, блок внешнего управления соединен с блоком обеспечения связи и блоком автономной работы, мультимедийный блок соединен с коммутатором, блок контроля питания выполнен с возможностью соединения с источником дополнительного питания и источником резервного питания, блок контроля датчиков выполнен с возможностью соединения с датчиком открытия дверей, датчиком температуры и датчиком освещенности, релейный блок выполнен с возможностью соединения с устройством управления входной группой и электромагнитными замками, мультимедийный блок выполнен с возможностью соединения с блоком вызова домофона и аудиовидеоустройствами, коммутатор выполнен с возможностью соединения с абонентскими трубками, блоком сопряжения и абонентскими устройствами, блок обеспечения связи выполнен с возможностью соединения с сетью передачи данных с внешнего источника.
В частном варианте выполнения блок сопряжения выполнен в виде модема.
В другом частном варианте выполнения в качестве аудиовидеоустройств используются устройства, обеспечивающие функционирование мультимедиа.
В частном варианте выполнения коммутатор выполнен с возможностью параллельного или каскадного подключения.
В частном варианте выполнения блок контроля питания содержит дополнительный источник питания в виде солнечной батареи.
Полезная модель поясняется чертежом фиг. 1, на котором изображена структурная схема устройства.
На фиг. 1:
1 - материнская плата;
2 - коммутатор;
3 - аудиовидеоустройства;
4 - блок домофона;
5 - блок обеспечения связи;
6 - блок автономной работы;
7 - температурный датчик;
8 - датчик освещения;
9 - датчик открытия дверей;
10 - электромагнитные замки;
11 - блок питания;
12 - источник резервного питания;
13 - источник дополнительного питания;
14 - абонентские устройства;
15 - блок сопряжения;
16 - процессорный блок;
17 - мультимедийный блок;
18 - блок внешнего управления;
19 - релейный блок;
20 - блок контроля питания;
21 - блок контроля питания;
22 - блок памяти;
23 - блок дешифрации;
24 - сеть передачи данных с внешнего источника;
25 - абонентские трубки;
26 - устройства управления входной группой.
Заявленное многофункциональное устройство контроля и управления доступом выполнено в едином корпусе и состоит из элементов, соединенных неразъемным соединением, а именно пайкой. Устройство имеет присоединительные разъемы, обеспечивающие возможность присоединения к периферийным устройствам.
Указанное устройство состоит из материнской платы 1, в функциональный состав которой входят следующие блоки: коммутатор 2, блок обеспечения связи 5, блок автономной работы 6, процессорный блок 16, мультимедийный блок 17, блок внешнего управления 18, релейный блок 19, блок контроля датчиков 20, блок питания 11, блок контроля питания 21, блок памяти 22, блок дешифрации 23. Процессорный блок 16 соединен с блоком памяти 22, блоком контроля питания 21, блоком контроля датчиков 20, релейным блоком 19, блоком дешифрации 23, блок дешифрации 23 соединен с блоком внешнего управления 18 и мультимедийным блоком 17, блок контроля питания 21 соединен с блоком питания 11, блок внешнего управления 18 соединен с блоком обеспечения связи 5 и блоком автономной работы 6, мультимедийный блок 17 соединен с коммутатором 2.
Абонентские устройства 14 через блок сопряжения 15 подключаются к коммутатору 2. Стандартные квартирные домофонные трубки подключаются непосредственно к коммутатору 2. Аудиовидеоустройства 3, блок вызова домофона 4 подключаются к мультимедийному блоку 17. Температурный датчик 7, датчик освещенности 8, датчик открытия дверей 9 подключаются к блоку контроля датчиков 20.
Электромагнитные замки 10 и другие управляемые устройства, такие как шлагбаум, турникет, освещение входной группы 26, подключаются к релейному блоку 19. Источник резервного питания 12, источник дополнительного питания 13 подключаются к блоку контроля питания 21.
Процессорный блок 16 обеспечивает взаимодействие функциональных блоков материнской платы 1; мультимедийный блок 17 обеспечивает прием, передачу, первичную обработку аудио-, видео-, текстовой информации; блок внешнего управления 18 обеспечивает прием данных и команд управления логикой работы устройства через сеть передачи данных 24 с внешнего источника (не показан), а также передачу состояния работы устройства на внешний источник; релейный блок 19 дискретно управляет состоянием подключенных к нему устройств; блок контроля датчиков 20 имеет интерфейсы для подключения аналоговых и дискретных датчиков 7, 8, 9, контролирует их состояние и преобразует состояние в определенное цифровое представление; блок контроля питания 21 имеет интерфейсы для подключения блока питания 11, источника резервного питания 12, источника дополнительного питания 13, контролирует бесперебойную подачу напряжения питания на материнскую плату 1; блок памяти 22 представляет собой контроллер с подключенными к нему блоком энергонезависимой памяти; блок дешифрации 23 расшифровывает данные и команды, поступающие с мультимедийного блока 17 и блока внешнего управления 18.
Процессорный блок 16 представляет собой один или несколько микроконтроллеров или SOC (однокристальная система).
Контроллер блока памяти 22 может иметь интерфейсы SPI, I2C, 1-wire для подключения энергонезависимой памяти. Энергонезависимая память предназначена для хранения конфигурационных данных для процессорного блока 16, мультимедиа файлов, файлов протоколирования работы функциональных блоков устройства и другие данные, а также инструкции для процессорного блока и микрокорд.
Блок питания 11 подключается к промышленной сети переменного тока напряжением 220 В (или 110 В). Источником резервного питания может служить свинцовая аккумуляторная батарея с параметрами 12 В/7Ач. В качестве дополнительного источника питания может быть использован альтернативный источник питания, например солнечная батарея. При нехватке ресурсов источника дополнительного питания или выходе его из строя автоматически используются ресурсы резервного источника питания. Предусмотрена возможность горячей замены исчерпавшего свои ресурсы резервного источника питания как при наличии внешнего источника питания, так и при его отсутствии с сохранением работоспособности устройства, возможность информирования об исчезновении внешнего и/или дополнительного источника питания и/или необходимости замены источника резервного питания.
В качестве датчика открытия дверей 9 может быть использован герметизированный контакт для установки на металлическую дверь.
Данный датчик может быть использован для обнаружения открывания двери больше заданного временного интервала времени и принятия процессорным блоком 16 решения о действии в соответствии с заданным алгоритмом работы.
Релейный блок 19 представлен в виде нескольких реле с группой сухих контактов для управления нагрузками, такими как электромагнитный замок входной двери, шлагбаум, турникет, освещение входной группы. Программа управления и время управления задается логикой работы процессорного блока 16.
Абонентские устройства 14 через модуль сопряжения 15 подключаются к коммутатору 2 с помощью координатной линии m-n, где n - цифра в нулевом разряде, а m - цифра в первом разряде номера устройства в десятичной системе исчисления. В качестве абонентского устройства 14 может выступать абонентская трубка 25 аудио- и видеодомофонных устройств или любое устройство, обеспечивающее ввод/вывод, управление мультимедиа, например телевизор, компьютер или телефон. В качестве модуля сопряжения 15 может использоваться модем.
В качестве аудиовидеоустройств 3 могут быть использованы любые устройства, обеспечивающие частичное или полное функционирование мультимедиа, например видеокамера, громкоговоритель, устройство видео захвата, ТВ-тюнер, видеомонитор, телевизор.
Блок вызова домофона 4 представляет собой стандартную вызывную панель аудио- или видеодомофона или аналогичное устройство схожей функциональности. Цифровая клавиатура блока вызова домофона 4 используется для частичного управления функционалом системы, например вызова абонентского устройства 14, передачи потока мультимедийных данных на блок обеспечения связи 5 или исполнения заранее предопределенной функции в логике работы устройства. Встроенные в блок вызова домофона 4 микрофон, динамик, видеокамера, дисплей подключаются к мультимедийному блоку 17 для осуществления соответствующего функционала. Стандартный блок вызова домофона может быть оборудован дополнительными датчиками и устройствами ввода/вывода и контроля мультимедиа.
Мультимедийный блок 17 содержит интерфейсы для подключения аудио-, видео- и управляющих устройств.
Блок обеспечения связи (БОС) 5 обеспечивает передачу и прием инструкций (управляющих команд) и данных из сети передачи данных (СПД) 24. В составе БОС 5 или вместо БОС 5 применяется блок 6, обеспечивающий автономную работу устройства. В составе блока автономной работы имеется интерфейс для подключения внешней энергонезависимой памяти (ISP, SATA, USB, I2C), которая может содержать резервную копию энергонезависимой памяти блока памяти 22.
Данные, полученные из СПД 24, поступают в блок внешнего управления 18 для управления логикой работы устройства. БОС 5 может быть выполнен как в виде блока, обеспечивающего связь через операторов мобильной связи в стандартах UMTS, EVDV, GPRS, EDGE, HSPA, HSDPA, LTE, так и в виде блока, обеспечивающего связь по стандартам IEE 802.3, IEE 802.11, IEE 802.15, IEE 802.16, xDSL.
Функциональные возможности устройства для практического применения:
1. Абонентские устройства 14 могут частично управлять функционалом устройства. В случае вызова абонента с блока вызова домофона 4 кратковременное нажатие кнопки открывания двери включает передачу видео с видеокамеры блока вызова домофона 4 на дисплей, находящийся у абонента, а длительное нажатие приводит к открыванию двери. В случае, если абонент не вызывается, то кратковременное нажатие кнопки открывания двери воспроизводит информационный блок мультимедийного блока 17, а длительное удержание кнопки осуществляет вызов экстренной службы; во время уведомления абонента снятие трубки свидетельствует о получении уведомления.
2. Линейное и нелинейное взаимодействие (воспроизведение, запись, обработка) с мультимедиа (интерактивная система, обеспечивающая работу звука, анимированной компьютерной графики, видеокадрами, статическими изображениями и текстами).
3. Одновременная или последовательная передача мультимедиа, в том числе потоковое вещание с блока внешнего управления 18 в мультимедийный  блок 17, например одновременное оповещение всех жителей квартир о чрезвычайной ситуации при срабатывании датчиков, либо после получения управляющей команды с блока внешнего управления 18.
4. Прием и передача мультимедиа в блок внешнего управления 18 или на абонентские устройства 14, исполнение любых заранее запрограммированных функций, например, для осуществления звонков с блока вызова домофона на любой номер телефона по каналам GSM, ГТС, SIP.
5. Передача в блок внешнего управления 18 дополнительной служебной информации, например номера квартиры, координаты, ФИО собственника квартиры, фотографии как совместно с потоком мультимедиа, так и раздельно.
6. Возможность использования блоком обеспечения связи 5 общих или защищенных каналов связи.
7. Возможность параллельного или каскадного подключения коммутаторов 2 для увеличения абонентской емкости или поблочного коммутирования абонентских устройств 14.
8. Возможность осуществления контроля абонентской линии на короткое замыкание (КЗ). При обнаружении КЗ задействуется логика уведомления о КЗ и логика отключения соответствующих устройств, в линии которых обнаружено КЗ таким образом, что остальная часть абонентских устройств 14 продолжает функционировать.
9. При использовании устройства для информирования абонентов могут применяться как заранее записанные мультимедиа файлы, не ограниченные временем воспроизведения, так и в режиме реального времени посредством приема и передачи мультимедиа через блок обеспечения связи
В качестве неисключающего примера задач, решаемых заявленной полезной моделью, можно привести: расширение функциональных возможностей устройства за счет совмещения сразу нескольких систем: системы оповещения населения о чрезвычайных ситуациях, системы вызова экстренных служб «гражданин - полиция», системы вызова экстренных служб «тревожная кнопка» в каждой квартире, системы оповещения о пожаре, системы удаленного экстренного разблокирования входной двери подъезда многоквартирного дома, системы видеонаблюдения с помощью web-камеры.
В итоге технический результат заявленного устройства, а именно оптимизация работы устройства контроля и управления доступом достигается посредством применения всех признаков заявленной формулы полезной модели.