Устройство для охранной сигнализации

УСТРОЙСТВО для ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Полезная модель относится к технике охранной сигнализации, а также к технике передачи дискретной информации от независимых источников и может использоваться для охраны объектов, зданий и других сооружений путем передачи сигналов тревоги или другой служебной информации от извещателей тревоги или других сигнальных датчиков по оптическому лучу в тех случаях, когда применение проводной или радиосвязи невозможно или нежелательно.
Известны устройства (Виноградов Ю.А. Радиолюбителюконструктору: Си-Би связь, дозиметрия, РЖ-техника, электронные приборы, средства связи. М.: ДМК, 2000. 240 с.) - 1, в которых сигналы тревоги передаются по оптическому лучу.
Одно из этих устройств предназначено для передачи информации только о трех состояниях извещателя с одного охраняемого объекта. Устройство реализовано на современных логических элементах - они дискретные и с малой степенью интеграции. Другим недостатком является то, что схема разработана только для одного датчика тревоги.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство (Свидетельство №. 24582, РФ, МКИ G08B13/18 на полезную модель Устройство для охранной сигнализации Рожин В.В., Старостин А.В., опубл. Б.И. .№22 от 10.08.2002) - 2, реализованное на современных логических элементах.
200111  J™ f
G08B 13/18
Это устройство состоит из передающей и приемной частей, первая из которых, являясь излучателем оптических сигналов, состоит из трёх датчиков тревоги, коммутатора и последовательно соединенных генератора импульсов, усилителя и излучающего элемента, а вторая часть, являясь фотоприемной, состоит из последовательно соединенных фотоприемника, усилителя, счетчика, генератора импульсов звуковой частоты и акустического преобразователя, канала визуальной индикации работоспособности устройства.
Это устройство передает информацию о трех возможных ситуациях в охранной сигнализации: на охраняемом объекте нарушений нет; объект передает сигнал тревоги; обрыв в канале связи.
При использовании этого устройства оператор-охранник по частоте гудков (акустическая информация) определяет номер объекта (датчика тревоги), на котором произошло нарущение.
Это устройство имеет недостаток: при больщом количестве датчиков тревоги такую акустическую информацию трудно воспринимать на слух, что создает неудобства при эксплуатации, кроме того, устройство передает информацию только о трех видах извещений (нарушений нет, тревога, обрыв в канале связи).
Полезная модель решает задачу увеличения передаваемой информации, возможности передачи изменяемой информации при одновременном создании удобств в эксплуатации устройства с большим количеством датчиков.
ствующего числа бит (нуль и единица). Кроме того, при применении соответствующих микроконтроллеров устройство может передавать с каждого объекта цифровую информацию в битах (нуль, единица).
Поставленная задача решается тем, что в устройство для охранной сигнализации, состоящее из передающей и приемной частей, первая из которых, являясь излучателем оптических импульсных сигналов, состоит из датчиков тревоги, усилителя мощности и излучающего элемента, а вторая часть, состоит из фотоприемника, усилителя и регистрирующих элементов, при этом выход излучающего элемента передающей части через оптический канал связан с фотоприемником приемной части, введены и подключены к выходам датчиков тревоги шифраторы, выходы которых подсоединены ко входу усилителя мощности, а в приемной части введены и подключены к выходу усилителя дешифраторы, выходы каждого из которых соединены со входами своих регистрирующих элементов, при этом количество шифраторов и дешифраторов равно количеству датчиков тревоги.
Кроме того, для передачи цифровой информации с датчиков тревоги в передающую и приемную части введены управляющие блоки, каждый из которых подключен к управляющим и информационным входам шифраторов и дешифраторов соответственно. В качестве управляющих блоков использованы микроконтроллеры типа КН1871ВЕ1, а в качестве шифраторов и дешифраторов - микросхемы КР1446ХК1 сетевого приемопередатчика С1111-1.
.- д //5
li, 2 ... In - датчики тревоги (на фигуре изображено два датчика), где ,2, ...;
2, 22 ... 2п - шифраторы;
3- усилитель мощности;
4- излучающий элемент;
5- оптический канал, среда (например, воздух), по которой распространяется оптический поток из излучателя до фотоприемника;
6- фотоприемник;
7- усилитель;
8, 82 ... 8п - дешифраторы;
9, 92 ... 9п - регистрирующие элементы;
10, 102 ... 1 On-управляющие блоки шифраторами;
111, Ib ... lln-управляющие блоки дешифраторами.
Для гальванической развязки выходы шифраторов 2i, 22 ... 2п, подключаются ко входу усилителя 3 через разделительные диоды (на фиг. 1 не показано).
Элементы 1 - 4, 10 расположены на одном охраняемом объекте, а элементы 6 - 9, 11 на другом объекте, например, в приемно-контрольном приборе (пульте).
Датчики тревоги li, Ь ... In могут иметь различный физический принцип действия, у которых на выходе в режиме тревоги появляется логическая единица (например, положительный потенциал), а в дежурном режиме выходной сигнал близок к нулю.
В качестве шифраторов 2, 22, ... 2п и дешифраторов 8, 82, ... 8п в суш,ествуюш;их многоканальных (т.е. с несколькими датчиками тревоги) охранных системах иснользуются схемы на основе логических элементов (Андрианов В.И., Соколов А.В., Охранные устройства для дома и офиса. Серия Учебники для вузов. Специальная литература./ Художественное оформление А.Лурье. - СПб.: Издательство Лань. 1999. 304 с.) - 3, но такое выполнение шифраторов и дешифраторов характеризуется сложностью своего решения.
В предложенной полезной модели для шифрования и дешифрования передаваемой информации предлагается применение модуля сетевого приемопередатчика СПП-1 на основе микросхемы сетевого приемопередатчика КР1446ХК1 и микроконтроллера КН1871ВЕ1 (сайт в Internet E-mail: market@angstrem.ru www.angstrem.ru) - 4, Приложение.
Усилитель мощности 3 служит для усиления импульсных сигналов, выходяш,их из микросхемы КР1446ХК1 (вывод 16) и поступающих в излучаюш:ий элемент 4. Усилитель должен усиливать импульсы с частотами 62,5; 71,43; 95,24; 105,26; 129,03; 133,93 кГц.
В качестве излучающего элемента 4 используется излучающий инфракрасный (ИК) диод или лазер.
Фотоприемник 6 - например, фотодиод ФД-263-01.
Усилитель 7 служит для усиления маломощных импульсных сигналов с фотоприемника 6 до величины сигнала, достаточного для работы микросхемы КР1446ХК1 и подаваемого на вывод 18.
Регистрирующие устройства 9i, 92 ... 9п, подключенные каждый к своему дешифратору (вывод 22), могут быть любыми; они выдают информацию в акустической или визуальной форме (или в ином другом виде).
В качестве управляющих блоков 10 и 11 могут использоваться микроконтроллеры КН1871 BE 1.
Устройство охранной сигнализации может работать в двух режимах. Первый: передача только сигнала тревоги (без применения управляющих блоков - простейший режим) и второй - передача сигнала тревоги (который может выступать в роли сигнала передачи и приема информации) и передача цифровой информации. Во втором режиме используются управляющие блоки 10 и И, изображенные на фиг.1 пунктиром, которые формируют цифровую информацию для шифраторов 2 и производят считывание с дешифраторов 8.
Сначала рассмотрим работу в простейшем режиме.
В этом случае шифраторы 2 и дешифраторы 8 представляют из себя микросхемы КР1446ХК1 с подключенными элементами к выводам 10, 11, 13, 19 согласно схемы включения (стр.8 Приложения).
Перед началом работы все шифраторы 2 и дешифраторы 8 обнуляются путем подачи логического нуля на вывод 8 согласно схемы включения (с.8 Приложения).
При этом все шифраторы 2 программируются на разные коды адреса, частоты и скорости передачи согласно методике настройки Приложения. 6 Аналогично на такие же шифры настроены
рых контролирует свои датчик тревоги.
При несанкционированных действиях на каком-либо объекте срабатывает датчик тревоги, например li. В этом случае с датчика тревоги 1| выходит сигнал тревоги, и на выводы 20 и 19 микросхемы КР1446ХК1 (т.е. шифратора 21)должен постунить сигнал около 5 В и произвести запуск передачи информации. Микросхема выработает шифропакет импульсов, свойственный только этому шифратору 2, т.е. адрес датчика тревоги 1. Эти импульсы с выводов 16 и 19 микросхемы далее усиливаются усилителем 3, после чего в излучающем элементе 4 преобразуются в оптические импульсы. Эти оптические импульсы потока излучения, пройдя через оптический канал 5 поступают на фотоприемник 6, в котором снова преобразуются в электрические. Далее эти импульсы усиливаются в усилителе 7, и поступают на 18 и 19 всех дешифраторов 8.
На принятый шифропакет импульсов с адресом датчика 11 отреагирует только тот дешифратор, который настроен на код этого шифропакета, т.е. дешифратор 8i.
Дешифратор 8, т.е. микросхема КР1446ХК1 в этом случае выдает логическую единицу на выводе 22. Эта логическая единица поступит на регистрирующее устройство 9ь которое зафиксирует принятый сигнал тревоги от датчика 1. Информация с устройства 9 может выдаваться в любой форме: акустическая, визуальная и т.д. дешифраторы 8, каждый из котоОписанная работа функциональной блок-схемы устройства аналогична работе общеизвестным ИК системам автоматического опознавания своего особого сигнала, который излучает брелок-генератора владельца 1.
Такие системы состоят из ИК генератора визитной карточки (электронного пароля) с шифратором и ИК приемника визитной карточки (электронного пароля) с дешифратором.
Разница в том, что схемы паролей собраны на дискретных логических элементах, а в предлагаемом устройстве - на специальной микросхеме в интегральном исполнении; и применено несколько шифраторов и дешифраторов, работающих через один оптический канал. Эта известная микросхема КР1446ХК1 создана специально для формирования и приема шифропакета импульсов и предназначена для передачи импульсов по силовым цепям. А здесь она используется для передачи информации по оптическому каналу.
В случае одновременного срабатывания нескольких датчиков тревоги (что маловероятно, так как информация передается в течение долей секунды) они не будут мешать друг другу, так как они программируются на разные частоты.
Рассмотрим работу устройства, когда каждая микросхема КР1446ХК1 работает со своими управляющими блоками 10 и 11, т.е. с микроконтроллерами КН1871ВЕ1, которые подключаются к управляющим и информационным входам шифраторов 2 и дешифраторов 8. В этом случае согласно Приложения можно с каждого шифратора 2 передать своему дешифратору 8 по два байта импульсной информации, сформированной управляющим блоком
1 Для этого с датчика тревоги или любого другого управляющего устройства подается логическая единица (напряжепие 5 В) на вывод 20 шифратора 2 на запуск передачи информации. После появления логической единицы на выводе 22 соответствующего дешифратора 8 с помощью управляющего блока 11 (т.е. микроконтроллера) производится процедура чтения информации из буфера приема этого дешифратора согласно методики Приложения.
Таким образом, предложенное устройство имеет преимущества перед существующими: простота эксплуатации устройства с большим количеством датчиков тревоги, выражающаяся в четком определении адреса срабатывающего датчика тревоги по соответствующему регистрирующему элементу, а также возможность передачи с каждого объекта (датчика тревоги) цифровой информации, формируемой управляющими блоками соответственно. Это достигается за счет применения микросхем с большой степенью интеграции: микросхем КР1446КХ1 и микроконтроллеров КП1871ВЕ1 сетевого приемопередатчика СПИ-1, для которых объем передаваемой информации составляет два байта.