ОХРАННЫЙ КОМПЛЕКС

Предлагаемое техническое решение относится к системе безопасности объектов недвижимости, а именно, к комплексам мониторинговых и охранных устройств, и предназначено для размещения охранно-пожарной сигнализации на объектах малого типа, изолированных от внешней среды, подключения приемно-контрольных пунктов охранно-пожарной сигнализации к современным сетям передачи данных, а также автоматизации процессов мониторинга необходимых характеристик и параметров в комплексе помещений, которые не наблюдаются в течение короткого времени (квартира, коттедж), а также в течение длительного времени (дача, необслуживаемые промышленные объекты).
Известна система мониторинга «Ценсор» (RU 86027, G08B 25/00, 2009 г.), которая предназначена специально для отслеживания состояния объектов телекоммуникаций. В качестве канала связи использованы каналы электросвязи. Поэтому известная система не может быть использована для мониторинга и охраны объектов недвижимости, к которым не подведены телекоммуникационные кабели.
Наиболее близким к заявляемому является комплекс мониторинговых и охранных устройств (RU 78742, B60R 25/00, G08B 25/10, 2008 г.), предназначенный для централизованной охраны объектов недвижимости посредством видео-мониторинга и оперативного реагирования при первых признаках незаконных действий по отношению к охраняемому объекту. Известный комплекс создан специально для выполнения указанных функций и не предназначен для комплексного мониторинга, т.е. контроля температуры, влажности в помещении, контроля состояния кабелей и т.д., т.е. комплекс не является универсальным.
Техническая задача заключается в расширении функциональных возможностей, повышении надежности и обеспечении универсальности охранного комплекса за счет «подстраивания» последнего под различные объекты охраны и мониторинга путем подключения дополнительных поддерживаемых устройств и аппаратно-программного обеспечения.
Сущность технического решения заключается в том, что охранный комплекс, включающий объектовое устройство (ОУ) с микроконтроллером (МК) и источником питания, соединенное каналами связи с диспетчерским центром (ДЦ), согласно п.1 формулы, оснащен радиоприемным устройством и резервным источником питания - аккумулятором, МК выполнен с возможностями приема, обработки и передачи в ДЦ по каналам Ethernet и/или GSM информации при подключении к его входам беспроводных датчиков (БД), проводных датчиков (ПД), считывателя ключей «TOUCH MEMORY», датчика температуры (ДТ), счетчика ресурсов с импульсным выходом, а также с возможностью зарядки аккумулятора и контроля пожарного шлейфа, при этом ОУ выполнено с возможностью параллельного подсоединения к его входам совместимых внешних модулей расширения (BMP).
Кроме того, совместимые BMP выполнены с возможностями осуществления дополнительных функций, а именно:
- считывания показаний с дополнительных счетчиков ресурсов через импульсный выход и измерения разности напряжения на трех фазах (п.2 формулы),
- измерения температуры и относительной влажности в одной точке (п.3 формулы),
- авторизации доступа лица, открывающего дверь, управления доступом на объект и использования команд управления оборудованием. Подключается внешний модуль - интеллектуальный считыватель «ИС-485» или «ИС-485. Привратник» (п.4 формулы),
- возможностью подключения по крайней мере восьми дополнительных датчиков с выходами типа «сухой контакт», или контроля по крайней мере восьми медных кабелей по трем состояниям: «норма», «сработка», «короткое замыкание» (обрыв) (п.5 формулы),
- аварийной сигнализации при появлении открытой влаги в помещении, а также выдачи управляющего сигнала на перекрытие трубопровода при фиксации факта протечки. Подключается внешний модуль - датчик протечки воды «ДПВ» (п.6 формулы).
Более того, ОУ содержит выход для подключения пожарного шлейфа и извещателя по п.7 формулы. Контроль пожарного шлейфа осуществляют по четырем состояниям: «пожар», «норма», «обрыв шлейфа», «короткое замыкание шлейфа». Подключение пожарного извещателя (ПИ) через шлейф позволяет контролировать не только ПИ, но и сам шлейф на наличие повреждений. Например, можно зафиксировать повреждение от возгорания до того, как сработали ПИ.
Расширение функциональных возможностей заключается в придании новых функций эксплуатирующейся системе мониторинга и контроля, что обеспечивается подключением к ОУ и МК перечисленных в п.1 формулы устройств, а также посредством аппаратного и программного конфигурирования (оснащения) (п.п.2-7 формулы).
Заявляемый охранный комплекс обеспечивает универсальность и комплексность системы безопасности, а также высокую эффективность как для стандартных, так и для удаленных, как для наблюдаемых, так и для ненаблюдаемых объектов охраны в равной степени. И что особенно ценно -заявляемый комплекс отличается не избыточностью функционала, т.е. отсутствием неиспользуемых функций, т.к. BMP, обеспечивающие функциональное наполнение охранного комплекса, комплектуются в зависимости от требований заказчика, технической и экономической целесообразности. Комплекс является модульным, что обеспечивает возможность дополнения функционала комплекса даже в процессе его эксплуатации.
Заявляемый комплекс обладает высокой надежностью для удаленных объектов охраны за счет использования нескольких каналов связи и наличия резервного источника питания (аккумулятора), а также возможности дублирования информации по двум каналам связи в разные диспетчерские центры.
Наличие радиоприемного устройства позволяет осуществлять мониторинг на объектах различной конструктивной сложности.
Параллельное соединение датчиков БД и ПД повышает надежность работы и быстродействие заявляемого комплекса, а также приводит к экономии кабельных линий с учетом протяженности кабеля между объектами охраны.
На фиг.1 представлена схема охранного комплекса, на фиг.2 -схема подключения BMP к ОУ заявляемого охранного комплекса. Фиг.3 иллюстрирует порядок подключения ПИ по двухпроводной схеме (а) и по четырехпроводной схеме (б).
Комплекс включает объектовое устройство ОУ 1 с микроконтроллером МК 2 и источником питания 3. ОУ 1 по каналам связи 4 (ETHERNET,GSM) соединен с диспетчерским центром ДЦ 5. ОУ 1 включает также резервный источник питания - аккумулятор 6 и радиоприемное устройство РПУ 7. К входам МК 2 подключены проводные датчики ПД 8 с выходом типа «сухой контакт» с выходным состоянием «замкнут-разомкнут», считыватель ключей 9 «TOUCH MEMORY», датчик температуры ДТ 10, счетчик ресурсов 11 с импульсным выходом, пожарный извещатель ПИ 12. Беспроводные датчики БД 13 связаны с радиоприемным устройством РПУ 7 посредством радиоканала.
Совмещаемые внешние модули расширения BMP 14 соединены параллельно. Причем дополнительные счетчики ресурсов 15 через импульсный вход могут быть связаны с одним BMP 14, также как и дополнительные датчики 16 с выходами типа «сухой контакт». Дополнительные датчики 16 могут быть подключены в количестве до 8 штук. Может осуществляться контроль по крайней мере восьми медных кабелей по трем состояниям: «норма», «сработка», «короткое замыкание» (обрыв).
ОУ 1 принимает и обрабатывает информацию, поступающую от устройств, подключенных к нему, и передает в ДЦ 5, а также выполняет функцию зарядки резервного аккумулятора 6. Для обеспечения резервного питания ОУ 1 имеет специализированный вход для подключения одного аккумулятора 6, через который осуществляется питание устройства на время отключения основного питания, а также зарядка разряженного аккумулятора от основного источника питания 3. Чтобы задействовать резервный аккумулятор 6, необходимо замкнуть электрическую цепь перемычкой «ВАТ». Для дезактивации резервного питания без физического отключения аккумулятора 6 от ОУ 1 необходимо разомкнуть перемычку «ВАТ».
ОУ 1 позволяет подключать любые устройства, имеющие внешний интерфейс RS-485 либо RS-232, либо CAN. При этом ОУ 1 выступает в качестве организатора канала связи без обработки данных от этого устройства. Максимальная скорость передачи данных - 57,6 кбит/сек. Приемником служит любое приложение, «понимающее» формат данных и способное принимать данные через TCP - соединение на выбранный порт. Поддерживаемые сети передачи данных - Ethernet (TCP, UDP, PPPoE); GSM (GPRS).
Обмен данными через Ethernet осуществляется по протоколу TCP в двух режимах:
- постоянная выдача данных в ДЦ 5 через равные промежутки времени (от 1 секунды до 255 секунд, по умолчанию - 3 секунды);
- при изменении какого-либо входа данные отправляются в ДЦ 5 немедленно.
Обмен данными через GSM канал осуществляется через службу GPRS. Данные по GSM каналу передаются только от ОУ 1 в ДЦ 5,но не обратно.
Основным каналом связи служит Ethernet. При потере связи по основному каналу данные будут передаваться по резервному, в качестве которого по умолчанию используется GSM канал. При восстановлении связи по основному каналу резервный становится неактивным.
Имеется возможность одновременной работы как по основному, так и по резервному каналам.
РПУ 7 с радиоантенной передает информацию от беспроводных датчиков - радиодатчиков БД 13. Радиодатчики БД 13 контролируют помещение, РПУ 7 обрабатывают информацию от БД 13 и на основании этого изменяет состояние бита охраны и передает на вход ОУ 1. Бит охраны может иметь следующие состояния: «снят с охраны», «поставлен на охрану», «взлом охраны». БД 13 могут иметь состояния: «сработка», «норма», «неисправность». Состояние БД 13 учитывается только если бит охраны не в состоянии «снят с охраны». Установка бита охраны выполняется управляющими устройствами, совместимыми с РПУ 7.
Считыватель ключей 9 «TOUCH MEMORY» работает по интерфейсу «1-Wire» с эмуляцией ключа DS1990A iButton.
В качестве ДТ 10 используется датчик «DS 1821» производства “Dallas Semiconductor”. Он работает по цифровому интерфейсу “1-Ware”, передавая на ОУ 1 дискретное значение измеренной температуры. Конструкция датчика позволяет размещать его непосредственно в точке измерения. Диапазон измерения температуры (-55…+75)°С, точность измерения 1°С.
Счетчик ресурса 11 с импульсным выходом подключен к импульсному входу ОУ 1, информация с него сохраняется в собственной энергонезависимой памяти в определенных случаях. В момент отключения питания ОУ 1 счетчик 11 не сохраняет информацию самостоятельно. Счетчик ресурса 11 воспринимает импульс длительностью более 20 мс. Каждый новый импульс увеличивает внутреннюю переменную - счетчик на единицу. Импульсы меньше 20 мс отбрасываются как помехи.
Контроль пожарного шлейфа.
По фиг. За питание ПИ 12 и связь с ОУ 1 осуществляется одновременно по двум проводам. Дополнительно установлены резисторы:
доб
ок
R=330 Ом, R=3,9 кОм. Возможные состояния двухпроводного шлейфа:
- «обрыв шлейфа» распознается при токе в шлейфе <200 МкА;
- «норма шлейфа» распознается при токе в шлейфе >=200 МкА и <5 мА;
- «пожар» распознается при токе в шлейфе >=5 мА и <40 мА;
- «короткое замыкание шлейфа» распознается при токе в шлейфе >=40 мА.
По фиг.36 питание ПИ 12 и связь Пи 12 с ОУ 1 осуществляется отдельно по двум парам проводов. Выходы ПИ 12 выполнены по принципу «сухой контакт».
доб1
доб2
Резисторы: R=2,2 кОм и R=2,2 кОм, от типа ПИ 12 не зависят.
Возможные состояния четырехпроводного шлейфа:
- «обрыв шлейфа» распознается при токе шлейфа <200 МкА;
- «норма шлейфа» распознается при токе в шлейфе >=200 МкА и <4,2 мА;
- «пожар» распознается при токе в шлейфе >=4,2 мА и <40 мА;
- «короткое замыкание шлейфа» распознается при токе в шлейфе >=40 мА.
Пожарный шлейф может быть отключен/включен из ДЦ 5 по команде. Если используется двухпроводная схема, то при отключении шлейфа питание с ПИ 12 снимается, при подключении - питание подается. Таким образом, ПИ 12, работающие по двухпроводной схеме, могут быть перезапущены в любой момент по команде.
Совместимые BMP 14 соединяют параллельно через распределительные коробки. Максимальное расстояние от самого удаленного объекта до ОУ 1 охранного комплекса не превышает 100 м. В некоторых случаях возможна организация связи между BMP и ОУ, расположенных на расстоянии до 1200 м, в соответствии со стандартом передачи данных RS-485.
Количество подключаемых BMP 14 - до 14 штук в одном охранном комплексе (марки BMP - ЭПУ-485, ДВТ-485, МСИ-485, ИС-485, 8СК-485, УМ-485, ДПВ, ИС485_Привратник).
Пример. Комплекс осуществляет свои функции при использовании его для мониторинга и охраны дачного домика (коттеджа), в котором отсутствует проводной Интернет. Основной канал связи - беспроводной GSM. В данном случае используют, как правило, проводные датчики.
Вариант комплектации охранного комплекса для дачного домика:
- ОУ;
- РПУ;
- GSM-антенна;
- блок питания;
- аккумулятор;
- проводные датчики ПД, совместимые с РПУ:
- объемный инфракрасный датчик движения;
- датчик температуры «DS 1821»;
- датчик разбития стекла;
- герконовый датчик вскрытия или датчик вибрации/удара;
- датчик протечки воды «ДПВ»;
- датчик влажности и температуры «ДВТ-485»;
- счетчик ресурсов, например, счетчик электроэнергии и/или счетчик потребления воды;
- считыватель ключей «TOUCH MEMORY»;
- пожарный шлейф с пожарным извещателем;
- BMP:
- управляющий модуль «УМ-485» для управления нагревателем воды в котле отопления дачного дома и/или освещения в теплице, подачей воды в теплицу;
- модуль расширения дискретных входов «8СК485»;
- счетчик импульсов МС485 для снятия показаний с импульсного выхода счетчика электроэнергии, оборудованных импульсным выходом, и передачи этих показаний в ДЦ.
Данные от контролирующего и охранного выше перечисленного оборудования поступают по GSM - каналу на вход ОУ, где преобразуются в сигналы. Например, при вскрытии двери - информация о размыкании электрической цепи - в сигнал вскрытия двери. При считывании показаний со счетчика электроэнергии осуществляется преобразование входящих электрических импульсов в цифровой вид в виде суммы импульсов определенного вида. Сигналы передаются по GSM-каналу в ДЦ, где обрабатываются и отображаются с помощью программного интерфейса в доступной диспетчеру форме.
При отключении питания происходит переход на резервное питание оборудования от резервного источника - аккумулятора.
При взломе сигнал от датчика вибрации/удара или герконового датчика вскрытия поступает на входы ОУ, передается в ДЦ по GSM-каналу. Диспетчер видит сигнал и передает информацию в соответствующее охранное предприятие, которое реагирует на сигнал.
Характеристики заявляемого устройства следующие:
Напряжение питания - 15 В, средняя наработка на отказ - не менее 50000 ч., средний срок службы - 5 лет, режим работы - круглосуточный. Окружающая среда - помещение, защищенное от воздействия атмосферных осадков, температура окружающей среды -5....+50°С, относительная влажность - до 90% при температуре +30°С
Используется напряжение питания, которое относится к безопасному сверхнизкому напряжению по ГОСТ 12.2.007.00-75, если к электромагнитному реле комплекса (не показано) не подключать напряжение более 42 В постоянного тока. По способу защиты от поражения электрическим током комплекс выполнен по классу III в соответствии с ГОСТ 12.2.007-75.