СИСТЕМА ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Полезная модель относится к устройствам сигнализации и контроля для защиты охраняемых объектов и может быть использована для обнаружения проникновения нарушителей и контроля перемещения технологических средств с применением датчиков, использующих ИК-излучение.
Известно устройство, содержащее корпус, фоточувствительный элемент со светофильтром, пропускающим ИК-излучение, соединенный с вычитающим устройством, выходом через усилитель соединенным с АЦП, микроконтроллер с блоком памяти, предназначенный для управления получением от АЦП с помощью приемопередатчика последовательного порта измеряемого сигнала и получением из линии связи сигнала о величине естественного фона, а также управления формированием в блоке памяти сигнала компенсации величины естественного фона и передачей его через ЦАП на второй вход вычитающего устройства для образования параметрической обратной связи [RU 2289850, С2, G08B 17/12, 20.12.2006].
Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно реагирует только на объекты, создающие высокий температурный фон.
Известно также устройство, содержащее датчики обнаружения вторжения в охраняемую зону, телекамеры и устройства освещения, базовые комплекты охраны, последовательно расположенные вдоль железнодорожного пути и создающие непрерывную зону контроля, причем, каждый базовый комплект охраны состоит из датчиков обнаружения вторжения в охраняемую зону, телекамеры и ИК-прожекторов, датчики обнаружения вторжения устанавливаются на одной и другой сторонах охраняемой зоны железнодорожного пути, образуя непрерывный рубеж охраны железнодорожного пути протяженностью 200-500 м, телекамера, одна на участок протяженностью 200-500 м, устанавливается на опоре контактной сети ЭЖД, ИК-прожекторы устанавливаются на опорах контактной сети ЭЖД через каждые 50 м, телекамера обеспечивает в автоматическом или, при необходимости, ручном режиме оперативное наблюдение участка охраняемой зоны в видимом и инфракрасном диапазонах светового излучения, ИК-прожекторы обеспечивают ИК-подсветку охраняемой зоны в темное время суток, при этом, каждый датчик обнаружения вторжения включает средства обнаружения цели, выполненные с возможностью создания непрерывной протяженной зоны обнаружения и указания места обнаружения цели на рубеже охраны, датчики обнаружения вторжения, телекамера и ИК-прожекторы связаны посредством магистральных линий электропитания и связи с пультом управления комплексом охраны, осуществляющим в соответствии с заданным алгоритмом управление наведением телекамеры, выполненной с использованием устройства трансфокации, на участок охраняемой зоны, в котором происходит срабатывание датчика обнаружения вторжения, и включение ИК-прожекторов [RU 96274, U1, G08B 1/00, 20.07.2010].
Недостатком этого устройства является относительно высокая сложность, что ограничивает его применение для небольших охраняемых объектов.
Кроме того, известна система, содержащая неподвижное основание, установленную на нем платформу с расположенным на ней вращающимся, преимущественно вокруг вертикальной оси, оптико-механическим блоком с фотоприемным устройством и блоком предварительной обработки сигналов, снабженными приводом вращения и датчиком угла поворота по горизонту, установленную в оптико-механическом блоке ИК-оптическую систему, оптически сопряженную с фотоприемным устройством и связанную с блоком предварительной обработки сигналов, который, в свою очередь, связан с неподвижным основанием, состоящим из видеоконтрольного устройства и блока обработки оптического изображения, причем, сопряжение вращающегося оптико-механического блока с фотоприемным устройством и блока предварительной обработки с неподвижным основанием выполнено через блок передачи данных по оптоволокну [RU 94722, U1, G01S 3/78, 27.05.2010].
Недостатком этого устройства является относительно высокая сложность, что ограничивает его применение для небольших охраняемых объектов.
К известным относится и устройство для охраны стенда-витрины для реализации товаров, вариант выполнения которого использован содержит, по меньшей мере, один датчик, указывающий на приближение человека к стенду, по меньшей мере, один подвижный элемент и средство приведения его в движение и/или синтезатор речи, а также электронный блок, причем, электронный блок соединен с указанными датчиками, средством приведения в движение подвижного элемента и/или синтезатором речи, выполняющего функции средства сигнализации, а в качестве, по меньшей мере, одного датчика использован оптический датчик, работающий по принципу регистрации пересечения объектом пространства между элементами оптопары [RU 22011, U1, A47F 5/00, 10.03.2002].
Недостатком этого технического решения является относительно низкая помехоустойчивость, поскольку используемые датчики, работающие по принципу регистрации пересечения объектом пространства между элементами оптопары, реагируют на любой предмет, пересекающий пространство между элементами оптопары, в том числе и с заведомо безопасными для охраняемого объекта характеристиками, в частности, малыми геометрическими размерами. Кроме того, в известном техническом решении не предусмотрены средства настройки устройства на предметы с определенными характеристиками, представляющими действительную опасность для охраняемого объекта. Это свидетельствует об относительно узких его функциональных возможностях.
i
i
i
i
i
i
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, реализующее известный способ определения параметров движения объекта и его идентификации [RU 2128859, С1, G08B 13/18, 10.04.1999], содержащее штанги с ИП, выставленные по порядку под номерами i=1, 2,…,N+1 вдоль линии b границы охраняемого участка в точках, определяемых векторами , где i=1, 2,…,N+1, причем, штанги с ИП с номерами i=1, N+1 связаны с пультом управления охранной системы. Каждая i=ая штанга с ИП содержит комплект ИП, состоящий из 2M ИП, в которые входят элементы, позволяющие i-й штанге с ИП осуществлять с помощью ИК лучей причем различной информации, в том числе звуковой, по  независимыми оптическими каналам из любых 2M независимых пространственных направлений и передачу этой информации по тому же числу K независимых каналов в любых других 2M пространственных направлениях. Кроме того, на каждый i-й штанге с ИП в точках, определяемых векторами  в системе координат, связанной с i-й штангой с ИП, располагаются однонаправленные микрофоны d, ориентированные рабочей стороной по направлению входящих из i-й штанги ИК лучей е под номерами αY=1, 2,…MY, где Y=1, r, причем микрофон, местоположение которого характеризуется вектором  электрически связан с оптическим каналом под номером .
Способ, который реализуется в известном устройстве, заключается в том, что вдоль границы охраняемого участка выставляются устройства ИП в виде излучателя и фотоприемника, расположенных на штанге, которые оптически связаны между собой системой ИК-лучей, по которым передается информация о том, что в данном месте в известное время ИК-луч прерывается объектом, а также передается звуковая информация из области пересечения ИК-луча объектом. Анализ совокупности полученной информации позволяет определить параметры движения объекта и идентифицировать сам объект.
Известное устройство характеризуется следующими недостатками.
Устройство обладает относительно высокой сложностью, вызванной использованием микрофонов, а также средств обработки звуковой информации одновременно с текущей информацией, получаемой ит датчтков ИК-излучения.
Необходимость формирования большого объема информации от ИК-излучателей, касающейся параметров движения объекта, таких как вектор мгновенной скорости, вектор средней скорости по направлению и времени, траектория движения как функция времени и определение на этой основе габаритов объекта, а также одновременное формирование звуковой информации и сложный алгоритм одновременного их использования также делает устройства, реализующие способ, чрезвычайно сложными.
x
y
x
y
Кроме того, как указывается в описании ближайшего аналога, решение о присутствии на участке объекта принимают по сигналам, «которые характеризуют оптические лучи, прерываемые объектом, учитывают пространственное расположение лучей с номерами  судят о габаритах объекта, сопоставляя все полученные данные по параметрам движения объекта V(t), V(t) и ,  ус данными о его габаритах и звуковом образе, причем с обоих пультов управления охранной системы, идентифицируют объект», и «определяются параметры движения объекта V(t), V(t), , , , его габариты, а также строится звуковой образ объекта путем сравнения со звуковыми образами объектов, хранящихся в памяти ЭВМ, и с помощью всей совокупности данных проводится идентификация объекта.
Таким образом, для реализации способа и соответствующих ему устройств необходимо иметь, как минимум звуковой образ объекта, что делает устройство сложным и ограниченным по применению.
Еще одним недостатком устройства является относительно низкая надежность, обусловленная низкой помехоустойчивостью, поскольку шумы звукового диапазона волн, в том числе, искусственного происхождения, делают работу устройства неэффективным. В частности, в описании его работы указывается «…обеспечивал пересечение объектом, подлежащим идентификации, не менее четырех пространственно различных оптических лучей, проекции которых на плоскость Z=О представляли бы собой различные прямые, далее заблаговременно при отсутствии пересечения границы охраняемого участка объектом определяют средние по времени значения совокупности электрических амплитуд от звуковых сигналов…».
1
2
Кроме того, наиболее близкое по технической сущности устройство работает исключительно в режиме последовательного пересечения ПК-лучей «При движении через линию b охраняемого участка объект, который представлен в двух g и g положениях, последовательно прерывает ИК лучи е под номерами  в частности, самый первый по времени ИК луч под номером  Информация о прерывании ИК луча под номером  передается по штангам с ИИ а на пульты управления охранной системы. Здесь фиксируют те номера штанг с ИП j из совокупности штанг с ИП с номерами , которые непосредственно оптически связаны со штангой с ИП под номером i', а также фиксируют момент времени , соответствующий началу прерывания объектом ИК луча под номером , и длительность прерывания этого луча . И далее «При поступлении на пульты управления охранной системы информации о прерывании объектом ИК луча под номером  включают все микрофоны а, расположенные на штангах с ИП под номерами j из совокупности . Эта совокупность микрофонов работает до тех пор, пока объект не минует все те ИК лучи, выходящие из штанги с ИП под номером i', которые встречаются на пути объекта. При пересечении объектом ИК лучей других штанг с ИП указанная совокупность микрофонов выключается и включается другая совокупность микрофонов и т.д. Таким образом, номер штанги с ИП i' является функцией параметров движения объекта, то есть в конечном итоге функцией времени t»
Следовательно, известное устройство обладает относительно низкой надежностью, поскольку оно не позволяет обнаружить объект, который одновременно пересекает несколько ИК-лучей.
Относительно низкая надежность устройства обусловлена также тем, что, в наиболее близком техническом решении отсутствуют средства оперативной его настройки на вариации срабатывания именно ИК-излучателей, а также отсутствуют средства звуковой и/или световой сигнализации.
Еще одним фактором, снижающим надежность известного устройства, является отсутствие требований по размерам зоны нечувствительности между зонами чувствительности датчиков. Они могут превышать минимально возможные размеры посторонних объектов-нарушителей.
Целью усовершенствования наиболее близкого технического решения является упрощение устройства и повышение его надежности.
Требуемый технический результат, на достижение которого направлено усовершенствование наиболее близкого технического решения, заключается в упрощении устройства и повышении его надежности.
Поставленная цель реализуется, а требуемый технический результат достигается тем, что, в систему, содержащую n (n>1) датчиков, размещенных на охраняемом объекте с возможностью перекрытия их зонами чувствительности заданного для перекрытия пространства на охраняемом объекте и каждый из которых представляет собой оптопару из ИК-излучателя и ИК-приемника, работающих по принципу регистрации пересечения посторонним объектом-нарушителем зоны чувствительности датчика в пространстве между ИК-излучателем и ИК-приемником соответствующей оптопары, а также блок настройки режима, входы которого соединены с выходами ИК-приемников датчиков, введено устройство сигнализации, выполненное в виде светового и/или звукового индикатора и вход которого соединен с выходом блока настройки режима, выполненного с возможностью формирования сигнала управления устройством сигнализации при регистрации пересечения посторонним объектом-нарушителем зон чувствительности заданного сочетания датчиков, одновременное срабатывание которых соответствует регистрации пересечения посторонним объектом-нарушителем заданного для перекрытия пространства на охраняемом объекте, при этом, а зоны нечувствительности между зонами чувствительности датчиков не превышают минимально возможные размеры посторонних объектов-нарушителей.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, блок настройки режима выполнен в виде элемента ИЛИ, входы которого являются входами блока настройки режима, а выход - выходом блока настройки режима.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, блок настройки режима выполнен в виде элемента И, входы которого являются входами блока настройки режима, а выход - выходом блока настройки режима.
На чертеже представлена функциональная схема системы охранной сигнализации.
Система охранной сигнализации содержит n (n>1) датчиков 1-1…1-n, каждый из которых представляет собой оптопару из ИК-излучателя 2 и ИК-приемника 3, размещенных на охраняемом объекте 4 и работающих по принципу регистрации пересечения посторонним объектом-нарушителем зоны чувствительности 5-1…5-n датчика в пространстве между ИК-излучателем 2 и ИК-приемником 3 соответствующей оптопары.
Кроме того, система охранной сигнализации содержит устройство сигнализации 6, выполненный, например, в виде светового и/или звукового индикатора.
Система охранной сигнализации содержит также блок 7 настройки режима, выполненный с возможностью формирования сигнала управления устройством 6 сигнализации при регистрации пересечения посторонним объектом-нарушителем зон чувствительности 5-1…5-n заданного сочетания датчиков 1-1…1-n, при этом, входы блока 7 настройки режима соединены с выходами ИК-приемников датчиков 1-1…1-n, выход блока 7 настройки режима соединен со входом управления устройства 6 сигнализации, датчики 1-1…1-n размещены на охраняемом объекте 4 с возможностью перекрытия их зонами чувствительности 5-1…5-n заданного для перекрытия пространства на охраняемом объекте 4, а зоны нечувствительности между зонами чувствительности зонами чувствительности 5-1…5-n датчиков не превышают минимально возможные размеры посторонних объектов-нарушителей.
ИК-приемники датчиков 1-1…1-n могут быть выполнены, например, с цифровым выходом в виде одноразрядного кода, когда уровень логической единицы соответствует регистрации пересечения посторонним объектом-нарушителем зон чувствительности соответствующего датчика.
Блок 7 настройки режима может быть выполнен аппаратно или в виде программируемого специализированного устройства вычислительной техники. Примеры его выполнения и возможные алгоритмы работы представлены ниже.
Используется система охранной сигнализации следующим образом.
Назначение системы - это обнаружение и сигнализация о несанкционированном проникновение на охраняемую территорию или в охраняемое помещение.
Система построена по принципу активных ИК-барьеров и представляют собой инфракрасную лучевую систему, состоящую из передатчика и приемника, пространство между которыми пронизано невидимыми человеческому глазу ИК-лучами. При этом приемник и передатчик и устанавливаются так чтобы находиться в зоне прямой видимости друг для друга. Эти оптико-электронные устройства формируют барьеры, состоящие из различного количества ИК-лучей и, в зависимости от настроек, срабатывают при прерывании одного или нескольких из них.
Датчики могут различаться по назначению и расстоянию между ними. При установке на забор зона контроля составляет, в частности, в вертикальной плоскости от 1 до 4,5 м, в горизонтальной плоскости - 5 см. Расстояние между датчиками от 30 до 60 м, расстояние между лучами 17 см.
При установке на окна зона контроля составляет в вертикальной плоскости от 1 до 2,8 м, в горизонтальной плоскости - 3 см, расстояние между датчиками от 10 до 6 м., расстояние между лучами - 17 см.
В частном случае блок 7 настройки режима может быть выполнен в виде элемента ИЛИ, входы которого являются входами блока 7 настройки режима, а выход - выходом блока 7 настройки режима. В этом случае блок 7 настройки режима формирует сигнал управления устройством 6 сигнализации при срабатывании хотя бы одного датчика 1-1…1-n. В другом частном случае блок 7 настройки режима может быть выполнен в виде элемента И. Тогда блок 7 настройки режима формирует сигнал управления устройством 6 сигнализации при срабатывании всех датчиков 1-1…1-n. Кроме того, блок 7 настройки режима может быть выполнен в виде элементов И, входы которых являются входами блока 7 настройки режима, и элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И, а выход - является выходом блока 7 настройки режима, при этом, входы каждого из элементов И соединены с выходами ИК-приемников тех датчиков 1-1…1-n, одновременное срабатывание которых соответствует регистрации пересечения посторонним объектом-нарушителем заданного для перекрытия пространства на охраняемом объекте 4. Например, входы элементов И могут быть подключены к выходам соседних пар ИК-приемников датчиков 1-1…1-n. Тогда регистрация пересечения посторонним объектом-нарушителем заданного для перекрытия пространства на охраняемом объекте 4 будет происходить, если размеры объекта-нарушителя превышают, по крайней мере, зоны чувствительности двух соседних датчиков 1-1…1-n.
Выполнение блока 7 настройки режима в виде программируемого специализированного устройства вычислительной техники позволяет настраивать систему как на указанные выше, так и на любые другие алгоритмы регистрации пересечения посторонним объектом-нарушителем заданного для перекрытия пространства на охраняемом объекте 4.
Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства достигается его упрощение существенное увеличение надежности его работы.
Это обеспечивается исключением микрофонов и средств обработки звуковой информации, что приводит к упрощению устройства, а исключение на этой основе возможности использования искусственных шумов для проникновения на объект повышает надежность устройства. Кроме того, исключается необходимость иметь звуковой образ объекта, что также упрощает устройство и повышает его надежность, поскольку оно становится чувствительным к объектам и с неизвестным звуковым образом. Обеспечивается также возможность обнаружения объектов, которые одновременно пересекает несколько ИК-лучей, а также возможность оперативной его настройки на вариации срабатывания именно ИК-излучателей. Это также повышает надежность устройства, как и наличие средства звуковой и/или световой сигнализации. В предложенной также повышает его надежность. Существенное увеличение надежности достигается также тем, что, зоны нечувствительности между зонами чувствительности датчиков не превышают минимально возможные размеры посторонних объектов-нарушителей.