СПОСОБ ОБМЕНА СООБЩЕНИЯМИ МЕЖДУ ОХРАНЯЕМЫМИ ОБЪЕКТАМИ И ПУНКТОМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ ОХРАНЫ
METHOD FOR EXCHANGE OF MESSAGES BETWEEN SECURED OBJECTS AND CENTRALISED SECURITY STATION

Изобретение относится к беспроводной аппаратуре тревожной сигнализации и предназначено для передачи по радиоканалу сообщений (в том числе тревожных) от охраняемых объектов (ОО) на пункт централизованной охраны (ПЦО). При этом ОО могут быть транспортные средства, а также объекты недвижимости, например, жилые и служебные помещения, гаражи.
Один из первых примеров построения такой аппаратуры приведен в патенте WO №90/07170, G08В 25/00. Однако в настоящее время построение аппаратуры подобного типа связано с учетом ограничений на мощность, на несущую частоту и на продолжительность передачи радиосигнала, введенных практически во всех цивилизованных странах. Не учитывать эти ограничения можно лишь для некоторых, специфических объектов охраны, например патент RU №2150751, G08В 23/00, где на ПЦО передаются сигналы оповещения о паводке или селе.
Для России, если объектом охраны является транспортное средство, то ГОСТ Р 41.97-99 устанавливает ограничение на частоту и мощность радиосигналов в аппаратуре тревожной сигнализации: несущая частота 433,92 МГц и максимальная мощность излучения 25 мВт.
Для обеспечения возможности конкурентоспособной свободной продажи беспроводной аппаратуры тревожной сигнализации производителю требуется, чтобы пользователь аппаратуры тревожной сигнализации не оформлял специальных разрешений на приобретение и на использование этой аппаратуры. Оформление разрешений создает неудобства для пользователя, что приводит к тому, что пользователь отказывается от приобретения подобной аппаратуры у данного производителя и ищет другого производителя.
Для аппаратуры тревожной сигнализации, которая может быть использована в России без оформления официальных разрешений, установлено ограничение на номиналы используемых радиочастот интервалом от 433,05 до 434,79 МГц (433,92 МГц ±0,2%) и на мощность (до 5 мВт при установке на транспортные средства и до 10 мВт для других ОО).
При таких небольших мощностях сигналов, как правило, возникает существенное ограничение на удаленность ОО от ПЦО (несколько сотен метров). Кроме того, потенциальный угонщик или взломщик может узнать или измерить несущую частоту передатчика на ОО, а затем включить на этой частоте генератор помеховых сигналов, препятствующий передаче тревожного сообщения, и беспрепятственно проникнуть на ОО.
Традиционным средством увеличения удаленности ОО от ПЦО является использование ретрансляции сигналов сообщений. Однако построение сети ретрансляторов вызывает дополнительные затраты на проведение строительных работ и, кроме того, требует наличия разрешения радиочастотной службы и разрешений от владельцев сооружений, на которых устанавливаются ретрансляторы.
Традиционными методами повышения помехозащищенности аппаратуры, предназначенной для передачи сообщений от ОО на ПЦО является разработка специализированных передающих устройств для аппаратуры ОО. Примеры таких сложных специализированных передающих устройств для ОО приведены, например, в патентах RU №2196060, В60R 25/00; DE №19506385, G08В 25/10, G08В 29/16.
Например, в последнем из вышеуказанных патентов (DE №19506385) в аппаратуру каждого ОО введено по два передающих устройства, работающих на разнесенных несущих частотах. Сообщения одновременно передаются обоими передающими устройствами ОО и принимаются двумя приемниками в ПЦО. Наличие такого сложного сигнала затрудняет действия потенциального угонщика транспортного средства или взломщика и улучшает охрану объекта. Однако улучшение защищенности ОО достигается ценой резкого усложнения (и, следовательно, удорожания) аппаратуры.
Одним из перспективных методов передачи информации сигнализаторами является использование в них "прыгающих" частот (Frequency hopping). С использованием такого метода построены системы централизованной охраны по патентам DE №4337211, G08В 25/10, G08В 29/00, G08С 15/00, Н04В 7/24, US №6058137, Н04В 1/69, US №6188715, Н04L 27/26, US №6535544, G08С 19/04, US №2003/0174757, Н04В 1/713, US №6700920, Н04В 1/713 и ряд других. Общим недостатком таких систем является весьма продолжительный период времени предварительной (то есть предшествующей передаче блока полезной информации) синхронизации приемной части системы. Это препятствует оперативному получению тревожного извещения в ПЦО. К тому же, набор частот для "прыжка" не может быть достаточно широким. В указанном выше патенте DE №4337211 количество частот в допустимом наборе оценивается числом десять. Такой ограниченный набор частот, с учетом продолжительной предварительной синхронизации, просто сильно усложняет задачу потенциального угонщика ТС или взломщика по созданию программы работы генератора помеховых сигналов, включаемого для противодействия передаче сообщения в ПЦО. Однако принципиальная возможность создания такой программы при ограниченном наборе частот для "прыжка" не подлежит сомнению.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ передачи и приема извещений в системах централизованной охраны объектов недвижимости и транспортных средств по патенту RU №2244959, G08В 25/10, G08В 29/16, В60R 25/10. В этом способе на каждом ОО - транспортном средстве или объекте недвижимости - формируют и передают в ПЦО по радиоэфиру тревожные или контрольные сообщения, причем тревожное сообщение формируют после выявления на ОО тревожного события, а контрольное сообщение - по окончании устанавливаемого при программировании промежутка времени после последней передачи тревожного или контрольного сообщения данным ОО, причем в ПЦО по принятым сообщениям устанавливают необходимость подачи командного сообщения для соответствующего ОО, после чего передают его на данный ОО по радиоэфиру и исполняют на ОО принятое командное сообщение, а в структуре передаваемых тревожных, контрольных и командных сообщений выделяют синхронизирующий маркер, информационный блок и контрольную сумму, причем предварительно устанавливают для данного ПЦО и соответствующих ОО продолжительность передачи каждого разряда сообщений, а также максимальную и минимальную допустимые частоты передачи сообщений, при приеме сообщений в ПЦО снижают частоту принимаемого сообщения, усиливают полученный сигнал, осуществляют аналого-цифровое преобразование сигнала и последующую цифровую фильтрацию, определяя при приеме синхронизирующего маркера частоту принимаемого сообщения и фазовую привязку его разрядов, определяют код информационного блока, вычисляют контрольную сумму и сравнивают ее с контрольной суммой в принятом сообщении, при их совпадении считают сообщение принятым, а по принятым в ПЦО сообщениям вырабатывают адекватную реакцию.
Реализация известного способа позволяет добиться высокой помехозащищенности передаваемых сообщений. Вследствие этого без использования ретрансляторов и повышения мощности сигнала удается обеспечивать допустимое расстояние между ОО и ПЦО на уровне около 25 км.
Однако аппаратура, использующая данный способ, получается сложной и дорогой, поскольку указанные действия необходимо производить на каждом ОО при приеме командных сообщений, вырабатываемых в ПЦО для данного ОО. Попытки отказа от передачи и приема командных сообщений ухудшают управляемость аппаратуры ОО или еще больше усложняют аппаратуру ОО, предусматривая в ее внутренней программе реакцию на большое число внешних воздействий.
Сложность и высокая себестоимость крайне невыгодны для продукции, предназначенной для свободной рыночной реализации.
Настоящее изобретение направлено на усовершенствование прототипа, при котором высокая помехозащищенность и большое допустимое расстояние между ОО и ПЦО могут обеспечиваться при использовании достаточно простых технических решений.
Предметом настоящего изобретения является способ обмена сообщениями между ОО и ПЦО, при котором на каждом ОО - транспортном средстве или объекте недвижимости - формируют и передают в ПЦО по радиоэфиру тревожные или контрольные сообщения, причем тревожное сообщение формируют после выявления на ОО тревожного события, а контрольное сообщение - по окончании установленного при программировании промежутка времени после последней передачи тревожного или контрольного сообщения данным ОО, в ПЦО по принятым сообщениям устанавливают необходимость подачи командного сообщения для соответствующего ОО, после чего передают его по радиоэфиру на данный ОО, а на ОО исполняют принятое командное сообщение, при этом в структуре передаваемых тревожных, контрольных и командных сообщений выделяют синхронизирующий маркер, информационный блок и контрольную сумму, для ПЦО и соответствующих ОО предварительно устанавливают продолжительность передачи каждого разряда сообщений, а также максимальную и минимальную допустимые частоты передачи сообщений, при приеме сообщений в ПЦО снижают путем преобразования частоту принимаемого сообщения, усиливают полученный сигнал, осуществляют аналого-цифровое преобразование сигнала и последующую цифровую фильтрацию, определяют частоту принимаемого сообщения и фазовую привязку его разрядов, определяют код информационного блока, вычисляют контрольную сумму и сравнивают ее с контрольной суммой в принятом сообщении, при их совпадении считают сообщение принятым и по принятым сообщениям вырабатывают адекватную реакцию, при этом в ПЦО формируют командное сообщение непосредственно по окончании приема сообщения от ОО и передают его в ОО на частоте, соответствующей частоте сигнала тревожного или контрольного сообщения, установленной при цифровой фильтрации сигнала принятого сообщения, синфазно принятым разрядам тревожного или контрольного сообщения, а на ОО по окончании передачи тревожного или контрольного сообщения запоминают частоту и фазу переданного сообщения и ожидают приема командного сообщения от ПЦО в течение установленного при программировании промежутка времени на запомненных частоте и фазе.
Частными существенными признаками изобретения являются следующие.
При выборе несущей частоты передачи на ОО используют объектовый генератор, осуществляющий общую синхронизацию блоков аппаратуры ОО и выполненный с возможностью изменения своей выходной частоты.
При передаче сообщений используют амплитудно-временную манипуляцию, причем несущую частоту передают в течение установленного времени передачи символа.
При передаче сообщений используют фазовую модуляцию с изменением фазы при передаче символов.
При передаче сообщений используют частотную манипуляцию с изменением частоты передачи, в зависимости от передаваемого символа, на заранее установленный интервал.
Цифровую фильтрацию сообщений в ПЦО осуществляют с помощью быстрого преобразования Фурье.
Задачей изобретения является создание технологии, обеспечивающей сохранение всех положительных свойств прототипа, но позволяющей проводить существенное упрощение технической реализации.
Техническим результатом изобретения является создание достаточно простой в технической реализации и не имеющей ограничений для свободной рыночной продажи аппаратуры, предназначенной для работы в системах тревожной сигнализации.
Сущность изобретения поясняется с помощью на фиг.1-3.
На этих чертежах показана система централизованной охраны, реализующая предлагаемый способ обмена сообщениями между ОО и ПЦО.
На фиг.1 поясняется концепция предлагаемого способа обмена сообщениями между ОО и ПЦО.
На фиг.2 показана структурная схема примера технической реализации аппаратуры ОО.
На фиг.3 показана структурная схема примера технической реализации аппаратуры ПЦО.
На фиг.1-3 использованы следующие обозначения: 1 - датчик; 2 - объектовый блок обработки; 3 - приемник GPS; 4 - формирователь управляющих сигналов; 5 - объектовый генератор; 6 - объектовый передатчик; 7 - объектовый приемник; 8 - передающее устройство; 9 - входной фильтр; 10 - смеситель; 11 - синтезатор частоты; 12 - центральный генератор; 13 - фильтр промежуточной частоты; 14 - усилитель; 15 - аналого-цифровой преобразователь; 16 - блок цифровых фильтров; 17 - решающий блок; 18 - формирователь коэффициентов деления; 19 - центральный блок обработки.
Аппаратура ОО устанавливается на соответствующем объекте недвижимости или на транспортном средстве. При этом в состав примера технической реализации аппаратуры ОО (фиг.2) входят датчики 1, выходы которых подключены к объектовому блоку 2 обработки.
Приемник 3 GPS (изображенный на фиг.2 в виде прямоугольника, состоящего из пунктирных линий) входит в состав аппаратуры ОО, устанавливаемой на транспортном средстве, и отсутствует в составе аппаратуры ОО, устанавливаемой на объекте недвижимости. Выход приемника 3 GPS подключен к объектовому блоку 2 обработки. Выходы управления объектового блока 2 обработки подключены ко входам управления, соответственно, формирователя 4 управляющих сигналов, объектового передатчика 6 и объектового приемника 7.
Объектовый передатчик 6 и объектовый приемник 7 подключены к антенне, предназначенной для связи по радиоэфиру с ПЦО.
Объектовый генератор 5 подключен ко входам синхронизации объектового блока 2 обработки, объектового передатчика 6 и объектового приемника 7. Информационный выход объектового приемника 7 подключен к информационному входу объектового блока 2 обработки, информационный выход которого подключен к информационному входу объектового передатчика 6.
Аппаратура ПЦО устанавливается в общем для всех ОО ПЦО. При этом в состав примера технической реализации аппаратуры ПЦО (фиг.3) входит входной фильтр 9, через который антенна ПЦО подключается к смесителю 10. Другой вход смесителя 10 подключен к выходу синтезатора 11 частоты. Тактовый вход синтезатора 11 частоты подключен к выходу центрального генератора 12.
Выход смесителя 10 через фильтр 13 промежуточной частоты и через усилитель 14 подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя 15. Аналого-цифровой преобразователь 15 подключен ко входу блока 16 цифровых фильтров. Выходы блока 16 цифровых фильтров подключены к соответствующим информационным входам решающего блока 17. При этом входы синхронизации аналого-цифрового преобразователя 15, блока 16 цифровых фильтров и решающего блока 17 соединены между собой и подключены к выходу центрального генератора 12.
Первый выход решающего блока 17 подключен ко входу центрального блока 19 обработки, выполненного с возможностью формирования сигналов адекватной реакции ПЦО на сообщения аппаратуры ОО. Второй выход решающего блока 17 подключен к первому управляющему входу формирователя 18 коэффициентов деления, второй управляющий вход которого подключен к первому управляющему выходу центрального блока 19 обработки. Третий выход решающего блока 17 подключен к информационному входу передающего устройства 8, выполненного с возможностью передачи командных сообщений для аппаратуры ОО, поступающих из ПЦО в радиоэфир через антенну. При этом управляющий вход передающего устройства 8 подключен ко второму управляющему выходу центрального блока 19 обработки, а тактовый вход передающего устройства 8 подключен к выходу синтезатора 11 частоты.
Датчики 1 представляют собой технические средства охранно-пожарной сигнализации, предназначенные для обнаружения пожара на ОО или для выявления проникновения (попытки проникновения) посторонних лиц на ОО, а также для выявления факта воздействия на ОО, превышающего нормированный уровень. То есть датчики 1 обнаруживают на ОО события, которые могут при определенных обстоятельствах стать тревожными событиями. При обнаружении таких событий датчики 1 формируют соответствующие сигналы извещения. Кроме того, датчики 1 могут формировать также контрольно-диагностические извещения (например, о необходимости проведения текущего контроля). Типы и основные характеристики технических средств охранно-пожарной сигнализации широко известны по научно-технической литературе (например, "Справочник инженерно-технических работников и электромонтеров технических средств охранно-пожарной сигнализации", Москва, МВД, ГУВО, 1997).
Приемник 3 GPS является стандартным покупным блоком (www.navigator-market.ru), предназначенным для приема сигналов глобальной спутниковой системы радионавигации и определения по ним текущих навигационных параметров транспортного средства - пространственных координат, скорости и направления движения, а также времени по Гринвичу.
Объектовый блок 2 обработки и решающий блок 17 могут быть выполнены, например, по схемам программируемого контроллера.
Центральный блок 19 обработки представляет собой автоматизированное рабочее место оператора ПЦО.
В качестве аналого-цифрового преобразователя 15 могут быть использованы стандартные серийно выпускаемые микросхемы (www.insys.ru).
Блок 16 цифровых фильтров может быть выполнен на основе узлов цифровой фильтрации интегрирующего типа, использующих метод быстрого преобразования Фурье.
В состав аппаратуры каждого ОО входит особый формирователь 4 управляющих сигналов, предназначенный именно для этого ОО. Этот блок вырабатывает сигналы противодействия причинам, вызывающим тревожные события на данном ОО. Функционирование и состав этого блока определяются владельцем ОО. Особенности его функционирования не относятся к предмету данного изобретения и специально не рассматриваются.
Формирователь 18 коэффициентов деления может быть выполнен по схеме запоминающего устройства на энергонезависимых элементах.
Входной фильтр 9, смеситель 10, синтезатор 11 частоты, фильтр 13 промежуточной частоты и усилитель 14 являются стандартными, широко распространенными составными частями радиотехнического оборудования.
Такие блоки как объектовый передатчик 6, объектовый приемник 7 и передающее устройство 8, являются серийной продукцией предприятия-заявителя (каталог Профессиональные радиостанции "Альтавия", 2007, предприятие "Альтоника").
Такие блоки как объектовый генератор 5 и центральный генератор 12, могут представлять собой высокочастотные генераторы невысокой стабильности. При этом в аппаратуре ОО могут быть предприняты специальные меры для принудительного случайного или псевдослучайного изменения выходной частоты объектового генератора 5. С такими специальными мерами радиосвязь между ОО и ПЦО становится разновидностью связи с "прыгающими" частотами (с хоппинг-сигналами). Такие системы описаны, например, в патенте предприятия-заявителя RU №2309064, В60R 25/10.
Остальные узлы и блоки рассматриваемой аппаратурной реализации заявляемого способа представляют собой стандартные цифровые элементы, широко описанные в технической литературе и доступные на коммерческом рынке.
Описанная выше система централизованной охраны, реализующая предлагаемый способ обмена сообщениями между ОО и ПЦО, работает следующим образом.
На определенном расстоянии (например, не более 20 км) от ПЦО располагается ряд ОО (фиг.1). Такими ОО могут быть транспортные средства или объекты недвижимости. Каждый из ОО связан по радиоканалу с ПЦО.
На ОО могут происходить тревожные события, к которым относятся, например, пожар или нападение на этот ОО злоумышленников. Если ОО является транспортное средство, то к тревожным событиям также относится и угон. Аппаратура охраны, находящаяся на ОО, обнаруживает тревожное событие и после этого посылает в ПЦО соответствующее кодовое тревожное сообщение. При передаче сообщения может быть использован как двоичный, так и многопозиционный код. В дальнейшем, для простоты, кроме особо оговоренных случаев, будем считать, что передача сообщений в ПЦО осуществляется двоичным кодом.
В ПЦО по расшифрованному тревожному сообщению определяют, какое тревожное событие произошло на ОО, и принимают адекватные меры, например, в случае пожара направляют по соответствующему адресу пожарную команду. В случае угона транспортного средства предпринимаются необходимые меры по его обнаружению и задержанию.
Кроме тревожных сообщений, с ОО на ПЦО передаются и так называемые контрольные сообщения. Прием на ПЦО такого контрольного сообщения показывает, что с этим ОО осуществляется нормальная радиосвязь, а никаких тревожных событий в данный промежуток времени не произошло. Разумеется, контрольное сообщение может содержать и какую-либо дополнительную информацию, например, о том, что напряжение батареи питания существенно упало и находится вблизи допустимого предела. Однако необходимо отметить, что содержательная часть любого сообщения не относится к теме настоящего патента и рассматриваться не будет.
Чем реже передаются контрольные сообщения, тем меньше загружается канал связи с ПЦО. С другой стороны, если ОО подвергается нападению злоумышленников, то необходимо считаться с тем, что аппаратура охраны на ОО может быть подавлена, например, механически сломана и разбита путем применения огнестрельного оружия и взрывчатых веществ. Поэтому тревожное сообщение о нападении злоумышленников может не дойти до ПЦО. Тогда на ПЦО о неблагополучном положении на каком-либо ОО можно судить только по отсутствию в течение некоторого промежутка времени контрольных сообщений с этого ОО. Естественно, чем чаще формируются контрольные сообщения, тем меньше этот промежуток времени, а значит, тем скорее будут приняты адекватные меры. Поэтому промежуток времени между подачами контрольных сообщений следует выбирать, считаясь с обоими этими условиями. Пусть, для определенности, контрольные сообщения формируются на ОО два-три раза в час.
Кроме того, ПЦО формирует для каждого ОО индивидуальные сигналы управления, передаваемые по радиоканалу в составе так называемых кодовых командных сообщений. Аппаратура ОО должна принимать предназначенные для него командные сообщения и отрабатывать их исполнение.
Таким образом, в рассматриваемой системе существуют только три вида сообщений: контрольные, тревожные и командные. Это, разумеется, упрощение, необходимое только для разъяснения сущности заявляемого способа. На деле в любой реальной системе централизованной охраны существует множество видов контрольных и тревожных сообщений. Только командные сообщения однотипны.
В структуре каждого из сообщений содержится:
- синхронизирующий маркер;
- информационный блок (выполненный, например, с использованием помехоустойчивого кодирования);
- контрольная сумма.
Количество разрядов в каждом виде сообщений строго постоянно. Продолжительность передачи каждого разряда - одна и та же.
Рассмотрим теперь более подробно работу аппаратуры (фиг.2), установленной на ОО.
На ОО (транспортном средстве или объекте недвижимости) установлен ряд датчиков 1, каждый из которых реализует отведенную непосредственно для него охранную функцию в установленной для него зоне охраны. Например, один из датчиков 1 может следить за тем, чтобы на охраняемом дачном участке дверь гаража была бы закрыта и сохраняла бы свою целостность. Другой датчик 1 отслеживает целостность и закрытое состояние одного из окон дома и так далее. Задачей датчиков 1 является фиксация определенных событий (в том числе тревожных событий) и передача информации об этих событиях на объектовый блок 2 обработки (который может представлять собой, например, специально запрограммированный микроконтроллер).
Если ОО является транспортным средством, то к объектовому блоку 2 обработки подключается также блок, осуществляющий глобальное позиционирование, например приведенный на фиг.2 приемник 3 GPS. Этот блок изображен на фиг.2 в виде прямоугольника с пунктирными сторонами. Пунктир показывает, что приемник 3 GPS должен присутствовать не во всех ОО, а только на охраняемых транспортных средствах. Приемник 3 GPS передает на объектовый блок 2 обработки данные о координатах и скорости движения транспортного средства.
Объектовый блок 2 обработки анализирует поступающие на него сигналы датчиков 1 (и, возможно, приемника 3 GPS). В результате этого анализа объектовый блок 2 обработки формирует команды, поступающие на формирователь 4 управляющих сигналов. При этом формирователь 4 управляющих сигналов производит определенные действия по выполнению соответствующих команд. Например, если охраняемая квартира надолго осталась пустой, а датчик 1, контролирующий влажность в кадке с фикусом, указывает на пересушенность почвы, то объектовый блок 2 обработки вырабатывает команду полива фикуса, а формирователь 4 управляющих сигналов исполняет эту команду. После полива показания датчика 1, контролирующего влажность в кадке с фикусом, становятся нормальными.
В своей работе объектовый блок 2 обработки синхронизируется сигналами объектового генератора 5, который синхронизирует также объектовый передатчик 6 и объектовый приемник 7.
Эта общая синхронизация не является стабильной. Частота объектового генератора 5 может меняться в достаточно широких пределах. При этом возможны как изменения частоты вследствие нестабильности во времени параметров объектового генератора 5, так и принудительный переход (случайный или псевдослучайный) от одной частоты объектового генератора 5 к другой.
Объектовый блок 2 обработки фиксирует момент последней передачи сообщения объектовым передатчиком 6. От этого момента в объектовом блоке 2 обработки отсчитывается промежуток времени между передачами сообщений.
К моменту окончания этого промежутка времени объектовый блок 2 обработки формирует двоичный код контрольного сообщения и посылает в объектовый передатчик 6 и в объектовый приемник 7 сигналы, коммутирующие антенну для передачи сообщения. Объектовый передатчик 6 передает в эфир контрольное сообщение в соответствии с двоичным кодом, поступающим из объектового блока 2 обработки. Несущая частота сообщения определяется выходной частотой объектового генератора 5.
Если до окончания промежутка времени между передачами сообщений от датчиков 1 на объектовый блок 2 обработки поступают сигналы, которые объектовый блок 2 обработки идентифицирует как сигналы тревоги, то в объектовом блоке 2 обработки, в зависимости от вида сигналов тревоги, формируется тот или иной код тревожного сообщения. В зависимости от того, как запрограммирован объектовый блок 2 обработки, код тревожного сообщения либо подлежит немедленной передаче после своего формирования, либо передается вместо контрольного сообщения после окончания промежутка времени между передачами сообщений. При передаче тревожного сообщения, так же как и при передаче контрольного сообщения, несущая частота определяется выходной частотой объектового генератора 5.
Для того чтобы в передаваемом двоичным кодом сообщении отличать логический ноль от логической единицы, могут быть использованы различные методы:
- амплитудная манипуляция, когда для одного из двоичных символов несущую частоту передают в течение установленного времени передачи двоичного символа, а для другого формирование несущей в течение того же времени не производят;
- фазовая манипуляция, в которой производят изменение фазы при передаче одного из двоичных символов по отношению к передаче другого двоичного символа;
- частотная манипуляция, при которой на заранее установленный интервал изменяют частоту передачи, в зависимости от передаваемого двоичного символа.
В более общем случае передачи сообщений многопозиционным кодом может использоваться, например:
- амплитудно-временная манипуляция (вместо амплитудной манипуляции), когда, в зависимости от кода, передаваемого в рассматриваемом символе, происходит сдвиг - относительно начала интервала передачи символа - одного или обоих фронтов сигнала передачи несущей;
- фазовая модуляция с изменением фазы при передаче символов;
- частотная манипуляция, при которой на заранее установленный интервал изменяют частоту передачи, в зависимости от кода, передаваемого в рассматриваемом символе.
По окончании передачи сообщения (безразлично - контрольного или тревожного) объектовый блок 2 обработки посылает команды в объектовый передатчик 6 и объектовый приемник 7. По этим командам происходит переключение антенны для ожидаемого приема командного сообщения. Если в течение задаваемого при программировании промежутка времени в объектовый приемник 7 поступает командное сообщение от ПЦО на несущей частоте, соответствующей частоте объектового генератора 5, то код этого командного сообщения передается из объектового приемника 7 в объектовый блок 2 обработки. После этого прием сообщений в приемнике 7 запрещается по команде из объектового блока 2 обработки. Аналогичный запрет происходит и при отсутствии приема командного сообщения, по окончании указанного выше задаваемого при программировании промежутка времени.
Если объектовый приемник 7 передал в объектовый блок 2 обработки командное сообщение, то объектовый блок 2 обработки осуществляет действия, соответствующие содержанию поступившего командного сообщения. Эти действия определяются видом ОО и могут дополнительно зависеть от сигналов датчиков 1. Анализ этих действий не относится к предмету заявляемого способа и специально не производится.
Рассмотрим теперь работу аппаратуры (фиг.3), установленной на ПЦО. Пусть в начале рассмотрения передающее устройство 8 заблокировано, а на антенну начинает поступать радиосигнал контрольного или тревожного сообщения. Этот сигнал проходит входной фильтр 9 и поступает на смеситель 10, на другой вход которого через синтезатор 11 частоты поступает частота с выхода центрального генератора 12. Смеситель 10 преобразует частоту радиосигнала контрольного (или тревожного) сообщения, вычитая частоту центрального генератора 12. С выхода смесителя 10 через фильтр 13 промежуточной частоты сигнал контрольного (или тревожного) сообщения поступает на вход усилителя 14. Параметры фильтра 13 промежуточной частоты подбираются так, чтобы максимально допустимая частота на его выходе соответствовала бы разности между максимально возможной частотой сигнала сообщения (то есть максимально допустимой частотой объектового генератора 5) и минимально возможной частотой центрального генератора 12. В свою очередь усилитель 14 осуществляет линейное усиление сигнала так, чтобы его амплитуда соответствовала линейному участку характеристики аналого-цифрового преобразователя 15, на вход которого поступает сигнал с выхода усилителя 14.
Аналого-цифровой преобразователь 15 превращает сигнал в набор цифровых выборок. При этом частота формирования цифровых выборок по меньшей мере в четыре раза должна превышать максимально допустимую частоту сигнала на выходе фильтра 13 промежуточной частоты.
Выборки последовательно подаются на блок 16 цифровых фильтров. Поскольку аппаратура ОО начинает каждое из сообщений с известной в ПЦО синхронизирующей части (так называемого маркера), то во время приема этого маркера блок 16 цифровых фильтров определяет частоту поступающего сигнала (с учетом преобразования частоты в смесителе 10), а также моменты изменения разрядов в коде сообщения, принимаемого от одного из ОО (если, конечно, такое сообщение действительно поступает в ПЦО). Эти характеристики принимаемого сообщения запоминает решающий блок 17.
Далее, блок 16 цифровых фильтров последовательно передает в решающий блок 17 код принятого сообщения, сформированного одним из ОО. Решающий блок 17 вычисляет по полученному коду контрольную сумму и сравнивает ее с контрольной суммой, входящей в состав кода принятого сообщения. При совпадении контрольных сумм сообщение считается принятым.
Наиболее простым методом, по которому может быть построен блок 16 цифровых фильтров, является быстрое преобразование Фурье. При этом взаимная синхронизация работы аналого-цифрового преобразователя 15, блока 16 цифровых фильтров и решающего блока 17 обеспечивается путем введения для этих блоков общей синхронизации от центрального генератора 12.
Блок 16 цифровых фильтров может по одному принятому сообщению сформировать и передать в решающий блок 17 несколько одинаковых сообщений, отличающихся друг от друга, например, фазировкой. Поэтому одной из задач решающего блока 17 является обнаружение одинаковых сообщений и отбраковка их таким образом, чтобы избегать повторов.
Решающий блок 17 анализирует принятое сообщение и устанавливает код ответного командного сообщения, который поступает на информационный вход передающего устройства 8. Возможно и формирование нескольких альтернативных кодов.
Выше было указано, что в решающем блоке 17 для каждого принимаемого сообщения запоминается код частоты сигнала, а также код моментов изменения разрядов в сообщении. Если сообщение оказывается принятым и не отбракованным, то запомненные для него коды поступают из решающего блока 17 в формирователь 18 коэффициентов деления.
Информация, извлеченная из сообщения, передается для анализа из решающего блока 17 в центральный блок 19 обработки.
Центральный блок 19 обработки дополняет сообщение запомненными в его памяти постоянными характеристиками ОО, на котором было сформировано сообщение. Условный знак ОО формируется на мониторе компьютера, расположенного в центральном блоке 19 обработки. При этом на экране монитора ОО условно отображается на соответствующем месте карты-схемы местности и снабжается необходимыми служебными данными:
- данными о характере сообщения (контрольное или тревожное);
- сведениями о владельце или пользователе;
- данными о местоположении ОО (постоянными для объекта недвижимости и извлеченными из принятого сообщения для транспортного средства);
- сведениями о подготовленном командном сообщении (или об альтернативных вариантах командного сообщения).
Для тревожного сообщения дополнительно может формироваться сигнал выделения (например, звуком и/или специальным цветом), а также должна быть указана причина тревоги, определенная по коду информационного блока принятого сообщения.
Оператор центрального блока 19 обработки (и/или программа компьютера, установленного в центральном блоке 19 обработки) формирует сигнал, определяющий адекватную реакцию на сообщение. Например, если получено тревожное сообщение о пожаре, такой адекватной реакцией может быть вызов пожарной команды на ОО.
Определение адекватной реакции зависит от конкретных условий на ОО и в ПЦО, но не относится к предмету настоящего изобретения и специально не рассматривается.
Кроме того, в центральном блоке 19 обработки определяется, следует ли подавать на ОО командное сообщение. Если командное сообщение необходимо подавать, то центральный блок 19 обработки определяет содержание передаваемой команды (например, выбирая одну из команд, предложенных решающим блоком 17). Сигнал выбора командного сообщения и команда разблокирования передающего устройства 8 поступают в передающее устройство 8 из центрального блока 19 обработки. Кроме того, центральный блок 19 обработки формирует команду выбора частоты для формирователя 18 коэффициентов деления. По этой команде из блока памяти формирователя 18 коэффициентов деления по адресу, соответствующему значению частоты, подключенному к формирователю 18 коэффициентов деления из решающего блока 17, извлекается набор коэффициентов деления и соотношений частот, подключаемый к синтезатору 11 частоты на время, необходимое для формирования командного сообщения. При этом, моменты времени перехода от одного разряда командного сообщения к следующему разряду определяются соответствующим кодом, подключенным к формирователю 18 коэффициентов деления решающим блоком 17. Синтезатор 11 частоты управляет работой передающего устройства 8 и через антенну в эфир идет радиосигнал командного сообщения на тех же частотах и с той же фазировкой, что и сигнал сообщения, поступивший перед этим в ПЦО.
Как было указано выше (при анализе работы аппаратуры ОО) приход именно такого сигнала ожидает объектовый приемник 7 на том ОО, сообщение которого было принято в ПЦО. Такой ОО - единственный среди всех ОО в рассматриваемой системе. Поэтому в командном сообщении допускается не указывать адрес, а маркер может быть существенно сокращен по сравнению с контрольными и/или тревожными сообщениями.
По окончании времени, необходимого для формирования командного сообщения, в решающем блоке 17 сбрасываются коды, запомненные для формирования командного сообщения. Центральный блок 19 обработки вновь блокирует передающее устройство 8 и перестает воздействовать на формирователь 18 коэффициентов деления. Таким образом, ПЦО вновь оказывается в режиме ожидания прихода тревожного или контрольного сообщения от одного из ОО. Рассмотренная выше работа ПЦО далее полностью повторяется.
При использовании заявляемого способа сохраняются все положительные свойства прототипа, однако техническая реализация заявляемого способа существенно проще. Практически без увеличения стоимости ПЦО стоимость аппаратуры, устанавливаемой на каждом ОО, удалось снизить более чем в десять раз.
На предприятии-заявителе были проведены испытания аппаратуры, реализующей способы обмена сообщениями, соответствующие прототипу и заявляемому техническому решению. Испытания показали, что использование предлагаемого способа не вызывает сокращения максимально допустимого расстояния между ОО и ПЦО.
Таким образом, совокупность известных и вновь введенных в заявляемом способе действий над материальными объектами позволяет решить задачу, на которую направлено изобретение, обеспечив при этом получение требуемого технического результата. Способ технически реализуем и обладает новизной, что позволяет рассматривать его как изобретение.