УСТРОЙСТВО ПЕРИФЕРИЙНОЕ ДЛЯ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ

Полезная модель относится к устройствам управления, предназначенным для обеспечения работы технических средств контроля доступа и охранной сигнализации в составе интегрированной системы безопасности.
Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является «Контроллер для интегрированной системы безопасности» (прототип), описанный в патенте на полезную модель RU №109886, МПК G06F 9/00, опубл. 2011 г. Это устройство содержит центральный процессор, первый порт CAN, второй порт CAN, программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), энергонезависимую память (ЭНП), порт RS-485 и блок буферных схем. Центральный процессор соединен посредством первой двунаправленной шины передачи данных с первым и вторым портами CAN, ППЗУ, ЭНП и портом RS-485, а посредством второй двунаправленной шины передачи данных соединен с блоком буферных схем. Для взаимодействия с верхним уровнем управления интегрированной системой безопасности (центральным компьютером) первый порт CAN подключен к основной магистрали связи с верхним уровнем, а второй порт CAN подключен к дополнительной магистрали связи с верхним уровнем. К блоку буферных схем подключаются внешние технические средства охранной сигнализации и управления доступом (считыватели, датчики, кнопки, извещатели охранные и т.п.). Блок буферных схем содержит узлы защиты от импульсных помех высокой энергии, которые подключены к цепям связи с техническими средствами охранной сигнализации и управления доступом. К порту RS-485 подключаются внешние дополнительные устройства. Данный контроллер функционирует в двух основных режимах: в режиме управления доступом и в режиме охранной сигнализации. Для управления доступом контроллер обеспечивает подключение к блоку буферных схем внешних устройств. В режиме охранной сигнализации контроллером постоянно опрашиваются состояния технических средств охранной сигнализации. Обнаружив изменение состояния, центральный процессор пересылает через один из портов CAN на верхний уровень управления интегрированной системой безопасности (в центральный компьютер) необходимую информацию (тревогу, короткое замыкание или обрыв линии связи). Таким образом, в режиме управления доступом и в режиме охранной сигнализации используется один из портов CAN, а также основная или дополнительная магистрали связи с верхним уровнем управления интегрированной системой безопасности (центральным компьютером).
Общими существенными признаками с заявляемым техническим решением являются: центральный процессор, ППЗУ, ЭНП, порт RS-485 и блок буферных схем.
Недостатком контроллера для интегрированной системы безопасности является недостаточная универсальность функционирования контроллера для режимов управления доступом и охранной сигнализации, в которых для связи с центральным компьютером верхнего уровня используется интерфейс CAN, в то время для этой цели выгодно использовать интерфейс RS-485. У интерфейса RS-485 имеется большое преимущество по сравнению с интерфейсом CAN, которое позволяет многократно увеличивать длину магистрали RS-485 от 100 м до 20 км при снижении скорости обмена от 38400 бод до 600 бод. В сравнении, стандартная минимальная скорость обмена по магистрали CAN составляет 5000 бод, при которой невозможно увеличить длину магистрали CAN до 20 км. Поэтому использование интерфейса CAN в режиме охранной сигнализации является не эффективным. Кроме того, недостаточная универсальность вызвана отсутствием возможности использования разных типов средств обнаружения, работающих на разных физических принципах, для оборудования протяженного рубежа охраны, которые интегрированы (встроены) в единый стандартный тип корпуса (шкаф участковый).
Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в повышении универсальности функционирования устройства периферийного для обеспечения режимов управления доступом и охранной сигнализации, а также для обеспечения возможности использования разных типов средств обнаружения, работающих на разных физических принципах, при оборудовании протяженного рубежа охраны, которые могут быть интегрированы (встроены) в единый стандартный тип корпуса (шкаф участковый).
В связи с этим, в предлагаемом устройстве периферийном для интегрированной системы безопасности предлагается использовать порт RS-485 с соответствующей магистралью связи с верхним уровнем управления интегрированной системой безопасности (с центральным компьютером), а также в состав устройства периферийного предлагается дополнительно ввести блок электронный (БЭ) периферийного средства обнаружения (ПСО), обеспечивающего охранную сигнализацию на участке размещения на местности устройства периферийного. В качестве ПСО могут использоваться средства обнаружения, работающие на разных физических принципах, а БЭ предлагается разместить в едином стандартном типе корпуса (шкафу участковом). Для обеспечения электропитания устройства периферийного и соответствующего БЭ ПСО в устройство периферийное предлагается также ввести модуль электропитания, выполненный с возможностью преобразования постоянного линейного напряжения 110 В в набор необходимых питающих напряжений.
Для решения поставленной задачи в устройство периферийное для интегрированной системы безопасности, содержащее процессор, соединенный первой двунаправленной шиной передачи данных с портом RS-485, ППЗУ и ЭНП, и второй двунаправленной шиной передачи данных с блоком буферных схем, выполненное с возможностью защиты от импульсных помех высокой энергии цепей связи, которые подключены к внешним устройствам, дополнительно введены модуль электропитания, выполненный с возможностью преобразования постоянного линейного напряжения 110 В в набор необходимых питающих напряжений для данного устройства, и соединенный с процессором по первой двунаправленной шине передачи данных БЭ ПСО для контроля протяженных рубежей охраны, вход/выход ПСО подключен к соответствующему чувствительному элементу ПСО, вход/выход порта RS-485 подключен к магистрали связи с центральным компьютером (ЦК) верхнего уровня управления интегрированной системой безопасности. ПСО может быть выполнено с возможностью функционирования в виде электроконтактного средства обнаружения (ЭКСО), вибрационного (виброметрического) средства обнаружения (ВСО) или емкостного средства обнаружения (ЕСО), установленных на физическом заграждении. ПСО может также быть выполнено с возможностью функционирования в виде сейсмического средства обнаружения (ССО) с сейсмическими датчиками, установленными в грунт. ПСО может также быть выполнено с возможностью функционирования в виде магнитометрического средства обнаружения (МСО) и обрывного средства обнаружения (ОСО).
На фиг. 1 приведена структурная схема устройства периферийного для интегрированной системы безопасности, где введены обозначения: устройство периферийное - 1, процессор - 2, порт RS-485 - 3, ППЗУ - 4, ЭНП - 5, блок буферных схем - 6, модуль электропитания - 7, БЭ ПСО - 8, первая двунаправленная шина передачи данных - 9, вторая двунаправленная шина передачи данных - 10, магистраль электропитания 110 В - 11, магистраль связи с ЦК - 13, выходы типа «сухой контакт» - 14, цепи для подключения датчиков, кнопок и управления электромеханическими запирающими устройствами (ЭМЗУ) - 15, контроллер - 16. Устройство периферийное 1 конструктивно расположено в шкафу участковом.
На фиг. 2 приведен пример оборудования периметра объекта охраны с использованием устройств периферийных 1, где введены обозначения: ЦК - 17, станционная часть верхнего уровня управления интегрированной системой безопасности - 18, ЭМЗУ - 19, чувствительный элемент ЭКСО - 20, фонарь освещения - 22, человек-нарушитель - 26. Шкафы участковые на фиг. 1 и 2 не показаны.
Заявляемое устройство периферийное для интегрированной системы безопасности 1 в соответствии с ГОСТ 2.701-2008 является устройством, состоящим из совокупности элементов, представляющих в сборе единую конструкцию, выполненную в виде шкафа участкового. Устройство периферийное 1 состоит из элементов, образующих контроллер 16 (см. фиг. 1), модуля электропитания 7 и блока электронного ПСО 8. Указанные элементы соединены между собой в соответствии с ГОСТ 21.101-68 сборочными операциями: сочленением и свинчиванием.
Устройство периферийное работает следующим образом.
Предлагаемое устройство периферийное для интегрированной системы безопасности функционирует в двух основных режимах: в режиме управления доступом и в режиме охранной сигнализации. Отличительной особенностью предлагаемого устройства периферийного для интегрированной системы безопасности является повышение его универсальности за счет расширения функций режима охранной сигнализации при возможности размещения на протяженном рубеже охраны средств обнаружения, работающих на разных физических принципах. Необходимость такого решения может быть вызвана тактическими соображениями, особенностями ландшафта местности или климатическими условиями.
Процессор 2 обеспечивает обмен информацией с портом RS-485, блоком электронным ПСО 8 и блоком буферных схем 6 по параллельным или последовательным цепям первой 9 и второй 10 двунаправленным шинам передачи данных. Каждая из этих шин может включать в свой состав набор различных цепей связи для выполнения необходимых функций. Это могут быть отдельные цепи связи для передачи сигналов и состояний или стандартные линии интерфейсов. Процессор 2 работает по программе, размещенной в ППЗУ 4. В качестве примера, процессор 2 реализуется на одной микросхеме AT32UC3C0512C (фирма Atmel), содержащей ППЗУ 4. ЭМП 5 реализуется четырьмя микросхемами FM25H20 (фирма Ramtron) и имеет общую емкость 1 Мбайт. Порт RS-485 3 реализуется соответствующим универсальным асинхронным приемопередатчиком UART (из числа содержащих в микросхеме AT32UC3C0512C) и подключенной к нему микросхемой ADM485 (фирма Analog Devices), которая преобразуют уровни сигналов универсального асинхронного приемопередатчика UART в уровни сигналов интерфейса RS-485. В состав блока буферных схем 6 входят узлы защиты от импульсных помех высокой энергии, которые подключены к цепям связи с внешними устройствами (выходы типа «сухой контакт» - 14, цепи для подключения датчиков, кнопок и управления ЭМЗУ - 15). Узлы защиты от импульсных помех высокой энергии являются общеизвестными и приведены, например, в патенте на полезную модель RU №109886, МПК G06F 9/00, опубл. 2011 г. (в прототипе). Схемотехнические реализации этих узлов приведены на фиг. 4 данного патента за исключением того, что вместо микросхемы PIC18F452 они подключены посредством второй двунаправленной шины передачи данных 10 к входным и выходным портам процессора 2 (микросхемы AT32UC3C0512C).
Процессор 2 постоянно опрашивает блок буферных схем по цепям 14 и 15 для обнаружения изменения состояния внешних устройств. Обнаружив событие, процессор 2 передает сообщение о нем на верхний уровень управления интегрированной системой безопасности и включает или выключает по соответствующим цепям 14 и 15 одно из исполнительных устройств.
В режиме охранной сигнализации на верхний уровень управления интегрированной системы безопасности передаются сообщения, связанные с изменением состояния ПСО, например сигналы тревоги, короткого замыкания или обрыва линии связи. Обратно в блок электронный ПСО 8 от верхнего уровня управления интегрированной системы безопасности могут передаваться команды управления и дистанционного контроля.
ПСО могут быть настроены на обнаружение человека-нарушителя, или на обнаружение более крупных объектов, таких как легковые и грузовые автомобили, гусеничный и гужевой транспорт.
В качестве ЭКСО может использоваться изделие БАЖК.425919.041.
В качестве ВСО, устанавливаемых на физическом заграждении, могут использоваться изделия «Годограф-Универсал» (БАЖК.425118.004).
Для осуществления скрытности (или маскируемости) работы устройства рекомендуется в качестве ПСО использовать точечные ССО, например, БСК-С (БАЖК.425139.010). Сейсмические датчики тревожной сигнализации, входящие в состав ССО, обеспечивают классификацию обнаруженного объекта («одиночный», «группа», «транспортное средство») и определяют направление движения («к нам», «от нас»).
Для осуществления контроля проноса человеком-нарушителем на территорию охраняемого объекта металлических предметов (например, огнестрельного и холодного оружия) в качестве ПСО могут быть использованы магнитометрические датчики тревожной сигнализации, обеспечивающие формирование сигналов наличия металлического оружия («вооружен» или «не вооружен»). Такими датчиками могут быть магнитометрические датчики БСК-МСО (БАЖК.425113.005).
Для обнаружения проникновения посторонних лиц на охраняемую территорию, различного рода заборов и стен в качестве ПСО могут применяться обрывные датчики тревожной сигнализации БСК-О (БЖАК.468173.026). Все указанные изделия подробно описаны в материалах на интернет-сайте www.nikiret.ru.
На фиг. 2 приведен пример оборудования периметра объекта охраны с использованием устройств периферийных 1. В верхней части фиг. 2 изображено символично заграждение с калиткой и воротами. На заграждении установлен чувствительный элемент ЭКСО 20. Калитка и ворота оборудованы ЭМЗУ 19. В нижней части фиг. 2 изображено символично заграждение с установленным на нем чувствительным элементом ВСО 21. Рядом с заграждением расположен фонарь освещения 22. На фиг. 2 изображен человек-нарушитель 22, пытающий проникнуть внутрь периметра объекта охраны. В правой части фиг. 2 изображена станционная часть 18 верхнего уровня управления интегрированной системы безопасности с центральным компьютером 17. От станционной части 18 к устройствам периферийным 1 проложены магистраль электропитания 110 В - 11 и магистраль связи с ЦК - 12.
Действующий лабораторный макет устройства периферийного для интегрированной системы безопасности подвергался всесезонным испытаниям в течение одного года. Были подтверждены его устойчивая работоспособность и достижение заявленного технического результата в соответствии с заявляемой полезной моделью.