RU125736U1 - Устройство дистанционного управления объектами и контроля их состояния (варианты) - Google Patents

Abstract

Группа полезных моделей относится к области управления и контроля состояния над объектами, и может быть использована для охраны жилых помещений, предприятий, гаражных комплексов от несанкционированного вторжения. Задача, на решение которой направленно заявленное устройство, заключается в повышении защиты объекта от проникновения посторонних лиц.

Поставленная задача достигается следующим образом. Устройство дистанционного управления объектами и контроля их состояния согласно варианту 1, содержащее GSM-модуль, осуществляющий передачу и прием GSM-сигналов и определяющий номер звонящего абонента передает номер пользователя совершившего звонок на устройство в микроконтроллер. Микроконтроллер, извлекая данные из РППЗУ, проверяет наличие номера звонящего абонента в базе данных. При наличии номера звонящего абонента в базе данных микроконтроллер, в зависимости от установленного режима, осуществляет управление включением или выключением реле.

Устройство дистанционного управления объектами и контроля их состояния согласно варианту 2 дополнительно содержит функцию беспроводного домофона. Вместо номера телефона абонента пользователь может также набрать номер квартиры абонента. В этом случае микроконтроллер предварительно извлекает соответствующий номеру квартиры номер телефона абонента из РППЗУ. Затем микроконтроллер передает набранный с помощью клавиатуры или извлеченный из РППЗУ номер телефона абонента в GSM-модуль. GSM-модуль устанавливает связь с телефоном абонента. После установления связи с помощью микрофона и динамика осуществляется обычная голосовая связь между пользователем и вызванным им абонентом. После завершения связи, абонент, при необходимости, осуществляет управление устройством, совершая на него звонок с обычного телефона, сотового телефона или смартфона.

Устройство дистанционного управления объектами и контроля их состояния согласно варианту 3 при приеме GSM-модулем звонка, определяет номер звонящего абонента и передает этот номер в микроконтроллер. Микроконтроллер, извлекая данные из РППЗУ, проверяет наличие номера звонящего абонента в базе данных. При наличии номера звонящего абонента в базе данных, микроконтроллер дает команду GSM-модулю на установку связи. После установления связи с устройством, абонент, набирая комбинации клавиш на клавиатуре телефона, формирует соответствующие команды управления для устройства. Поскольку каждой нажатой клавише клавиатуры телефона соответствует свой DTMF-сигнал, набранная команда представляет собой последовательность DTMF-сигналов. Тональные DTMF-сигналы, переданные с телефона абонента принимаются GSM-модулем устройства и передаются на DTMF-декодер, который выполняет дешифрацию DTMF-сигналов в коды нажатых абонентом клавиш и передает эти коды в микроконтроллер. Микроконтроллер анализирует принятую кодовую последовательность и выполняет принятую команду, осуществляя, таким образом, соответствующее управление выбранным каналом устройства.

При необходимости редактирования базы данных, содержащей номера абонентов допущенных к управлению устройством осуществляется путем подключения к устройству компьютера. С помощью специальной программы запущенной на компьютере, база данных извлекается из РППЗУ, редактируется на компьютере и снова записывается в РППЗУ устройства.

Description

Устройство дистанционного управления объектами и контроля их состояния (варианты).

Полезная модель относится к области управления объектами и контроля их состояния.

Из уровня техники известен способ идентификации субъекта на обслуживаемом объекте (патент Российской Федерации на изобретение RU 2384683). В данном способе идентификатором является интеллектуальный ключ, включающий SIM-карту. Идентификационным признаком - индивидуальный номер SIM-карты (это не телефонный номер, присваиваемый SIM-карте оператором связи). GSM-канал здесь служит только для передачи идентификационных признаков на диспетчерский пункт.В заявленной полезной модели идентификационным признаком является номер телефона пользователя, присваиваемый SIM-карте оператором связи, например «+79059903281», также для идентификации не требуется приближение или прикосновение к объекту доступа.

Также известна система удаленного контроля и управления (патент Российской Федерации на полезную модель RU 101548). Основные отличия заявленной полезной модели в том, что, устройством дистанционного управления служит сотовый телефон или смартфон; способом связи между устройством дистанционного управления и объектом управления служит сеть станций мобильной связи, то есть связь - комбинированная; не имеет значения какие используются операторы связи и какие сети (GSM, CDMA, 3G и т.д.), управление идет с номера на номер.

Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является электронная система охраны и дистанционного контроля удаленных объектов по беспроводным сетям (патент Российской Федерации на полезную модель RU 83643). Основные отличия заявленной полезной модели заключаются в следующем: В известном аналоге DTMF сигналы используются для взаимной идентификации блока обработки сигнала тревоги (который необходимо постоянно носить с собой) и блока-анализатора тревоги во время сеанса обмена кодированными пакетами служебной информации в голосовом канале, в то время как в заявленной полезной модели DTMF сигналы используются для передачи управляющих команд с телефона пользователя на контроллер для управления последним, а также для получения информации о состоянии устройства. Дополнительное преимущество заявленной полезной модели состоит в том, что, DTMF код имеет неограниченный размер, что позволяет управлять большим количеством устройств (например, шлагбаумы, автоматические ворота, системы умного дома (включение и выключение освещения, вентиляции, плавная регулировка температуры) и т.п.) и контролировать их состояния большим числом пользователей, а в аналоге, DTMF код ограничен 8-битами (256 комбинаций). Кроме того, доступ к устройству в аналоге предоставляется пользователю путем идентификации через пароль, в то время как идентификация пользователя в заявленной полезной модели осуществляется по номеру телефона пользователя, присвоенному SIM-карте оператором связи, а доступ предоставляется лишь тем пользователям, чьи телефонные номера внесены в базу данных, в отличии от аналога, где на блок обработки сигнала тревоги может позвонить любой желающий и занимать его практически неограниченное время. При этом работа системы-аналога полностью блокируется, поскольку другие пользователи не могут в это время совершать звонки на устройство. В заявленной полезной модели соединение вообще не устанавливается и входящий вызов сбрасывается, если номера SIM-карты нет в базе данных номеров, хранимых в РППЗУ, соответственно, отсутствует возможность блокирования работы системы звонками с телефонов посторонних лиц. В аналоге авторизация по голосовому каналу локально посредством аудио связи между динамиком блока обработки сигналов тревоги или телефона и микрофоном блока анализатора тревоги дает возможность злоумышленнику перехватить пароль авторизации, например, с помощью направленного микрофона и получить полный доступ к функциям системы. В заявленном устройстве подделка номера SIM-карты практически исключена по следующим причинам: А) Алгоритмы защиты SIM-карт Comp128 v2 и Сотр128 v3, используемых сотовыми операторами с 2002 года, являются невскрываемыми. Б) Менее защищенные SIM-карты с алгоритмом защиты Comp128 v1 требуют для клонирования выполнения сложных действий: изъятия скрытным образом SIM-карты из телефона пользователя, подбор ключа SIM-карты в течение определенного времени и возврат SIM-карты на прежнее место. В) Клонированные SIM-карты легко «вычисляются» сотовыми операторами и могут быть быстро заблокированы.

Технический результат заключается в повышении защиты объекта от проникновения посторонних лиц. Технический результат заключается также в расширении функций дистанционного управления объектами и контроля их состояния.

Устройство дистанционного управления объектами и контроля их состояния согласно варианту 1 представляет собой печатную плату, на которой установлены:

Микроконтроллер, служащий для приема вызовов с GSM-модуля, осуществляет в зависимости от установленного режима соответствующее управление реле, осуществляет запись номеров телефонов в РППЗУ и чтение номеров телефонов из РППЗУ, также осуществляет связь с компьютером по интерфейсу; GSM-модуль, осуществляющий передачу и прием GSM-сигналов и определяющий номер звонящего абонента; Антенна, служащая для излучения и приема радиочастотных GSM-сигналов; SIM-карта, служащая для хранения номера телефона устройства; Интерфейс, связывающий устройство с компьютером (В качестве интерфейса может использоваться любой проводной или беспроводный интерфейс); РППЗУ (репрограммируемое постоянное запоминающее устройство), служащее для хранения базы данных, содержащей номера телефонов абонентов, допущенных к управлению устройства; Реле, служащее для включения или выключения управляемого исполнительного устройства (В качестве реле может использоваться механическое или оптическое реле); Батарея, служащая для питания полезной модели при работе в автономном режиме; Зарядное устройство, служащее для заряда батареи от сети ~220 В/50 Гц.

Устройство дистанционного управления объектами и контроля их состояния согласно варианту 2 представляет собой печатную плату, на которой установлены:

Микроконтроллер, служащий для приема вызовов с GSM-модуля, осуществляет в зависимости от установленного режима соответствующее управление реле, осуществляет запись номеров телефонов в РППЗУ и чтение номеров телефонов из РППЗУ, также осуществляет связь с компьютером по интерфейсу; GSM-модуль, осуществляющий передачу и прием GSM-сигналов и определяет номер звонящего абонента; Антенна, служащая для излучения и приема радиочастотных GSM-сигналов; SIM-карта, служащая для хранения номера телефона устройства; Интерфейс, связывающий устройство с компьютером (В качестве интерфейса может использоваться любой проводной или беспроводный интерфейс); РППЗУ (репрограммируемое постоянное запоминающее устройство), служащее для хранения базы данных, содержащей номера телефонов абонентов, допущенных к управлению устройством; Реле, служащее для включения или выключения управляемого исполнительного устройства (В качестве реле может использоваться механическое или оптическое реле); Батарея, служащая для питания полезной модели при работе в автономном режиме; Клавиатура, служащая для набора номера абонента, к которому необходимо осуществить вызов с устройства; Зарядное устройство, служащее для заряда батареи от сети ~220 В/50 Гц. Отличается тем, что, в него добавлены функции беспроводного домофона, для этого устройство дополнительно снабжено: Микрофоном, служащим для голосовой связи звонящего с вызываемым абонентом; УНЧ (Усилителем Низкой Частоты), служащим для усиления электрических голосовых сигналов с GSM-модуля; Динамиком, служащим для воспроизведения речи вызываемого абонента; РППЗУ дополнительно служит для хранения базы данных, содержащей номера квартир с присвоенными им номерами телефонов.

Устройство дистанционного управления объектами и контроля их состояния согласно варианту 3 представляет собой печатную плату, на которой установлены:

Микроконтроллер, служащий для приема вызовов с GSM-модуля, осуществляющий запись номеров телефонов в РППЗУ и чтение номеров телефонов из РППЗУ, а также осуществляющий связь с компьютером по интерфейсу; GSM-модуль, осуществляющий передачу и прием GSM-сигналов и определяющий номер звонящего абонента; Антенна, служащая для излучения и приема радиочастотных GSM-сигналов; SIM-карта, служащая для хранения номера телефона устройства; Интерфейс, связывающий устройство с компьютером (В качестве интерфейса может использоваться любой проводной или беспроводный интерфейс); РППЗУ (репрограммируемое постоянное запоминающее устройство), служащее для хранения базы данных, содержащей номера телефонов абонентов, допущенных к управлению устройством; Батарея, служащая для питания полезной модели при работе в автономном режиме; Зарядное устройство, служащее для заряда батареи от сети ~220 В/50 Гц. Отличается тем, что в него добавлены функции многоканального управления цифровыми или аналоговыми исполнительными устройствами и контроля цифровых или аналоговых датчиков. Устройство также позволяет осуществлять плавную регулировку работы контролируемых объектов (например, регулировка мощности вентиляции). Для этого в устройство дополнительно добавлены: DTMF-декодер, служащий для дешифрации тональных сигналов DTMF, принимаемых с GSM-модуля, и передачи их кодов в микроконтроллер; DTMF-генератор, служащий для генерации тональных сигналов DTMF, соответствующих кодам, передаваемым с микроконтроллера и передачи их в GSM-модуль; Релейные выходами, служащие для включения или выключения управляемых исполнительных устройств (В качестве релейных выходов могут использоваться механические или оптические реле);

Каналы цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП), служащие для преобразования цифровых кодов, передаваемых с микроконтроллера, в аналоговые сигналы для плавного управления соответствующими исполнительными устройствами; Каналы аналого-цифровых преобразователей (АЦП), служащие для преобразования аналоговых сигналов соответствующих аналоговых датчиков в цифровой код и передачи их в микроконтроллер; Цифровые входы, служащие для считывания состояний соответствующих цифровых датчиков и передачи их в микроконтроллер;

Микроконтроллер дополнительно служит для приема кодов с DTMF-декодера, передачи кодов на DTMF-генератор, также осуществляет управление каждым релейным выходом, каждым аналоговым выходом, осуществляет считывание состояния каждого аналогового входа и каждого цифрового входа; GSM-модуль дополнительно осуществляет прием и передачу тональных сигналов DTMF; Количество релейных выходов и каналов цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) зависит от необходимого количества цифровых и аналоговых исполнительных устройств, подключаемых к устройству, и может быть различным; Количество каналов аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и цифровых входов зависит от необходимого количества аналоговых и цифровых датчиков, подключаемых к устройству, и может быть различным.

Краткое описание чертежей:

На фигуре 1 представлена схема устройства по варианту 1.

Описание чертежей:

1. Печатная плата.

2. Механическое или оптическое реле.

3. Антенна.

4. GSM - модуль.

5. Микроконтроллер.

6. Батарея.

7. Зарядное устройство.

8. SIM-карта.

9. РППЗУ.

10. Интерфейс.

11. Компьютер.

12. Электрическая сеть 220 Вольт.

На фигуре 2 представлена схема устройства по варианту 2.

Описание чертежей:

1. Печатная плата.

2. Динамик.

3. УНЧ.

4. Механическое или оптическое реле.

5. Клавиатура.

6. Антенна.

7. GSM-модуль

8. Микроконтроллер.

9. Батарея.

10.Зарядное устройство

11. Микрофон.

12. SIM-карта.

13. РППЗУ.

14. Интерфейс

15. Электрическая сеть 220 Вольт.

16. Компьютер.

На фигуре 3 представлена схема устройства по варианту 3.

Описание чертежей:

1. Печатная плата.

2. DTMF-декодер.

3. Механические или оптические релле.

4. Каналы цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП).

5. Каналы аналого-цифровых преобразователей (АЦП).

6. Цифровые входы.

7. Антенна.

8. GSM-модуль.

9. Микроконтроллер.

10. Батарея.

11. Зарядное устройство.

12. DTMF - генератор.

13. SIM-карта.

14. РППЗУ.

15. Интерфейс.

16. Релейные выходы.

17. Аналоговые выходы.

18. Аналоговые входы.

19. Цифровые датчики.

20. Электрическая сеть 220 Вольт.

21. Компьютер.

Технический результат устройства согласно варианту 1 достигается тем, что, Пользователь (абонент)для реализации функции управления устройством совершает на него звонок с обычного телефона, сотового телефона или смартфона. GSM-модуль принимает звонок, определяет номер звонящего абонента и передает этот номер в микроконтроллер. Микроконтроллер, извлекая данные из РППЗУ, проверяет наличие номера звонящего абонента в базе данных. При наличии номера звонящего абонента в базе данных микроконтроллер, в зависимости от установленного режима, осуществляет управление включением или выключением реле.

Редактирование базы данных, содержащей номера абонентов, допущенных к управлению устройством, и изменение режима управления реле осуществляется путем подключения к устройству через интерфейс компьютера. С помощью специальной программы, запущенной на ЭВМ, база данных извлекается из РППЗУ, редактируется на компьютере и снова записывается в РППЗУ устройства. Редактирование базы данных также может осуществляться администратором системы с помощью SMS-сообщений с телефона администратора.

Таким образом, абонент, допущенный к управлению устройством, может осуществлять управление включением или выключением реле, осуществляя звонок с обычного телефона, сотового телефона или смартфона.

Технический результат устройства согласно варианту 2 по управлению реле аналогична работе варианта 1 устройства. Устройство согласно варианту 2, отличающееся тем, что, дополнительно к функциям управления, в него добавлены функции беспроводного домофона. Для выполнения функций беспроводного домофона пользователь выполняет вызов нужного абонента, набирая номер телефона абонента с помощью клавиатуры. Вместо номера телефона абонента пользователь может также набрать номер квартиры абонента. В этом случае микроконтроллер предварительно извлекает соответствующий номеру квартиры номер телефона абонента из РППЗУ. Затем микроконтроллер передает набранный с помощью клавиатуры или извлеченный из РППЗУ номер телефона абонента в GSM-модуль. GSM-модуль устанавливает связь с телефоном абонента. После установления связи с помощью микрофона и динамика осуществляется обычная голосовая связь между пользователем и вызванным им абонентом. После завершения связи абонент, при необходимости, осуществляет управление устройством, совершая на него звонок с обычного телефона, сотового телефона или смартфона.

Редактирование базы данных, содержащей номера телефонов абонентов допущенных к управлению устройством и база данных, содержащая номера квартир с присвоенными им номерами телефонов, осуществляется с помощью специальной программы, запущенной на ЭВМ. Редактирование базы данных также может осуществляться администратором системы с помощью SMS-сообщений с телефона администратора.

Технический результат устройства согласно варианту 3 достигается тем, что, абонент с сотового телефона или со смартфона совершает звонок на устройство. GSM-модуль принимает звонок, определяет номер звонящего абонента и передает этот номер в микроконтроллер. Микроконтроллер, извлекая данные из РППЗУ, проверяет наличие номера звонящего абонента в базе данных. При наличии номера звонящего абонента в базе данных микроконтроллер дает команду GSM-модулю на установку связи. После установления связи с устройством абонент, набирая комбинации клавиш на клавиатуре телефона, формирует соответствующие команды управления для устройства. Поскольку каждой нажатой клавише клавиатуры телефона соответствует свой DTMF-сигнал, набранная команда представляет собой последовательность DTMF-сигналов. Тональные DTMF-сигналы, переданные с телефона абонента принимаются GSM-модулем устройства и передаются на DTMF-декодер, который выполняет дешифрацию DTMF-сигналов в коды нажатых абонентом клавиш и передает эти коды в микроконтроллер. Микроконтроллер анализирует принятую кодовую последовательность и выполняет принятую команду, осуществляя, таким образом, соответствующее управление выбранным каналом устройства.

Дополнительно при ответе на каждую принятую команду микроконтроллер формирует ответную кодовую последовательность, содержащую информацию о выполнении команды и передает эту последовательность в DTMF-генератор, который формирует соответствующие DTMF-сигналы и передает их в GSM-модуль, который, в свою очередь, передает их на телефон абонента. Установленное на телефон или смартфон пользователя программное обеспечение дешифрирует принятые DTMF-сигналы в кодовые последовательности и соответствующим образом представляет результаты выполненных устройством команд. Таким образом, осуществляется обратная связь о выполнении переданных абонентом команд.

При необходимости редактирование базы данных, содержащей номера абонентов, допущенных к управлению устройством, осуществляется путем подключения к устройству компьютера. С помощью специальной программы, запущенной на компьютере, база данных извлекается из РППЗУ, редактируется на компьютере и снова записывается в РППЗУ устройства. Редактирование базы данных также может осуществляться администратором системы с помощью SMS-сообщений с телефона администратора.

Таким образом, допущенный к управлению устройством абонент, выполняя звонок с сотового телефона или со смартфона, может осуществлять управление большим числом цифровых и аналоговых устройств и осуществлять контроль состояния большого числа цифровых и аналоговых датчиков, подключенных к устройству.

Применение заявленной полезной модели вместе с повышением защиты объекта от проникновения посторонних лиц предоставляет возможность управления большим количеством цифровых и аналоговых исполнительных устройств и контроль большого числа цифровых и аналоговых датчиков, обеспечивает удобство и простоту в использовании, обладает повышенной надежностью, требует минимальных затрат на установку и обслуживание устройства.

Claims (5)

1. Устройство дистанционного управления объектами и контроля их состояния представляет собой печатную плату, на которой установлены микроконтроллер, интерфейс (в качестве интерфейса может использоваться любой проводной или беспроводный интерфейс), РППЗУ (репрограммируемое постоянное запоминающее устройство), реле (в качестве реле может использоваться механическое или оптическое реле), батарея, зарядное устройство, GSM-модуль, осуществляет передачу и прием GSM-сигналов и определяет номер звонящего абонента, SIM-карта, служащей для хранения номера устройства, антенна, служащая для излучения и приема, радиочастотных GSM-сигналов, отличающееся тем, что авторизация пользователя (пользователей) осуществляется по номеру SIM-карты звонящего присваиваемым оператором связи.

2. Устройство дистанционного управления объектами и контроля их состояния по п.1, отличается тем, что доступ к функциям редактирования РППЗУ (базы данных), содержащей номера телефонов пользователей, допущенных к управлению устройством, осуществляется через персональный компьютер.

3. Устройство дистанционного управления объектами и контроля их состояния по п.1, отличающееся тем, что доступ к функциям управления устройством осуществляется через сотовый телефон или смартфон.

4. Устройство дистанционного управления объектами и контроля их состояния представляет собой печатную плату, на которой установлены микроконтроллер, GSM-модуль, антенна, SIM-карта, интерфейс (в качестве интерфейса может использоваться любой проводной или беспроводный интерфейс), РППЗУ (репрограммируемое постоянное запоминающее устройство), реле (в качестве реле может использоваться механическое или оптическое реле), батарея, зарядное устройство, микрофон, УНЧ (Усилитель Низкой Частоты), динамиком, отличающееся тем, что устройство выполнено с возможностью использования функций беспроводного домофона путем вызова нужного абонента через клавиатуру устройства набирая номер телефона или номер квартиры; авторизация пользователя (пользователей) осуществляется по номеру SIM-карты звонящего присваиваемым оператором связи.

5. Устройство дистанционного управления объектами и контроля их состояния представляет собой печатную плату, на которой установлены микроконтроллер, GSM-модуль, антенна, SIM-карта, интерфейс (в качестве интерфейса может использоваться любой проводной или беспроводный интерфейс), РППЗУ (репрограммируемое постоянное запоминающее устройство), батарея, зарядное устройство, отличающееся тем, что устройство выполнено с возможностью многоканального управления цифровыми или аналоговыми исполнительными устройствами и контроля цифровых или аналоговых датчиков и с возможностью осуществления плавной регулировки работы контролируемых объектов за счет наличия DTMF-декодера, DTMF-генератора, релейных выходов, (в качестве релейных выходов могут использоваться механические или оптические реле), каналов цифроаналоговых преобразователей (ЦАП), каналов аналого-цифровых преобразователей (АЦП), дополнительной функции микроконтроллера приема кодов с DTMF-декодера, передачи кодов на DTMF-генератор, также осуществления управления каждым релейным выходом, каждым аналоговым выходом, и осуществления считывания состояния каждого аналогового входа и каждого цифрового входа и дополнительных функций GSM-модуля - прием и передача тональных сигналов DTMF; количество релейных выходов и каналов цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) зависит от необходимого количества цифровых и аналоговых исполнительных устройств, подключаемых к устройству, и может быть различным; количество каналов аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и цифровых входов зависит от необходимого количества аналоговых и цифровых датчиков, подключаемых к устройству, и может быть различным, авторизация пользователя (пользователей) осуществляется по номеру SIM-карты звонящего присваиваемым оператором связи.

Images