RU199734U1

RU199734U1 - Mobile signaling device

Info

Publication number: RU199734U1
Application number: RU2020111260U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Рожков; Владимир Эристович Иванов
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2020-09-17

Abstract

Полезная модель относится к области охранной сигнализации, в частности к средствам тревожной сигнализации, предназначенным для обнаружения нарушителя, проникающего в зону обнаружения и вызвавшего срабатывания средства тревожной сигнализации во время движения нарушителя в зоне обнаружения. Достигаемым техническим результатом полезной модели является создание мобильного сигнализационного устройства со средствами обнаружения, работающими на разных физических принципах, для обеспечения контроля территории на подступах к охраняемому объекту. Устройство содержит процессор, магнитометрическое средство обнаружения, сейсмическое средство обнаружения, акустическое средство обнаружения, интерфейс связи, радиомодем с приемопередающей антенной для организации радиоканала связи. Устройство выполнено в монолитном твердотельном корпусе с заостренной нижней частью и плоской верхней частью для обеспечения возможности установки его в грунт, а также имеющим элементы маскировки его на местности с возможностью камуфляжа под растения и предметы местного ландшафта, процессор выполнен с дополнительной возможностью совместной обработки и объединения сигналов от указанных выше средств обнаружения для классификации объектов нарушения по их видам: человек, вооруженный человек, транспортное средство, летательный аппарат, а также формирования обобщенного сигнала предупреждения с номером данного устройства. 2 ил.The utility model relates to the field of security signaling, in particular to alarm means designed to detect an intruder who enters the detection zone and triggered the alarm while the intruder moves in the detection zone. The achieved technical result of the utility model is the creation of a mobile signaling device with detection means operating on different physical principles to ensure control of the territory at the approaches to the protected object. The device contains a processor, a magnetometric detection device, a seismic detection device, an acoustic detection device, a communication interface, a radio modem with a transceiver antenna for organizing a radio communication channel. The device is made in a monolithic solid-state case with a pointed bottom and a flat top to ensure the possibility of its installation in the ground, as well as having elements of masking it on the ground with the possibility of camouflage for plants and objects of the local landscape, the processor is made with the additional possibility of joint processing and combining of signals from the above detection means for classifying objects of violation according to their types: a person, an armed person, a vehicle, an aircraft, as well as generating a generalized warning signal with the number of this device. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области охранной сигнализации, в частности к средствам тревожной сигнализации, предназначенным для обнаружения нарушителя, проникающего в зону обнаружения и вызвавшего срабатывания средства тревожной сигнализации во время движения нарушителя в зоне обнаружения.The utility model relates to the field of burglar alarm, in particular to alarm means designed to detect an intruder who penetrates the detection zone and triggered the alarm while the intruder moves in the detection zone.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание мобильного сигнализационного устройства (МСУ) для контроля территории на подступах к особо важному объекту. Задача характеризуется тем, что официально эта территория не имеет правового охранного статуса и не ограничивает присутствие и передвижение по ней людей и разнообразных транспортных средств. По отношению к основной зоне охраны, указанная территория на подступах к объекту является зоной повышенного внимания в части возможного продвижения нарушителя сквозь эту территорию в направлении к охраняемому объекту. Множество МСУ, предназначенных для контроля территории, могут быть подвержены умышленным повреждениям, их могут просто похитить. Поэтому, МСУ должно быть устойчивым к агрессивным действиям, выполнено в мобильном исполнении (быстро устанавливаться и быстро сворачиваться), а также быть малогабаритным, иметь низкое энергопотребление и относительно низкую стоимость для случая непредвиденной утраты.The task of the proposed utility model is to create a mobile signaling device (MSU) to control the territory on the approaches to a particularly important object. The task is characterized by the fact that officially this territory does not have a legal protection status and does not restrict the presence and movement of people and various vehicles on it. In relation to the main protection zone, the indicated territory at the approaches to the object is an area of increased attention in terms of the possible advance of the intruder through this territory towards the protected object. Many local self-government bodies, designed to control the territory, can be subject to deliberate damage, they can simply be kidnapped. Therefore, MSU must be resistant to aggressive actions, made in a mobile version (quickly installed and quickly dismantled), as well as be small, have low power consumption and relatively low cost in case of unexpected loss.

Общеизвестны сейсмические средства обнаружения нарушителей, заключающиеся в преобразовании механических колебаний грунта в аналоговый электрический сигнал, в анализе спектра частот электрического сигнала и выделении характерного полезного сигнала, в сравнении амплитуд полезного сигнала с заданным пороговым уровнем и в формировании сигнала тревоги по превышению порогового уровня амплитудой полезного сигнала.Seismic means of detecting intruders are well known, which consist in converting mechanical ground vibrations into an analog electrical signal, in analyzing the frequency spectrum of an electrical signal and isolating a characteristic useful signal, in comparing the amplitudes of the useful signal with a given threshold level and in generating an alarm signal when the amplitude of the useful signal exceeds the threshold level. ...

Общеизвестны магнитометрические средства обнаружения ферромагнитных материалов, заключающиеся в измерении изменений магнитного поля, преобразовании этих изменений в аналоговый электрический сигнал, в выделении характерного полезного сигнала, в сравнении амплитуды полезного сигнала с заданным пороговым уровнем и в формировании сигнала тревоги по превышению порогового уровня амплитудой полезного сигнала.Magnetometric means for detecting ferromagnetic materials are well known, which consist in measuring changes in the magnetic field, converting these changes into an analog electrical signal, in isolating a characteristic useful signal, in comparing the amplitude of the useful signal with a given threshold level and in generating an alarm signal when the amplitude of the useful signal exceeds the threshold level.

Общеизвестны акустические средства обнаружения, заключающиеся в анализе шумовой обстановки в зоне обнаружения и обеспечивающие обнаружение низколетящих летательных аппаратов путем сравнения и корреляции акустических сигнатур.Acoustic detection means are well known, which consist in analyzing the noise environment in the detection zone and ensuring the detection of low-flying aircraft by comparing and correlating acoustic signatures.

Физические принципы вышеуказанных средств обнаружения наиболее выгодны для организации мобильных средств обнаружения с элементами электропитания от аккумуляторных батарей ввиду возможности создания средств обнаружения с минимальным энергопотреблением, то есть с длительным временем автономной работы, которое является одной из важных характеристик мобильных средств обнаружения.The physical principles of the above detection means are most advantageous for organizing mobile detectors with battery powered cells in view of the possibility of creating detectors with minimal power consumption, that is, with long battery life, which is one of the important characteristics of mobile detectors.

Известны также комбинации указанных средств обнаружения, используемых для более качественного обнаружения нарушителей при охране особо важных объектов.Combinations of these detection means are also known, used for better detection of intruders when guarding especially important objects.

Например, известно «Сейсмоакустическое устройство обнаружения (Seismic-acoustic detection device)», описанное в патенте US №5054006, МПК Н04В 1/06, опубл. 1991 г. Данное устройство содержит сейсмический датчик, акустический датчик и передатчик акустического сигнала. Конструкция устройства (см. фиг. 1 данного патента) содержит массивное крестообразное основание, на котором закреплена труба. В верхней части трубы располагается акустический датчик. Для функционирования акустического датчика в трубе проделаны отверстия. Сейсмический датчик имеет отдельную конструкцию и подключен к устройству обнаружения посредством кабельной линии связи.For example, known "Seismic-acoustic detection device", described in US patent No. 5054006, IPC H04B 1/06, publ. 1991 This device contains a seismic sensor, an acoustic sensor and an acoustic signal transmitter. The design of the device (see Fig. 1 of this patent) contains a massive cruciform base on which the pipe is fixed. An acoustic sensor is located at the top of the pipe. For the functioning of the acoustic sensor, holes are made in the pipe. The seismic sensor has a separate design and is connected to the detection device via a cable communication line.

Сходными существенными признаками сейсмоакустического устройства обнаружения, описанного в патенте, с заявляемым техническим решением, являются: сейсмический датчик и акустический датчик, используемые для получения сейсмических и акустических сигналов.Similar essential features of the seismic-acoustic detection device described in the patent with the claimed technical solution are: a seismic sensor and an acoustic sensor used to obtain seismic and acoustic signals.

Недостатком сейсмоакустического устройства обнаружения является отсутствие возможности предупреждения о внешних угрозах в виде приближающего человека, животного или транспортного средства, так как сей-смоакустическое устройство обнаружения предназначено для охраны объектов стационарного базирования и выявления присутствия моторизированного оборудования в наземной и воздушной областях пространства. Конструкция устройства обнаружения громоздка и не предназначена для мобильного применения.The disadvantage of the seismoacoustic detection device is the lack of the possibility of warning about external threats in the form of an approaching person, animal or vehicle, since the seismoacoustic detection device is designed to guard stationary objects and detect the presence of motorized equipment in the ground and air areas of space. The design of the detection device is bulky and not intended for mobile use.

Известны «Система и способ обнаружения за пределами периметра и раннего предупреждения (System and method for beyond perimeter detection and early warning), описанные в патенте US №8754770, G08B 13/00, опубл. 2014 г. Система содержит множество датчиков, расположенных на территории перед периметром, ряд отражателей, расположенных за пределами периметра и приемопередатчик радиочастотного сигнала. Приемопередатчик излучает в пространство радиочастотный сигнал, который отражается от отражателей, расположенных за пределами периметра. При перемещении нарушителя в зоне между отражателями происходит искажение сигнала, который принимается приемопередатчиком, что классифицируется как раннее предупреждение о возможном нарушении. При преодолении нарушителем периметра, он попадает в зону действия датчиков, расположенных перед периметром, которые срабатывают. Прием последовательности сигналов предупреждения сначала от отражателей, а потом сигналов срабатывания от датчиков, указывает о проникновении нарушителя через периметр во внутреннюю зону контроля и приводит к формированию сигнала тревоги.Known "System and method for beyond perimeter detection and early warning, described in US patent No. 8754770, G08B 13/00, publ. 2014 The system contains multiple sensors located in front of the perimeter, a number of reflectors located outside the perimeter and an RF transceiver. The transceiver emits a radio frequency signal into space, which reflects off reflectors located outside the perimeter. When the intruder moves in the area between the reflectors, the signal is distorted, which is received by the transceiver, which is classified as an early warning of a possible violation. When an intruder crosses the perimeter, he enters the zone of action of sensors located in front of the perimeter, which are triggered. Receiving a sequence of warning signals, first from reflectors, and then triggering signals from sensors, indicates an intruder's penetration through the perimeter into the internal monitoring area and leads to an alarm.

Сходным существенным признаком системы, описанной в патенте, с заявляемым техническим решением, является решение использования отражателей, размещаемых за пределами периметра для раннего предупреждения о движении нарушителя.A similar essential feature of the system described in the patent, with the claimed technical solution, is the decision to use reflectors placed outside the perimeter for early warning of the intruder's movement.

Недостатком системы является отсутствие возможности контролировать продвижение ползущего нарушителя из-за слабых возмущений, получаемых при использовании радиочастотного физического принципа контроля.The disadvantage of the system is the inability to control the progress of the creeping intruder due to weak disturbances obtained when using the radio frequency physical principle of control.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является «Комбинированное сейсмо-магнитометрическое средство обнаружения с пониженным энергопотреблением», описанное в патенте на полезную модель RU №186543, МПК G08 13/24, G08 19/00, опубл. 2019 г. Средство обнаружение содержит микроконтроллер (процессор), 3-осевой магнитный датчик (магнитометрическое средство обнаружения), 3-осевой акселерометр (сейсмическое средство обнаружения), линию интерфейса (интерфейс связи), радиомодем с приемопередающей антенной для организации радиоканала связи и модуль приема-передачи.The closest in technical essence to the claimed invention is the "Combined seismic-magnetometric detection tool with reduced power consumption", described in the utility model patent RU No. 186543, IPC G08 13/24, G08 19/00, publ. 2019 The detection tool contains a microcontroller (processor), a 3-axis magnetic sensor (magnetometric detection tool), a 3-axis accelerometer (seismic detection tool), an interface line (communication interface), a radio modem with a transceiver antenna for organizing a radio communication channel and a receiving module -transfers.

Сходными существенными признаками являются: магнитометрическое средство обнаружения, сейсмическое средство обнаружения, интерфейс связи и радиомодем с приемопередающей антенной для организации радиоканала связи.Similar essential features are: a magnetometric detection device, a seismic detection device, a communication interface and a radio modem with a transceiver antenna for organizing a radio communication channel.

Недостатком средства обнаружения является отсутствие возможности обнаружения низколетящих летательных аппаратов и моторизированных транспортных средств на дальних подступах к охраняемому объекту.The disadvantage of the detection means is the inability to detect low-flying aircraft and motorized vehicles at distant approaches to the protected object.

Достигаемым техническим результатом полезной модели является создание МСУ со средствами обнаружения (СО), работающими на разных физических принципах, для обеспечения контроля территории на подступах к охраняемому объекту.The achieved technical result of the utility model is the creation of an MSU with detection means (SO) operating on different physical principles to ensure control of the territory on the approaches to the protected object.

Указанный технический результат достигнут в предложенном МСУ (далее по тексту устройство), которое содержит процессор, магнитометрическое СО, сейсмическое СО, интерфейс связи, радиомодем с приемопередающей антенной для организации радиоканала связи, в устройство дополнительно включено акустическое СО, а все СО, процессор и радиомодем электрически объединены путем подключения к интерфейсу связи, устройство выполнено в монолитном твердотельном корпусе с заостренной нижней частью и плоской верхней частью для обеспечения возможности установки его в грунт, а также имеющим элементы маскировки его на местности с возможностью камуфляжа под растения и предметы местного ландшафта, процессор выполнен с дополнительной возможностью совместной обработки и объединения сигналов от указанных выше СО для классификации объектов нарушения по их видам: человек, вооруженный человек, транспортное средство, летательный аппарат, а также формирования обобщенного сигнала предупреждения с номером данного устройства.The specified technical result was achieved in the proposed MSU (hereinafter referred to as the device), which contains a processor, a magnetometric CO, a seismic CO, a communication interface, a radio modem with a transceiver antenna for organizing a radio communication channel, an acoustic CO is additionally included in the device, and all COs, a processor and a radio modem electrically connected by connecting to a communication interface, the device is made in a monolithic solid-state case with a pointed bottom and a flat top to ensure the possibility of installing it in the ground, as well as having elements of masking it on the ground with the possibility of camouflage for plants and objects of the local landscape, the processor is made with the additional possibility of joint processing and combining of signals from the above CRMs to classify objects of violation by their types: man, armed man, vehicle, aircraft, as well as the formation of a generalized warning signal with the number of this device wah.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1-2, на которых изображено следующее.The essence of the invention is illustrated in FIG. 1-2, which depict the following.

На фиг. 1 приведена структурная схема МСУ, где введены обозначения: МСУ - 1, сейсмическое СО - 2, магнитометрическое СО - 3, акустическое СО (с микрофоном) - 4, процессор - 5, радиомодем - 6, приемопередающая антенна - 7, интерфейс связи - 8, радиоканал - 9.FIG. 1 shows a block diagram of an MSU, where the designations are introduced: MSU - 1, seismic CO - 2, magnetometric CO - 3, acoustic CO (with a microphone) - 4, processor - 5, radio modem - 6, transceiver antenna - 7, communication interface - 8 , radio channel - 9.

На фиг. 2 приведен пример покрытия площади зоны контроля на подступах к объекту зонами обнаружения МСУ, где дополнительно введены обозначения: заграждение - 10, зона обнаружения МСУ - И. Множество МСУ 1 установлены в зоне контроля на подступах к объекту с формированием сплошной обобщенной зоны обнаружения. Стрелкой показано одно из направлений движения человека-нарушителя через зону контроля на подступах к объекту.FIG. 2 shows an example of the coverage of the area of the control zone at the approaches to the object by the detection zones of the MSU, where the designations are additionally introduced: barrier - 10, the detection zone of the MSU - I. Many MSU 1 are installed in the control zone at the approaches to the object with the formation of a continuous generalized detection zone. The arrow shows one of the directions of movement of the intruder through the control zone at the approaches to the object.

Предложенное устройство 1 (фиг. 1) изготовлено в монолитном твердотельном корпусе, содержащим отсек для замены аккумуляторной батареи (на фиг. 1 батарея не показана). Устройство может быть реализовано в малогабаритном исполнении, обеспечивающим маскировку его на местности. Возможен камуфляж устройства под растения и предметы местного ландшафта (камни, пеньки и т.п.). Устройство имеет заостренную нижнюю часть для заглубления в грунт и небольшую площадку (пятачок) в верхней части для придания (при необходимости) устройству усилия для его установки в грунт (например, с помощью легких ударов молотка).The proposed device 1 (Fig. 1) is manufactured in a monolithic solid-state case containing a compartment for replacing the battery (the battery is not shown in Fig. 1). The device can be implemented in a small-sized design, which provides camouflage on the ground. It is possible to camouflage the device for plants and objects of the local landscape (stones, hemp, etc.). The device has a sharpened lower part for deepening into the ground and a small area (patch) in the upper part to impart (if necessary) force to the device to set it into the ground (for example, using light hammer blows).

Предложенное устройство работает следующим образом. При организации контроля территории на подступах к объекту (см. фиг. 2), на ней устанавливается множество МСУ, которые должны быть последовательно пронумерованы от 1 до п. Все МСУ заглубляются в грунт ручным или механизированным способом.The proposed device works as follows. When organizing control of the territory at the approaches to the object (see Fig. 2), a set of MCUs are installed on it, which must be sequentially numbered from 1 to p. All MCUs are buried in the ground manually or mechanically.

При проникновении потенциального объекта-нарушителя на контролируемую территорию (в любом месте), в сейсмическом СО 2 соответствующего МСУ 1 будут сформированы сейсмические сигналы за счет вибрации грунта при механическом воздействии на него объекта-нарушителя. Алгоритмы обработки сейсмических сигналов общеизвестны и раскрыты, например, в описании патентов RU №№2262744,2306611.When a potential intruder enters the controlled area (anywhere), seismic signals will be generated in the seismic CO 2 of the corresponding MSU 1 due to the vibration of the soil when the intruder is mechanically exposed to it. Algorithms for processing seismic signals are well known and disclosed, for example, in the description of patents RU No. 2262744,2306611.

В магнитометрическом СО 3 этого МСУ могут быть сформированы магнитометрические сигналы при перемещении ферромагнитного материала (например, штык-ножа, пистолета, автомата) по контролируемой территории. Алгоритмы обработки магнитометрических сигналов общеизвестны и раскрыты, например, в описании патентов RU №№2643233, 2657339.In the magnetometric CO 3 of this MSU, magnetometric signals can be generated when a ferromagnetic material (for example, a bayonet, pistol, machine gun) moves over the controlled area. Algorithms for processing magnetometric signals are well known and disclosed, for example, in the description of patents RU No. 2643233, 2657339.

В акустическом СО 4 этого МСУ могут быть сформированы и акустические сигналы от низколетящих летательных аппаратов (например, БПЛА) или моторизированных транспортных средств. Алгоритмы обработки акустических сигналов раскрыты, например, в описании патентов US №№4630246, 5054006.In the acoustic CO 4 of this MSU, acoustic signals from low-flying aircraft (for example, UAVs) or motorized vehicles can also be generated. Acoustic signal processing algorithms are disclosed, for example, in the description of US patents No. 4630246, 5054006.

Сигналы срабатывания, сформированные средствами обнаружения 2, 3 и 4 передаются в процессор 5 для дальнейшей их совместной обработки и обеспечения возможности более качественного обнаружения и отслеживания потенциальных нарушителей с классификацией их по видам (человек, вооруженный человек, транспортное средство, летательный аппарат) и формировании обобщенного сигнала предупреждения с номером соответствующего МСУ. При совместной обработке могут быть использованы корреляционные методы обработки акустических и сейсмических сигналов по аналогии метода, изложенного в патенте US №4630246, или частотно-временные методы обработки с учетом временного запаздывания сейсмического сигнала по отношению к акустическому сигналу (патент US №5054006). Использование комбинации двух или трех физических принципов обнаружения позволяет обеспечить достаточную помехоустойчивость МСУ от природных и техногенных помех.Trigger signals generated by detection tools 2, 3 and 4 are transmitted to processor 5 for their further joint processing and enabling better detection and tracking of potential intruders with their classification by type (man, armed man, vehicle, aircraft) and the formation of a generalized warning signal with the number of the corresponding MSU. For joint processing, correlation methods for processing acoustic and seismic signals can be used by analogy with the method described in US patent No. 4630246, or time-frequency processing methods taking into account the time lag of the seismic signal in relation to the acoustic signal (US patent No. 5054006). The use of a combination of two or three physical principles of detection makes it possible to ensure sufficient noise immunity of the MSU against natural and man-made interference.

По результатам совместной обработки процессор 5 формирует обобщенный сигнал предупреждения с номером соответствующего МСУ, который посредством интерфейса связи 8 будет передан в радиомодем 6 для дальнейшей передачи через приемопередающую антенну 7 по радиоканалу 9 в пункт приема и обработки обобщенных сигналов предупреждения (пункт управления) охраняемого объекта (на фиг. 1 и 2 пункт управления не показан).Based on the results of joint processing, the processor 5 generates a generalized warning signal with the number of the corresponding MSU, which, through the communication interface 8, will be transmitted to the radio modem 6 for further transmission through the transceiver antenna 7 over the radio channel 9 to the point of reception and processing of generalized warning signals (control point) of the protected object ( in Fig. 1 and 2, the control point is not shown).

При движении потенциального объекта-нарушителя по контролируемой территории на подступах к объекту, в отдельных МСУ будут сформированы обобщенные сигналы предупреждения с соответствующими номерами МСУ, которые будут переданы в пункт управления. В пункте управления по обобщенным сигналам предупреждения от МСУ будет установлена угроза проникновения объекта-нарушителя в охраняемую зону и сформирован сигнал тревоги для перехвата объекта-нарушителя службой охраны объекта.When a potential intruder moves through the controlled area at the approaches to the object, generalized warning signals with the corresponding numbers of the local control system will be generated in individual local control systems, which will be transmitted to the control center. At the control point, based on generalized warning signals from the local self-government, the threat of the intruder's penetration into the protected area will be identified and an alarm signal will be generated to intercept the intruder by the facility's security service.

Действующий лабораторный макет устройства подвергался всесезонным испытаниям в течение одного года. Была подтверждена устойчивая работоспособность действующего лабораторного макета по обнаружению потенциальных нарушителей.The operating laboratory model of the device was subjected to all-season tests during one year. The stable performance of the existing laboratory model was confirmed for the detection of potential violators.

Claims

A mobile signaling device comprising a processor, a magnetometric detection device, a seismic detection device, a communication interface, a radio modem with a transceiver antenna for organizing a radio communication channel, characterized in that an acoustic detection device is additionally included in the device, and all detection means, a processor and a radio modem are electrically combined by connection to the communication interface, the device is made in a monolithic solid-state case with a pointed lower part and a flat upper part to enable it to be installed in the ground, as well as having elements of masking it on the ground with the possibility of camouflage for plants and objects of the local landscape, the processor is made with the additional capability joint processing and combining of signals from the above detection means to classify objects of violation by their types: man, armed man, vehicle, aircraft, as well as the formation of generalized warning signal with the number of this unit.