RU2060555C1

RU2060555C1 - Method and device for alarm signalling system

Info

Publication number: RU2060555C1
Authority: RU
Inventors: Александр Григорьевич Муха
Original assignee: Александр Григорьевич Муха
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1996-05-20

Abstract

FIELD: alarm signal systems. SUBSTANCE: electric device controls penetration of tresspasser through controlled area. Effect of the device is based upon disturbance of electromagnetic filed created by aerial system followed by sequent special treatment. As a result alarm signal is more reliable and false alarm is exculded totally. EFFECT: improved automatic control. 3 cl, 2 dwg

Description

В настоящее время для охраны различных участков местности, строительных площадок, зданий, внутренних помещений, ограждений и других объектов, доступ к которым посторонним лицам запрещен, все чаще применяют технические средства. Они призваны обеспечить нарушителя в пределы контролируемой зоны и определить на каком ее участке произошло нарушение. Известен целый ряд подобных технических средств. Все они основаны на принципе использования тех или иных полей (электрических, световых, ультразвуковых и т.д.), испытывающих возмущение при вторжении нарушителя в контролируемую зону. Главной отличительной чертой каждой из таких систем охранной сигнализации является в сущности способ обработки первичного сигнала, возникающего в результате возмущения поля в контролируемой зоне. Currently, technical means are increasingly being used to protect various sections of the terrain, construction sites, buildings, internal premises, fences and other objects that are not allowed to be accessed by unauthorized persons. They are designed to provide the offender within the controlled zone and determine in which area the violation occurred. A number of such technical means are known. All of them are based on the principle of using certain fields (electric, light, ultrasound, etc.) that experience disturbance when the intruder invades the controlled area. The main distinguishing feature of each of these alarm systems is, in essence, a method for processing the primary signal resulting from field disturbances in the controlled area.

Именно в зависимости от качества обработки первичного сигнала, поступающего от возмущенного поля, зависит уровень и надежность охранной сигнализации. Дело заключается в том, что помимо нарушителя возмущение поля в контролируемой зоне вызывают многие иные причины (помехи от внешних электрических источников, метеофакторы, всевозможные случайные явления). It is depending on the quality of processing the primary signal coming from the disturbed field that the level and reliability of the security alarm depends. The fact is that in addition to the intruder, field disturbances in the controlled area cause many other reasons (interference from external electrical sources, meteorological factors, all kinds of random phenomena).

Тщательно выполненная обработка первичного сигнала обязана, с одной стороны, обеспечить надежное срабатывание охранной сигнализации при вторжении в контролируемую зону нарушителя и с другой исключить ложные срабатывания. Carefully performed processing of the primary signal is obliged, on the one hand, to ensure reliable operation of the security alarm system when an intruder enters the controlled area and, on the other hand, to exclude false alarms.

Известные способы обработки первичного сигнала принципиально не могут исключить ложные срабатывания, вызываемые самими различными факторами. Это положение убедительно подтверждает их практическое применение и статистика ложных срабатываний. Ясно, что большой процент ложных сигналов тревоги делает подобные системы фактически малопригодными для охpаны объектов. Known methods for processing the primary signal cannot fundamentally exclude false alarms caused by various factors themselves. This position convincingly confirms their practical application and statistics of false positives. It is clear that a large percentage of false alarms makes such systems practically unsuitable for securing objects.

Описываемое ниже устройство охранной сигнализации свободно от указанного недостатка. Физический принцип, положенный в основу работы охранной сигнализации, заключается в следующем. The security alarm device described below is free from this drawback. The physical principle underlying the security alarm is as follows.

Передающая антенна, представляющая собой металлический провод, расположенный параллельно поверхности земли (или другой токопроводящей поверхности) на требуемой высоте и протянутый вдоль охраняемого котура, запитываемый от генератора синусоидального напряжения низкой частоты (2-10 кГц), создает электромагнитное поле. Приемная антенна представляет собой провод, протянутый параллельно проводу передающей антенны на расстоянии 0,3-3 м от нее (в зависимости от конкретных требований к созданию контролируемой зоны). При отсутствии нарушителя в приемной антенне наводится сигнал постоянной амплитуды, величина которой изменяется в небольших пределах лишь под воздействием различных помех. Появление нарушителя в области интенсивного электромагнитного поля приводит к его возмущению и соответствующему изменению сигнала в приемной антенне. Хотя это возмущение невелико, оно может быть обнаружено и использовано для формирования сигнала тревоги. A transmitting antenna, which is a metal wire located parallel to the ground (or another conductive surface) at the required height and stretched along a guarded circuit, powered by a low-frequency sinusoidal voltage generator (2-10 kHz), creates an electromagnetic field. The receiving antenna is a wire stretched parallel to the wire of the transmitting antenna at a distance of 0.3-3 m from it (depending on the specific requirements for creating a controlled area). In the absence of an intruder, a constant amplitude signal is induced in the receiving antenna, the magnitude of which changes in small limits only under the influence of various interference. The appearance of an intruder in the region of an intense electromagnetic field leads to its perturbation and a corresponding change in the signal in the receiving antenna. Although this disturbance is small, it can be detected and used to generate an alarm.

Указанный способ построения охранной сигнализации и контроля известен и положен в основу многих разработок, но они не лишены указанных недостатков. В таких системах с увеличением длины контролируемой зоны уменьшается отношение полезного сигнала, вызываемого нарушителем, к уровню помех и растет вероятность ложных срабатываний, что практически лишает возможности их применения в реальных условиях. The indicated method for constructing a burglar alarm and control is known and is the basis for many developments, but they are not without these drawbacks. In such systems, with an increase in the length of the controlled zone, the ratio of the useful signal caused by the intruder to the level of interference decreases and the likelihood of false alarms increases, which practically makes it impossible to use them in real conditions.

Наиболее близким к предлагаемому является способ охранной сигнализации, заключающийся в приеме сигнала двумя разнесенными антеннами, выделении изменений измеряемого параметра сигнала, вызванных вторжением нарушителя в двухрубежную контролируемую зону, его фильтрации по частоте, компенсации медленных изменений сигнала за счет изменений климатических факторов, установлении порога для сравнения полезного сигнала, его временной селекции и выработке сигнала тревоги только при наличии двух сигналов, разделенных паузой. Closest to the proposed one is a security alarm method, which consists in receiving a signal with two spaced antennas, isolating changes in the measured parameter of the signal caused by the intruder’s intrusion into a two-sided controlled area, filtering it by frequency, compensating for slow signal changes due to changes in climatic factors, setting a threshold for comparison useful signal, its temporary selection and generation of an alarm only if there are two signals separated by a pause.

Недостатками этого способа являются прежде всего относительно невысокая надежность получения сигнала тревоги в условиях воздействия разнополярных помех, кроме того, не использована возможность определения направления движения нарушителя. The disadvantages of this method are, first of all, the relatively low reliability of receiving an alarm signal under the influence of bipolar interference, in addition, the possibility of determining the direction of movement of the intruder was not used.

Целью изобретения является расширение возможностей способа надежной всепогодной охранной сигнализации. The aim of the invention is to expand the capabilities of a reliable all-weather alarm system.

Содержанием предлагаемого изобретения является способ обработки первичного сигнала, полностью исключающий ложные срабатывания и надежно обеспечивающий подачу сигнала тревоги при появлении нарушителя в контролируемой зоне. Именно принятый в предлагаемой охранной сигнализации способ обработки сигнала составляет предмет изобретения. The content of the invention is a primary signal processing method that completely eliminates false alarms and reliably provides an alarm when an intruder appears in a controlled area. It is the signal processing method adopted in the proposed alarm system that is the subject of the invention.

Способ охранной сигнализации предусматривает:
1. Применение узкополосного резонансного фильтра на входе приемного блока, который обеспечивает селекцию полезных сигналов на фоне помех.The security alarm method provides:
1. The use of a narrow-band resonant filter at the input of the receiving unit, which provides the selection of useful signals against interference.

2. Получение приращения сигнала, вызванного появлением нарушителя в контролируемой зоне, за счет расстройки резонансного фильтра, в электрическую емкость которого включена емкость приемной антенны, относительно частоты излучаемого электромагнитного поля и оптимальным размещением рабочей точки на склоне амплитудно-частотной характеристики фильтра. 2. Obtaining the signal increment caused by the appearance of the intruder in the controlled area due to the detuning of the resonant filter, in the electric capacitance of which the receiving antenna capacitance is included, relative to the frequency of the emitted electromagnetic field and optimal placement of the operating point on the slope of the amplitude-frequency characteristic of the filter.

3. Две приемные антенны и два канала приемных блоков, позволяющих при помощи дифференциального усилителя осуществить взаимную компенсацию синхронных приращений сигналов, вызванных воздействием помех на оба канала. 3. Two receiving antennas and two channels of receiving blocks, which allow using a differential amplifier to mutually compensate for synchronous signal increments caused by interference on both channels.

4. Автоматическое регулирование амплитуды напряжения на выходе генератора синусоидального напряжения с целью поддержания неизменными средних значений сигналов на входах приемников при изменениях электрических параметров воздуха. 4. Automatic regulation of the amplitude of the voltage at the output of the sinusoidal voltage generator in order to maintain unchanged the average values of the signals at the inputs of the receivers when changing the electrical parameters of the air.

5. Усилитель приращений для усиления незначительных приращений сигнала, представляющий собой дифференциальный усилитель, на один вход которого подают текущее значение сигнала, а на другой его усредненное значение. При этом за время пребывания нарушителя в контролируемой зоне усреднений сигнал на втором входе практически не меняется. 5. The increment amplifier for amplifying minor signal increments, which is a differential amplifier, on one input of which the current signal value is fed, and on the other its average value. Moreover, during the time the intruder stays in the controlled averaging zone, the signal at the second input practically does not change.

6. Автоматическое уменьшение постоянной времени инерционного фильтра, применяемого в усилителе приращений для усреднения сверхнизкочастотных сигналов, при подходе напряжения на выходе усилителя к порогу ограничения для ускорения времени установления его рабочего режима. 6. Automatic reduction of the time constant of the inertial filter used in the increment amplifier for averaging ultra-low-frequency signals when the voltage at the amplifier output approaches the limit threshold to accelerate the time it takes to establish its operating mode.

7. Использование приращений сигналов с выходов приемников только одного знака, что дополнительно повышает помехозащищенность. 7. The use of signal increments from the outputs of the receivers of only one sign, which further increases the noise immunity.

8. Пороговые блоки для нормирования сигналов по амплитуде и интеграторы, исключающие кратковременные воздействия нескомпенсированных помех. 8. Threshold blocks for normalizing signals in amplitude and integrators that exclude short-term effects of uncompensated interference.

9. Определение направления движения нарушителя при пересечении контролируемой зоны по очередности появления сигнала на выходах двух каналов контроля. Если после появления сигнала одного из каналов в течение определенного времени не поступает сигнал другого канала, то первый сигнал признается ложным и автоматически сбрасывается. 9. Determining the direction of movement of the intruder when crossing the controlled zone according to the order of appearance of the signal at the outputs of two control channels. If after the appearance of the signal of one of the channels for a certain time the signal of the other channel does not arrive, the first signal is recognized as false and is automatically reset.

10. Сопряжение отдельных участков контроля в общую контролируемую зону требуемой протяженности с возможностью определения участка, не котором произошло нарушение зоны. Известны аналоги устройства для осуществления охранной сигнализации с использованием электромагнитного поля. 10. Pairing of individual control sites into a common controlled area of the required length with the ability to determine the area where the zone violation occurred. Known analogues of a device for implementing a burglar alarm using an electromagnetic field.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство охранной сигнализации, содержащее излучающую антенну, генератор синусоидального напряжения, первый приемный блок с антенной, соединенной с узкополосным фильтром и усилителем, блок формирования сигнала тревоги, в состав которого входит пороговый и исполнительный блоки. Closest to the proposed one is a security alarm device containing a radiating antenna, a sinusoidal voltage generator, a first receiving unit with an antenna connected to a narrow-band filter and amplifier, an alarm generating unit, which includes a threshold and an executive unit.

Недостатками этого устройства являются относительно невысокая надежность выработки сигнала тревоги в условиях воздействия помех и климатических факторов, особенно при увеличении протяженности контролируемой зоны, и невозможность определить направление движения нарушителя. The disadvantages of this device are the relatively low reliability of generating an alarm signal under the influence of interference and climatic factors, especially with an increase in the length of the controlled area, and the inability to determine the direction of movement of the intruder.

Целью изобретения является расширение возможностей устройства выработки для обеспечения надежной всепогодной охраны различных объектов. The aim of the invention is to expand the capabilities of the generation device to provide reliable all-weather protection of various objects.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство вводят генератор синусоидального напряжения, в который входят задающий генератор, регулируемый аттенюатор, источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель, инерционный фильтр и усилитель, нагруженный на излучающую антенну, второй приемный блок, каждый из которых содержит приемную антенну, узкополосный фильтр, амплитудный детектор с фильтром низкой частоты, дифференциальный усилитель, инерционный фильтр, пороговый блок и электронный ключ, в блок формирования сигналов вводят ограничители, интеграторы, триггеры памяти (которых по два), один дифференциальный усилитель и второй пороговый блок. This is achieved by the fact that a sinusoidal voltage generator is introduced into the proposed device, which includes a master oscillator, an adjustable attenuator, a reference voltage source, a differential amplifier, an inertial filter and an amplifier loaded on a radiating antenna, a second receiving unit, each of which contains a receiving antenna, a narrow-band filter, an amplitude detector with a low-pass filter, a differential amplifier, an inertial filter, a threshold block, and an electronic key, are introduced into the signal generation block granichiteli, integrators, triggers a memory (which is two), a differential amplifier and a second threshold unit.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства, где 1 излучающая (передающая) антенна; 2,3 приемные антенны; 4 генератор синусоидального напряжения, состоящий из задающего генератора 9, регулируемого аттенюатора 10, усилителя 11, источника опорного напряжения 12, дифференциального усилителя 13, инерционного фильтра 14; первого и второго приемных блоков 5,6, каждый из которых сдержит узкополосный фильтр 15, детектор с фильтром 16, усилитель приращений 17 в составе дифференциального усилителя 18, инерционного фильтра 19, операционного усилителя 20, сглаживающего фильтра 21, порогового блока 22 и электронного ключа 23. Блок 7 формирования сигналов тревоги состоит из ограничителей 24, 25, дифференциального усилителя 26, пороговых блоков 27, 30, интеграторов 28, 31, триггеров памяти 29, 32, исполнительного блока 33, состоящего из ячеек 34,37,38 логических операций И, И-НЕ 35,36, ИЛИ 39,42, схемы 40 задержки и схемы 41 ручной установки триггеров памяти; 8 блок регистрации сигналов тревоги. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device, where 1 emitting (transmitting) antenna; 2.3 receiving antennas; 4 a sinusoidal voltage generator, consisting of a master oscillator 9, an adjustable attenuator 10, an amplifier 11, a reference voltage source 12, a differential amplifier 13, an inertial filter 14; the first and second receiving blocks 5.6, each of which contains a narrow-band filter 15, a detector with a filter 16, an increment amplifier 17 consisting of a differential amplifier 18, an inertial filter 19, an operational amplifier 20, a smoothing filter 21, a threshold block 22, and an electronic key 23 The alarm generating unit 7 consists of limiters 24, 25, a differential amplifier 26, threshold blocks 27, 30, integrators 28, 31, memory triggers 29, 32, and an executive unit 33 consisting of 34.37.38 logical operations AND cells, AND NOT 35.36, OR 39.42, sche s 40 and delay circuit 41 to manually set trigger memory; 8 alarm recording unit.

Излучающая антенна 1 служит для передачи электромагнитной энергии с выхода генератора синусоидального напряжения 4 в окружающее пространство, выполнена в виде протяженного металлического провода. The radiating antenna 1 serves to transfer electromagnetic energy from the output of the sinusoidal voltage generator 4 to the surrounding space, made in the form of an extended metal wire.

Приемные антенны 2,3 служат для приема электромагнитной энергии и емкостных приращений в контролируемой зоне на узкополосные фильтры 15 приемников 5 и 6. Receiving antennas 2,3 are used to receive electromagnetic energy and capacitive increments in the controlled area on narrow-band filters 15 receivers 5 and 6.

Генератор синусоидального напряжения 4 служит для создания низкочастотного электромагнитного поля в зонах между излучающей антенной 1 и приемными антеннами 2,30 реализуется по известным схемам на базе операционных усилителей серии К140 и транзисторов. A sinusoidal voltage generator 4 is used to create a low-frequency electromagnetic field in the areas between the radiating antenna 1 and the receiving antennas 2.30 is implemented according to known schemes based on operational amplifiers of the K140 series and transistors.

Приемники 5,6 служат для приема сигналов, поступающих с соответствующих антенн 2,3. их частотной селекции, преобразования, выделения и усиления приращений этих сигналов в спектре частот движения нарушителя в контролируемой зоне, реализуются по известным схемам на базе резонансных LC-фильтров, транзисторов, диодов, операционных усилителей с большими коэффициентом усиления и входным сопротивлением серий К140, К574, и др. аналоговых ключей серии К590. Receivers 5.6 are used to receive signals coming from the respective antennas 2,3. their frequency selection, conversion, isolation and amplification of the increments of these signals in the spectrum of frequencies of movement of the intruder in the controlled zone, are implemented according to well-known schemes based on resonant LC filters, transistors, diodes, operational amplifiers with a large gain and input impedance of the K140, K574 series, and other analog keys of the K590 series.

Блок формирования сигналов тревоги 7 служит для формирования сигналов тревоги при нарушении контролируемой зоны, реализуется по известным схемам на базе диодов, транзисторов, операционных усилителей серии К140, схем логики серий К555, К176, К155 и др. The block for generating alarms 7 serves to generate alarms in case of violation of the controlled zone, is implemented according to well-known schemes based on diodes, transistors, operational amplifiers of the K140 series, logic circuits of the K555, K176, K155 series, etc.

Блок 8 осуществляет световую и звуковую регистрацию сигналов тревоги, реализуется по любой из известных схем, например на основе транзисторных ключей, переключателей, светодиодов, звуковых извещателей и т.п. Block 8 provides light and sound registration of alarms, is implemented according to any of the known schemes, for example, based on transistor switches, switches, LEDs, sound detectors, etc.

Задающий генератор 9 вырабатывает переменное напряжение фиксированной частоты для генератора синусоидального напряжения 4. Регулируемый аттенюатор 10, усилитель 11, источник опорного напряжения 12, дифференциальный усилитель 13 и инерционный фильтр 14 служат для автоматического поддержания напряжения на выходе генератора 4 такой величины, чтобы обеспечить постоянными средние значения сигналов, принятых антеннами 2,3. The master oscillator 9 generates a fixed frequency alternating voltage for a sinusoidal voltage generator 4. An adjustable attenuator 10, an amplifier 11, a reference voltage source 12, a differential amplifier 13 and an inertial filter 14 are used to automatically maintain the voltage at the output of the generator 4 so that the average values are constant Signals received by antennas 2.3.

В приемнике 5,(6) узкополосный фильтр 15 с подключенной к нему антенной 2(3) служит для селекции по частоте сигнала принятого антенной и усиления приращений этого сигнала за счет оптимального расположения рабочей точки на склоне амплитудно-частотной характеристики фильтра, детектор 16 преобразует переменное напряжение в постоянное (медленно меняющееся), усилитель приращений 17 выделяет и усиливает приращения напряжения поступающего на один из входов дифференциального усилителя 18, инерционный фильтр 19 усредняет выходное напряжение дифференциального усилителя, операционный усилитель 20 согласовывает инерционный фильтр с вторым входом дифференциального усилителя, фильтр 21 сглаживает выходное напряжение усилителя приращений, пороговый блок 22 формирует управляющее напряжение для аналогового ключа 23, который осуществляет переключение постоянной времени инерционного фильтра. In receiver 5, (6), a narrow-band filter 15 with an antenna 2 (3) connected to it serves to select the frequency of the signal received by the antenna and to enhance the increments of this signal due to the optimal location of the operating point on the slope of the amplitude-frequency characteristic of the filter, the detector 16 converts the variable voltage to a constant (slowly changing), the increment amplifier 17 isolates and amplifies the increment of the voltage supplied to one of the inputs of the differential amplifier 18, the inertial filter 19 averages the output voltage of the differential of the social amplifier, the operational amplifier 20 matches the inertial filter with the second input of the differential amplifier, the filter 21 smooths the output voltage of the increment amplifier, the threshold unit 22 generates a control voltage for the analog switch 23, which switches the time constant of the inertial filter.

В блоке формирования сигналов тревоги 7 ограничитель 24(25) обеспечивает прохождение на соответствующий вход дифференциального усилителя 26 сигнала с приемника 5(6) только одного знака, дифференциальный усилитель подавляет синфазные воздействия на его входах и пропускает на выход сигнал только одного из приемников, пороговый блок 27 формирует положительный импульс при положительном сигнале на его входе, а пороговый блок 30 формирует положительный импульс при отрицательном сигнале на его входе, интегратор 29(32) при длительности импульса на входе интегратора, превышающей заданную величину, блок 33 формирует сигналы тревоги и перевода триггеров памяти в исходное состояние. In the alarm generating unit 7, the limiter 24 (25) ensures that the signal from the receiver 5 (6) passes only one sign to the corresponding input of the differential amplifier 26, the differential amplifier suppresses common mode effects at its inputs and passes only one of the receivers to the output, the threshold block 27 generates a positive pulse with a positive signal at its input, and the threshold unit 30 generates a positive pulse with a negative signal at its input, integrator 29 (32) with the pulse width at the input de integrator, exceeding a predetermined value, block 33 generates alarms and translation of memory triggers to its original state.

На фиг.2 представлены эпюры напряжений на выходах отдельных блоков устройства для различных случаев: а нарушитель пересекает контролируемые зоны сначала первого канала, затем второго; б нарушитель пересекает контролируемые зоны второго канала, затем первого; в нарушитель отсутствует, но действуют помехи. Figure 2 presents the plot of the voltages at the outputs of the individual units of the device for various cases: and the intruder crosses the controlled zone first of the first channel, then the second; b the intruder crosses the controlled areas of the second channel, then the first; the intruder is absent, but interference is present.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

Излучающей антенной 1 создается низкочастотное электромагнитное поле в зоне приемных антенн 2,3. В приемных антеннах наводятся соответствующие сигналы в виде синусоидальных напряжений постоянной амплитуды. Узкополосные фильтры 15 на входах приемников 5,6 обеспечивают выделение этих сигналов на фоне электрорадиопомех. Radiating antenna 1 creates a low-frequency electromagnetic field in the area of the receiving antennas 2,3. In the receiving antennas, the corresponding signals are induced in the form of sinusoidal voltages of constant amplitude. Narrow-band filters 15 at the inputs of receivers 5,6 provide the allocation of these signals against the background of electro-radio interference.

Появление нарушителя в зоне одной из пар антенн 1-2 или 1-3 вызывает приращение напряжения на выходе соответствующего фильтра 15. При отрицательном знаке приращения сигнала в приемной антенне, получаемом известным способом, входные фильтры приемников настраивают на частоту ниже частоты генератора. В этом случае приращения будут складываться и произойдет их значительное усиление. Узкополосный фильтр 15 содержит истоковый повторитель на полевом транзисторе КП303 для согласования с детектором. После детектора с фильтром 16 из полученного постоянного напряжения (см.фиг.2,U1) его приращение выделяется и усиливается в усилителе приращений 17. Это достигается тем, что на один из входов дифференциального усилителя 18 поступает текущее значение напряжения с выхода детектора, а на другой его усредненное значение после инерционного фильтра 19, через согласующий операционный усилитель 20. The appearance of an intruder in the area of one of the pairs of antennas 1-2 or 1-3 causes a voltage increment at the output of the corresponding filter 15. If the signal increment in the receiving antenna is obtained in a known manner, the input filters of the receivers are tuned to a frequency below the frequency of the generator. In this case, the increments will add up and their significant amplification will occur. The narrow-band filter 15 contains a source follower on the field-effect transistor KP303 for coordination with the detector. After the detector with the filter 16 from the obtained constant voltage (see Fig. 2, U1), its increment is extracted and amplified in the increment amplifier 17. This is achieved by the fact that the current voltage value from the detector output is supplied to one of the inputs of the differential amplifier 18, and its other averaged value after the inertial filter 19, through the matching operational amplifier 20.

Инерционный фильтр позволяет отслеживать относительно медленные изменения сигнала, вызываемые атмосферными иди другими факторами, и удерживает его практически постоянным на время пребывания нарушителя в контролируемой зоне. На выходе дифференциального усилителя 18 выделяется усиленное приращение сигнала относительно его среднего значения и практически отсутствует постоянная "подставка" (см. фиг.2,U₂). Инерционный фильтр 19 представляет собой интегрирующую RC-цепь с постоянной времени порядка десяти тысяч секунд, поэтому операционный усилитель 20 должен обладать большим входным сопротивлением, а для уменьшения "подставки" постоянного напряжения на выходе усилителя приращений, его коэффициент передачи должен быть более единицы. Поскольку дифференциальный усилитель имеет большой коэффициент усиления (порядка 1000), то относительно небольшие изменения напряжения, поступающего с детектора, могут перевести дифференциальный усилитель в режим ограничения с последующим длительным выходом его в рабочий режим. Особенно затягивается время выхода усилителя на рабочий режим после включения питающих напряжений. Для исключения этого осуществляется переключение инерционного фильтра 19 на малую постоянную времени электронным ключом 23, который управляется импульсом, поступающим с порогового блока 22 на время достижения порога ограничения напряжением на выходе усилителя приращений. Напряжение с дифференциального усилителя поступает на выход усилителя приращений через сглаживающий фильтр 21, устраняющий быстрые флюктуации. Подбором параметров узкополосного фильтра 15, фильтра на выходе детектора 16, фильтр 21 и инерционного фильтра 19 обеспечивают безыскаженное усиление сигнала в спектре частот движения нарушителя в контролируемой зоне и выделение его из помех.The inertial filter allows you to track the relatively slow changes in the signal caused by atmospheric or other factors, and keeps it almost constant for the duration of the intruder's stay in the controlled area. At the output of the differential amplifier 18, the amplified signal increment is allocated relative to its average value and there is practically no constant "stand" (see figure 2, U ₂ ). The inertia filter 19 is an integrating RC circuit with a time constant of the order of ten thousand seconds, therefore, the operational amplifier 20 must have a large input resistance, and to reduce the "stand" of the DC voltage at the output of the increment amplifier, its transfer coefficient should be more than one. Since the differential amplifier has a large gain (of the order of 1000), relatively small changes in the voltage supplied from the detector can put the differential amplifier in limiting mode, followed by its long-term operation. Particularly delayed is the output time of the amplifier to the operating mode after switching on the supply voltage. To avoid this, the inertial filter 19 is switched to a small time constant by an electronic switch 23, which is controlled by a pulse coming from the threshold unit 22 at the time the threshold for voltage limitation at the output of the increment amplifier is reached. The voltage from the differential amplifier is supplied to the output of the increment amplifier through a smoothing filter 21, eliminating fast fluctuations. By selecting the parameters of the narrow-band filter 15, the filter at the output of the detector 16, the filter 21 and the inertial filter 19 provide a distortion-free signal amplification in the spectrum of the frequencies of movement of the intruder in the controlled area and its isolation from interference.

Сигнал с выхода детектора 15 приемника 5, кроме того, подается на один из входов дифференциального усилителя 13 генератора синусоидального напряжения 4. На второй вход этого усилителя поступает напряжение источника опорного напряжения 12. Амплитуда напряжения на выходе генератора 4 регулируется аттенюатором 10. Входной фильтр 15 с детектором 16, дифференциальный усилитель 13 и инерционный фильтр 14 обеспечивают автоматическое регулирование коэффициента передачи аттенюатора 10 с тем, чтобы поддерживать постоянным среднее значение сигналов, принятых антеннами 2,3, при различных атмосферных изменениях. Величина этих сигналов устанавливается напряжением источника опорного напряжения 12. The signal from the output of the detector 15 of the receiver 5, in addition, is fed to one of the inputs of the differential amplifier 13 of the sinusoidal voltage generator 4. The voltage of the reference voltage source 12 is supplied to the second input of this amplifier. The voltage amplitude at the output of the generator 4 is regulated by the attenuator 10. Input filter 15 s the detector 16, the differential amplifier 13 and the inertial filter 14 provide automatic adjustment of the gain of the attenuator 10 so as to maintain a constant average value of the signals received Antennas 2,3, with various atmospheric changes. The magnitude of these signals is set by the voltage of the reference voltage source 12.

Ограничители 24,25 в блоке формирования сигналов тревоги 7 пропускают на входы дифференциального усилителя 26, сигналы с выходов идентичных приемников 5,6, только одного знака (см.фиг.2 U₃), характерного для нарушителя, что повышает помехозащищенность. Дифференциальный усилитель подавляет синфазные воздействия на его входах и пропускает на выход сигналы с приемником, поступающие только поочередно. Сигнал (см.фиг.2, U₄) на выходе усилителя для одного канала положительный, а для другого отрицательный. При достижении напряжением на выходе дифференциального усилителя пороговых значений положительного или отрицательного знаков, превышающих ожидаемый уровень нескомпенсированных помех, пороговые блоки 27, 30 формируют положительные импульсы (см. фиг. 2, U₅) постоянной амплитуды и длительностью, равной времени, в течение которого этот уровень превышается. Импульсы, длительность которых меньше ожидаемого времени пребывания нарушителя в контролируемой зоне, считаются помехами и не пропускаются интеграторами 28,31. Триггеры 29, 32 находятся в исходном состоянии "0". Переход триггеров в состояния 21" (см.фиг.2, U₇) происходит при достижении напряжением на выходе интеграторов 28,31 (см.фиг. 2. U₆) порога переключения, что соответствует сигналу вызванному нарушителем.The limiters 24.25 in the block for generating alarms 7 pass to the inputs of the differential amplifier 26, the signals from the outputs of identical receivers 5.6, only one sign (see figure 2 U ₃ ), characteristic of the intruder, which increases the noise immunity. The differential amplifier suppresses common-mode effects at its inputs and passes to the output signals from the receiver that arrive only alternately. The signal (see Fig. 2, U ₄ ) at the amplifier output is positive for one channel and negative for the other. When the voltage at the output of the differential amplifier reaches threshold values of positive or negative signs that exceed the expected level of uncompensated interference, threshold blocks 27, 30 form positive pulses (see Fig. 2, U ₅ ) of constant amplitude and a duration equal to the time during which this level exceeded. Impulses whose duration is less than the expected time of the intruder's stay in the controlled area are considered to be interference and are not skipped by integrators 28.31. Triggers 29, 32 are in the initial state "0". The transition of the triggers to the 21 "state (see Fig. 2, U ₇ ) occurs when the voltage at the output of the integrators 28.31 (see Fig. 2. U ₆ ) reaches the switching threshold, which corresponds to the signal caused by the intruder.

В исполнительном блоке 33 по очередности поступления сигналов "1" с триггеров памяти 29,32 (см.фиг.2, U₉) определяется направление движения нарушителя и формируется сигнал тревоги. Сигнал с выхода триггера 29 поступает на один из входов ячейки 34, И-НЕ 35 и ИЛИ 39, на другой вход ячеек 34,39 и один вход ячейки 36 поступает сигнал с выхода триггера 32. Выход ячейки 34 соединен с одними входами ячеек И 37,38, другие входы этих ячеек соединены с выходами ячеек 35 и 36. Кроме того, выход ячейки 35 соединен с другим входом ячейки 36, а выход ячейки 36 с другим входом ячейки 35. Вход схемы 40 задержки соединен с выходом ячейки 39, а выход с одним входом ячейки ИЛИ 42, другой вход этой ячейки соединен со схемой 41 ручной установки. Выход ячейки 42 соединен с установочными входами триггеров памяти 29,32. На входах ячеек 39,42 включены дифференциальные цепи для преобразования фронтов перепадов поступающих напряжений в короткие импульсы. При отсутствии сигналов на выходах триггеров памяти на выходах ячеек 34,37,38,39,42 установятся исходные состояния "0", на выходах ячеек 35,36 и схемы 40 задержки состояния "1". В случае поступления первым сигнала "1" с триггера 29(32) ячейка 35(36) будет переведена в состояние "0", а на вход схемы 40 задержки через ячейку 39 поступит импульс запуска и переведет ее в состояние "0". При последующем поступлении сигнала 21" с триггера 32(29) перейдут в состояние "1" ячейки 34,38(37) и на выходе ячейки 38(37) будет сформирован сигнал тревоги, означающий, что произошло нарушение контролируемой зоны при движении нарушителя в направлении с первого на второй рубеж (в направлении с второго на первый рубеж). По истечении установленного времени схема 40 задержки перейдет в исходное состояние "1" и положительным перепадом напряжения на входе ячейки 42 будет сформирован положительный импульс на ее выходе, который поступит на установочные входы триггеров 29, 32 и вернет их в исходное состояние. В случае непоступления, после первого сигнала "1" с триггера 29(32), последующего сигнала "1" с триггера 32(29), после истечения установленного схемой задержки времени, соответствующего ожидаемому времени пребывания нарушителя в контролируемой зоне, с выхода ячейки 42 поступит положительный импульс на установочные входы триггеров, триггер 29(32) вернется в исходное состояние и на выходе ячейки 38(37) сигнал тревоги сформирован не будет. Таким образом, появление сигнала "1" на выходе лишь одного триггера памяти в течение установленного времени считается ложным и по нему сигнал тревоги вырабатываться не будет. Предусматривается и ручная установка триггеров в исходное состояние схемой 41 при настройках.In the executive unit 33, according to the sequence of signals “1” from the triggers of the memory 29.32 (see figure 2, U ₉ ), the direction of movement of the intruder is determined and an alarm is generated. The signal from the output of the trigger 29 is supplied to one of the inputs of the cell 34, AND-NOT 35 and OR 39, to the other input of the cells 34.39 and one input of the cell 36 receives the signal from the output of the trigger 32. The output of the cell 34 is connected to one of the inputs of the And 37 cells , 38, the other inputs of these cells are connected to the outputs of cells 35 and 36. In addition, the output of cell 35 is connected to another input of cell 36, and the output of cell 36 to another input of cell 35. The input of delay circuit 40 is connected to the output of cell 39, and the output with one input of the OR cell 42, the other input of this cell is connected to the manual installation circuit 41. The output of the cell 42 is connected to the installation inputs of the triggers of the memory 29.32. At the inputs of cells 39.42, differential circuits are included to convert the edges of the incoming voltage drops into short pulses. If there are no signals at the outputs of the memory triggers at the outputs of the cells 34,37,38,39,42, the initial states "0" will be established, at the outputs of the cells 35,36 and the circuit 40 delay state "1". If the first signal “1” is received from trigger 29 (32), cell 35 (36) will be transferred to state “0”, and a trigger pulse will be transmitted to the input of delay circuit 40 through cell 39 and put it into state “0”. Upon the subsequent receipt of the 21 "signal from the trigger 32 (29), they will go to the" 1 "state of the cell 34.38 (37) and an alarm will be generated at the output of the cell 38 (37), which means that a violation of the controlled zone occurred when the intruder moved in the direction from the first to the second line (in the direction from the second to the first line). After the set time has passed, the delay circuit 40 will go to the initial state "1" and a positive voltage drop at the input of the cell 42 will generate a positive pulse at its output, which will go to the installation input flip-flops 29, 32 and will return them to their original state.In case of failure, after the first signal "1" from flip-flop 29 (32), the subsequent signal "1" from flip-flop 32 (29), after the time delay set by the circuit corresponds to the expected time if the intruder is in the controlled zone, a positive impulse will be received from the output of cell 42 to the installation inputs of the triggers, trigger 29 (32) will return to its original state and an alarm signal will not be generated at the output of cell 38 (37). Thus, the appearance of the signal "1" at the output of only one memory trigger during the set time is considered false and no alarm will be generated from it. It is also envisaged to manually set the triggers to the initial state with the circuit 41 at settings.

Звуковая и световая регистрация сигналов тревоги осуществляется в блоке 8. Sound and light registration of alarms is carried out in block 8.

Предлагаемое устройство охранной сигнализации позволяет гарантированно контролировать участки конечной протяженности, порядка 200 м. При необходимости увеличить протяженность контролируемой зоны она разбивается на отдельные участки, которые сопрягаются в общую зону с возможностью определения участка, на котором произошло нарушение. The proposed security alarm device allows guaranteed control of areas of finite length, of the order of 200 m. If necessary, increase the length of the monitored zone, it is divided into separate sections that mate into a common zone with the possibility of determining the area in which the violation occurred.

При этом генератор 4 с излучающей антенной 1 являются общими, а приемные антенны 2,3, приемники 5,6 и блок формирования сигналов тревоги 7 для каждого участка автономны. Связь с автономными участками охранной сигнализации организует известным способом. Сигналы тревоги с отдельных участков контроля выводят на общий пульт. In this case, the generator 4 with the radiating antenna 1 are common, and the receiving antennas 2,3, receivers 5,6 and the alarm generation unit 7 for each section are autonomous. Communication with autonomous sections of the alarm system organizes in a known manner. Alarms from individual monitoring sites are displayed on a common console.

Если нет необходимости определять направление преодоления нарушителем контролируемой зоны, то приемные антенны 2,3 могут прокладываться в противоположные стороны от места подключения их к приемникам 5,6 вдоль излучающей антенны. If it is not necessary to determine the direction in which the intruder overcomes the controlled area, then receiving antennas 2,3 can be laid in opposite directions from where they are connected to receivers 5,6 along the radiating antenna.

Claims

1. The security alarm method, which consists in receiving a signal with two spaced antennas, isolating changes in the measured signal parameter caused by the intruder's invasion of a two-sided controlled area, filtering it by frequency, compensating for slow signal changes due to changes in climatic factors, setting a threshold for comparing a useful signal, its temporary selection and signal generation, characterized in that the signal is emitted by an antenna common to all sections, and two receiving antennas in each section they pick up the signal at the emitted frequency, isolate the useful signal due to the optimally tuned narrow-band resonant filter at the receiver input, isolate and amplify the useful signal in the frequency spectrum corresponding to the expected speed of the intruder by compensating for slow and averaging fast changes in the signal, its limitation on the minimum duration, limiting signals that do not coincide in sign with the useful signal, while ensuring a constant average value of the received signal by changing the value zluchennogo signal, comparing the signals at the outputs of the two processing channels each site and sequence of occurrence of signals generate an alarm signal reflecting portion and disorders direction intruder motion.

2. A security alarm device containing a radiating antenna, a sinusoidal voltage generator and a first receiving unit with a receiving antenna connected to a narrow-band filter, a detector with a filter and an amplifier, an alarm generating unit, which includes a threshold unit and an executive unit, characterized in that a sinosuidal voltage generator, a master oscillator, an adjustable attenuator, an amplifier, a reference voltage source, a differential amplifier and an inertial filter are introduced into it, in the input of the attenuator is connected to the output of the master oscillator, the other input through the inertia filter is connected to the output of the differential amplifier, one input of which is connected to the reference voltage source, the output of the attenuator is connected to the input of the amplifier loaded on the radiating antenna, the second receiving unit, each of which contains a receiving antenna, narrow-band filter, amplitude detector with low-pass filter, differential amplifier, inertial filter, operational amplifier, smoothing filter, threshold element and an electronic key, a receiving antenna through a series-connected narrow-band filter and an amplitude detector with a low-pass filter is connected to one input of the differential amplifier, the other input of which is connected to the output of the operational amplifier, the output of the differential amplifier is connected to the input of the smoothing filter and one of the inputs of the inertial filter, the other the input of which is connected to the output of the electronic key, the output of the inertial filter is connected to the input of the operational amplifier, the output of the smoothing filter is the threshold element is connected to the input of the inertial filter, the output of the amplitude detector with a low-pass filter of one of the receiving units is connected to the other input of the differential amplifier of the sinusoidal voltage generator, the output of the differential amplifier through two chains of the threshold unit, integrator and memory trigger connected in series to the corresponding input Executive unit, the output of which is connected to the inputs of the installation of memory triggers.