RU2278415C1 - Method for radio communication between protected objects and centralized guard station - Google Patents
Method for radio communication between protected objects and centralized guard station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2278415C1 RU2278415C1 RU2005122868/11A RU2005122868A RU2278415C1 RU 2278415 C1 RU2278415 C1 RU 2278415C1 RU 2005122868/11 A RU2005122868/11 A RU 2005122868/11A RU 2005122868 A RU2005122868 A RU 2005122868A RU 2278415 C1 RU2278415 C1 RU 2278415C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- message
- protected
- frequency
- messages
- time interval
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
- G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
- G08B25/10—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using wireless transmission systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/713—Spread spectrum techniques using frequency hopping
Abstract
Description
Изобретение относится к способам передачи сигналов контрольной и тревожной сигнализации, использующим системы радиосвязи со скачкообразной перестройкой частоты. Такие способы могут применяться в аппаратуре, устанавливающей радиосвязь между пунктом централизованной охраны (ПЦО) и охраняемыми объектами, которыми могут быть как транспортные средства, так и объекты недвижимости.The invention relates to methods for transmitting control and alarm signals using radio communication systems with frequency hopping. Such methods can be used in equipment that establishes a radio link between a central security point (CC) and guarded objects, which can be both vehicles and real estate.
Системы радиосвязи, используемые в этой аппаратуре, служат для передачи от ПЦО на любой выбранный охраняемый объект командных сообщений и от любого охраняемого объекта в ПЦО квитирующих сообщений (подтверждающих прием командного сообщения), контрольных сообщений или тревожных сообщений. Наиболее существенным является передача в ПЦО тревожных сообщений, поскольку формирование и передача тревожных сообщений происходит при нештатной обстановке на соответствующем охраняемом объекте, например, при пожаре или при обнаружении несанкционированного воздействия на охраняемый объект со стороны посторонних лиц. Такими посторонними лицами могут быть злоумышленники, проникшие на охраняемый объект с целью грабежа.The radio communication systems used in this equipment are used to transmit command messages from the central monitoring station to any selected protected object and any acknowledged messages (confirming the receipt of the command message), control messages or alarm messages from any protected object to the central monitoring station. The most significant is the transmission of alarm messages to the central monitoring station, since the generation and transmission of alarm messages occurs in case of an emergency at the corresponding guarded object, for example, in case of fire or if unauthorized persons are exposed to the guarded object. Such unauthorized persons may be intruders who penetrated the protected object with the purpose of robbery.
Известны два основных вида аппаратуры системы радиосвязи (с точки зрения организации передачи любых сообщений от охраняемого объекта в ПЦО).Two main types of equipment for a radio communication system are known (from the point of view of organizing the transmission of any messages from a guarded object to a central monitoring station).
К первому виду относят такую аппаратуру системы радиосвязи, в которой на охраняемом объекте и, как правило, в ПЦО не известен момент формирования и передачи очередного сообщения. Передача определенного сообщения с охраняемого объекта происходит лишь после возникновения события, вызывающего последующую передачу. Например, как только срабатывает датчик пожарной сигнализации, сразу же формируется и передается в ПЦО тревожное сообщение о пожаре. Подобная аппаратура системы радиосвязи описана, например, в патентах DE №4337211, G 08 B 25/10, G 08 В 29/00, G 08 C 15/00, H 04 В 7/24; ЕР №0651361, G 08 В 25/10; RU №2244959, G 08 В 25/10, G 08 B 29/16, В 60 R 25/10. Достоинствами такой аппаратуры системы радиосвязи является высокая оперативность передачи тревожных сообщений и низкая загрузка радиоканала связи, поскольку передача сообщения происходит только при наступлении соответствующего события, а такие события достаточно редки. Однако у данного вида аппаратуры системы радиосвязи существуют и определенные недостатки. Если при вторжении злоумышленников им удалось сразу же (то есть, до передачи тревожного сообщения) вывести из строя передающее устройство охраняемого объекта, то для их дальнейших действий не будет возникать никаких препятствий.The first type includes such equipment of the radio communication system in which the moment of formation and transmission of the next message is not known at the guarded object and, as a rule, in the central monitoring station. The transmission of a specific message from the protected object occurs only after the occurrence of an event that causes subsequent transmission. For example, as soon as a fire alarm sensor is triggered, an alarm message about a fire is immediately generated and transmitted to the PCO. Such equipment of a radio communication system is described, for example, in patents DE No. 4337211, G 08 B 25/10, G 08 V 29/00, G 08
У второго вида аппаратуры системы радиосвязи на каждом охраняемом объекте можно заранее определить момент формирования и передачи очередного сообщения. А на ПЦО можно с определенной степенью достоверности предсказать моменты приема очередных сообщений с каждого из охраняемых объектов. Количество сообщений, передаваемых в ПЦО с каждого охраняемого объекта, для такой аппаратуры системы радиосвязи составляет за каждый час весьма ощутимую величину (как правило, от 15 до 30). Подобная аппаратура системы радиосвязи описана, например, в патентах US №6188715, H 04 L 27/26; US №6700920, H 04 В 01/713; US №6870875, H 04 В 01/69. У аппаратуры системы радиосвязи этого вида есть ряд недостатков: оперативность передачи тревожных извещений весьма невысока (промежуток времени от срабатывания пожарного датчика до подачи соответствующего тревожного сообщения может составлять несколько минут), загрузка радиоканала связи довольно высокая (при 100 охраняемых объектах на ПЦО поступает около 2000 сообщений в час). Однако перед злоумышленниками при их вторжении на охраняемый объект встает гораздо более сложная задача. В ПЦО прекращение передачи сообщений от любого охраняемого объекта рассматривается как тревожное сообщение о вторжении злоумышленников. Поэтому для злоумышленника недостаточно просто подавить передачу тревожного сообщения, необходимо еще формировать в радиоэфире какие-то искусственные сообщения, которые в ПЦО должны принимать за сообщения от данного охраняемого объекта, свидетельствующие о его нормальной работе.In the second type of equipment of the radio communication system at each guarded object, it is possible to determine in advance the moment of formation and transmission of the next message. And at the central monitoring station, with a certain degree of certainty, it is possible to predict the moments of receipt of the next messages from each of the protected objects. The number of messages transmitted to the central monitoring station from each guarded facility for such equipment of the radio communication system for each hour is very noticeable (usually from 15 to 30). Such equipment of a radio communication system is described, for example, in US patents No. 6188715, H 04 L 27/26; US No. 6,700,920, H 04 B 01/713; US No. 6870875, H 04 B 01/69. The equipment of this type of radio communication system has a number of drawbacks: the speed of transmitting alarm notifications is very low (the time from the fire detector to giving the appropriate alarm message can be several minutes), the download of the radio channel is quite high (with 100 guarded objects about 2,000 messages are received at the central monitoring station in hour). However, attackers face a much more difficult task when they invade a protected object. In the PCO, the termination of the transmission of messages from any protected object is considered as an alarm message about the intrusion of intruders. Therefore, it is not enough for an attacker to simply suppress the transmission of an alarm message; it is also necessary to form some artificial messages on the radio air, which in the central monitoring station should be taken for messages from this protected object, indicating its normal operation.
Предмет настоящего изобретения относится именно к последнему второму виду аппаратуры системы радиосвязи. А этой аппаратуре передачу сообщений необходимо вести с реальным учетом всех жестких ограничений на мощность и на несущую частоту радиосигнала, введенных на территории России.An object of the present invention relates specifically to the latter second type of apparatus of a radio communication system. And this equipment must be transmitted with real account of all the strict restrictions on the power and on the carrier frequency of the radio signal introduced in Russia.
Так, например, если охраняемым объектом является транспортное средство, то ГОСТ Р 41.97-99 устанавливает ограничения на частоту и мощность радиосигналов в аппаратуре тревожной сигнализации:So, for example, if the guarded object is a vehicle, then GOST R 41.97-99 sets restrictions on the frequency and power of radio signals in the alarm equipment:
- несущая частота (433,92 МГц ±0,2%);- carrier frequency (433.92 MHz ± 0.2%);
- максимальная мощность излучения 25 мВт.- maximum radiation power of 25 mW.
Однако для обеспечения конкурентоспособности продаваемой беспроводной аппаратуры тревожной сигнализации предприятию-производителю требуется, чтобы пользователь аппаратуры тревожной сигнализации не оформлял специальных разрешений на приобретение и на использование этой аппаратуры. Оформление разрешений создает неудобства для пользователя, что приводит к тому, что пользователь отказывается от приобретения подобной аппаратуры у данного производителя и ищет другого производителя.However, to ensure the competitiveness of the sold wireless alarm equipment, the manufacturer requires that the user of the alarm equipment do not issue special permits for the purchase and use of this equipment. Issuing permissions creates inconvenience for the user, which leads to the fact that the user refuses to purchase such equipment from this manufacturer and is looking for another manufacturer.
Для аппаратуры тревожной сигнализации, которая может быть использована в России без оформления официальных разрешений, Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ) решением №7/5 от 02.04.2001 ограничила номиналы используемых радиочастот (433,92 МГц ±0,2%) и мощность (до 5 мВт при установке на транспортные средства и до 10 мВт для других охраняемых объектов).For alarm equipment that can be used in Russia without official authorization, the State Commission for Radio Frequencies (SCRF) by decision No. 7/5 of 04/02/2001 limited the ratings of the used radio frequencies (433.92 MHz ± 0.2%) and power ( up to 5 mW when installed on vehicles and up to 10 mW for other protected facilities).
При таких небольших мощностях сигналов удаленность охраняемых объектов от ПЦО должна составлять несколько сотен метров. Для построения эффективной беспроводной аппаратуры тревожной сигнализации этого мало.With such small signal powers, the distance of protected objects from the central monitoring station should be several hundred meters. This is not enough to build effective wireless alarm equipment.
Традиционным средством увеличения удаленности охраняемых объектов от ПЦО является использование ретрансляции сигналов охраняемых объектов. Однако построение сети ретрансляторов вызывает дополнительные затраты на проведение строительных работ и, кроме того, требует наличия разрешения Государственной радиочастотной службы и разрешений от владельцев сооружений, на которых устанавливаются ретрансляторы.The traditional way to increase the distance of protected objects from the central monitoring station is to use the relay of signals of protected objects. However, the construction of a network of repeaters causes additional costs for construction work and, in addition, requires the permission of the State Radio Frequency Service and permits from owners of structures on which repeaters are installed.
Одним из перспективных методов, обеспечивающих возможность передачи сообщений от охраняемых объектов в ПЦО без использования разветвленной сети ретрансляторов, является применение в передаваемых сообщениях "прыгающих" частот (Frequency hopping). На основе применения такого метода построены системы централизованной охраны, описанные в вышеупомянутых патентах-аналогах: US №6188715, Н 04 L 27/26; US №6700920, H 04 B 01/713; US №6870875, Н 04 В 01/69. Необходимо отметить, что использование "прыгающих" частот затрудняет для злоумышленника формирование в радиоэфире искусственных сообщений. Для того чтобы в ПЦО искусственное сообщение было воспринято как сообщение от данного охраняемого объекта, свидетельствующее о его нормальной работе, это искусственное сообщение должно не только начинаться в соответствующий момент времени, но и передаваться на соответствующей несущей частоте.One of the promising methods providing the possibility of transmitting messages from protected objects to a central monitoring station without using an extensive network of repeaters is the use of "jumping" frequencies in transmitted messages (Frequency hopping). Based on the application of this method, centralized security systems are described in the aforementioned patents-analogues: US No. 6188715, Н 04 L 27/26; US 6,700,920; H 04 B 01/713; US No. 6870875, H 04 B 01/69. It should be noted that the use of "jumping" frequencies makes it difficult for an attacker to form artificial messages on the air. In order for the artificial communication in the PCO to be perceived as a message from this protected object, indicating its normal operation, this artificial message should not only begin at the appropriate time, but also should be transmitted at the appropriate carrier frequency.
Кроме того, использование "прыгающих" частот существенно снижает вероятность того, что пара сообщений будет потеряна вследствие совпадения промежутков времени их передачи: для потери пары сообщений нужна еще и близость их несущих частот. Однако, если не контролировать выбор моментов начала передачи и несущих частот, то потерь пар сообщений избежать не удается.In addition, the use of “jumping” frequencies significantly reduces the likelihood that a pair of messages will be lost due to the coincidence of the transmission time intervals: for the loss of a pair of messages, the proximity of their carrier frequencies is also needed. However, if you do not control the choice of transmission start times and carrier frequencies, then loss of message pairs cannot be avoided.
Допустим, что в ПЦО приходят сообщения от ста охраняемых объектов. При этом для каждого охраняемого объекта промежуток времени от начала передачи любого сообщения до начала передачи следующего сообщения устанавливается в пределах от двух до четырех минут (при ста равновероятных вариантах выбора). Пусть, далее, количество равновероятных вариантов выбора несущей частоты для каждого из сообщений равно тысяче. Тогда каждый час в ПЦО будут теряться от двух до трех пар сообщений, сформированных разными охраняемыми объектами.Let's say that messages from a hundred of protected objects come to the PCO. Moreover, for each protected object, the time interval from the beginning of the transmission of any message to the beginning of the transmission of the next message is set within two to four minutes (with a hundred equally probable choices). Suppose further that the number of equally probable carrier frequency selection options for each message is one thousand. Then, every hour in the central monitoring station, two to three pairs of messages generated by different protected objects will be lost.
В одном из известных технических решений (в патенте US №6870875, Н 04 В 01/69) предприняты меры по выбору моментов начала передачи сообщений и несущих частот с целью - избежать потерь пар сообщений вследствие их наложения (по времени и несущей частоте). Метод работы этого технического решения является ближайшим к заявляемому способу. Техническое решение по данному патенту выбрано в качестве прототипа заявляемого способа.In one of the well-known technical solutions (in US patent No. 6870875, Н 04 В 01/69), measures were taken to select the moments of the beginning of the transmission of messages and carrier frequencies in order to avoid loss of message pairs due to their overlap (in time and carrier frequency). The method of operation of this technical solution is the closest to the claimed method. The technical solution for this patent is selected as a prototype of the proposed method.
Реализация этого способа в условиях действующих в России ограничений по диапазону радиочастот и мощностей не позволяет увеличить зону действия аппаратуры более чем до (0,5-1,0) км. Этого недостаточно для продукции, предназначенной для свободной рыночной реализации.The implementation of this method under the conditions in Russia of the restrictions on the range of radio frequencies and capacities does not allow to increase the coverage area of the equipment to more than (0.5-1.0) km. This is not enough for products intended for free market sale.
Настоящее изобретение направлено на усовершенствование прототипа с учетом действующих в России ограничений по диапазону радиочастот и мощностей.The present invention is aimed at improving the prototype, taking into account the current restrictions in Russia on the range of radio frequencies and powers.
Предметом данного изобретения является способ радиосвязи между охраняемыми объектами и ПЦО, при котором в ПЦО для каждого охраняемого объекта выявляют необходимость подачи соответствующего сигнала управления, формируют двоичный код этого сигнала управления и передают его по радиоэфиру в составе командного сообщения, которое принимают на соответствующем охраняемом объекте, в каждом из охраняемых объектов формируют в двоичном коде и передают в ПЦО по радиоэфиру квитирующие, контрольные или тревожные сообщения, причем квитирующее сообщение формируют после приема от ПЦО командного сообщения, тревожное сообщение - после выявления на охраняемом объекте тревожного события, а контрольное сообщение - при отсутствии условий формирования квитирующего и тревожного сообщения, в ПЦО по принятому тревожному сообщению выявляют тревожное событие, явившееся причиной формирования тревожного сообщения, и принимают решение, адекватное произошедшему тревожному событию, при передаче с каждого охраняемого объекта любого сообщения - квитирующего, контрольного или тревожного - определяют ожидаемый интервал времени Т между моментами начала передачи данного и следующего сообщения этого охраняемого объекта и несущую частоту F следующего сообщения, при этом для выбора ожидаемого интервала времени Т используют три совпадающих для всех охраняемых объектов показателя: минимально допустимый интервал времени ТМИН, максимально допустимый интервал времени ТМАКС и шаг ΔТ выбора интервала времени, а для выбора несущей частоты F следующего сообщения также используют три совпадающих для всех охраняемых объектов показателя: минимально допустимую частоту FМИН, максимально допустимую частоту FMAKC и шаг ΔF сетки частот, определение ожидаемого интервала времени Т осуществляют путем выбора по предварительно установленному для каждого охраняемого объекта алгоритму псевдослучайного равновероятного выбора числа КТ в пределах 0≤КТ≤(ТМАКС-ТМИН)/ΔT и использования соотношения Т=ТМИН+КTΔТ, а определение несущей частоты F следующего сообщения осуществляют путем выбора по аналогичному предварительно установленному для каждого охраняемого объекта алгоритму псевдослучайного равновероятного выбора числа КF в пределах 0≤KF≤(FMAKC-FМИН)/ΔF и использования соотношения F=FМИН+КFΔF, - при этом, в ПЦО запоминают каждый из предварительно установленных для охраняемых объектов псевдослучайных равновероятных ключевых алгоритмов и используют эти алгоритмы для определения и последующего запоминания моментов времени поступления очередных сообщений от каждого из охраняемых объектов и несущих частот этих сообщений, при формировании сообщений осуществляют переход от логического нуля к логической единице путем сдвига несущей частоты F на целое число К шагов ΔF сетки частот, превышающее единицу и постоянное для всех охраняемых объектов, при приближении текущего времени к запомненному моменту времени поступления очередного сообщения от одного из охраняемых объектов осуществляют широкополосный прием сигналов, переносят входную полосу частот в область более низких частот, осуществляют аналого-цифровое преобразование и методами цифровой фильтрации с учетом произведенного переноса входной полосы частот выделяют интервалы частот, близкие к тем частотам, на которых в ожидаемом сообщении должны передаваться символы логического нуля и логической единицы, а при отсутствии приема ожидаемого сообщения в выделенных областях частот принимают меры, адекватные мерам, принимаемым при поступлении от соответствующего охраняемого объекта тревожного сообщения, при наличии приема сообщения путем последовательного сдвига интервала времени цифровой фильтрации на шаг, меньший интервала времени передачи одного разряда в сообщении, определяют моменты изменения разрядов в сообщении и сдвиг по времени начала сообщения, вызываемый несоответствием опорной частоты генераторов в составе ПЦО и охраняемого объекта, дешифрируют полученное сообщение и совершают действия, адекватные его содержанию и учитывающие условия, имеющие место в ПЦО, проверяют, требуют ли данные действия подачи на охраняемый объект сигнала управления, и при наличии такого требования формируют командное сообщение, содержащее требуемый сигнал управления, и передают его на частотах логического нуля и логической единицы в принятом ПЦО сообщении с поправками, учитывающими установленное при приеме сообщения несоответствие опорной частоты генераторов в составе ПЦО и охраняемого объекта, а на охраняемом объекте по окончании передачи каждого сообщения в течение заданного интервала времени ожидают поступления команды из ПЦО на тех же частотах, на которых из данного охраняемого объекта передавалось последнее сообщение.The subject of this invention is a radio communication method between guarded objects and a central monitoring station, in which the central monitoring station identifies the need for a corresponding control signal for each protected object, generates a binary code for this control signal and transmits it over the air as part of a command message received at the corresponding protected object, in each of the protected objects they form in binary code and transmit acknowledgment, control or alarm messages to the PCO via radio, moreover, the acknowledgment message A message is generated after receiving a command message from the PCA, an alarm message - after an alarm event is detected at the guarded object, and a control message - if there are no conditions for the generation of an acknowledgment and alarm message, the alarm event is detected in the PCC, which caused the alarm message to be generated, and make a decision adequate to the disturbing event that occurred, when transmitting from each protected object any message - acknowledging, monitoring or alarming - determined dissolved expected time interval T between the instants of beginning of the transmission of this and the next message of the protected object and the carrier frequency F of the next message, wherein to select the expected time T intervals using three matched to all protected objects of the indicator: the minimum allowable time T MIN range, maximum allowable interval the time T MAX, and a step Δ T of the timing interval and for selecting the carrier frequency F of the next message is also used for all three matching protected objects indicator: E imalno allowable frequency F min, the maximum frequency F MAKC and step frequency Δ F grid, determining the expected time interval T is carried out by selecting a preset for each protected object pseudorandom algorithm equiprobable selecting number K T within 0≤K T ≤ (T MAX MIN -T) / Δ T and using the relation T = T MIN + T Δ T K, and determining a carrier frequency F of the next message is performed by selecting a similar pre-set for each protected object algorithm pse equiprobable-random selection of K F within 0≤K F ≤ (F MAKC -F min) / Δ F and utilization ratio F = F F K MIN + Δ F, - wherein, in each one of the ARC is stored preset for protected objects pseudo-random equiprobable key algorithms and use these algorithms to determine and subsequently memorize the time of arrival of next messages from each of the protected objects and the carrier frequencies of these messages, when forming messages, they switch from a logical zero to a logical unit by shifting the carrier frequency F by an integer number K of steps Δ F of the frequency grid that exceeds unity and constant for all protected objects, when the current time approaches the remembered time of the next message from one of the protected objects, they receive broadband signals, transfer the input frequency band to region of lower frequencies, carry out analog-to-digital conversion and digital filtering methods, taking into account the transfer of the input frequency band, allocate frequency intervals close those frequencies at which symbols of logical zero and logical units should be transmitted in the expected message, and if there is no reception of the expected message in the allocated frequency areas, measures are taken that are adequate to the measures taken when an alarm message is received from the corresponding protected object, if the message is received by successive shift the digital filtering time interval per step shorter than the transmission time interval of one bit in the message, the moments of the change in the bits in the message and sd are determined at the start time of the message, caused by the mismatch of the reference frequency of the generators in the monitoring station and the protected object, decrypt the received message and perform actions adequate to its content and taking into account the conditions that occur in the central monitoring station, check whether these actions require a control signal to be sent to the protected object, and if there is such a requirement, a command message is generated containing the required control signal, and it is transmitted at frequencies of logical zero and logical unit in the received AEC message as amended and, taking into account the mismatch between the reference frequency of the generators in the CCA and the protected object established when the message was received, and at the guarded object, after the end of the transmission of each message, a command from the CCA is expected to be received for a predetermined time interval at the same frequencies at which the last transmitted from this guarded object message.
Частными существенными признаками изобретения являются следующие.Particular features of the invention are as follows.
В ПЦО при определении момента времени поступления очередного сообщения от рассматриваемого охраняемого объекта сравнивают ожидаемый временной интервал приема очередного сообщения с ранее ожидаемыми временными интервалами поступления сообщений от других охраняемых объектов, выявляют наличие наложения этих интервалов на ожидаемый временной интервал приема очередного сообщения с учетом продолжительности дополнительного временного интервала подачи командного сообщения, при выявлении такого наложения проверяют наличие близости несущих частот и при установленной близости несущих частот формируют команду изменения для рассматриваемого охраняемого объекта времени формирования и/или несущей частоты очередного сообщения, после чего запоминают в ПЦО и на охраняемом объекте откорректированные параметры.In the PCO, when determining the time of arrival of the next message from the protected object under consideration, the expected time interval for receiving the next message is compared with the previously expected time intervals for receiving messages from other protected objects, the presence of overlapping of these intervals on the expected time interval for receiving the next message taking into account the duration of the additional time interval filing a command message, if such an overlap is detected, the presence of proximity is not checked uschih frequency and fixed proximity carriers form change command for the given protected object formation time and / or the carrier frequency of the next message, and then stored in the central station and the corrected parameters of the protected object.
С помощью формируемой в ПЦО команды увеличивают до максимально допустимого значения ТМАКС интервал времени Т между моментами начала передачи данного и следующего сообщений с соответствующего охраняемого объекта.Using the commands generated in the PCA, the time interval T between the moments when the transmission of this and the next message starts from the corresponding protected object is increased to the maximum allowable value T MAX .
Цифровую фильтрацию сообщений в ПЦО осуществляют с помощью быстрого преобразования Фурье.Digital filtering of messages in the central monitoring station is carried out using the fast Fourier transform.
При использовании быстрого преобразования Фурье устанавливают допустимое перекрытие частот в соседних спектральных участках, не менее шага ΔF сетки частот.When using the fast Fourier transform, an acceptable frequency overlap is established in adjacent spectral regions, at least a step Δ F of the frequency grid.
В структуре каждого сообщения выделяют синхронизирующий маркер, информационный блок, выполненный с использованием помехоустойчивого кодирования, и контрольную сумму.In the structure of each message, a synchronization marker, an information block made using error-correcting coding, and a checksum are distinguished.
Задачей изобретения является создание технологии, обеспечивающей увеличение зоны действия известной аппаратуры тревожной сигнализации, используемой при охране транспортных средств и объектов недвижимости, с учетом реально действующих ограничений номиналов используемых радиочастот и мощностей излучения передатчиков.The objective of the invention is the creation of a technology that provides an increase in the range of the known alarm equipment used in the protection of vehicles and real estate, taking into account the actual restrictions on the nominal values of the used radio frequencies and radiation powers of the transmitters.
Техническим результатом изобретения является создание достаточно простой в технической реализации и не имеющей ограничений для свободной рыночной продажи аппаратуры системы, предназначенной для работы в системах тревожной сигнализации.The technical result of the invention is the creation of a sufficiently simple in technical implementation and not having restrictions for the free market sale of system equipment designed to work in alarm systems.
Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей, показанных на фиг.1-3.The invention is illustrated using the drawings shown in figures 1-3.
На фиг.1 поясняется концепция предлагаемого способа радиосвязи между охраняемыми объектами и ПЦО.Figure 1 explains the concept of the proposed method of radio communication between protected objects and PTOs.
На фиг.2 показана структурная схема примера технической реализации аппаратуры охраняемого объекта.Figure 2 shows the structural diagram of an example of a technical implementation of the equipment of the protected object.
На фиг.3 показана структурная схема примера технической реализации аппаратуры ПЦО.Figure 3 shows the structural diagram of an example of a technical implementation of the equipment of the central monitoring station.
На фиг.1-3 использованы следующие обозначения: 1 - датчик; 2 - объектовый блок управления; 3 - объектовый приемник; 4 - узел псевдослучайного выбора; 5 - объектовый регистр частоты; 6 - объектовый регистр времени; 7 - объектовый счетчик времени; 8 - схема совпадения; 9 - объектовый формирователь сообщения; 10 - вспомогательный регистр времени; 11 - счетчик текущего времени; 12 - первая схема сравнения; 13 - блок узлов псевдослучайного выбора; 14 - вспомогательный регистр адреса; 15 - центральный регистр частоты; 16 - центральный регистр времени; 17 - гетеродинный приемник; 18 - аналого-цифровой преобразователь; 19 - блок цифровых фильтров; 20 - вспомогательный регистр частоты; 21 - решающий блок; 22 - центральный блок управления; 23 - буферная память; 24 - вторая схема сравнения; 25 - формирователь командного сообщения.Figure 1-3 used the following notation: 1 - sensor; 2 - object control unit; 3 - object receiver; 4 - node pseudo-random selection; 5 - object frequency register; 6 - object time register; 7 - object time counter; 8 is a coincidence diagram; 9 - object driver of the message; 10 - auxiliary time register; 11 - current time counter; 12 is a first comparison diagram; 13 is a block of pseudo-random selection nodes; 14 - auxiliary address register; 15 - central frequency register; 16 - central time register; 17 - heterodyne receiver; 18 - analog-to-digital Converter; 19 is a block of digital filters; 20 - auxiliary frequency register; 21 - a crucial unit; 22 - central control unit; 23 - buffer memory; 24 is a second comparison diagram; 25 - shaper command message.
Аппаратура охраняемого объекта устанавливается на соответствующем охраняемом объекте недвижимости или на транспортном средстве. При этом в состав примера технической реализации аппаратуры охраняемого объекта (фиг.2) входят датчики 1, выходы которых подключены к объектовому блоку 2 управления. Соответствующие выходы объектового блока 2 управления подключены ко входу узла 4 псевдослучайного выбора, к первому входу объектового регистра 6 времени, к первому и второму входам объектового счетчика 7 времени и к первому входу объектового формирователя 9 сообщения, выполненного с возможностью передачи по радиоэфиру соответствующих сообщений в ПЦО. Выходы объектового регистра 6 времени и объектового счетчика 7 времени подключены к соответствующим входам схемы 8 совпадения, выход которой соединен с первым входом объектового блока 2 управления и со вторым входом объектового формирователя 9 сообщения. Третий вход объектового формирователя 9 сообщения подключен к выходу объектового регистра 5 частоты и соединен со входом объектового приемника 3, выполненного с возможностью приема по радиоэфиру соответствующих командных сообщение из ПЦО. При этом выход объектового приемника 3 подключен ко второму входу объектового блока 2 управления, а выходы узла 4 псевдослучайного выбора подключены соответственно ко второму входу объектового регистра 6 времени и ко входу объектового регистра 5 частоты.The equipment of the guarded facility is installed on the corresponding guarded property or in a vehicle. In this case, the structure of an example of technical implementation of the equipment of the protected object (figure 2) includes
Аппаратура ПЦО устанавливается в общем для всех охраняемых объектов ПЦО. При этом в состав примера технической реализации аппаратуры ПЦО (фиг.3) входят гетеродинный приемник 17, выполненный с возможностью приема сообщений от охраняемых объектов. Выход гетеродинного приемника 17 через аналого-цифровой преобразователь 18 подключен к первому входу блока 19 цифровых фильтров. Второй вход блока 19 цифровых фильтров соединен с первым входом блока 13 узлов псевдослучайного выбора и с выходом первой схемы 12 сравнения. Первый вход первой схемы сравнения подключен к выходу счетчика 11 текущего времени, а второй вход - к выходу вспомогательного регистра 10 времени и к первому входу центрального блока 22 управления, второй вход которого соединен с первым выходом блока 19 цифровых фильтров. Второй выход блока 19 цифровых фильтров через решающий блок 21 соединен с третьим входом центрального блока 22 управления. При этом второй вход блока 13 узлов псевдослучайного выбора соединен с выходом вспомогательного регистра 14 адреса. Первый выход блока 13 узлов псевдослучайного выбора соединен через центральный регистр 15 частоты с четвертым входом центрального блока 22 управления. Второй выход блока 13 узлов псевдослучайного выбора соединен с первым входом центрального регистра 16 времени, выход которого подключен к пятому входу центрального блока 22 управления, шестой вход которого подключен к выходу второй схемы 24 сравнения. Первый вход второй схемы 24 сравнения соединен с первым выходом буферной памяти 23, первый вход которой подключен ко второму входу второй схемы 24 сравнения и к первому выходу центрального блока 22 управления. Второй выход центрального блока 22 управления соединен со входом формирователя 25 командного сообщения, выполненного с возможностью передачи по радиоэфиру командных сообщений для соответствующих охраняемых объектов. Седьмой вход центрального блока 22 управления соединен со вторым выходом буферной памяти 23, второй вход которой соединен с третьим выходом центрального блока 22 управления, четвертый выход которого подключен ко второму входу центрального регистра 16 времени. Третий, четвертый и пятый выходы буферной памяти 23 соединены со входами соответственно вспомогательного регистра 10 времени, вспомогательного регистра 14 адреса и вспомогательного регистра 20 частоты. Выход вспомогательного регистра 20 частоты подключен к третьему входу блока 19 цифровых фильтров.The equipment of the central monitoring station is installed in general for all protected objects of the central monitoring station. At the same time, the heterodyne receiver 17 made with the possibility of receiving messages from protected objects is included in the example of technical implementation of the PCO equipment (Fig. 3). The output of the heterodyne receiver 17 through an analog-to-
Датчики 1 представляют собой технические средства охранно-пожарной сигнализации, предназначенные для обнаружения пожара на охраняемом объекте или для выявления проникновения (попытки проникновения) посторонних лиц на охраняемый объект, а также для выявления факта воздействия на охраняемый объект, превышающего нормированный уровень. То есть датчики 1 обнаруживают на охраняемом объекте тревожные события. При обнаружении тревожных событий датчики 1 формируют соответствующие тревожные извещения. Кроме того, датчики 1 могут формировать также контрольно-диагностические извещения. Типы и основные характеристики технических средств охранно-пожарной сигнализации широко известны по научно-технической литературе (например, "Справочник инженерно-технических работников и электромонтеров технических средств охранно-пожарной сигнализации", Москва, МВД, ГУВО, 1997).
Объектовый блок 2 управления, решающий блок 21, центральный блок 22 управления и вторая схема 24 сравнения могут быть выполнены, например, по схемам программируемого контроллера.The
В качестве аналого-цифрового преобразователя 18 могут быть использованы стандартные серийно выпускаемые микросхемы.As an analog-to-
Блок 19 цифровых фильтров может быть выполнен на основе узлов цифровой фильтрации интегрирующего типа, использующих метод быстрого преобразования Фурье.Block 19 of digital filters can be made on the basis of digital filtering nodes of an integrating type using the fast Fourier transform method.
В состав аппаратуры каждого охраняемого объекта входит особый, предназначенный именно для этого охраняемого объекта, узел 4 псевдослучайного выбора. Он позволяет осуществить псевдослучайный выбор несущей частоты следующего сообщения и интервала времени между посылкой этого сообщения и посылкой предыдущего сообщения. Для простоты изложения можно считать, что узел 4 псевдослучайного выбора представляет собой постоянное энергонезависимое запоминающее устройство (хотя на практике выбор варианта аппаратурной реализации узла 4 псевдослучайного выбора может быть чрезвычайно широким). Для этого варианта исполнения узла 4 псевдослучайного выбора блок 13 узлов псевдослучайного выбора представляет собой набор запоминающих устройств, содержимое каждого из которых полностью совпадает с содержимым узла 4 псевдослучайного выбора (входящего в состав соответствующего охраняемого объекта). Блок 13 узлов псевдослучайного выбора выполнен с возможностью выбора конкретного запоминающего устройства по содержимому вспомогательного регистра 14 адреса.The structure of the equipment of each guarded object includes a special
В качестве объектового приемника 3 можно использовать приемник любого известного типа, например супергетеродинный с изменяемой частотой гетеродина.As the
Гетеродинный приемник 17 должен быть выполнен с возможностью осуществления при приеме радиосигналов переноса входной полосы частот в область более низких (например, звуковых) частот.The heterodyne receiver 17 must be configured to transmit the input frequency band to lower frequency (eg, sound) frequencies when receiving radio signals.
Объектовый формирователь 9 сообщения и формирователь 25 командного сообщения выполнены с возможностью генерации сигналов в требуемой полосе частот при соответствующем (внешнем по отношению к ним) выборе несущей частоты. С учетом этой особенности объектовый формирователь 9 сообщения и формирователь 25 командного сообщения могут быть выполнены по стандартной схеме передатчика с выбранным типом модуляции последовательным кодом сообщения, подлежащего передаче.The object driver of the message 9 and the driver 25 of the command message are configured to generate signals in the desired frequency band with a corresponding (external to them) selection of the carrier frequency. With this in mind, the object message shaper 9 and command message shaper 25 can be performed according to the standard transmitter scheme with the selected modulation type as the serial code of the message to be transmitted.
Остальные узлы и блоки рассматриваемой аппаратурной реализации заявляемого способа представляют собой стандартные цифровые элементы, широко описанные в технической литературе и доступные на коммерческом рынке.The remaining nodes and blocks of the considered hardware implementation of the proposed method are standard digital elements that are widely described in the technical literature and available on the commercial market.
Описанная выше система централизованной охраны работает следующим образом.The centralized security system described above works as follows.
На определенном расстоянии (например, не более 20 км) от ПЦО располагается ряд охраняемых объектов (фиг.1). Такими охраняемыми объектами могут быть транспортные средства или объекты недвижимости. Каждый из охраняемых объектов связан по соответствующему радиоканалу с ПЦО. ПЦО формирует для каждого охраняемого объекта индивидуальные сигналы управления, передаваемые двоичным кодом по радиоканалу в составе так называемых командных сообщений. После приема командного сообщения на соответствующем охраняемом объекте происходит формирование квитирующего сообщения, подтверждающего прием командного сообщения.At a certain distance (for example, no more than 20 km) from the central monitoring station, a number of protected objects are located (Fig. 1). Such protected objects may be vehicles or real estate. Each of the protected objects is connected via a corresponding radio channel with a central monitoring station. The central monitoring station generates individual control signals for each protected object transmitted by the binary code over the air as part of the so-called command messages. After receiving the command message at the corresponding guarded object, an acknowledgment message is generated confirming the receipt of the command message.
На охраняемых объектах могут происходить тревожные события, к которым относятся, например, пожар или нападение на этот охраняемый объект злоумышленников. Аппаратура охраны, находящаяся на этом охраняемом объекте, обнаруживает тревожные события и после этого посылает в ПЦО соответствующее тревожное сообщение. В ПЦО по расшифрованному тревожному сообщению определяют, какое тревожное событие произошло на охраняемом объекте, и принимают адекватные меры, например в случае пожара направляют по соответствующему адресу пожарную команду.At protected sites, disturbing events can occur, which include, for example, a fire or an attack on this protected object by intruders. Security equipment located at this guarded facility detects alarm events and then sends the corresponding alarm message to the central monitoring station. According to the decrypted alarm message, the PCO determines which alarm event occurred at the guarded object and take adequate measures, for example, in case of fire, send a fire brigade to the appropriate address.
Однако, если охраняемый объект подвергся нападению злоумышленников, то необходимо считаться с тем, что аппаратура охраны на охраняемом объекте может быть подавлена, например, механически сломана и разбита путем применения огнестрельного оружия и взрывчатых веществ. Поэтому тревожное сообщение о нападении злоумышленников может не дойти до ПЦО. В рассматриваемой системе охраны предусматривается, что каждое из сообщений некоторого i-го охраняемого объекта подается и, соответственно, поступает в ПЦО в строго определенные моменты времени (ti,1, ti,2...ti,p, ti,p+1...). Эти моменты времени вычисляются как в каждом охраняемом объекте, так и в ПЦО. При передаче (в момент ti,p) очередного сообщения с помощью алгоритма псевдослучайного равновероятного выбора определяется интервал времени Т между началом передачи этого сообщения и началом передачи следующего сообщения:However, if the guarded object was attacked by intruders, it is necessary to reckon with the fact that the security equipment at the guarded object can be suppressed, for example, mechanically broken and destroyed by the use of firearms and explosives. Therefore, an alarming message about an attack by attackers may not reach the PCO. In the security system under consideration, it is provided that each of the messages of a certain i-th guarded object is supplied and, accordingly, arrives at the central monitoring station at strictly defined time points (t i, 1 , t i, 2 ... t i, p , t i, p + 1 ...). These time points are calculated both in each guarded object and in the central monitoring station. When transmitting (at time t i, p ) the next message using the pseudo-random equally probable algorithm, the time interval T is determined between the start of transmission of this message and the start of transmission of the following message:
Алгоритм псевдослучайного равновероятного выбора интервала времени Т особый для каждого из охраняемых объектов, однако, каждый из алгоритмов псевдослучайного равновероятного выбора интервала времени Т для охраняемого объекта известен и в ПЦО. Общими для всех алгоритмов псевдослучайного равновероятного выбора интервала времени Т являются три параметра:The algorithm for the pseudo-random equiprobable choice of the time interval T is special for each of the protected objects, however, each of the algorithms for the pseudo-random equiprobable choice of the time interval T for the protected object is also known in the central monitoring station. Common to all algorithms for pseudo-random equiprobable choice of the time interval T are three parameters:
ТМИН - минимально допустимый интервал времени;T MIN - the minimum allowable time interval;
ТМАКС - максимально допустимый интервал времени;T MAX - the maximum allowable time interval;
ΔT - шаг выбора интервала времени.Δ T is the time interval selection step.
Таким образом, выбор интервала времени Т сводится к выбору целого числа КТ в пределах от 0 до (ТМАКС-ТМИН)/ΔТ. При этом алгоритмы псевдослучайного равновероятного выбора должны обеспечивать равную вероятность выбора любого из целых чисел в заданных пределах. Формула (1) преобразуется к виду:Thus, the choice of the time interval T is reduced to the choice of an integer K T in the range from 0 to (T MAX- T MIN ) / Δ T. At the same time, pseudo-random equiprobable selection algorithms should provide an equal probability of choosing any of the integers within the given limits. Formula (1) is converted to the form:
Двоичный код каждого сообщения передается на псевдослучайно выбранной несущей частоте F. Алгоритмы псевдослучайного равновероятного выбора несущей частоты F особые для каждого из охраняемых объектов, однако каждый из алгоритмов псевдослучайного равновероятного выбора несущей частоты F для охраняемого объекта известен и в ПЦО. Общими для всех алгоритмов псевдослучайного равновероятного выбора несущей частоты F являются три параметра:The binary code of each message is transmitted on a pseudo-randomly selected carrier frequency F. Algorithms for the pseudo-random equiprobable selection of the carrier frequency F are specific for each of the protected objects, however, each of the algorithms for the pseudo-random equiprobable choice of the carrier frequency F for the protected object is also known in the PCO. Common to all algorithms for pseudo-random equiprobable selection of the carrier frequency F are three parameters:
FМИН - минимально допустимая несущая частота;F MIN - the minimum allowable carrier frequency;
FMAKC - максимально допустимая несущая частота;F MAKC - maximum allowable carrier frequency;
ΔF - шаг сетки частот.Δ F is the step of the frequency grid.
Псевдослучайный выбор несущей частоты F сводится к выбору целого числа КF в пределах от 0 до (FMAKC-FМИН)/ΔF. При этом алгоритмы псевдослучайного равновероятного выбора должны обеспечивать равную вероятность выбора любого из целых чисел в заданных пределах. Несущая частота F определяется по формуле:The pseudo-random selection of the carrier frequency F is reduced to the choice of an integer K F ranging from 0 to (F MAKC -F MIN ) / Δ F. At the same time, pseudo-random equiprobable selection algorithms should provide an equal probability of choosing any of the integers within the given limits. The carrier frequency F is determined by the formula:
При передаче используется частотная модуляция. Например, на несущей частоте F передается логический ноль, а на частоте F+K·ΔF передается логическая единица. Целое число К является общей постоянной величиной как для всех охраняемых объектов, так и для ПЦО. Например, К=2.When transmitting, frequency modulation is used. For example, a logical zero is transmitted at a carrier frequency F, and a logical unit is transmitted at a frequency F + K · Δ F. The integer K is a common constant value for both all protected objects, and for the central monitoring station. For example, K = 2.
Если в известный момент времени на определенной несущей частоте в ПЦО не поступило сообщения от соответствующего охраняемого объекта, то такое событие ПЦО приравнивает к поступлению тревожного сообщения о нападении злоумышленников на данный охраняемый объект. Поэтому, если на каком-либо охраняемом объекте в момент, выбранный для подачи сообщения, нет условий для формирования и подачи квитирующего или тревожного сообщения, то данный охраняемый объект формирует так называемое контрольное сообщение. Его прием в ПЦО указывает только на то, что соответствующий охраняемый объект находится в нормальном состоянии. Разумеется, контрольное сообщение может содержать и какую-либо дополнительную информацию, например, о том, что напряжение батареи питания существенно упало и находится вблизи допустимого предела. Однако, необходимо отметить, что содержательная часть любого сообщения не относится к теме настоящего патента и рассматриваться не будет. Существенным является только наличие в системе четырех видов сообщений: командных, квитирующих, контрольных и тревожных.If at a certain point in time at a certain carrier frequency the PCO did not receive messages from the corresponding protected object, then this event of the PCO equates to the receipt of an alarm message about an attack by attackers on this protected object. Therefore, if at any secured object at the moment selected for sending a message, there are no conditions for the formation and submission of an acknowledgment or alarm message, then this protected object generates a so-called control message. Its admission to the central monitoring station indicates only that the corresponding protected object is in a normal state. Of course, the control message may also contain some additional information, for example, that the voltage of the battery has dropped significantly and is close to the allowable limit. However, it should be noted that the content of any message does not relate to the subject of this patent and will not be considered. Only the presence of four types of messages in the system is essential: command, acknowledgment, control and alarm.
При этом в структуре каждого из сообщений содержится:Moreover, the structure of each message contains:
- синхронизирующий маркер;- synchronization marker;
- информационный блок (выполненный, например, с использованием помехоустойчивого кодирования);- information block (made, for example, using error-correcting coding);
- контрольная сумма.- check sum.
Количество разрядов в каждом виде сообщений строго постоянно. Продолжительность передачи каждого разряда - одна и та же.The number of bits in each type of message is strictly constant. The duration of the transmission of each discharge is the same.
Рассмотрим теперь более подробно работу аппаратуры (фиг.2), установленной на охраняемых объектах.Let us now consider in more detail the operation of the equipment (Fig. 2) installed on protected objects.
На охраняемом объекте (транспортном средстве или объекте недвижимости) установлен ряд датчиков 1, каждый из которых реализует непосредственно для него отведенную охранную функцию в установленной для него зоне охраны. Например, один из датчиков 1 может следить за тем, чтобы на охраняемом дачном участке дверь гаража была бы закрыта и сохраняла бы свою целостность. Другой датчик 1 отслеживает целостность и закрытое состояние одного из окон дома и т.д. Задачей датчиков 1 является фиксация определенных событий (в том числе - тревожных событий) и передача информации об этих событиях на объектовый блок 2 управления (который может представлять собой, например, специально запрограммированный микроконтроллер).A number of
На объектовый блок 2 управления поступает также сигнал с объектового приемника 3 (при поступлении на данный охраняемый объект какого-либо командного сообщения из ПЦО).A signal from the
Объектовый блок 2 управления по информации, полученной от датчиков 1 и от объектового приемника 3, подготавливает код сообщения (квитирующего, контрольного или тревожного), подлежащего следующей передаче. После того, как с момента начала передачи последнего сообщения проходит установленный минимально допустимый интервал времени (ТМИН) объектовый блок 2 управления выдает команду на узел 4 псевдослучайного выбора. По этой команде узел 4 псевдослучайного выбора передает:The
- на объектовый регистр 5 частоты код КF несущей частоты следующего сообщения;- on the object register 5 frequency code K F carrier frequency of the next message;
- на объектовый регистр 6 времени код КТ ожидаемого интервала времени Т между переданными сообщениями. При минимально допустимом содержимом объектового регистра 6 времени (например - все логические нули) между переданными сообщениями устанавливается минимально допустимый интервал времени ТМИН, а при максимально допустимом содержимом объектового регистра 6 времени (например - все логические единицы) устанавливается максимально допустимый интервал времени ТМАКС между переданными сообщениями.- to the
Кроме того, объектовый блок 2 управления сбрасывает объектовый счетчик 7 времени и начинает подавать на него сигналы счета с периодом, равным шагу ΔТ выбора интервала времени. Равенство содержимого объектового счетчика 7 времени содержимому объектового регистра 6 времени означает, что с момента подачи предыдущего сообщения прошел установленный ожидаемый интервал времени Т. Схема 8 совпадения устанавливает наличие совпадения содержимого объектового счетчика 7 времени и объектового регистра 6 времени, а затем посылает сигнал в объектовый формирователь 9 сообщения и в объектовый блок 2 управления.In addition, the
Объектовый блок 2 управления запоминает момент поступления на него сигнала от схемы 8 совпадения. Этот момент объектовый блок 2 управления рассматривает в качестве момента начала передачи очередного сообщения, поскольку по сигналу схемы 8 совпадения объектовый формирователь 9 сообщения начинает передачу очередного сообщения в радиоэфир. При подаче сообщения в радиоэфир используется несущая частота F, код которой (КF) поступает в объектовый формирователь 9 сообщения с выхода объектового регистра 5 частоты, и последовательный код сообщения, поступающий в объектовый формирователь 9 сообщения из объектового блока 2 управления. По окончании передачи сообщения объектовый блок 2 управления отключает объектовый формирователь 9 сообщения и переключается в режим ожидания приема командного сообщения, которое может поступить в объектовый блок 2 управления от объектового приемника 3. При этом несущая частота ожидаемого командного сообщения задается для объектового приемника 3 с выхода объектового регистра 5 частоты. В системе, реализующей предлагаемый способ, всегда существует единственный охраняемый объект, передающий сообщение в ПЦО на данной несущей частоте F. Поэтому командное сообщение из ПЦО (на той же несущей частоте F) подается строго на определенный охраняемый объект (никакого адреса указывать не требуется). После приема команды на объектовый блок 2 управления этот объектовый блок 2 управления начинает отработку содержания поступившей команды, осуществляя требуемые действия.The
Эти действия не относятся к предмету изобретения и специально не рассматриваются при единственном исключении: поступлении команды изменения ожидаемого интервала времени Т. По этой команде на охраняемом объекте должен быть принудительно установлен максимально допустимый интервал времени ТМАКС. Поэтому для отработки этой команды после того, как из узла 4 псевдослучайного выбора в объектовый регистр 6 времени поступает очередной код KT. ожидаемого интервала времени T, из объектового блока 2 управления на тот же объектовый регистр 6 времени поступает сигнал принудительной установки в объектовом регистре 6 времени максимального содержимого (ТМАКС-ТМИН)/ΔТ.These actions are not related to the subject of the invention and are not specifically considered with a single exception: a command to change the expected time interval T is received. According to this command, the maximum allowable time interval T MAX must be forcibly set at the guarded object. Therefore, to work out this command after the next code K T is received from the
Рассмотрим теперь работу аппаратуры ПЦО (фиг.3). Для простоты блок-схема аппаратуры ПЦО в примере реализации (фиг.3) не учитывает возможности одновременного приема в ПЦО сообщений от нескольких охраняемых объектов (при использовании разнесенных несущих частот).Consider now the operation of the PCO equipment (figure 3). For simplicity, the block diagram of the central monitoring station equipment in the implementation example (Fig. 3) does not take into account the possibility of simultaneously receiving messages from several protected objects in the central monitoring station (when using separated carrier frequencies).
Рассмотрение работы аппаратуры ПЦО начинаем в ожидаемый момент ti,p приема очередного сообщения от некоторого i-го охраняемого объекта. В этот момент времени содержимое, зафиксированное во вспомогательном регистре 10 времени, совпадает с текущим временем ПЦО, то есть - с показаниями счетчика 11 текущего времени. Это совпадение фиксирует первая схема 12 сравнения и формирует сигнал управления, поступающий на блок 13 узлов псевдослучайного выбора. По адресу, поступающему на блок 13 узлов псевдослучайного выбора из вспомогательного регистра 14 адреса, в блоке 13 узлов псевдослучайного выбора находится и опрашивается тот узел псевдослучайного выбора, алгоритм работы которого соответствует алгоритму работы узла 4 псевдослучайного выбора, который входит в состав охраняемого объекта, прием сообщения от которого ожидается в ПЦО. Таким образом, на выходе блока 13 узлов псевдослучайного выбора появляется тот набор сигналов, который должен быть сформирован в соответствующем охраняемом объекте на выходе узла 4 псевдослучайного выбора при формировании следующего сообщения. Этот набор сигналов поступает в центральный регистр 15 частоты и в центральный регистр 16 времени.We begin the consideration of the operation of the PCO equipment at the expected time t i, p of receiving the next message from some i-th guarded object. At this point in time, the contents recorded in the
В рассматриваемый момент времени ti,p в ПЦО должен начаться прием сообщения от определенного i-го охраняемого объекта. Этот прием осуществляет широкополосный гетеродинный приемник 17. При приеме происходит линейный перенос входной области частот в область более низких частот. То есть, в результате преобразования вместо несущей частоты F появляется некоторая, однозначно связанная с ней линейным преобразованием частота F1. С выхода гетеродинного приемника 17 сигналы поступают на аналого-цифровой преобразователь 18, где преобразуются в цифровую форму. Далее принятые сигналы поступают на блок 19 цифровых фильтров. На тот же блок 19 цифровых фильтров с выхода вспомогательного регистра 20 частоты передается код ожидаемой частоты F1. Используя этот код, блок 19 цифровых фильтров создает несколько цифровых фильтров, соответствующих частоте ожидаемых сигналов. Для указанного выше К=2 можно ограничиться пятью цифровыми фильтрами, номинальные частоты которых равны:At the moment in time t i, p in the central monitoring station, the reception of a message from a certain i-th protected object should begin. This reception is carried out by the broadband heterodyne receiver 17. When receiving, a linear transfer of the input frequency region to the lower frequency region occurs. That is, as a result of the conversion, instead of the carrier frequency F, there appears a certain frequency F 1 uniquely associated with it by a linear transformation. From the output of the heterodyne receiver 17, the signals are fed to an analog-to-
F1 - ожидаемая частота приема логического нуля;F 1 - the expected frequency of receiving logical zero;
F1+2·ΔF - ожидаемая частота приема логической единицы;F 1 + 2 · Δ F is the expected frequency of reception of a logical unit;
F1+ΔF - ожидаемая частота приема логического нуля с учетом возможной ошибки на "+ΔF" (или же ожидаемая частота приема логической единицы с учетом возможной ошибки на "-ΔF"),F 1 + Δ F - the expected frequency of receiving a logical zero, taking into account a possible error on "+ Δ F " (or the expected frequency of receiving a logical unit, taking into account a possible error on "-Δ F "),
F1-ΔF - ожидаемая частота приема логического нуля с учетом возможной ошибки на "-ΔF";F 1 -Δ F - the expected frequency of receiving logical zero, taking into account the possible error on "-Δ F ";
F1+3·ΔF - ожидаемая частота приема логической единицы с учетом возможной ошибки на "+ΔF".F 1 + 3 · Δ F - the expected frequency of reception of a logical unit, taking into account the possible error on "+ Δ F ".
В принципе, используя эти пять цифровых фильтров может быть выявлена возможная ошибка до ±3·ΔF: в этом случае сигнал будет только на одном цифровом фильтре. Тогда необходимо перестроить цифровые фильтры, например, путем соответствующего изменения ожидаемой частоты приема F1.In principle, using these five digital filters, a possible error of up to ± 3 · Δ F can be detected: in this case, the signal will be on only one digital filter. Then it is necessary to rebuild the digital filters, for example, by correspondingly changing the expected reception frequency F 1 .
Выделяемые интервалы частот должны между собой перекрываться для обеспечения приема извещений вблизи границ интервалов. Величина перекрытия определяется при программировании работы блока 19 цифровых фильтров. В системе, аппаратурно реализованной предприятием-заявителем, блок 19 цифровых фильтров строился на основе быстрого преобразования Фурье.The allocated frequency intervals must overlap to ensure the receipt of notifications near the boundaries of the intervals. The amount of overlap is determined when programming the operation of the block 19 of the digital filters. In the system hardware implemented by the applicant enterprise, the digital filter unit 19 was built on the basis of a fast Fourier transform.
С выхода блока 19 цифровых фильтров сигнал поступает на решающий блок 21. Если в ожидаемое время приема сообщения на ожидаемой частоте отсутствует прием сигналов, то решающий блок 21 включает предупреждение о тревожном событии: отсутствии сообщений от определенного охраняемого объекта.From the output of digital filter block 19, the signal is sent to
Если же блок 19 цифровых фильтров обнаруживает наличие сигнала в требуемом диапазоне частоты, то в блоке 19 цифровых фильтров необходимо установить интервалы интегрирования, начало и конец каждого из которых должны соответствовать началу и концу передачи разряда в сообщении охраняемого объекта. Установку интервалов интегрирования проводят при приеме синхронизирующего маркера сообщения.If the digital filter unit 19 detects the presence of a signal in the desired frequency range, then the integration intervals must be set in the digital filter unit 19, the beginning and end of each of which must correspond to the beginning and end of the discharge transmission in the message of the protected object. Setting integration intervals is carried out when receiving a synchronizing message marker.
Если работа аппаратуры ПЦО и соответствующего охраняемого объекта происходит полностью синхронно, то сигнал, выдаваемый первой схемой 12 сравнения в момент ti,p, будет показывать начало приема сообщения. Однако полной синхронности работы различных блоков аппаратуры при отсутствии общих сигналов синхронизации добиться невозможно. Поэтому допускается определенный ограниченный сдвиг по времени между началом приема сообщения и началом выходного сигнала первой схемы 12 сравнения. Предельно допустимую величину этого сдвига ±δ можно оценить. То есть можно считать допустимым, что прием сообщения начинается в любой произвольный момент времени в пределах от ti,p-δ до ti,p+δ.If the operation of the PCA equipment and the corresponding guarded object occurs completely synchronously, then the signal issued by the
Этот предельный промежуток времени можно, например, разделить на определенное число равных долей, определяемое программой работы блока 19 цифровых фильтров, и выбрать момент начала приема сообщения по максимуму интегральной функции, соответствующей нахождению принимаемого сигнала в определенном интервале частот. Если, допустим, в синхронизирующем маркере поочередно передаются логические нули и логические единицы, тогда сигналы будут поочередно появляться на выходах одной из следующих пар фильтров:This limit period of time can, for example, be divided into a certain number of equal parts, determined by the program of operation of the digital filter unit 19, and select the moment the message begins to receive at the maximum of the integral function corresponding to finding the received signal in a certain frequency range. If, for example, logical zeros and logical units are transmitted alternately in the synchronization marker, then the signals will appear alternately at the outputs of one of the following filter pairs:
- с номинальными частотами F1 и F1+2·ΔF,- with nominal frequencies F 1 and F 1 + 2 · Δ F ,
- с номинальными частотами F1+ΔF и F1+3·ΔF;- with nominal frequencies F 1 + Δ F and F 1 + 3 · Δ F ;
- с номинальными частотами F1-ΔF и F1+ΔF.- with rated frequencies F 1 -Δ F and F 1 + Δ F.
Время интегрирования в каждом из цифровых фильтров в точности равно времени приема одного разряда сообщения. Чем точнее соответствуют начало и конец времени интегрирования временам начала и конца передачи одного разряда сообщения, тем выше будет результат интегрирования. По его максимуму можно достаточно точно установить поправку τ, на которую отличается момент ti,p, от реального момента t*i,p, начала приема сообщения. Таким образом, во вспомогательном регистре 10 времени записан предполагаемый момент ti,p начала приема, в блоке 19 цифровых фильтров установлена поправка τ к этому моменту времени, а в центральном регистре 16 времени хранится ожидаемое значение Т интервала времени между подачей рассмотренного сообщения данного охраняемого объекта и подачей следующего сообщения от того же охраняемого объекта. По этим данным центральный блок 22 управления рассчитывает ожидаемый момент ti,p+1 приема следующего сообщения от i-го охраняемого объекта. Кроме того, центральный блок 22 управления уточняет ожидаемое значение частоты следующего сообщения, записанное в центральном регистре 15 частоты.The integration time in each of the digital filters is exactly equal to the time of receipt of one bit of the message. The more precisely the start and end of the integration time correspond to the start and end times of transmission of one bit of the message, the higher the integration result. From its maximum, it is possible to fairly accurately establish the correction τ, by which the moment t i, p differs from the real moment t * i, p , of the beginning of message reception. Thus, the estimated time t i, p of the beginning of reception is recorded in the
Затем центральный блок 22 управления последовательно считывает из ячеек буферной памяти 23 значения ожидаемых моментов приема сообщений от каждого из остальных охраняемых объектов. С помощью второй схемы 24 сравнения каждое из считанных значений сравнивается с рассчитанным ожидаемым моментом ti,p+1 приема следующего сообщения от i-го охраняемого объекта. Если при сравнении обнаруживается возможность перекрытия сообщения от i-го охраняемого объекта (с учетом того, что сразу после окончания этого сообщения может быть передано командное сообщение) с сообщением от какого-нибудь другого охраняемого объекта или с командным сообщением, то вторая схема 24 сравнения подает об этом сигнал в центральный блок 22 управления. По этому сигналу центральный блок 22 управления устанавливает в центральном регистре 16 времени содержимое, соответствующее максимально допустимому промежутку между подачами сообщений от одного источника (например - все логические единицы), после чего повторяет расчет ожидаемого момента ti,p+1 приема следующего сообщения от i-го охраняемого объекта с учетом произведенного изменения содержимого центрального регистра 16 времени. Кроме того, центральный блок 22 управления запоминает, что по окончании приема сообщения от i-го охраняемого объекта необходимо подать командное сообщение о переносе времени выдачи следующего сообщения i-ым охраняемым объектом.Then, the
По окончании всех проверок, проводимых второй схемой 24 сравнения, центральный блок 22 управления записывает в i-ю ячейку буферной памяти 23 рассчитанные значения ожидаемого момента ti,p+1 приема следующего сообщения от i-го охраняемого объекта и несущей частоты этого сообщения.Upon completion of all checks carried out by the
При этом необходимо отметить, что продолжается прием сообщения от i-го охраняемого объекта. Разряды сообщения последовательно поступают в решающий блок 21, где осуществляется оценка содержания сообщения по существу. По окончании приема сообщения решающий блок 21 передает сигнал, соответствующий принятому сообщению, в центральный блок 22 управления.It should be noted that the message continues to be received from the i-th protected object. The message bits are sequentially delivered to the deciding
При этом может быть выявлено, что поступило тревожное сообщение или вместо квитирующего сообщения поступило контрольное. В обоих случаях центральный блок 22 управления включает соответствующую тревожную сигнализацию, по которой в ПЦО осуществляется выработка адекватного решения. Выработка конкретного адекватного решения не относится к теме настоящего патента.In this case, it can be revealed that an alarm message has been received or a control message has been received instead of an acknowledgment message. In both cases, the
После поступления в центральный блок 22 управления сигнала о принятом сообщении центральный блок 22 управления проверяет, необходимо ли формировать командное сообщение для i-го охраняемого объекта. Таким сообщением может быть, в частности, командное сообщение о переносе времени выдачи следующего сообщения i-ым охраняемым объектом. Если это командное сообщение не требуется формировать, то центральный блок 22 управления проверяет, нет ли требований на формирование какого-либо другого командного сообщения. При необходимости передачи командного сообщения центральный блок 22 управления включает формирователь 25 командного сообщения, который на откорректированной несущей частоте передает по радиоэфиру последовательный код соответствующего командного сообщения.After the signal about the received message is received in the
По окончании передачи командного сообщения (или после выявления факта отсутствия необходимости его передачи) центральный блок 22 управления начинает последовательный опрос ячеек буферной памяти 23. С помощью второй схемы 24 сравнения выявляется ячейка буферной памяти 23, в которой записан наименьший момент ожидаемого времени поступления сообщения. После этого из буферной памяти 23 переписывается:Upon completion of the transmission of the command message (or after the fact of the absence of the need for its transmission to be detected), the
- момент ожидаемого времени поступления очередного сообщения - во вспомогательный регистр 10 времени;- the moment of the expected time of arrival of the next message - in the
- ожидаемая несущая частота - во вспомогательный регистр 20 частоты;- the expected carrier frequency to the
- номер ячейки буферной памяти - во вспомогательный регистр 14 адреса.- the number of the buffer memory cell is in the
После этого ПЦО оказывается подготовлен к приему очередного сообщения от охраняемого объекта. Рассмотренная выше работа ПЦО далее полностью повторяется.After that, the central monitoring station is prepared to receive the next message from the protected object. The work of the PCO considered above is further completely repeated.
При использовании заявляемого способа сохраняются все положительные свойства прототипа, однако техническая реализация заявляемого способа существенно проще. При этом обеспечивается существенное повышение отношения сигнал/шум за счет многократного сужения полосы пропускания приемного тракта в ПЦО, пропорционально уменьшающего мощность шума в принимаемой полосе частот при сохранении мощности полезного сигнала.When using the proposed method retains all the positive properties of the prototype, however, the technical implementation of the proposed method is significantly simpler. This provides a significant increase in the signal-to-noise ratio due to the multiple narrowing of the passband of the receiving path in the PCO, which proportionally reduces the noise power in the received frequency band while maintaining the useful signal power.
На предприятии-заявителе были проведены испытания аппаратуры, реализующей способы радиосвязи, соответствующие прототипу и заявляемому техническому решению. Испытания показали, что при выполнении требований указанного выше решения ГКРЧ №7/5 от 02.04.2001 использование предлагаемого технического решения позволяет, при прочих равных условиях, более чем в двадцать раз увеличить максимально допустимое расстояние между охраняемым объектом и ПЦО.At the applicant enterprise, equipment was tested that implements radio communication methods corresponding to the prototype and the claimed technical solution. Tests have shown that when fulfilling the requirements of the above decision of the State Committee for Emergencies No. 7/5 of 04/02/2001, the use of the proposed technical solution allows, all other things being equal, to increase the maximum permissible distance between the guarded object and the PTOs more than twenty times.
Таким образом, совокупность известных и вновь введенных в заявляемом способе действий над материальными объектами позволяет решить задачу, на которую направлено изобретение, обеспечив при этом получение требуемого технического результата. Способ технически реализуем и обладает новизной, что позволяет рассматривать его, как изобретение.Thus, the combination of known and newly introduced in the claimed method of actions on material objects allows us to solve the problem that the invention is aimed at, while ensuring the required technical result. The method is technically feasible and has novelty, which allows us to consider it as an invention.
Claims (6)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122868/11A RU2278415C1 (en) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | Method for radio communication between protected objects and centralized guard station |
PCT/RU2006/000290 WO2007011258A1 (en) | 2005-07-19 | 2006-06-02 | Method for radio communication between guarded objects and a centralised security station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122868/11A RU2278415C1 (en) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | Method for radio communication between protected objects and centralized guard station |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2278415C1 true RU2278415C1 (en) | 2006-06-20 |
Family
ID=36714237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005122868/11A RU2278415C1 (en) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | Method for radio communication between protected objects and centralized guard station |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2278415C1 (en) |
WO (1) | WO2007011258A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444793C1 (en) * | 2010-10-21 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Method monitoring compliance with road traffic rules |
RU2608273C2 (en) * | 2012-04-13 | 2017-01-17 | Вихтори ЛЕХТОНЕН | Method and device for control to protect alarm system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4128167C2 (en) * | 1991-08-24 | 2001-12-06 | Daimlerchrysler Aerospace Ag | Method for controlling the channel switching in a radio device operating according to the frequency hopping method |
JPH099366A (en) * | 1995-06-23 | 1997-01-10 | Kokusai Electric Co Ltd | Mobile radio supervisory system |
US6459704B1 (en) * | 1997-08-12 | 2002-10-01 | Spectrum Tracking Systems, Inc. | Method and system for radio-location determination |
US6870875B1 (en) * | 1999-09-30 | 2005-03-22 | Andrzej Partyka | Transmission of urgent messages in frequency hopping system for intermittent transmission |
RU2244959C1 (en) * | 2004-04-21 | 2005-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Альтоника" | Method for transmitting and receiving notifications in systems for centralized protection of real estate and vehicles |
-
2005
- 2005-07-19 RU RU2005122868/11A patent/RU2278415C1/en not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-06-02 WO PCT/RU2006/000290 patent/WO2007011258A1/en active Application Filing
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444793C1 (en) * | 2010-10-21 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Method monitoring compliance with road traffic rules |
RU2608273C2 (en) * | 2012-04-13 | 2017-01-17 | Вихтори ЛЕХТОНЕН | Method and device for control to protect alarm system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007011258A1 (en) | 2007-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0074054B1 (en) | Data under voice communications system | |
EP3091519B1 (en) | Jamming detection method and device | |
US4101872A (en) | Fire detection system | |
US7224713B2 (en) | Telemetry system with authentication | |
US5987058A (en) | Wireless alarm system | |
US5598427A (en) | Wireless alarm system | |
JP3877514B2 (en) | Entrance / exit monitoring system | |
BRPI0919829B1 (en) | MOBILE IDENTIFIER TRACKING SYSTEM TO PROVIDE MOBILE SAFETY MONITORING, METHOD FOR PROVIDING A SAFETY MONITORING SYSTEM AND APPARATUS TO MONITORING AND DISTRIBUTING AT LEAST THE LOCATION OF AN ITEM PROVIDED ON THE APPLIANCE | |
US10063416B2 (en) | Bidirectional redundant mesh networks | |
EP3189505B1 (en) | Schema to reduce rf traffic and increase the network capacity for large wireless gas sensor networks | |
US3952285A (en) | Security polling transponder system | |
RU2278415C1 (en) | Method for radio communication between protected objects and centralized guard station | |
US9148796B2 (en) | Resilient antenna disturbance detector | |
RU2351066C1 (en) | Wireless method of communication between guarded objects and centralised guarding station | |
RU2244959C1 (en) | Method for transmitting and receiving notifications in systems for centralized protection of real estate and vehicles | |
RU2369497C1 (en) | Method for exchange of messages between secured objects and centralised security station | |
RU95882U1 (en) | ALARM SYSTEM FOR MAINTENANCE OF THE COMPACT REAL ESTATE GROUP | |
US4070669A (en) | Anti-fraud alarm transmission line security system | |
RU2310895C1 (en) | Automated system for ecological and alarm monitoring of regional environment | |
US20130086680A1 (en) | System and method for communication in a network | |
JP2002271874A (en) | Data communication system and terminal network controller | |
RU2228275C1 (en) | Method of transmission of messages for centralized security systems of vehicles and immovable property | |
US11417201B2 (en) | System and method for entry check-in protection | |
RU2395120C1 (en) | Wireless alarm system for servicing of mobile and stationary objects | |
RU2226002C1 (en) | Object device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120720 |