RU2565364C1 - Seismic detection system - Google Patents
Seismic detection system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2565364C1 RU2565364C1 RU2014147914/08A RU2014147914A RU2565364C1 RU 2565364 C1 RU2565364 C1 RU 2565364C1 RU 2014147914/08 A RU2014147914/08 A RU 2014147914/08A RU 2014147914 A RU2014147914 A RU 2014147914A RU 2565364 C1 RU2565364 C1 RU 2565364C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seismic
- lines
- interface
- digital
- geophones
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к техническим средствам охраны. Система может быть использована для сигнализационного блокирования периметров объектов и протяженных рубежей охраны на равнинной и пересеченной местности.The present invention relates to technical means of protection. The system can be used for signaling blocking of the perimeters of objects and extended security lines on flat and rough terrain.
Сейсмические средства обнаружения (ССО) регистрируют сейсмические колебания, возникающие и распространяющиеся в грунте при движении в охраняемой зоне нарушителя.Seismic detection means (MSS) record seismic vibrations that occur and propagate in the ground when moving in the protected zone of the intruder.
Известна «Сейсмическая охранная система» (№ RU 55182 от 27.07.2006, МПК G08B 13/16, ООО «АЛТЕС», РФ) [1]. Полезная модель относится к охранной технике и может использоваться при защите открытых территорий от несанкционированного доступа людей. Сейсмическая охранная система включает сейсмические датчики, заглубленные в грунт и регистрирующие колебания поверхности грунта при перемещении по ней нарушителей, и компьютерный информационный комплекс. В качестве сейсмических датчиков используют пьезодатчики, которые связаны посредством каналов передачи информации с блоком сбора информации, который включает входной интерфейс, подключенный к сейсмическим датчикам, микроконтроллер, буферную память, блок питания и выходной интерфейс, подключенный к процессорному блоку/компьютеру, который связан с устройством индикации посредством передачи информации. В качестве канала передачи информации используют двухпроводную линию передачи аналогового сигнала от датчика к блоку сбора информации.The well-known “Seismic security system” (No. RU 55182 dated 07/27/2006, IPC G08B 13/16, LLC ALTES, RF) [1]. The utility model relates to security equipment and can be used to protect open areas from unauthorized access by people. The seismic security system includes seismic sensors buried in the ground and detecting vibrations of the ground surface when intruders move along it, and a computer information system. As seismic sensors, piezoelectric sensors are used, which are connected via information transmission channels to an information collection unit, which includes an input interface connected to seismic sensors, a microcontroller, a buffer memory, a power supply and an output interface connected to a processor unit / computer that is connected to the device Indications through the transmission of information. As a channel for transmitting information using a two-wire transmission line of an analog signal from the sensor to the information collection unit.
Недостатками приведенной выше системы являются:The disadvantages of the above system are:
1) большой расход кабеля, так как каждый сейсмический датчик подключается к блоку сбора информации отдельной линией (в одном из вариантов системы);1) high cable consumption, since each seismic sensor is connected to the data acquisition unit by a separate line (in one of the system variants);
2) низкая помехоустойчивость, обусловленная влиянием электромагнитных наводок и помех при передаче аналогового сигнала (в одном из вариантов системы) от сейсмического датчика к блоку сбора информации, а также отсутствием совместной обработки сигналов от датчиков для отстройки от распределенных помех, действующих одновременно на все или большую часть датчиков.2) low noise immunity due to the influence of electromagnetic interference and interference during the transmission of an analog signal (in one of the system variants) from a seismic sensor to an information collection unit, as well as the lack of joint processing of signals from sensors to offset from distributed interference acting simultaneously on all or a large part of the sensors.
В качестве прототипа выбрано изобретение «Сейсмическое устройство обнаружения движущихся объектов» (RU №2306611 от 20.09.2007, МПК G08B 13/16, G01V 1/22, ФГУП "НИКИРЭТ", РФ) [2], относящееся к устройствам тревожной сигнализации, сигнализирующим о вторжении движущихся нарушителей на охраняемую территорию по факту обнаружения характерных механических колебаний грунта. Устройство содержит пульт управления с встроенным исполнительным сигнализационным устройством, группу сейсмоприемников, каждый из которых содержит анализатор сейсмосигнала, а также последовательно соединенные согласующий усилитель, полосовой фильтр и нормирующий усилитель, причем выход анализатора сейсмосигнала подключен к входу линейного контроллера, выход которого в свою очередь подключен к входу линейного приемопередатчика. Анализатор сейсмосигнала, в одном из вариантов устройства - микроконтроллер, формирует сигнал срабатывания при появлении нарушителей в зоне обнаружения сейсмоприемника. Передача информации от сейсмоприемников к пульту управления и наоборот осуществляется по двухпроводной линии посредством цифровой последовательной двунаправленной приемо-передачи информации с разделением каналов связи на основе позиционно-временного кода.As a prototype, the invention was selected “Seismic device for detecting moving objects” (RU No. 2306611 from 09.20.2007, IPC G08B 13/16, G01V 1/22, FSUE "NIKIRET", RF) [2], related to alarm devices, signaling on the invasion of moving intruders into the protected area upon the discovery of the characteristic mechanical vibrations of the soil. The device comprises a control panel with a built-in executive signaling device, a group of seismic receivers, each of which contains a seismic signal analyzer, as well as a matching amplifier, a bandpass filter and a normalizing amplifier, the output of the seismic signal analyzer connected to the input of the linear controller, the output of which is in turn connected to line transceiver input. The seismic signal analyzer, in one of the device variants - a microcontroller, generates a response signal when violators appear in the detection zone of the seismic receiver. Information is transmitted from the geophones to the control panel and vice versa via a two-wire line by means of a digital serial bi-directional reception and transmission of information with separation of communication channels based on a position-time code.
Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:
1) низкая помехоустойчивость, так как не применяется совместная обработка сигналов от сейсмоприемников для отстройки от распределенных помех, действующих одновременно на все или большую часть сейсмоприемников;1) low noise immunity, since joint processing of signals from geophones is not used to detuning from distributed noise acting simultaneously on all or most geophones;
2) сложность системы и повышенное энергопотребление из-за использования в каждом сейсмоприемнике в качестве анализатора сейсмосигнала микроконтроллера, а так же линейного контроллера для обмена информацией с пультом управления;2) the complexity of the system and increased energy consumption due to the use of a microcontroller in each seismic receiver as a seismic signal analyzer, as well as a linear controller for exchanging information with the control panel;
3) код адреса сейсмоприемника задается вручную с помощью механических переключателей в вариантах устройства, содержащих группу сейсмоприемников и осуществляющих адресный прием сигналов пультом управления от разных сейсмоприемников, что неудобно, требует вскрытия корпуса сейсмоприемника, не исключает ошибок персонала при установке адреса, увеличивает трудоемкость пуско-наладочных работ.3) the address code of the geophone is set manually using mechanical switches in the device options containing a group of geophones and addressing signals by the control panel from different geophones, which is inconvenient, requires opening the receiver, does not exclude personnel errors when setting the address, and increases the complexity of commissioning works.
Сходными существенными признаками заявляемого изобретения и выбранного прототипа «Сейсмическое устройство обнаружения движущихся объектов» (RU №2306611 от 20.09.2007, МПК G08B 13/16, G01V 1/22, ФГУП "НИКИРЭТ"), являются:Similar essential features of the claimed invention and the selected prototype "Seismic device for the detection of moving objects" (RU No. 2306611 from 09/20/2007, IPC G08B 13/16, G01V 1/22, FSUE "NIKIRET") are:
1) сейсмолиния, содержащая группу сейсмоприемников, соединенных между собой кабелем и установленных в грунт;1) a seismic line containing a group of geophones, interconnected by cable and installed in the ground;
2) двухпроводная линия связи;2) two-wire communication line;
3) наличие в составе сейсмоприемника анализатора сейсмосигнала, функции которого выполняет микроконтроллер;3) the presence of a seismic signal analyzer in the composition of the seismic receiver, the functions of which are performed by the microcontroller;
4) наличие пульта управления с исполнительным сигнализационным устройством, который в предлагаемом нами изобретении состоит из концентратора центрального и персонального компьютера.4) the presence of a control panel with an executive alarm device, which in our invention consists of a central and personal computer hub.
Задачей предлагаемого изобретения является создание простой и надежной сейсмической системы обнаружения, в которой были бы устранены недостатки приведенных аналогов.The objective of the invention is the creation of a simple and reliable seismic detection system, which would eliminate the disadvantages of the above analogues.
Техническим результатом, получаемым при реализации изобретения, является повышение помехоустойчивости системы и повышение ее надежности.The technical result obtained by the implementation of the invention is to increase the noise immunity of the system and increase its reliability.
Дополнительным техническим результатом, получаемым при реализации изобретения, является снижение энергопотребления, полная визуальная маскируемость системы на охраняемом рубеже и ее масштабируемость.An additional technical result obtained during the implementation of the invention is the reduction of energy consumption, the full visual maskability of the system at the guarded line and its scalability.
Для решения поставленной задачи предложена сейсмическая система обнаружения, включающая сейсмолинии, каждая из которых выполнена из группы сейсмоприемников, основанных на пьезоэлектрических элементах и заглубленных в грунт и регистрирующих механические колебания поверхности грунта при перемещении по ней нарушителей и оборудованных анализатором сейсмосигнала, функции которого выполняет микроконтроллер, а также последовательно соединенными согласующим усилителем, совмещенным с полосовым фильтром и нормирующим усилителем, при этом сейсмолинии связаны посредством каналов передачи информации с концентратором центральным, соединенным с блоком питания и через стандартный интерфейс с компьютером, сейсмическая охранная система содержит средство обнаружения, включающее в себя до двух сейсмолиний, при этом группа сейсмоприемников, входящих в сейсмолинию, объединена в ячейки и каждая ячейка при этом состоит из расположенных на двух параллельных линиях не менее пяти сейсмоприемников, оборудованных пьезоэлектрическим элементом, согласующим усилителем, совмещенным с полосовым фильтром, и одного, соединенного аналоговыми связями с ними, сейсмоприемника цифрового, имеющего вход и выход синхронизации и оборудованного так же пьезоэлектрическим элементом, согласующим усилителем, совмещенным с полосовым фильтром, не менее чем шестью нормирующими усилителями, микроконтроллером и линейным приемопередатчиком, кроме того, в систему введены блок электронный и соединительная коммутационная коробка, причем блок электронный связан посредством каналов передачи информации с сейсмолиниями и через соединительную коммутационная коробку, соединенную так же с блоком питания, соединен с концентратором центральным, блок электронный при этом включает в себя входной интерфейс, подключенный к сейсмолиниям, микроконтроллер, выходной интерфейс.To solve this problem, a seismic detection system is proposed, including seismic lines, each of which is made of a group of seismic detectors based on piezoelectric elements and buried in the ground and recording mechanical vibrations of the soil surface when disruptors move along it and equipped with a seismic signal analyzer, the functions of which are performed by the microcontroller, and also connected in series with a matching amplifier combined with a band-pass filter and a normalizing amplifier, while seismic lines are connected via data transmission channels to a central concentrator connected to a power supply unit and through a standard interface with a computer, the seismic security system contains a detection tool that includes up to two seismic lines, while the group of seismic receivers included in the seismic line is combined into cells and each cell it consists of at least five geophones located on two parallel lines, equipped with a piezoelectric element, a matching amplifier combined with with a gloss filter, and one digital seismic receiver connected with analogue connections with a synchronization input and output and equipped with a piezoelectric element, matching amplifier combined with a bandpass filter, at least six normalizing amplifiers, a microcontroller and a linear transceiver, in addition an electronic unit and a connecting junction box are introduced into the system, and the electronic unit is connected via data transmission channels to seismic lines and through a connecting switching box is connected also to the power supply is connected to the central hub, wherein the electronic unit includes an input interface connected to seysmoliniyam, a microcontroller, an output interface.
Сейсмолиния может содержать до восьми ячеек последовательно соединенных сейсмоприемников.A seismic line can contain up to eight cells in series connected by geophones.
Система может содержать одно или несколько, полностью размещенных в грунте средств обнаружения сейсмических, соединенных информационными линиями и линиями электропитания между собой через коммутационные соединительные коробки, при этом коробка соединительная первого средства обнаружения соединена с концентратором центральным и блоком питания.The system may contain one or more seismic detection means completely located in the ground, connected by information lines and power lines to each other through switching junction boxes, while the connecting box of the first detection means is connected to a central hub and a power supply unit.
Блоки электронные соединены с сейсмолиниями посредством линии приема-передачи данных по интерфейсу RS-485, линий электропитания и цепи синхронизации.The electronic blocks are connected to the seismic lines via the RS-485 data transmission and reception line, power lines and synchronization circuits.
Блоки электронные соединены между собой и концентратором центральным и блоком питания через коробки соединительные посредством линии приема-передачи данных по интерфейсу RS-485 и линий электропитания.The electronic units are interconnected by a central hub and a power supply unit through connecting boxes by means of a data reception and transmission line via the RS-485 interface and power supply lines.
Концентратор центральный соединен с персональным компьютером посредством линии приема-передачи данных по интерфейсу RS-232.The central hub is connected to a personal computer via a data transmission and reception line via the RS-232 interface.
В электронном блоке предусмотрен соединитель для подключения пульта индикации и настройки посредством линии приема-передачи данных по интерфейсу RS-422.In the electronic unit, a connector is provided for connecting the display and adjustment panel via the data transmission and reception line via the RS-422 interface.
Средства обнаружения сейсмические, входящие в состав системы, имеют по два выхода каждое, в виде нормально замкнутых контактов оптоэлектронного реле, причем электрические цепи от нормально замкнутых контактов оптоэлектронного реле выведены на клеммы коробки соединительной.The seismic detection tools included in the system have two outputs each, in the form of normally closed contacts of the optoelectronic relay, and the electrical circuits from the normally closed contacts of the optoelectronic relay are output to the terminals of the junction box.
Средства обнаружения сейсмические, входящие в ее состав, имеют по два входа каждое, причем электрические цепи, идущие от входов, выведены на клеммы коробки соединительной.The seismic detection tools included in its composition have two inputs each, and the electrical circuits coming from the inputs are output to the terminals of the junction box.
Техническая сущность и принцип действия предложенной системы поясняются чертежами, на которых изображены:The technical nature and principle of operation of the proposed system are illustrated by drawings, which depict:
На фиг. 1 представлена структурная схема системы, фиг. 2 - структурная схема сейсмолинии, фиг. 3 - общая схема размещения составных частей системы на местности, фиг. 4 - структурная схема системы при подключении средства обнаружения сейсмического к системе управления доступом и охранной сигнализацией, контролирующей сухие контакты, фиг. 5 - структурная схема ячейки сейсмолинии.In FIG. 1 is a structural diagram of a system; FIG. 2 is a structural diagram of a seismic line, FIG. 3 - a general layout of the components of the system on the ground, FIG. 4 is a structural diagram of a system when connecting seismic detection means to an access control system and a burglar alarm monitoring dry contacts, FIG. 5 is a block diagram of a seismic line cell.
На фиг. 1-5 введены следующие обозначения: 1 - средство обнаружения сейсмическое; 2 - сейсмолиния; 3 - блок электронный (БЭ); 4 - коробка соединительная; 5 - блок питания; 6 - концентратор центральный; 7 - персональный компьютер; 8 - пульт индикации и настройки; 9 - кабельные линии; 10 - сейсмоприемник; 11 - сейсмоприемник цифровой; 12 - система управления доступом и охранной сигнализацией; 13 - оптоэлектронное реле; 14 - дополнительные стандартные выходы сигналов срабатывания для каждого фланга в виде размыкающихся контактов оптоэлектронных реле; 15 - входы для подключения двух внешних ТСО либо других устройств, имеющих выходные цепи в виде нормально замкнутых контактов; 16 - пьезокерамический элемент; 17 - согласующий усилитель, совмещенный с полосовым фильтром; 18 - нормирующий усилитель; 19 - микроконтроллер; 20 - линейный приемопередатчик; 21 - вход синхронизации; 22 - выход синхронизации; 23 - двухпроводная линия связи, соединяющая сейсмоприемник цифровой с БЭ; 24 - аналоговая линия связи для передачи сигнала с сейсмоприемника на сейсмоприемник цифровой.In FIG. 1-5 the following notation is introduced: 1 - seismic detection means; 2 - seismic line; 3 - electronic unit (BE); 4 - junction box; 5 - power supply; 6 - central hub; 7 - personal computer; 8 - remote display and settings; 9 - cable lines; 10 - seismic receiver; 11 - digital seismic receiver; 12 - access control system and burglar alarm; 13 - optoelectronic relay; 14 - additional standard outputs of the operation signals for each flank in the form of opening contacts of the optoelectronic relays; 15 - inputs for connecting two external TCO or other devices having output circuits in the form of normally closed contacts; 16 - piezoelectric element; 17 - matching amplifier, combined with a band-pass filter; 18 - normalizing amplifier; 19 - microcontroller; 20 - linear transceiver; 21 - synchronization input; 22 - synchronization output; 23 - two-wire communication line connecting the digital seismic receiver with BE; 24 - analog communication line for transmitting a signal from a geophone to a digital geophone.
Перечисленные конструктивные элементы выполнены следующим образом.The listed structural elements are made as follows.
В состав системы входят одно или несколько средств обнаружения сейсмических 1, каждое из которых включает в себя до двух сейсмолиний 2, блок электронный 3, коробку соединительную 4.The system includes one or more
Блок электронный 3 состоит из корпуса, внутри которого размещены плата блока электронного и плата управления. На корпусе блока электронного имеются четыре соединителя, два из которых предназначены для подключения сейсмолиний 2, один - для подключения кабеля коробки соединительной 4, еще один - для подключения пульта индикации и настройки ПИН 8. Соединители, предназначенные для подключения сейсмолиний 2, содержат линию приема-передачи данных по интерфейсу RS 485, линию электропитания, цепь синхронизации.The
Коробка соединительная 4 является коммутационным устройством. На боковых стенках корпуса коробки соединительной 4 установлены пять кабельных вводов. Через один из вводов кабельных пропущен кабель коробки соединительной 4. Кабель имеет на одном конце соединитель, предназначенный для подключения коробки соединительной 4 к блоку электронному 3, проводники на его другом конце подключены к клеммному блоку, находящемуся внутри коробки соединительной 4. Два других кабельных ввода предназначены для подключения кабеля 9, содержащего линии интерфейса RS-485 и линии питания. Еще два кабельных ввода предназначены для подключения кабелей от внешних ТСО либо других устройств с нормально замкнутыми контактами.
Каждая сейсмолиния 2 включает в себя до восьми ячеек из последовательно соединенных кабелем до пяти сейсмоприемников 10 и одного сейсмоприемника цифрового 11 (фиг. 2). Все ячейки с входящими в их состав сейсмоприемниками 10 и сейсмоприемником цифровым 11 в сейсмолиний 2 последовательно соединены многожильным электрическим кабелем, содержащим линии электропитания, информационные линии интерфейса RS-485, цепь синхронизации и линии для передачи усиленных аналоговых сигналов с сейсмоприемников 10 на сейсмоприемник цифровой 11.Each
На фиг. 5 представлена структурная схема ячейки сейсмолинии. В состав каждого сейсмоприемника 10 и сейсмоприемника цифрового 11 входят пьезокерамический элемент 16, согласующий усилитель, совмещенный с полосовым фильтром 17, кроме того, в состав сейсмоприемника цифрового 11 входят шесть нормирующих усилителей 18, микроконтроллер 19, линейный приемопередатчик 20, который соединен с двухпроводной линией связи 23, также сейсмоприемник цифровой 11 имеет вход синхронизации 21 и выход синхронизации 22. Каждый сейсмоприемник 10 соединен с сейсмоприемником цифровым 11 аналоговой линией связи 24.In FIG. 5 is a structural diagram of a seismic line cell. Each
Концентратор центральный 6 предназначен для преобразования информации из интерфейса RS-485 в интерфейс RS-232 с целью ее передачи от средства обнаружения сейсмического 1 на персональный компьютер 7 и в обратном направлении (от персональный компьютер 7 к средству обнаружения сейсмическому 1).The
Для управления работой системы и отображения информации, поступающей от средства обнаружения сейсмического 1, используется персональный компьютер 7, подключаемый к концентратору центральному 6 по стандартному компьютерному интерфейсу. Работой персонального компьютера 7 управляет специализированное программное обеспечение, обеспечивающее постоянный программно-управляемый обмен информацией между составными частями системы, отображение информации о состоянии системы и фактах нарушения рубежа охраны с точным указанием времени, места, и направления пересечения рубежа. Программное обеспечение функционирует при наличии установленной на персональном компьютере 7 операционной системы.To control the operation of the system and display information from the seismic detection means 1, a
Для обеспечения обмена информацией между составными частями системы и передачи электропитания на них используются кабельные линии 9.To ensure the exchange of information between the components of the system and the transmission of power to them,
Блок питания 5 осуществляет электропитание составных частей системы напряжением постоянного тока от 22 до 29 В. Блок питания 5 подключается к сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц. При пропадании напряжения в сети блок питания 5 автоматически переходит на резервное питание от встроенных в него аккумуляторов и обеспечивает работоспособность системы на время до 12 ч.The
Предложенная система работает следующим образом.The proposed system works as follows.
Средство обнаружения сейсмическое 1 целиком размещается в грунте, что обеспечивает полную маскируемость на рубеже охраны. Концентратор центральный 6, блок питания 5, персональный компьютер 7 размещаются в отапливаемом помещении для станционной аппаратуры. Зона обнаружения каждого средства обнаружения сейсмического 1 состоит из одного или двух флангов протяженностью до 125 м каждый (фиг. 3). Ширина зоны обнаружения средства обнаружения сейсмического 1 не превышает 10 м (фиг. 1). Фланги зоны обнаружения формируются посредством сейсмолиний 2, входящих в состав средства обнаружения сейсмического 1 и устанавливаемых в грунт (фиг. 1). Принцип действия средства обнаружения сейсмического 1 основан на регистрации (обнаружении) механических колебаний, возникающих в грунте при перемещении нарушителя по поверхности грунта. Сейсмоприемники 10 и сейсмоприемники цифровые 11 сейсмолиний 2, установленные в поверхностном слое грунта на глубине (30±5) см, преобразуют сейсмические колебания в электрические сигналы. Таким образом, на поверхности грунта формируется зона обнаружения средства обнаружения сейсмического 1, состоящая из совокупности перекрывающихся зон обнаружения всех сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11.The
В пяти сейсмоприемниках 10 и одном сейсмоприемнике цифровом 11 каждой ячейки сейсмолиний 2, пьезокерамический элемент 16 преобразует механические колебания грунта в электрический сигнал. Согласующий усилитель 17 усиливает и выделяет электрический сигнал заданной полосы частот, который по аналоговой линии связи 24 поступает в сейсмоприемник цифровой 11 на нормирующий усилитель 18. Нормирующий усилитель 18 обеспечивает согласование уровня полезного сигнала на входе микроконтроллера 19 с выходом согласующего усилителя 17, а также осуществляет индивидуальную настройку чувствительности сейсмоприемника, что позволяет компенсировать неоднородность механических свойств грунта по длине рубежа охраны, сезонные изменения свойств грунта, технологический разброс параметров пьезокерамических элементов 16. Микроконтроллер 19 выполняет: аналого-цифровое преобразование аналоговых сигналов с пяти сейсмоприемников 10 и с пьезокерамического элемента 16 сейсмоприемника цифрового 11, предварительную обработку полученных сигналов с целью выделения сигнала от нарушителя, кодирование результатов предварительной обработки и передачу их через линейный приемопередатчик 20 по двухпроводной линии связи 23 в блок электронный 3. Вход синхронизации 21 и выход синхронизации 22 предназначены для присвоения каждому сейсмоприемнику 10 и сейсмоприемнику цифровому 11 в сейсмолинии 2 условного порядкового номера, который служит идентификатором и передается вместе с результатами предварительной обработки, указывая тем самым принадлежность, поступивших в блок электронный 3 результатов предварительной обработки к конкретному сейсмоприемнику 10 или сейсмоприемнику цифровому 11. Вход синхронизации 21 первого в сейсмолинии 2 сейсмоприемника цифрового 11 подключен к цепи синхронизации блока электронного 3, а его выход синхронизации 22 к входу синхронизации 21 второго в сейсмолинии 2 сейсмоприемника цифрового 11 и так далее до последнего сейсмоприемника цифрового 11. При подаче напряжения питания на средство обнаружения сейсмическое 1 блок электронный 3 выставляет в цепи синхронизации высокий уровень (логическую «1»), первый сейсмоприемник цифровой 11 принимает на своем входе синхронизации 21 высокий уровень и переходит в режим адресации. В результате обмена информацией между блоком электронным 3 и первым сейсмоприемником цифровым 11, последний записывает в своей памяти, что он имеет первый (№1) условный порядковый номер, после чего блок электронный 3 устанавливает на выходе цепи синхронизации низкий уровень (логический «0»), а первый сейсмоприемник цифровой 11 в ответ на это на своем выходе синхронизации 22 устанавливает высокий уровень (логическую «1»), который поступает на вход синхронизации 21 второго сейсмоприемника цифрового 11, который переходит в режим адресации. Ему аналогичным образом присваивается второй (№2) условный порядковый номер. Аналогично присваиваются номера остальным сейсмоприемникам цифровым 11.In five
Воздействие нарушителя на грунт в зоне обнаружения всегда имеет локальный характер, следовательно, движение нарушителя в зоне обнаружения детектируется ограниченным числом сейсмоприемников, расположенных рядом с траекторией перемещения нарушителя. Сейсмоприемники 10 и сейсмоприемники цифровые 11 в зоне обнаружения располагаются в две параллельные линии, находящиеся на расстоянии 5,6±0,2 м друг от друга (фиг. 3). Таким образом, создаются условия для возникновения задержек во времени прихода сейсмической волны от нарушителя на разные сейсмоприемники 10 и сейсмоприемники цифровые 11.The impact of the intruder on the ground in the detection zone is always local in nature, therefore, the movement of the intruder in the detection zone is detected by a limited number of geophones located next to the path of the intruder. The
При пересечении контролируемого рубежа нарушителем знак задержки меняется на противоположный и изменяется величина задержки. Эти факторы являются признаком пересечения рубежа охраны нарушителем, средство обнаружения сейсмическое 1 формирует сигнал срабатывания.When an intruder crosses a controlled line, the delay sign changes to the opposite and the delay value changes. These factors are a sign of the intersection of the guard line by the intruder, the
Сейсмические сигналы, величина и знак задержки у которых между моментами регистрации возмущений грунта разными сейсмоприемниками 10 и сейсмоприемниками цифровыми 11 не меняется, идентифицируется как помеха.Seismic signals, the magnitude and sign of the delay for which between the moments of registration of disturbances in the soil by
Направление движения определяется порядком (последовательностью) изменения знака времени задержки.The direction of movement is determined by the order (sequence) of change in the sign of the delay time.
Нарушитель пересекает рубеж через сравнительно узкий «коридор», при его движении сейсмические сигналы формируются только от нескольких соседних сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11, расположенных в этом коридоре. Сигналы от каждого сейсмоприемника 10 и сейсмоприемника цифрового 11 обрабатываются индивидуально, их точное расположение на местности известно. Это позволяет определить место пересечения рубежа с точностью, равной расстоянию между сейсмоприемниками 10 и сейсмоприемниками цифровыми 11, и повысить помехоустойчивость средства обнаружения сейсмического 1 по отношению к распределенным помехам, воздействующим одновременно на большое количество сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11 (дождь, грозовые разряды, удаленные источники помех).The intruder crosses the line through a relatively narrow “corridor”; during its movement, seismic signals are generated only from several
Результаты предварительной обработки сейсмических сигналов и порядковые номера сработавших сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11 в виде цифровых кодированных сообщений отправляются по линиям интерфейса RS-485 в блок электронный 3.The results of preliminary processing of seismic signals and serial numbers of triggered
Блок электронный 3 средства обнаружения сейсмического 1 непрерывно обрабатывает массив сигналов, поступивших от всех сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11 с целью выделения сигналов от нарушителей и отсева помеховых сигналов, возникающих при воздействии на грунт природных и техногенных факторов (дождь, град, раскаты грома, работа технологического оборудования, движение транспорта и т.п.) и воздействующих на все сейсмоприемники (или большую их часть) одновременно. При обнаружении сигнала, соответствующего нарушителю, средство обнаружения сейсмическое 1 вырабатывает сигнал срабатывания, в котором закодированы номера сработавшего сейсмоприемника 10 или сейсмоприемника цифрового 11 и направление движения нарушителя. Сигнал срабатывания в виде кодированного сообщения поступает по кабельным линиям 9 на концентратор центральный 6 и далее на персональный компьютер 7. На мониторе персонального компьютера 7 отображается сообщение о срабатывании средства обнаружения сейсмического 1 и указывается номер сейсмоприемника 10 или сейсмоприемника цифрового 11, где произошло нарушение рубежа охраны и направление движения нарушителя. Места установки сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11 и порядок их нумерации заранее известны, таким образом, обеспечивается определение места нарушения рубежа охраны.The
Средство обнаружения сейсмическое 1 регулярно производит самотестирование. При возникновении неисправности сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11 формируется сообщение с указанием номера отказавшего сейсмоприемника, которое по кабельным линиям 9 поступает на концентратор 6 центральный и далее отображается на персональном компьютере 7.
Для проведения пуско-наладочных и ремонтных работ средств обнаружения сейсмических 1 предусмотрена возможность подключения к блоку электронному 3 пульта индикации и настройки 8, что позволяет индицировать сообщения о срабатывании средства обнаружения сейсмического 1 с указанием номеров сработавших сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11, сообщения о неисправности средства обнаружения сейсмического 1, сообщения с указанием номеров вышедших из строя сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11, находясь непосредственно на рубеже охраны.To carry out commissioning and repair work of the seismic detection means 1, it is possible to connect the display and
Пульт индикации и настройки 8 представляет собой микропроцессорное устройство, снабженное индикатором и клавиатурой. При настройке пульт индикации и настройки 8 подключается к блоку электронному 3 средства обнаружения сейсмического 1, при этом, устанавливается информационный обмен между ними по интерфейсу RS-422. С помощью нажатия кнопок по сообщениям на индикаторе пульта индикации и настройки 8 осуществляется выбор определенной команды для управления средством обнаружения сейсмическим 1. Команды кодируются микроконтроллером пульта индикации и настройки 8 и по интерфейсу RS-422 отправляются в блок электронный 3, где декодируются микроконтроллером, обрабатываются, и затем отправляются в сейсмоприемники цифровые 11. Пульт индикации и настройки 8 выполняет следующие действия по управлению средством обнаружения сейсмическим 1:Remote display and
1) отображение сигналов срабатывания с указанием номеров сработавших сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11;1) display of operation signals indicating the numbers of
2) отображение номеров неисправных сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11;2) display of numbers of
3) изменение коэффициента усиления нормирующих усилителей 18 индивидуально для каждого сейсмоприемника 10 или сейсмоприемника цифрового 11. В составе нормирующего усилителя 18 применен цифровой потенциометр (не изображен), управляемый кодом, который вырабатывает микроконтроллер 19.3) a change in the gain of the normalizing amplifiers 18 individually for each
Для расширения тактических возможностей средств обнаружения сейсмических 1 предусмотрены дополнительные стандартные выходы сигналов срабатывания 14 для каждого фланга в виде размыкания контактов оптоэлектронного реле 13. Это дает возможность подключения средств обнаружения сейсмических 1 непосредственно к внешней системе управления доступом и охранной сигнализацией 12, без использования концентратора центрального 6. В этом случае пространственное разрешение при определении места нарушения рубежа охраны выполняется средством обнаружения сейсмическим 1 с точностью до фланга. Структурная схема средства обнаружения сейсмического 1 при таком использовании приведена на фиг. 4.To expand the tactical capabilities of
В конструкцию средства обнаружения сейсмического 1 заложена возможность подключения к нему до двух внешних ТСО либо других устройств, имеющих выходные цепи в виде нормально замкнутых контактов (к входам 15), например кнопки тревожной сигнализации, концевые выключатели и т.п. В этом случае средство обнаружения сейсмическое 1 обеспечивает непрерывный контроль состояния группы из двух «сухих» нормально замкнутых контактов и выдает сигнал срабатывания при размыкании контактов.The design of seismic 1 detection means includes the ability to connect up to two external TCO or other devices with output circuits in the form of normally closed contacts (to inputs 15), for example, alarm buttons, limit switches, etc. In this case, the
Таким образом, введение в состав системы блока электронного позволило реализовать разделение функций обработки принимаемых сейсмосигналов и принятия решения о факте нарушения рубежа охраны, вследствие чего обработка сигналов происходит на рубеже в сейсмоприемниках, а принятие решения в блоке электронном, что в свою очередь позволило вести совместную обработку сигналов от всех сейсмоприемников с целью выделения сигналов от распределенных помех, действующих одновременно на все или большое количество сейсмоприемников, что в свою очередь обеспечило повышение помехоустойчивости системы.Thus, the introduction of an electronic block into the system made it possible to separate the processing functions of the received seismic signals and decide on the fact of violation of the guard line, as a result of which the signal processing occurs at the turn in geophones, and the decision is made in the electronic block, which in turn allowed joint processing signals from all geophones to isolate signals from distributed interference acting simultaneously on all or a large number of geophones, which in turn q provided increased noise immunity of the system.
Повышение надежности системы реализуется за счет того, что упрощена структура системы, а именно: для обработки сигналов от шести сейсмоприемников используется один микроконтроллер, а результаты обработки сигналов шести сейсмоприемников передаются в блок электронный с помощью одного линейного приемопередатчика, согласующий усилитель совмещен с полосовым фильтром в каждом сейсмоприемнике, исключен линейный контроллер, управляющий линейным приемопередатчиком, а его функции выполняет микроконтроллер, который используется так же и как анализатор сейсмический; кроме того, введение входа синхронизации и выхода синхронизации в сейсмоприемник цифровой позволило по сравнению с прототипом исключить первый задающий блок с переключателями из состава сейсмоприемников, автоматизировать процесс присвоения адресного признака (номера) сейсмоприемникам, и тем самым исключить ошибки персонала при задании адреса, сократить время настройки системы при пусконаладочных работах.Improving the reliability of the system is realized due to the fact that the structure of the system is simplified, namely: one microcontroller is used to process signals from six geophones, and the signal processing results of six geophones are transmitted to the electronic unit using one linear transceiver, the matching amplifier is combined with a bandpass filter in each to the geosemic receiver, the linear controller that controls the linear transceiver is excluded, and its functions are performed by the microcontroller, which is used in the same way as seismic analyzer; in addition, the introduction of a synchronization input and a synchronization output to a digital geophones made it possible, as compared to the prototype, to exclude the first driver unit with switches from the geophones, automate the process of assigning an address tag (number) to geophones, and thereby eliminate personnel errors when specifying an address, reduce setup time commissioning systems.
Введение в систему блока электронного также позволило создать функционально законченное устройство - сейсмическое средство обнаружения, контролирующее две независимые сейсмолинии (два фланга) и снабженное стандартными выходами и входами, позволяющими использовать его самостоятельно (вне системы), обеспечивая масштабируемость системы (наращивание протяженности рубежа охраны) и повышение ее функциональной надежности.The introduction of an electronic unit into the system also made it possible to create a functionally complete device - a seismic detection tool that controls two independent seismic lines (two flanks) and is equipped with standard outputs and inputs that can be used independently (outside the system), providing scalability of the system (increasing the length of the protection line) and increase its functional reliability.
Кроме этого внедрение указанных технических решений позволило снизить энергопотребление системы.In addition, the introduction of these technical solutions allowed to reduce the energy consumption of the system.
Использованные источники информацииInformation Sources Used
1. «Сейсмическая охранная система» (№ RU 55182 от 27.07.2006, МПК G08B 13/16, ООО «АЛТЕС», РФ).1. “Seismic security system” (No. RU 55182 dated 07/27/2006,
2. «Сейсмическое устройство обнаружения движущихся объектов» (№ RU 2306611 от 20.09.2007, МПК G08B 13/16, G01V 1/22, ФГУП "НИКИРЭТ", РФ). 2. “Seismic device for the detection of moving objects” (No. RU 2306611 dated 09/20/2007,
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014147914/08A RU2565364C1 (en) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | Seismic detection system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014147914/08A RU2565364C1 (en) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | Seismic detection system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2565364C1 true RU2565364C1 (en) | 2015-10-20 |
Family
ID=54327174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014147914/08A RU2565364C1 (en) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | Seismic detection system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2565364C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606045C1 (en) * | 2015-09-08 | 2017-01-10 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" | Method for signalling coverage of roads intersection |
CN110332068A (en) * | 2019-06-20 | 2019-10-15 | 贝德科技有限公司 | A kind of super capacitor Diesel engine pump low-temperature startup device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2262744C1 (en) * | 2004-02-18 | 2005-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной техники" (ФГУП "НИКИРЭТ") | Seismic device for detecting an intruder |
RU53458U1 (en) * | 2005-11-28 | 2006-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Деко-проект" | RADIO-RECEIVING RECORDING DEVICE FOR REMOTE DETERMINATION OF MECHANICAL PROPERTIES OF BOTTOM AND PALLET SEDIMENTS (OPTIONS) |
WO2006101465A1 (en) * | 2002-04-03 | 2006-09-28 | General Phosphorix Llc | Methods and systems for detecting intruders |
RU2306611C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной техники" ФГУП "НИКИРЭТ" | Seismic device for finding moving objects |
-
2014
- 2014-11-27 RU RU2014147914/08A patent/RU2565364C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006101465A1 (en) * | 2002-04-03 | 2006-09-28 | General Phosphorix Llc | Methods and systems for detecting intruders |
RU2262744C1 (en) * | 2004-02-18 | 2005-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной техники" (ФГУП "НИКИРЭТ") | Seismic device for detecting an intruder |
RU53458U1 (en) * | 2005-11-28 | 2006-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Деко-проект" | RADIO-RECEIVING RECORDING DEVICE FOR REMOTE DETERMINATION OF MECHANICAL PROPERTIES OF BOTTOM AND PALLET SEDIMENTS (OPTIONS) |
RU2306611C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной техники" ФГУП "НИКИРЭТ" | Seismic device for finding moving objects |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606045C1 (en) * | 2015-09-08 | 2017-01-10 | Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" | Method for signalling coverage of roads intersection |
CN110332068A (en) * | 2019-06-20 | 2019-10-15 | 贝德科技有限公司 | A kind of super capacitor Diesel engine pump low-temperature startup device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101889834B1 (en) | Smart switchboard system | |
US9398352B2 (en) | Methods, apparatus, and systems for monitoring transmission systems | |
CN102323589B (en) | Line monitoring and early warning system | |
CN101871980B (en) | Combined lightning monitoring and forecasting system | |
CN102279995A (en) | Security pre-warning system based on Internet of things | |
CN101840615A (en) | Self-adaptive warning system for intelligently addressing circumferential intrusions of fiber Bragging grating | |
US9922511B2 (en) | Fence with localized intrusion detection | |
RU2565364C1 (en) | Seismic detection system | |
KR101461520B1 (en) | System for sensing invasion of security fence using power line communication | |
RU2306611C1 (en) | Seismic device for finding moving objects | |
CN206132990U (en) | Safety monitoring system based on phased array radar | |
CN104093003A (en) | Building detection system and method | |
KR101429259B1 (en) | Remote control system for seismic station | |
US3805260A (en) | Automatic intruder alarm | |
CN106253080A (en) | A kind of intelligent temperature measurement switch cubicle | |
CN102201144A (en) | Balance type tension electrical fence alarm system | |
CN105046858B (en) | A kind of optical fiber perimeter collecting device | |
US4553135A (en) | Electromagnetic field perimeter detection apparatus | |
CN105656193A (en) | High-voltage cabinet protection monitoring system for unattended substation | |
US11327104B2 (en) | Fault circuit indicator apparatus, system, and method | |
RU2334276C1 (en) | Capacitive burglar alarm device | |
CN202650169U (en) | Intelligent vibration electronic fence and perimeter invasion-prevention alarm device | |
US11763648B2 (en) | Monitoring system, monitoring apparatus, monitoring method, and computer readable medium | |
CN105513267A (en) | Security device having various wireless communication functions | |
CN215769959U (en) | Intrusion detection system |