RU2626460C1 - System of detection of moving objects behind barrier - Google Patents

System of detection of moving objects behind barrier Download PDF

Info

Publication number
RU2626460C1
RU2626460C1 RU2016135600A RU2016135600A RU2626460C1 RU 2626460 C1 RU2626460 C1 RU 2626460C1 RU 2016135600 A RU2016135600 A RU 2016135600A RU 2016135600 A RU2016135600 A RU 2016135600A RU 2626460 C1 RU2626460 C1 RU 2626460C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
detection device
moving objects
control center
information
wideband
Prior art date
Application number
RU2016135600A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Николаевич Руднев
Михаил Вячеславович Комолов
Александр Викторович Александров
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Акционерное общество "Федеральный центр науки и высоких технологий "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (АО "ФЦНИВТ "СНПО "Элерон")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Акционерное общество "Федеральный центр науки и высоких технологий "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (АО "ФЦНИВТ "СНПО "Элерон") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2016135600A priority Critical patent/RU2626460C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2626460C1 publication Critical patent/RU2626460C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/04—Systems determining presence of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G01S13/20—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves whereby multiple time-around echoes are used or eliminated
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/56—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to detection systems and can be used to protect mobile and stationary objects in establishing the penetration of violators into the guarded space and the transmission of alarm signals using near-field radiation based on the use of radar technology and ultra-wideband system technology. It can also be used for search and rescue operations in hard-to-reach areas, in emergency situations (emergencies), incidents, terrorist attacks and in the normal modes of operation of law enforcement agencies and other security agencies. A system of detecting moving objects behind a barrier contains a set of radio wave detection device with a transmitting antenna united by a single radio network and a control center set with a receiving antenna. A set of radio-wave detection devices and a set of control center located outside the protected space are interconnected by a broadband data channel. The set of the radio-wave detection device includes a set of batteries and at least one single wideband detection device (SWDD) configured to emit an ultra-wideband probing signal consisting of a housing in which a power board is connected in series, a radar module with additional amplification stages, a board converter, an interface card, a processor board, a solid state drive, and a transceiver module whose output is connected to a ten-ton for transmitting information to a control center set which includes at least one base station based on a transceiver with an integrated omni-directional antenna and connected to an information processing and display unit (IPDU), analyzing the incoming information, coordinating the work of the SWDD and executed on the basis of a computer. At least one SWDD is arranged with a side of the barrier that is opposite to the guarded space, separating the guarded space from mentioned SWDD, in such a way that the radiated ultra-wideband probe signals cover the entire protected space.
EFFECT: reduction of distortion of the received signal, stable detection of moving objects moving in the vehicle during its movement, under conditions of natural vibrations and impacts, and also in stationary conditions.
4 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к системам обнаружения и может быть использовано для охраны подвижных и стационарных объектов при установлении факта проникновения нарушителей в охраняемое пространство и передачи тревожных сигналов с использованием радиоволн в центр управления. А также может использоваться при проведении поисковых и спасательных работ в труднодоступных областях, в зонах чрезвычайных ситуаций (ЧС), инцидентов, террористических атак и в штатных режимах работы правоохранительных органов и иных силовых структур.The present invention relates to detection systems and can be used to protect mobile and stationary objects when it is established that intruders penetrate the protected space and transmit alarm signals using radio waves to the control center. It can also be used in search and rescue operations in hard-to-reach areas, in areas of emergency situations, incidents, terrorist attacks and in regular modes of operation of law enforcement agencies and other law enforcement agencies.

Известны системы и устройства обнаружения, действие которых основано на использовании сверхширокополосных сигналов (СШП).Known systems and detection devices, the action of which is based on the use of ultra-wideband signals (UWB).

Одним из известных устройств является устройство обнаружения "Xaver 800" (Camero-Tech Ltd, Израиль информация с сайта http://www.camero-tech.com), основанное на использовании сверхширокополосных сигналов (СШП), способных проникать сквозь большинство материалов, из которых построены стены, и представляющих в режиме реального времени в трехмерном изображении с разных ракурсов местонахождение объектов в обследуемом пространстве. Система Xaver 800 представляет собой сенсор, создающий эффект электромагнитной линзы. При этом сенсор может располагаться на расстоянии свыше 30 м (100 футов) от оператора. Устройство запатентовано как Through-Wall Imaging Device (№ WO 2007029226, G01S 13/89, опубл. 15.03.2007 г. и содержит основание, на котором с одной стороны закреплены приемное и передающее устройства, устройство обработки сверхширокополосных сигналов, а с другой стороны установлен дисплей, кроме того, устройство содержит антенные элементы, установленные на разнесенных на некотором расстоянии от основания дополнительных элементах.One of the well-known devices is the Xaver 800 detection device (Camero-Tech Ltd, Israel, information from http://www.camero-tech.com), based on the use of ultra-wideband signals (UWB) that can penetrate most materials from which walls are built, and representing in real time in a three-dimensional image from different angles the location of objects in the examined space. The Xaver 800 is an electromagnetic lens sensor. In this case, the sensor can be located at a distance of more than 30 m (100 ft) from the operator. The device is patented as Through-Wall Imaging Device (No. WO 2007029226, G01S 13/89, published March 15, 2007 and contains a base on which a receiving and transmitting device, a device for processing ultra-wideband signals, are fixed on the one hand, and installed on the other hand the display, in addition, the device contains antenna elements mounted at an additional elements spaced at some distance from the base.

Известен радар для обнаружения людей за оптически непрозрачными преградами (НИЦ СШП МАИ, Россия, информация с сайта http://uwbgroup.ru). Радар может вести наблюдение, находясь на расстоянии до 5-10 метров от препятствия, и обеспечивать обнаружение двигающегося и неподвижного человека на расстоянии до 10 метров за препятствием. Малая длительность сигнала обеспечивает высокую точность определения местоположения человека за преградой и устойчивую работу радара в условиях многократных переотражений от окружающих предметов. Информация о дальности до обнаруженных объектов отображается на светодиодном табло на верхней панели радара. Для одновременного наблюдения за всей дистанцией, радар позволяет наблюдать на экране выносного монитора сигналы, отраженные от движущего человека из каждого элемента дальности. Элементы дальности, в которых уровень сигнала превысил порог, высвечиваются на светодиодном табло радара. Радар запатентован как «Устройство для обнаружения людей и движущихся объектов за преградой (патент на изобретение № RU 2384860, G01S 13/04, опубл. 20.03.2010 г.), содержащее антенный блок, с передающей и приемными антеннами, подключенный к выходу передатчика сверхширокополосных зондирующих сигналов, приемный многоканальный блок, выходы которого соединены с входами каналов обработки, блок определения местоположения, входы которого подсоединены соответственно к выходам каналов обработки и блок отображения данных, при этом канал обработки содержит аналого-цифровой преобразователь, включенный на входе канала обработки, и последовательно соединенные блок оперативной памяти и блок череспериодной компенсации.Known radar for detecting people behind optically opaque obstacles (SIC SSP MAI, Russia, information from the site http://uwbgroup.ru). The radar can conduct surveillance at a distance of 5-10 meters from the obstacle, and provide detection of a moving and stationary person at a distance of 10 meters behind the obstacle. The short duration of the signal provides high accuracy in determining the location of a person behind an obstacle and the stable operation of the radar in the conditions of multiple reflections from surrounding objects. Information about the distance to detected objects is displayed on the LED display on the top panel of the radar. To simultaneously monitor the entire distance, the radar allows you to observe on the screen of the remote monitor the signals reflected from a moving person from each element of range. Range elements in which the signal level exceeded the threshold are displayed on the LED radar display. The radar is patented as “A device for detecting people and moving objects behind an obstacle (patent for invention No. RU 2384860, G01S 13/04, published March 20, 2010), containing an antenna unit, with transmitting and receiving antennas connected to the output of the ultra-wideband transmitter sounding signals, a multi-channel receiving unit, the outputs of which are connected to the inputs of the processing channels, a location determining unit, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the processing channels and a data display unit, while the processing channel contains logo-digital converter included in the working channel entrance, and a series connected RAM block and block cheresperiodnoy compensation.

Недостатками данных устройств являются:The disadvantages of these devices are:

- избыточная сложность устройств;- excessive complexity of devices;

- устройство функционирует при постоянном присутствии оператора;- the device operates with the constant presence of the operator;

- пульт наблюдения (экран) размещен непосредственно на устройстве, что ограничивает возможность дистанционного наблюдения;- the monitoring console (screen) is placed directly on the device, which limits the possibility of remote monitoring;

- недостаточная дальность обнаружения;- insufficient detection range;

- устройства предназначены для работы только в стационарных условиях, обладают высокой разрешающей способностью, что способствует созданию помех и ложных срабатываний;- devices are designed to work only in stationary conditions, have high resolution, which contributes to the creation of interference and false alarms;

- устройства не предназначены для работы в условиях сильных вибраций, тряски, перепадов температур, свойственных железнодорожному или автомобильному транспорту.- devices are not designed to operate in conditions of strong vibration, shaking, and temperature extremes inherent in rail or road transport.

Наиболее близким техническим решением является охранное устройство с использованием радиоволн (патент на изобретение № RU 2070737, G08B 13/181, опубл. 20.12.1996 г), предназначенное для охраны ценных грузов во время их транспортировки по железным и автомобильным дорогам, а также в местах их хранения. Техническим результатом является получение информации о процессе вскрытия (взломе) и вскрытии одного или нескольких объектов из большого числа охраняемых. Для этого в охранное устройство, содержащее блок радиоволнового обнаружения, состоящий из размещенных внутри охраняемого помещения передающей антенны, генератора электромагнитных волн, модулятора, источника электропитания, и блока центра управления с размещенными вне охраняемого помещения приемной антенной, приемником и демодулятором, введены постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и дешифратор, при этом ПЗУ, выключатель и выполненный автономным источник электропитания размещены в охраняемом помещении. Передающая антенна выполнена в виде вертикально расположенного диполя или биконуса, расположенного горизонтально, и размещена на потолке охраняемого помещения, выполненного экранированным, а на стыках стен и потолка охраняемого помещения по периметру расположены отражатели.The closest technical solution is a security device using radio waves (patent for invention No. RU 2070737, G08B 13/181, publ. 12/20/1996), designed to protect valuable goods during their transportation by rail and road, as well as in places their storage. The technical result is to obtain information about the process of opening (hacking) and the opening of one or more objects from a large number of protected. To do this, a permanent storage device is inserted into the security device containing the radio wave detection unit, which consists of a transmitting antenna, an electromagnetic wave generator, a modulator, an electric power source, and a control center unit with a receiving antenna, a receiver, and a demodulator located outside the protected room ( ROM) and a decoder, while the ROM, the circuit breaker, and a self-contained power supply are located in a protected room. The transmitting antenna is made in the form of a vertically located dipole or bicone, located horizontally, and is placed on the ceiling of the guarded room, made shielded, and reflectors are located at the joints of the walls and ceiling of the guarded room around the perimeter.

Недостатком данного охранного устройства является то, что предложенное охранное устройство относится к узкополосным радиосистемам. Одним из преимуществ заявляемого изобретения, по сравнению с узкополосными радиосистемами, является их слабая чувствительность к искажениям в условиях многолучевого распространения радиоволн. Данный эффект, обусловленный поступлением на приемную антенну как прямого сигнала от передатчика, так и сигналов, отразившихся от окружающих предметов, является одним из важнейших факторов, ухудшающих условия радиоприема. Образование искажений в таких каналах связано с наложением одного сигнала на другой с примерно равной амплитудой, но отличающегося по фазе. В результате происходит частичное или полное подавление одного луча другим. Для передачи в сверхширокополосных (СШП) системах, к которым относится заявляемое изобретение, применяются очень короткие импульсы, поэтому не возникают и межсимвольные искажения - энергия принятого импульса практически всегда успевает фактически полностью затухнуть до момента прихода его следующей отраженной копии.The disadvantage of this security device is that the proposed security device relates to narrow-band radio systems. One of the advantages of the claimed invention, compared with narrow-band radio systems, is their low sensitivity to distortion in the conditions of multipath propagation of radio waves. This effect, due to the receipt of a direct signal from the transmitter and signals reflected from surrounding objects at the receiving antenna, is one of the most important factors worsening the conditions of radio reception. The formation of distortions in such channels is associated with the superposition of one signal on another with approximately equal amplitude, but differing in phase. As a result, partial or complete suppression of one ray by another occurs. For transmission in ultra-wideband (UWB) systems, to which the claimed invention relates, very short pulses are applied, therefore intersymbol distortions do not occur - the energy of the received pulse almost always has time to completely decay before the next reflected copy arrives.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении настоящего изобретения, является необходимость создания системы обнаружения движущихся объектов за оптически непрозрачной преградой для охраны подвижных и стационарных объектов и передачи тревожных сигналов с использованием радиоволн в центр управления.The technical problem that can be solved by the implementation of the present invention is the need to create a system for detecting moving objects behind an optically opaque barrier to protect mobile and stationary objects and transmit alarm signals using radio waves to the control center.

Техническим результатом изобретения является снижение искажений принимаемого сигнала, устойчивое обнаружение движущихся объектов, перемещающихся в транспортном средстве во время его движения, в условиях естественных вибраций и ударов, а также в стационарных условиях.The technical result of the invention is to reduce the distortion of the received signal, the stable detection of moving objects moving in the vehicle during its movement, in conditions of natural vibration and shock, as well as in stationary conditions.

Этот результат достигается за счет того, что в системе обнаружения движущихся объектов за преградой, содержащей объединенные единой сетью радиосвязи комплект устройства радиоволнового обнаружения (КУРО) с передающей антенной и комплект центра управления (КЦУ) с приемной антенной, размещенные вне охраняемого пространства, комплект устройства радиоволнового обнаружения и комплект центра управления соединены между собой широкополосным каналом передачи данных, при этом комплект устройства радиоволнового обнаружения включает в себя комплект элементов питания и не менее одного одиночного устройства обнаружения широкополосного (ОУОШ), выполненного с возможностью излучения сверхширокополосного зондирующего сигнала, состоящего из корпуса, внутри которого расположены последовательно соединенные плата питания, модуль радара с дополнительными каскадами усиления, плата преобразователя, плата интерфейсная, плата процессорная, твердотельный диск и модуль приемопередатчика, выход которого подсоединен к антенне для передачи информации в комплект центра управления, который включает в себя по меньшей мере одну базовую станцию (БС), выполненную на основе приемопередатчика со встроенной всенаправленной антенной и соединенной с блоком обработки и отображения информации (БООИ), анализирующим поступающую информацию, координирующим работу ОУОШ и выполненным на основе компьютера, причем по меньшей мере одно ОУОШ выполнено расположенным с противоположной по отношению к охраняемому пространству стороны преграды, отделяющей охраняемое пространство от упомянутого ОУОШ, таким образом, что излучаемые сверхширокополосные зондирующие сигналы охватывают все охраняемое пространство.This result is achieved due to the fact that in the detection system of moving objects behind an obstacle containing a set of a radio wave detection device (KURO) with a transmitting antenna and a set of a control center (CCC) with a receiving antenna located outside the protected space, a set of a radio wave device the detection kit and the control center kit are interconnected by a broadband data channel, while the kit of the radio wave detection device includes a sample of batteries and at least one single broadband detection device (OOSH), capable of emitting an ultra-wideband probing signal, consisting of a housing inside which there are serially connected power boards, a radar module with additional amplification stages, a converter board, an interface board, and a processor board , a solid-state drive and a transceiver module, the output of which is connected to the antenna for transmitting information to the control center kit, which includes at least one base station (BS) made on the basis of a transceiver with a built-in omnidirectional antenna and connected to an information processing and display unit (BOOI), analyzing the incoming information, coordinating the operation of the OOSH and made on the basis of a computer, at least one OOSH is made located on the opposite side of the barrier with respect to the protected space, separating the protected space from the said OOSH, so that the emitted ultra-wide Axis probing signals cover all the protected area.

В упомянутой системе обнаружения блок обработки и отображения информации может быть соединен с базовой станцией посредством RS-232 соединения. Корпус ОУОШ и корпус БС могут быть выполнены герметичными из термостатированного материала со средствами крепления на любую вертикальную поверхность. БООИ может быть выполнен с возможностью выдачи звукового сигнала тревоги и тревожного сообщения при обнаружении движущихся объектов в охраняемом пространстве. Комплект устройства радиоволнового обнаружения может включать N одиночных устройств обнаружения широкополосных, количество которых определяется возможностью приема базовой станцией сигнала от одиночных устройств обнаружения широкополосных, размещенных на удалении от нее до 5 километров.In said detection system, the information processing and display unit may be connected to the base station via an RS-232 connection. The OUOSH enclosure and the BS enclosure can be sealed from a thermostatically controlled material with means of attachment to any vertical surface. BOOI can be configured to issue an audible alarm and an alarm message when moving objects are detected in a protected space. A set of radio wave detection devices may include N single broadband detection devices, the number of which is determined by the ability of a base station to receive a signal from single broadband detection devices located up to 5 kilometers away from it.

На Фиг. 1 представлена принципиальная схема системы обнаружения движущихся объектов за преградой.In FIG. 1 is a schematic diagram of a system for detecting moving objects behind an obstacle.

На Фиг. 2 изображено взаимное расположение охраняемого объекта и комплекта центра управления, установленных в железнодорожных вагонах.In FIG. 2 shows the relative position of the guarded object and the set of control center installed in railway cars.

На Фиг. 3 изображено взаимное расположение охраняемого объекта и комплекта центра управления, установленных в стационарном объекте (здание, сооружение).In FIG. 3 shows the relative position of the guarded facility and the set of control center installed in a stationary facility (building, structure).

Система обнаружения движущихся объектов за преградой (Фиг. 1) содержит соединенные беспроводным широкополосным каналом передачи данных, комплект устройства радиоволнового обнаружения 1 и комплект центра управления 2, причем комплект радиоволнового обнаружения 1 включает в себя одиночное устройство обнаружения широкополосное 3, комплект элементов питания 4 и антенну 5, а комплект центра управления 2 включает в себя базовую станцию 6, блок обработки и отображения информации 7 и антенну 8.A system for detecting moving objects behind an obstacle (Fig. 1) comprises a wireless broadband data channel, a set of radio wave detection device 1 and a set of control center 2, and the radio wave detection set 1 includes a single broadband detection device 3, a set of batteries 4 and an antenna 5, and the set of control center 2 includes a base station 6, an information processing and display unit 7, and an antenna 8.

Одиночное устройство обнаружения широкополосное 3 выполнено в виде электронной схемы в термостатированном герметичном корпусе с уровнем защиты IP66 и содержит, в частности, плату питания, антенну рупорную и модуль приемопередатчика СШП. На корпусе ОУОШ 3 установлена всенаправленная антенна для передачи информации на базовую станцию, расположен тумблер для включения/отключения питания ОУОШ 3 и разъем для подключения комплекта элементов питания 4. ОУОШ 3 предназначен для формирования цифровой обработки зондирующего сигнала и передачи информации (сигнала тревоги/сигнала исправной работы) на БООИ 7.A single broadband detection device 3 is made in the form of an electronic circuit in a thermostatic sealed enclosure with a protection level of IP66 and contains, in particular, a power board, a horn antenna and a UWB transceiver module. An Omni-directional antenna 3 is installed on the housing of the OOSh 3 for transmitting information to the base station, a toggle switch is located to turn on / off the power of the OOSh 3 and a connector for connecting a set of batteries 4. The OOSh 3 is designed to form a digital processing of the probing signal and transmit information (alarm / signal work) at BOOI 7.

Передающая антенна блока устройства радиоволнового обнаружения ОУОШ 3 может быть выполнена в виде всенаправленной антенны.The transmitting antenna of the unit of the radio wave detection device OOSH 3 can be made in the form of an omnidirectional antenna.

Модуль приемопередатчика СШПС выполнен в виде, по крайней мере, одного генератора видеоимпульсов наносекундной длительности.The SSHP transceiver module is made in the form of at least one nanosecond video pulse generator.

БС 6 выполнена на основе базового приемопередатчика и обеспечивает радиоприем, цифровую обработку, первичное декодирование и передачу информации на БООИ 7 и состоит из герметичного унифицированного металлического корпуса индустриального климатического исполнения с уровнем защиты IP65 для защиты от атмосферных воздействий и механических повреждений. На корпус БС 6 крепится всенаправленная антенна для приема передаваемой информации с ОУОШ 3. На корпусе БС 6 расположен разъем питания базовой станции, разъем питания БООИ 7, разъем подключения информационного кабеля БООИ 7 и тумблер включения/отключения питания БС 6. Внутри корпуса БС 6 размещаются: плата питания БС 6, радиомодуль, плата БС 6 и аккумуляторная батарея. БС 6 предназначена для получения от ОУОШ 3 и передачи на БООИ 7 информации о фактах проникновения нарушителей (движущихся объектов) в охраняемое пространство внутри подвижных, стационарных объектов и информации о исправной работе ОУОШ 3.BS 6 is made on the basis of a base transceiver and provides radio reception, digital processing, primary decoding and information transfer to BOOI 7 and consists of a hermetic unified metal case of industrial climatic design with IP65 protection level for protection against atmospheric influences and mechanical damage. An omnidirectional antenna is mounted on the BS 6 case for receiving transmitted information from the OSL 3. On the BS 6 case there is a power connector of the base station, a BOOI 7 power connector, a BOOI 7 data cable connection connector and a BS 6 power on / off switch 6. Inside the BS 6 case : BS 6 power board, radio module, BS 6 board and battery. BS 6 is designed to receive information from OSOSh 3 and transmit to BOOI 7 information about the facts of penetration of violators (moving objects) into the protected space inside mobile, stationary objects and information about the proper operation of OSOSh 3.

БООИ 7 выполнен на основе компьютера (промышленного ноутбука), обеспечивает прием, обработку, архивирование, графическое отображение передаваемой с БС 6 информации о фактах проникновения нарушителей в охраняемое пространство внутри подвижных, стационарных объектов и информации о исправной работе ОУОШ 3, выдачи звукового сигнала тревоги и тревожного сообщения при проникновении нарушителя в охраняемое пространство объекта, в том числе с указанием номера ОУОШ, даты и времени события в журнале событий в виде log-файла. БООИ может быть выполнен с возможностью приема, обработки, архивирования, графического отображения информации о исправной работе ОУОШ. На корпусах устройств ОУОШ 3 и БС 6 могут быть предусмотрены крепления для монтажа на любую вертикальную поверхность.BOOI 7 is made on the basis of a computer (industrial laptop), provides reception, processing, archiving, and a graphic display of information transmitted from BS 6 on the facts of intruders entering the protected space inside mobile, stationary objects and information on the correct operation of the OSL 3, issuing an audible alarm and an alarm message when an intruder penetrates into the protected space of an object, including indicating the OOSH number, the date and time of the event in the event log in the form of a log file. BOOI can be performed with the possibility of receiving, processing, archiving, graphically displaying information about the correct operation of the OOSH. On the enclosures of the OUOSH 3 and BS 6 devices, mounts can be provided for mounting on any vertical surface.

Работа системы обнаружения движущихся объектов за преградой осуществляется следующим образом. Импульсный зондирующий сигнал наносекундной длительности, сформированный модулем радара приемопередатчика СШПС, передается по проводной линии связи на вход антенны рупорной. Антенна рупорная излучает импульсный сигнал в направлении охраняемого пространства, расположенного за оптически непрозрачной преградой (стены и перекрытия, изготовленные из стандартных строительных материалов, включая кирпичи, блоки, бетонные перекрытия, включая железобетон, деревянные балки, и т.д.), и принимает отраженный сигнал от движущихся объектов в охраняемом пространстве. Сигнал, отраженный от движущихся объектов, попадает на вход модуля радара приемопередатчика СШПС и далее с выхода модуля передается на вход платы преобразователя для временного стробирования сигнала, с целью уменьшения влияния мощных отражений от неподвижных объектов, находящихся в зоне обзора, и обработки сигналов в коротких временных интервалах, а также фазового детектирования для выделения доплеровской составляющей сигнала. После фазового детектирования осуществляется накопление заданного числа принятых импульсов и преобразование в цифровой код с последующим хранением его в ячейке памяти твердотельного диска, соответствующей определенному элементу дальности.The system for detecting moving objects behind an obstacle is as follows. A pulsed probe signal of nanosecond duration, generated by the UHPS transceiver radar module, is transmitted via a wired communication line to the horn antenna input. The horn antenna emits a pulse signal in the direction of the protected space located behind an optically opaque barrier (walls and floors made of standard building materials, including bricks, blocks, concrete floors, including reinforced concrete, wooden beams, etc.), and receives reflected signal from moving objects in a protected space. The signal reflected from moving objects enters the input of the SWPS transceiver radar module and is then transmitted from the output of the module to the input of the converter board for temporary gating of the signal, in order to reduce the influence of powerful reflections from stationary objects in the field of view and to process signals in short time intervals, as well as phase detection to isolate the Doppler component of the signal. After phase detection, a given number of received pulses is accumulated and converted to a digital code, followed by its storage in the memory cell of the solid-state drive corresponding to a certain range element.

Цифровая обработка информационных пакетов для всех элементов дальности осуществляется в процессорной плате ОУОШ. В связи с большим динамическим диапазоном принимаемого сигнала используется аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) большой разрядности, реализованный в модуле радара ОУОШ. Минимальная ширина временного окна определяется длительностью зондирующего сигнала. Изменение задержки окна осуществляет последовательный обзор зоны наблюдения. Обзор зоны антенной рупорной производится последовательно с многократным осмотром всех элементов дальности выделенной зоны за интервал времени 10 с. При этом в плате преобразователя осуществляется временная дискретизация сигнала в каждом элементе дальности. После проведения циклического обзора, в процессорной плате ОУОШ формируется информационный пакет, обработка которого позволяет вынести решение о наличии/отсутствии нарушителя в зоне наблюдения. Повышение несущей частоты позволяет легче отделить частоту движущегося объекта от постоянной составляющей. Следует принять во внимание, что на частотах 0.9-2 ГГц работают навигационные системы GPS и ГЛОНАСС и большинство операторов сотовой связи России, а на частотах порядка 2.4 ГГц осуществляется доступ в Интернет через беспроводную связь Wi-Fi. В соответствии с Приложением №16 к решению ГКРЧ от 7 мая 2007 г. №07-20-03-001 и Приложением к решению ГКРЧ от 15 декабря 2009 г. №09-05-02 сверхширокополосные беспроводные устройства имеют наиболее благоприятные условия (-57 дБм/МГц) для работы в диапазоне частот 3375-3950 МГц. С учетом изложенного, частота несущего колебания, используемая в ОУОШ, принята равной 3.5 ГГц (λ=0,0856 м). Данный информационный пакет с выхода процессорной платы подается на вход платы интерфейсной для преобразования, например, интерфейса RS-232 в интерфейс UART и вход передатчика широкополосной радиосвязи ОУОШ для передачи по радиоканалу 433 МГц на БС 6.Digital processing of information packets for all range elements is carried out in the OUOSH processor board. Due to the large dynamic range of the received signal, a large-capacity analog-to-digital converter (ADC) is used, implemented in the OOSH radar module. The minimum width of the time window is determined by the duration of the probe signal. Changing the window delay provides a consistent overview of the observation area. An overview of the horn antenna zone is carried out sequentially with multiple inspection of all elements of the range of the selected zone for a time interval of 10 s. At the same time, a temporary sampling of the signal in each element of the range is carried out in the converter board. After a cyclic review, an information package is formed in the processor board of the OOSH, the processing of which allows us to make a decision on the presence / absence of an intruder in the observation zone. Increasing the carrier frequency makes it easier to separate the frequency of a moving object from a constant component. It should be taken into account that GPS and GLONASS navigation systems and the majority of mobile operators in Russia operate at frequencies of 0.9-2 GHz, and access to the Internet via Wi-Fi is available at frequencies of about 2.4 GHz. In accordance with Appendix No. 16 to the decision of the State Committee for Emergency Situations of May 7, 2007 No. 07-20-03-001 and the Appendix to the decision of the State Committee for Emergency Situations of December 15, 2009 No. 09-05-02 ultra-wideband wireless devices have the most favorable conditions (-57 dBm / MHz) for operation in the frequency range 3375-3950 MHz. In view of the foregoing, the carrier frequency used in the OOSH is assumed to be 3.5 GHz (λ = 0.0856 m). This information package from the output of the processor board is fed to the input of the interface board for converting, for example, the RS-232 interface to the UART interface and the input of the OWOSh broadband radio transmitter for transmission over the 433 MHz radio channel to BS 6.

БС 6 производит цифровую обработку и первичное декодирование информации. С выхода базовой станции 6 информация о наличии/отсутствии нарушителя в зоне наблюдения поступает на вход блока обработки и отображения информации 7 для обработки, архивирования и графического отображения, передаваемой с БС 6, информации о фактах проникновения нарушителей в охраняемое пространство внутри подвижных, стационарных объектов и информации о исправной работе ОУОШ 3, а также выдачи звукового сигнала тревоги и тревожного сообщения при проникновении нарушителя в охраняемое пространство объекта.BS 6 performs digital processing and primary decoding of information. From the output of the base station 6, information about the presence / absence of the intruder in the observation zone is fed to the input of the processing and display unit of information 7 for processing, archiving and graphic display transmitted from BS 6, information on the facts of the penetration of intruders into the protected space inside mobile, stationary objects and information about the correct operation of the OOSH 3, as well as the issuance of an audible alarm and an alarm message when an intruder penetrates the protected space of the object.

ОУОШ 3 устанавливается на вертикальную поверхность помещения объекта охраны таким образом, чтобы перекрыть максимальную площадь контролируемого пространства объемом до 200 м3 (см. фиг. 2, 3). КЦУ 2 устанавливается в помещение охраны (удаление от помещения объекта охраны - до 5 км) После установки производится включение питания ОУОШ 3, БС 6, БООИ 7. В БООИ 7 с клавиатуры вводится вся необходимая для функционирования ОУОШ 3 и оператора информация (номер СОМ-порта, скорость передачи информации, номер ОУОШ).OOSH 3 is installed on the vertical surface of the premises of the object of protection in such a way as to cover the maximum area of the controlled space up to 200 m 3 (see Fig. 2, 3). KTsU 2 is installed in the guard room (the distance from the guard facility is up to 5 km) After installation, the power of ОУОШ 3, БС 6, БООИ 7 is turned on. All information necessary for the functioning of ОУШ 3 and the operator is entered into the BOOI 7 (the COM number is port, information transfer rate, OOSH number).

При пересечении границы зоны обнаружения ОУОШ 3 на БООИ 7 выдаются звуковой сигнал тревоги и тревожное сообщение о движении в зоне обнаружения, при этом в базу данных БООИ 7 в реальном масштабе времени производится запись и сохранение (архивирование) информации о событии с возможностью дальнейшего просмотра события в стандартный отчет о срабатывании ОУОШ 3.When crossing the boundary of the OOSH 3 detection zone, BOOI 7 gives an audible alarm and an alarm message about movement in the detection zone, while recording and saving (archiving) information about the event in the BOOI 7 database in real time with the possibility of further viewing the event in standard report on the response of OSL 3.

Запись и сохранение (архивирование) информации о состоянии ОУОШ 3 с указанием номера ОУОШ 3, даты и времени события производится в журнале событий в виде log-файла.Recording and saving (archiving) of information about the status of the OOSH 3 with the indication of the OUOS 3 number, date and time of the event is made in the event log in the form of a log file.

Предложенная система обнаружения движущихся объектов за преградой позволяет:The proposed system for detecting moving objects behind an obstacle allows you to:

- обеспечить выработку тревожного сигнала при вхождении нарушителя в зону радиолуча, формируемого ОУОШ;- ensure the generation of an alarm signal when an intruder enters the radio beam zone formed by the OOSH;

- обеспечить выработку сигналов исправной работы устройств обнаружения и их отправку в БООИ;- ensure the generation of signals of the correct operation of the detection devices and their sending to BOOI;

- обеспечить контроль охраняемого пространства объемом - до 200 м3.- provide control of the protected space with a volume of up to 200 m 3 .

Система обнаружения движущихся объектов за преградой предназначена для работы вблизи неподвижных объектов, а также в условиях транспортирования. Данная система обеспечивает устойчивое обнаружение нарушителя, перемещающегося в транспортном средстве во время его движения, в условиях естественных вибраций и ударов, имеет способность компенсировать механические помехи при установке на подвижных объектах и имеет малую среднюю излучаемую мощность радиосигнала и, соответственно, малую потребляемую мощность от источника питания, скрытность работы.The system for detecting moving objects behind an obstacle is designed to work near stationary objects, as well as in transportation conditions. This system provides stable detection of the intruder moving in the vehicle during its movement, in conditions of natural vibration and shock, has the ability to compensate for mechanical noise when installed on moving objects and has a small average radiated power of the radio signal and, accordingly, low power consumption from the power source stealth work.

Таким образом, снижение искажения принимаемого сигнала достигается за счет того, что КУРО и КЦУ соединены между собой широкополосным каналом передачи данных, а ОУОШ, входящее в состав комплекта устройства радиоволнового обнаружения, выполнено с возможностью излучения сверхширокополосного зондирующего сигнала.Thus, the reduction in the distortion of the received signal is achieved due to the fact that the KURO and the MCC are interconnected by a broadband data channel, and the OOSH, which is part of the set of the radio wave detection device, is configured to emit an ultrawideband probing signal.

Дополнительное повышение функциональной надежности работы системы обнаружения движущихся объектов за преградой в условиях сильной вибрации, тряски, перепадов температур достигается за счет того, что корпус одиночного средства обнаружения широкополосного и корпус базовой станции выполняют герметичными из термостатированного материала со средствами крепления на любую вертикальную поверхность, а устройство хранения информации одиночного средства обнаружения широкополосного выполнено в виде твердотельного диска.An additional increase in the functional reliability of the system for detecting moving objects behind an obstacle in conditions of strong vibration, shaking, and temperature changes is achieved due to the fact that the case of a single broadband detection device and the base station case are sealed from a thermostated material with fastening means on any vertical surface, and the device storing information of a single broadband detection means is made in the form of a solid-state drive.

Claims (5)

1. Система обнаружения движущихся объектов за преградой, содержащая объединенные единой сетью радиосвязи комплект устройства радиоволнового обнаружения с передающей антенной и комплект центра управления с приемной антенной, размещенные вне охраняемого пространства, отличающаяся тем, что комплект устройства радиоволнового обнаружения и комплект центра управления соединены между собой широкополосным каналом передачи данных, при этом комплект устройства радиоволнового обнаружения включает в себя комплект элементов питания и не менее одного одиночного устройства обнаружения широкополосного, выполненного с возможностью излучения сверхширокополосного зондирующего сигнала, состоящего из корпуса, внутри которого расположены последовательно соединенные плата питания, модуль радара с дополнительными каскадами усиления, плата преобразователя, плата интерфейсная, плата процессорная, твердотельный диск и модуль приемопередатчика, выход которого подсоединен к антенне для передачи информации в комплект центра управления, который включает в себя по меньшей мере одну базовую станцию, выполненную на основе приемопередатчика со встроенной всенаправленной антенной и соединенной с блоком обработки и отображения информации, анализирующим поступающую информацию, координирующим работу одиночного устройства обнаружения широкополосного и выполненным на основе компьютера, причем по меньшей мере одно одиночное устройство обнаружения широкополосное выполнено расположенным с противоположной по отношению к охраняемому пространству стороны преграды, отделяющей охраняемое пространство от упомянутого одиночного устройства обнаружения широкополосного, таким образом, что излучаемые сверхширокополосные зондирующие сигналы охватывают все охраняемое пространство.1. A system for detecting moving objects beyond an obstacle, comprising a set of a radio wave detection device with a transmitting antenna combined with a single radio communication network and a set of a control center with a receiving antenna located outside the protected space, characterized in that the set of radio wave detection device and a set of control center are interconnected by broadband data transmission channel, while the kit of the radio wave detection device includes a set of batteries and not less one single broadband detection device capable of emitting an ultra-wideband probing signal, consisting of a housing inside which are connected a series-connected power board, a radar module with additional amplification stages, a converter board, an interface board, a processor board, a solid-state drive, and a transceiver module, the output of which connected to an antenna for transmitting information to a control center kit, which includes at least one ba a station based on a transceiver with a built-in omnidirectional antenna and connected to an information processing and display unit that analyzes incoming information, coordinates the operation of a single broadband detection device and is computer-based, and at least one single broadband detection device is arranged with the opposite in relation to the protected space of the side of the barrier separating the protected space from the aforementioned th wideband detection apparatus, so that the radiated UWB probing signals include all the protected space. 2. Система обнаружения движущихся объектов за преградой по п. 1, отличающаяся тем, что блок обработки и отображения информации соединен с базовой станцией посредством RS-232 соединения.2. The system for detecting moving objects beyond the barrier according to claim 1, characterized in that the information processing and display unit is connected to the base station via an RS-232 connection. 3. Система обнаружения движущихся объектов за преградой по п. 1, отличающаяся тем, что корпус одиночного средства обнаружения широкополосного и корпус базовой станции выполнены герметичными из термостатированного материала со средствами крепления на любую вертикальную поверхность.3. The system for detecting moving objects beyond the barrier according to claim 1, characterized in that the case of a single broadband detection means and the case of a base station are sealed from a thermostated material with means of attachment to any vertical surface. 4. Система обнаружения движущихся объектов за преградой по п. 1, отличающаяся тем, что блок обработки и отображения информации выполнен с возможностью выдачи звукового сигнала тревоги и тревожного сообщения при обнаружении движущихся объектов в охраняемом пространстве.4. The system for detecting moving objects beyond the barrier according to claim 1, characterized in that the information processing and display unit is capable of issuing an audible alarm and an alarm message when moving objects are detected in a protected space. 5. Система обнаружения движущихся объектов за преградой по п. 1, отличающаяся тем, что комплект устройства радиоволнового обнаружения может включать N одиночных устройств обнаружения широкополосных, количество которых определяется возможностью приема базовой станцией сигнала от одиночных устройств обнаружения широкополосных, размещенных на удалении от нее до 5 километров.5. The moving object detection system according to claim 1, characterized in that the set of the radio wave detection device can include N single broadband detection devices, the number of which is determined by the ability of the base station to receive a signal from single broadband detection devices located up to 5 away from it kilometers.
RU2016135600A 2016-09-01 2016-09-01 System of detection of moving objects behind barrier RU2626460C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135600A RU2626460C1 (en) 2016-09-01 2016-09-01 System of detection of moving objects behind barrier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135600A RU2626460C1 (en) 2016-09-01 2016-09-01 System of detection of moving objects behind barrier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2626460C1 true RU2626460C1 (en) 2017-07-28

Family

ID=59632218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016135600A RU2626460C1 (en) 2016-09-01 2016-09-01 System of detection of moving objects behind barrier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2626460C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0075199A1 (en) * 1981-09-17 1983-03-30 BROWN, BOVERI & CIE Aktiengesellschaft Method of and apparatus for locating avalanche victims
RU2070737C1 (en) * 1992-12-25 1996-12-20 Георгий Галиуллович Валеев Safeguarding device
US6031482A (en) * 1995-12-22 2000-02-29 Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales (Onera) Method and system for sensing and locating a person, e.g. under an avalanche
WO2005029133A1 (en) * 2003-09-24 2005-03-31 Soreq Nuclear Research Center Method and system for detection of objects
RU2384860C2 (en) * 2008-05-13 2010-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (государственный технический университет)" (МАИ) Method of detecting people and moving objects behind barrier and device for realising said method
RU2441252C2 (en) * 2009-10-08 2012-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") Method to detect moving objects through non-transparent barriers
RU2501032C1 (en) * 2012-08-03 2013-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") Method of determining permeability of barrier for broadband radar probing radiation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0075199A1 (en) * 1981-09-17 1983-03-30 BROWN, BOVERI & CIE Aktiengesellschaft Method of and apparatus for locating avalanche victims
RU2070737C1 (en) * 1992-12-25 1996-12-20 Георгий Галиуллович Валеев Safeguarding device
US6031482A (en) * 1995-12-22 2000-02-29 Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales (Onera) Method and system for sensing and locating a person, e.g. under an avalanche
WO2005029133A1 (en) * 2003-09-24 2005-03-31 Soreq Nuclear Research Center Method and system for detection of objects
RU2384860C2 (en) * 2008-05-13 2010-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (государственный технический университет)" (МАИ) Method of detecting people and moving objects behind barrier and device for realising said method
RU2441252C2 (en) * 2009-10-08 2012-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") Method to detect moving objects through non-transparent barriers
RU2501032C1 (en) * 2012-08-03 2013-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") Method of determining permeability of barrier for broadband radar probing radiation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9383426B2 (en) Real-time, two dimensional (2-D) tracking of first responders with identification inside premises
EP1714167B1 (en) Method and apparatus for through-the-wall motion detection utilizing cw radar
US20120249363A1 (en) Long range millimeter wave surface imaging radar system
JP2009539272A (en) Ultra-wideband radar sensor and network
US6633254B1 (en) Self-modulating remote moving target detector
CN103048656B (en) Tunnel surrounding rock deformation measurement early warning system and method based on continuous wave radar
US20150285907A1 (en) Terahertz screening apparatus for detection of concealed weapons
Crocco et al. A review on ground penetrating radar technology for the detection of buried or trapped victims
KR101507238B1 (en) Radar apparatus
CN102301255A (en) Mobile millimeter wave imaging radar system
US6700528B2 (en) Motion detection and alerting system
RU2771295C2 (en) Device and method for detecting objects or substances not allowed to be brought into controlled access zone
Burchett Advances in through wall radar for search, rescue and security applications
US20140375335A1 (en) Handheld multisensor contraband detector to improve inspection of personnel at checkpoints
RU2681271C1 (en) Device for searching for mines and mines on the basis of the radar parametric method
RU2595532C1 (en) Radar system for protection of areas with small-frame video surveillance system and optimum number of security guards
RU139761U1 (en) NONLINEAR RADAR
CN108075849B (en) GPS and GSM interference signal direction-finding positioning system based on detection
RU2724805C1 (en) Radar-beam system for guarding perimeters of extended objects and monitoring adjacent territory
RU2626460C1 (en) System of detection of moving objects behind barrier
CN105160791A (en) Intelligent mobile security device
RU102268U1 (en) MULTI-CHANNEL INTEGRATED RADIOELECTRONIC SYSTEM FOR MONITORING THE AIRFLOW AND AIR SITUATION AND SAFETY OF MARITIME OBJECTS
US7460056B2 (en) Multi purpose radar surveillance system
RU129283U1 (en) RADIOROUBEZH PERIMETER PROTECTION SYSTEM
de Mello et al. SDR-based radar-detectors embedded on tablet devices