WO2007011258A1 - Method for radio communication between guarded objects and a centralised security station - Google Patents

Method for radio communication between guarded objects and a centralised security station Download PDF

Info

Publication number
WO2007011258A1
WO2007011258A1 PCT/RU2006/000290 RU2006000290W WO2007011258A1 WO 2007011258 A1 WO2007011258 A1 WO 2007011258A1 RU 2006000290 W RU2006000290 W RU 2006000290W WO 2007011258 A1 WO2007011258 A1 WO 2007011258A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
message
frequency
protected
time interval
messages
Prior art date
Application number
PCT/RU2006/000290
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Vladimir Petrovich Gribok
Sergey Alexandrovich Kosarev
Yuriy Vitalievich Raygorodsky
Valeriy Vladimirovich Slastin
Alexey Ivanovich Faleev
Alexandr Yurievich Sheptovetsky
Original Assignee
Obschestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostju 'altonika'
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 Obschestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostju 'altonika' filed Critical Obschestvo S Ogranichennoj Otvetstvennostju 'altonika'
Publication of WO2007011258A1 publication Critical patent/WO2007011258A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/10Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using wireless transmission systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/713Spread spectrum techniques using frequency hopping

Definitions

  • the invention relates to methods for transmitting control and alarm signals using radio communication systems with frequency hopping. Such methods can be used in equipment that establishes a radio link between a central security point (CC) and guarded objects, which can be both vehicles and real estate.
  • CC central security point
  • guarded objects which can be both vehicles and real estate.
  • the radio communication systems used in this equipment are used to transmit command messages from the central monitoring station to any selected protected object and any acknowledged messages (confirming the receipt of the command message), control messages or alarm messages from any protected object to the central monitoring station.
  • the most significant is the transmission of alarm messages to the central monitoring station, since the generation and transmission of alarm messages occurs in case of an emergency at the corresponding guarded object, for example, in case of fire or if unauthorized persons are exposed to the guarded object. Such unauthorized persons may be intruders who penetrated the protected object with the purpose of robbery.
  • Two main types of equipment for a radio communication system are known (from the point of view of organizing the transmission of any messages from a guarded object to a central monitoring station).
  • the first type includes such equipment of the radio communication system in which the moment of formation and transmission of the next message is not known at the guarded object and, as a rule, in the central monitoring station. A certain message is sent from the protected object only after
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the occurrence of an event causing a subsequent transfer. For example, as soon as a fire alarm sensor is triggered, an alarm message about a fire is immediately generated and transmitted to the PCO.
  • Such equipment of a radio communication system is described, for example, in patents DE JY ° 4337211, G 08 V 25/10, G 08 V 29/00, G 08 C 15/00, H 04 V 7/24; EP Jfe0651361, G 08 V 25/10; RU ⁇ 2244959, G 08 ⁇ 25/10, G 08 ⁇ 29/16, ⁇ 60 R 25/10.
  • An object of the present invention relates specifically to the latter second type of apparatus of a radio communication system. And with this equipment, the transmission of messages must be carried out taking into account all the strict restrictions on the power and on the carrier frequency of the radio signal introduced on the territory of a state.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) refuses to purchase similar equipment from this manufacturer and is looking for another manufacturer.
  • the nominal radio frequencies and power are limited to 433.92 MHz ⁇ 0.2% and 5 mW, respectively (when installed on vehicles) and 10 mW (for other protected sites).
  • the distance of the protected objects from the central monitoring station should be several hundred meters. This is not enough to build effective wireless alarm equipment.
  • the traditional way to increase the distance of protected objects from the central monitoring station is to use the relay of signals of protected objects.
  • the construction of a network of repeaters causes additional costs for construction work and, in addition, requires the permission of the state radio frequency services and permissions from the owners of the structures on which the repeaters are installed.
  • One of the promising methods providing the possibility of transmitting messages from protected objects to the central monitoring station without using an extensive network of repeaters is the use of “jumping” frequencies in transmitted messages (Freepeps horpip).
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) received as a message from this protected object, indicating its normal operation, this artificial message should not only begin at the appropriate time, but should also be transmitted at the appropriate carrier frequency.
  • this artificial message should not only begin at the appropriate time, but should also be transmitted at the appropriate carrier frequency.
  • the use of “jumping” frequencies significantly reduces the likelihood that a pair of messages will be lost due to the coincidence of the transmission time intervals: for the loss of a pair of messages, the proximity of their carrier frequencies is also needed. However, if you do not control the choice of transmission start times and carrier frequencies, then loss of message pairs cannot be avoided. Let's say that messages from a hundred of protected objects come to the PCO.
  • the time interval from the beginning of the transmission of any message to the beginning of the transmission of the next message is set within two to four minutes (with a hundred equally probable choices).
  • the number of equally probable carrier frequency selection options for each message is one thousand. Then, every hour in the central monitoring station, two to three pairs of messages generated by different protected objects will be lost.
  • the present invention is aimed at improving the prototype, taking into account current restrictions on the range of radio frequencies and powers.
  • the subject of this invention is a radio communication method between guarded objects and a central monitoring station, in which the central monitoring station identifies the need for a corresponding control signal for each protected object, generates a binary code for this control signal and transmits it over the air as part of a command message received at the corresponding protected object, in each of the protected objects they form in binary code and transmit acknowledgment, control or alarm messages to the PCO via radio, moreover, the acknowledgment message A message is generated after receiving a command message from the PCA, an alarm message - after an alarm event is detected at the guarded object, and a control message - if there are no conditions for the generation of an acknowledgment and alarm message, the alarm event is detected in the PCC, which caused the alarm message to be generated, and make a decision adequate to the disturbing event that occurred, when transmitting from each protected object any message - acknowledging, monitoring or alarming - determined dissolved expected T the time interval between the moments of the start of transmission of this and the next message of the protected object and the carrier frequency F of the
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) symbols of logical zero and logical units must be transmitted, and if there is no reception of the expected message in the selected frequency areas, they shall take measures adequate to the measures taken when an alarm message is received from the corresponding protected object, if there is a message received by successively shifting the digital filtering time interval by a step, shorter than the transmission time interval of one bit in the message, determine the moments of change in the bits in the message and the shift in time of the start of the message, call Considered by the mismatch of the reference frequency of the generators in the monitoring station and the protected object, they will decrypt the received message and take actions adequate to its content and taking into account the conditions that occur in the central monitoring station, check whether these actions require a control signal to be sent to the protected object, and if there is such a requirement, form a command message containing the desired control signal, and transmit it at frequencies of logical zero and logical units in the received PCO message with amendments taking into account the set when In the case of the message, the reference frequency of
  • the expected time interval for receiving the next message is compared with the previously expected time intervals for the receipt of messages from other protected objects, and the presence of the overlap of these intervals on the expected time
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the reception interval for the next message, taking into account the duration of the additional time interval for the submission of the command message, if such an overlap is detected, the presence of the proximity of the carrier frequencies is checked and, with the proximity of the carrier frequencies established, a change command is generated for the protected object under consideration for the formation and / or carrier frequency of the next message, and then stored in PCO and guarded object adjusted parameters.
  • the time interval T between the moments when the transmission of this and the next message starts from the corresponding protected object is increased to the maximum allowable value T MAX .
  • Digital filtering of messages in the central monitoring station is carried out using the fast Fourier transform.
  • an allowable frequency overlap is established in adjacent spectral regions, at least a step ⁇ p of the frequency grid.
  • each message In the structure of each message, a synchronization marker, an information block made using error-correcting coding, and a checksum are distinguished.
  • the objective of the invention is the creation of a technology that provides an increase in the range of the known alarm equipment used in the protection of vehicles and real estate, taking into account the actual restrictions on the nominal values of the used radio frequencies and radiation powers of the transmitters.
  • the technical result of the invention is to create a fairly simple in technical implementation and not having restrictions
  • At '2 is a block diagram of an exemplary technical realization of the apparatus of the protected object.
  • Fig.3 shows a structural diagram of an example of a technical implementation of the equipment PTsO.
  • the equipment of the guarded facility is installed on the corresponding guarded property or in a vehicle.
  • the structure of an example of technical implementation of the equipment of the protected object (figure 2) includes sensors 1, the outputs of which are connected to the object control unit 2. The corresponding outputs of the object control unit 2 are connected
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) to the input of the pseudo-random selection node 4, to the first input of the object time register 6, to the first and second inputs of the object time counter 7 and to the first input of the object shaper 9 messages configured to transmit the corresponding messages over the air to the central monitoring station.
  • the outputs of the object register 6 and the object counter 7 are connected to the corresponding inputs of the matching circuit 8, the output of which is connected to the first input of the object control unit 2 and to the second input of the object driver 9 messages.
  • the third input of the object driver 9 messages is connected to the output of the object register 5 frequency and is connected to the input of the object receiver 3, configured to receive the corresponding command messages from the central monitoring station via radio.
  • the output of the object receiver 3 is connected to the second input of the object block 2 of the control, and the outputs of the node 4 pseudo-random selection are connected, respectively, to the second input of the object register 6 time and to the input of the object register 5 frequency.
  • the equipment of the central monitoring station is installed in general for all protected objects of the central monitoring station.
  • the heterodyne receiver 17 made with the possibility of receiving messages from protected objects is included in the example of technical implementation of the PCO equipment (FIG. 3).
  • the output of the heterodyne receiver 17 through an analog-to-digital converter 18 is connected to the first input of the digital filter block 19.
  • the second input of the digital filter block 19 is connected to the first input of the block 13 of the pseudo-random selection nodes and to the output of the first comparison circuit 12.
  • the first input of the first comparison circuit is connected to the output of the current time counter 11, and the second input is connected to the output of the auxiliary time register 10 and to the first input of the central control unit 22, the second input of which is connected to the first output
  • the second output of the digital filter unit 19 through the decision unit 21 is connected to the third input of the Central control unit 22.
  • the second input of the block 13 of pseudo-random selection nodes is connected to the output of the auxiliary address register 14.
  • the first output of the block 13 of pseudo-random selection nodes is connected through the central frequency register 15 to the fourth input of the central control unit 22.
  • the second output of the block 13 of pseudo-random selection nodes is connected to the first input of the central time register 16, the output of which is connected to the fifth input of the central control unit 22, the sixth input of which is connected to the output of the second comparison circuit 24.
  • the first input of the second comparison circuit 24 is connected to the first output of the buffer memory 23, the first input of which is connected to the second input of the second comparison circuit 24 and to the first output of the central control unit 22.
  • the second output of the central control unit 22 is connected to the input of the command message generator 25 configured to transmit command messages for the respective protected objects over the air.
  • the seventh input of the central control unit 22 is connected to the second output of the buffer memory 23, the second input of which is connected to the third output of the central control unit 22, the fourth output of which is connected to the second input of the central time register 16.
  • the third, fourth and fifth outputs of the buffer memory 23 are connected to the inputs, respectively, of the auxiliary time register 10, the auxiliary address register 14 and the auxiliary frequency register 20.
  • the output of the auxiliary frequency register 20 is connected to the third input of the digital filter unit 19.
  • Sensors 1 are technical means of fire and security alarm systems designed to detect a fire at a guarded object or to detect penetration (attempts
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) penetration) of unauthorized persons to the protected facility, as well as to identify the fact of exposure to the protected facility that exceeds the normalized level. That is, the sensors 1 detect alarm events at the guarded object. Upon detection of alarm events, the sensors 1 generate the corresponding alarm notifications. In addition, the sensors 1 can also generate control and diagnostic alerts.
  • the types and main characteristics of technical means of fire and security alarms are widely known in the scientific and technical literature (for example, "Directory of engineering and technical workers and electricians of technical means of security and fire alarms", Moscow, Ministry of Internal Affairs, GUVO, 1997).
  • the object control unit 2, the decision unit 21, the central control unit 22 and the second comparison circuit 24 can be performed, for example, according to the programmable controller circuits.
  • As an analog-to-digital Converter 18 can be used with standard commercially available chips.
  • Block 19 of digital filters can be made on the basis of digital filtering nodes of an integrating type using the fast Fourier transform method.
  • the structure of the equipment of each guarded object includes a special pseudo-random selection node 4 designed specifically for this guarded object. It allows pseudo-random selection of the carrier frequency of the next message and the time interval between sending this message and sending the previous message.
  • the node 4 of the pseudo-random choice is a constant non-volatile memory (although in practice the choice of hardware implementation of the node 4 of the pseudo-random choice can be extremely wide).
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) a pseudo-random selection is a set of storage devices, the contents of each of which completely coincides with the contents of the node 4 of the pseudo-random selection (which is part of the corresponding protected object).
  • Block 13 nodes of the pseudo-random selection is made with the possibility of selecting a specific storage device according to the contents of the auxiliary address register 14.
  • the heterodyne receiver 17 should be configured to carry out the transfer of the input frequency band to the region of lower (eg, sound) frequencies when receiving radio signals.
  • the object driver of the message 9 and the driver 25 of the command message are configured to generate signals in the desired frequency band with a corresponding (external to them) selection of the carrier frequency.
  • the object message shaper 9 and command message shaper 25 can be performed according to the standard transmitter scheme with the selected modulation type as the serial code of the message to be transmitted.
  • a number of protected objects are located (Fig. 1).
  • Such protected objects may be vehicles or real estate.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Each of the protected objects is connected via a corresponding radio channel with a central monitoring station.
  • the central monitoring station generates individual control signals for each protected object transmitted by the binary code over the air as part of the so-called command messages. After receiving the command message at the corresponding guarded object, an acknowledgment message is generated confirming the receipt of the command message.
  • disturbing events can occur, which include, for example, a fire or an attack on this protected object by intruders.
  • Security equipment located at this guarded facility detects alarm events and then sends the corresponding alarm message to the central monitoring station.
  • the PCO determines which alarm event occurred at the guarded object and take appropriate measures, for example, in the event of a fire, a fire brigade is sent to the appropriate address.
  • each of the messages of a certain i-th protected object is supplied and, accordingly, arrives at the central monitoring station at strictly defined time points (t réelle, f ⁇ ... ti, p > ti iP + 1 ). These time points are calculated both in each guarded object and in the central monitoring station.
  • the algorithm for the pseudo-random equiprobable choice of the time interval T is special for each of the protected objects, however, each of the algorithms for the pseudo-random equiprobable choice of the time interval T for the protected object is also known in the central monitoring station. Common to all algorithms for the pseudo-random equiprobable choice of the time interval T are three parameters: Tmin - the minimum allowable time interval;
  • T MAX - the maximum allowable time interval; ⁇ t is the time interval selection step.
  • the binary code of each message is transmitted on a pseudo-randomly selected carrier frequency F.
  • Algorithms for the pseudo-random equiprobable choice of the carrier frequency F are specific for each of the protected objects, however, each of the algorithms for the pseudo-random equiprobable choice of the carrier frequency F for the protected object is also known in the PCO.
  • Common to all algorithms for pseudo-random equiprobable selection of the carrier frequency F are three parameters: Fmin - the minimum allowable carrier frequency; F MAX - maximum allowable carrier frequency; ⁇ F is the step of the frequency grid.
  • frequency modulation When transmitting, frequency modulation is used. For example, a logical zero is transmitted at a carrier frequency F, and a logical unit is transmitted at a frequency F + K- ⁇ F.
  • each message contains: - a synchronizing marker; information block (made, for example, using error-correcting coding); - check sum.
  • the number of bits in each type of message is strictly constant.
  • the duration of the transmission of each discharge is the same.
  • a number of sensors 1 are installed at the guarded object (vehicle or real estate), each of which implements the assigned security function directly for it in the security zone established for it. For example, one of the sensors 1 can make sure that the garage door is closed and maintains its integrity in a secured summer cottage. Another sensor 1 monitors the integrity and closed state of one of the windows of the house, etc.
  • the task of the sensors 1 is to fix certain events (including disturbing events) and transmit information about these events to the object control unit 2 (which can be, for example, a specially programmed microcontroller).
  • a signal from the object receiver 3 also arrives at the object control unit 2 (when any command message from the central monitoring station arrives at this protected object).
  • the object control unit 2 according to the information received from the sensors 1 and from the object receiver 3, prepares a message code (acknowledging, monitoring or alarm) to be transmitted next. After the set minimum acceptable time interval (Tmin) has passed from the moment the last message starts, the object control unit 2 issues a command to node 4
  • Tmin set minimum acceptable time interval
  • the minimum allowable content of the object register 6 times (for example, all logical zeros) between transmitted messages, the minimum allowable time interval Tmin e is set and with the maximum allowable contents of the object register 6 times (for example, all logical units) the maximum allowable time interval T MAX between transmitted messaging.
  • the object control unit 2 resets the object time counter 7 and starts to send counting signals to it, with a period equal to the step ⁇ t of the time interval selection.
  • the equality of the contents of the object time counter 7 to the contents of the object register 6 times means that the set expected time interval T has passed from the moment of the previous message.
  • Matching circuit 8 establishes the coincidence of the contents of the object counter 7 time and the object register 6 times, and then sends a signal to the object shaper 9 messages to the object control unit 2.
  • the object control unit 2 remembers the moment the signal arrives at it from the coincidence circuit 8. This moment the object control unit 2 considers as the moment of the beginning of transmission of the next message, because the signal from the matching circuit 8, the object driver of the message 9 starts transmitting the next message to the air.
  • the object control unit 2 Upon completion of the transmission of the message, the object control unit 2 turns off the object shaper 9 of the message and switches to the standby mode for receiving a command message, which can be received in the object block 2 from the object receiver 3.
  • the carrier frequency of the expected command message is set for the object receiver 3 from the output of the object 5 frequency register.
  • a command message from the ARC (at the same carrier frequency F) is sent strictly to a specific protected object (no address is required). After receiving the command to the object control unit 2, this object control unit 2 starts working out the contents of the received command, carrying out the required actions.
  • the pseudo-random selection node At the address arriving at the block 13 of the pseudo-random selection nodes from the auxiliary address register 14, in the block 13 of the pseudo-random selection nodes, the pseudo-random selection node whose operation algorithm corresponds to the operation algorithm of the pseudo-random selection node 4, which is part of the protected object, is received and received from which it is expected in PTsO.
  • the set of signals appears that should be generated in the corresponding guarded object at the output of the pseudo-random selection node 4 during the formation of the next message. This set of signals goes to the central frequency register 15 and to the central time register 16.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) low frequencies. That is, as a result of the conversion, instead of the carrier frequency F, there appears a certain frequency Fi that is uniquely associated with it by a linear transformation. From the output of the heterodyne receiver 17, the signals are fed to an analog-to-digital converter 18, where they are converted to digital form. Further, the received signals are fed to the digital filter unit 19. The code of the expected frequency Fj is transmitted to the same block of digital filters 19 from the output of the auxiliary frequency register 20. Using this code, the digital filter unit 19 creates several digital filters corresponding to the frequency of the expected signals.
  • the allocated frequency intervals must overlap to ensure the receipt of notifications near the boundaries of the intervals.
  • the amount of overlap is determined when programming the operation of block 19
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) digital filters.
  • the digital filter unit 19 was built on the basis of a fast Fourier transform.
  • decision block 21 From the output of digital filter block 19, the signal is sent to decision block 21. If at the expected time for receiving a message at the expected frequency there is no signal reception, then decision block 21 includes a warning about an alarm event: no messages from a specific protected object.
  • the digital filter unit 19 detects the presence of a signal in the desired frequency range, then the integration intervals must be set in the digital filter unit 19, the beginning and end of each of which must correspond to the beginning and end of the discharge transmission in the message of the protected object. Setting integration intervals is carried out when receiving a synchronizing message marker.
  • the signal issued by the first comparison circuit 12 at the time ti ) P will indicate the beginning of message reception.
  • a certain limited time shift is allowed between the beginning of the reception of the message and the beginning of the output signal of the first comparison circuit 12.
  • the maximum permissible value of this shift ⁇ ⁇ can be estimated. That is, it can be considered acceptable that the reception of a message begins at any arbitrary time within
  • This time limit can, for example, be divided into a certain number of equal shares determined by the program of work
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) block 19 of digital filters, and choose the moment the message begins to receive the maximum integral function corresponding to finding the received signal in a certain frequency range. If, for example, logical zeros and logical units are transmitted alternately in the synchronization marker, then the signals will appear alternately at the outputs of one of the following filter pairs:
  • the integration time in each of the digital filters is exactly equal to the time of receipt of one bit of the message.
  • the estimated time t i) P of the start of reception is recorded in the auxiliary time register 10, a correction ⁇ to this time moment is set in the digital filter block 19, and the expected value T of the time interval between the filing of the considered message of this protected object is stored in the central time register 16 and by filing the next message from the same guarded facility.
  • the central control unit 22 calculates the expected time t i) P + i of receiving the next message from the i-th guarded object.
  • the central control unit 22 updates the expected frequency value of the next message recorded in the central frequency register 15.
  • the Central control unit 22 sequentially reads from the cells of the buffer memory 23 the values of the expected moments of reception
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Messages from each of the remaining protected sites.
  • each of the read values is compared with the calculated expected time ti ) P + i of receiving the next message from the i-th guarded object. If the comparison reveals the possibility of blocking the message from the i-th protected object (taking into account the fact that a command message can be transmitted immediately after the end of this message) with a message from some other protected object or with a command message, then the second comparison circuit 24 gives about this signal to the Central control unit 22.
  • the central control unit 22 sets in the central time register 16 the content corresponding to the maximum allowable interval between submission of messages from one source (for example, all logical units), and then repeats the calculation of the expected time tj ) P + i of receiving the next message from the i-th protected object, taking into account the change in the contents of the central register 16 time.
  • the central control unit 22 remembers that upon receipt of a message from the i-th protected object, it is necessary to submit a command message about the postponement of the next message from the i-th protected object.
  • central control unit 22 When all the checks carried out the second comparison circuit 24, central control unit 22 writes the i-th cell buffer memory 23, calculated values of the expected moment tj> p + i receive the next message from the i-th protected object and the carrier frequency of the communication.
  • the message continues to be received from the i-th protected object.
  • the message bits are sequentially delivered to the deciding unit 21, where the content of the message is evaluated essentially.
  • the decisive At the end of receiving the message, the decisive
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) unit 21 transmits a signal corresponding to the received message to the central control unit 22.
  • the central control unit 22 includes a corresponding alarm, according to which an adequate solution is developed in the central monitoring station. The development of a specific adequate solution does not relate to the subject of this patent.
  • the central control unit 22 After the signal about the received message is received in the central control unit 22, the central control unit 22 checks whether it is necessary to generate a command message for the i-th guarded object. Such a message may be, in particular, a command message about the postponement of the next message by the i-th protected object. If this command message does not need to be generated, then the central control unit 22 checks if there are any requirements for the formation of any other command message. If it is necessary to transmit a command message, the central control unit 22 includes a command message generator 25, which, on an adjusted carrier frequency, transmits over the air a serial code of the corresponding command message.
  • a command message generator 25 which, on an adjusted carrier frequency, transmits over the air a serial code of the corresponding command message.
  • the central control unit 22 Upon completion of the transmission of the command message (or after the fact of the absence of the need for its transmission to be detected), the central control unit 22 starts sequential interrogation of the cells of the buffer memory 23. Using the second comparison circuit 24, the cell of the buffer memory 23 is detected, in which the smallest moment of the expected time of receipt of the message is recorded. After that, from the buffer memory 23 is overwritten:
  • the central monitoring station is prepared to receive the next message from the protected object.
  • the work of the PCO considered above is further completely repeated.
  • the technical implementation of the proposed method is significantly simpler. This provides a significant increase in the signal-to-noise ratio due to the multiple narrowing of the passband of the receiving path in the PCO, which proportionally reduces the noise power in the received frequency band while maintaining the useful signal power.
  • equipment was tested that implements radio communication methods corresponding to the prototype and the claimed technical solution. Tests have shown that when fulfilling the requirements to limit the radio frequencies used and the radio signal power, the use of the proposed technical solution allows, all other things being equal, to increase the maximum permissible distance between the guarded object and the PTOs more than twenty times.

Abstract

The invention relates to alarm-monitoring frequency-hopping signalling. The inventive method consists in forming acknowledge, control or alarm messages in a guarded object and in transmitting said messages to the centralised security station, wherein, during the message formation, a transition from a logical zero to a logical unit is carried out by means of a carrier frequency shift, in determining, while the message transmission, an expected time interval between the transmissions of the actual and next guarded object messages and the next message carrier frequency, upon the termination of the message transmission, in waiting the reception of a control signal from the centralised security station during a defined time interval. In the centralised security station, the inventive method consists in carrying out a wideband reception of signals when the current time approaches the recorded time of the subsequent message delivery, in transiting the output frequency band in the lower frequency range, in carrying out the analog-to-digital conversion and in selecting the frequency ranges which are close to the transmission frequency of the zero and unit symbols in the expected message, in determining the bit change times in the message and the time delay by successively shifting a digital filtration time and in decrypting the message. The control signal is transmitted to the guarded object through the same frequencies. Said invention makes it possible to extend the signalling system service area.

Description

Способ радиосвязи между охраняемыми объектами и пунктом централизованной охраны The method of radio communication between protected objects and a central security point
Изобретение относится к способам передачи сигналов контрольной и тревожной сигнализации, использующим системы радиосвязи со скачкообразной перестройкой частоты. Такие способы могут применяться в аппаратуре, устанавливающей радиосвязь между пунктом централизованной охраны (ПЦО) и охраняемыми объектами, которыми могут быть как транспортные средства, так и объекты недвижимости.The invention relates to methods for transmitting control and alarm signals using radio communication systems with frequency hopping. Such methods can be used in equipment that establishes a radio link between a central security point (CC) and guarded objects, which can be both vehicles and real estate.
Системы радиосвязи, используемые в этой аппаратуре, служат для передачи от ПЦО на любой выбранный охраняемый объект командных сообщений и от любого охраняемого объекта в ПЦО квитирующих сообщений (подтверждающих прием командного сообщения), контрольных сообщений или тревожных сообщений. Наиболее существенным является передача в ПЦО тревожных сообщений, поскольку формирование и передача тревожных сообщений происходит при нештатной обстановке на соответствующем охраняемом объекте, например, при пожаре или при обнаружении несанкционированного воздействия на охраняемый объект со стороны посторонних лиц. Таким посторонними лицами могут быть злоумышленники, проникшие на охраняемый объект с целью грабежа.The radio communication systems used in this equipment are used to transmit command messages from the central monitoring station to any selected protected object and any acknowledged messages (confirming the receipt of the command message), control messages or alarm messages from any protected object to the central monitoring station. The most significant is the transmission of alarm messages to the central monitoring station, since the generation and transmission of alarm messages occurs in case of an emergency at the corresponding guarded object, for example, in case of fire or if unauthorized persons are exposed to the guarded object. Such unauthorized persons may be intruders who penetrated the protected object with the purpose of robbery.
Известны два основных вида аппаратуры системы радиосвязи (с точки зрения организации передачи любых сообщений от охраняемого объекта в ПЦО).Two main types of equipment for a radio communication system are known (from the point of view of organizing the transmission of any messages from a guarded object to a central monitoring station).
К первому виду относят такую аппаратуру системы радиосвязи, в которой на охраняемом объекте и, как правило, в ПЦО не известен момент формирования и передачи очередного сообщения. Передача определенного сообщения с охраняемого объекта происходит лишь послеThe first type includes such equipment of the radio communication system in which the moment of formation and transmission of the next message is not known at the guarded object and, as a rule, in the central monitoring station. A certain message is sent from the protected object only after
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) возникновении события, вызывающего последующую передачу. Например, как только срабатывает датчик пожарной сигнализации, сразу же формируется и передается в ПЦО тревожное сообщение о пожаре. Подобная аппаратура системы радиосвязи описана, например, в патентах DE JУ°4337211, G 08 В 25/10, G 08 В 29/00, G 08 С 15/00, H 04 В 7/24; EP Jfe0651361, G 08 В 25/10; RU Ж2244959, G 08 В 25/10, G 08 В 29/16, В 60 R 25/10. Достоинствами такой аппаратуры системы радиосвязи является высокая оперативность передачи тревожных сообщений и низкая загрузка радиоканала связи, поскольку передача сообщения происходит только при наступлении соответствующего события, а такие события достаточно редки. Однако, у данного вида аппаратуры системы радиосвязи существуют и определенные недостатки. Если при вторжении злоумышленников им удалось сразу же (то есть, до передачи тревожного сообщения) вывести из строя передающее устройство охраняемого объекта, то для их дальнейших действий не будет возникать никаких препятствий.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the occurrence of an event causing a subsequent transfer. For example, as soon as a fire alarm sensor is triggered, an alarm message about a fire is immediately generated and transmitted to the PCO. Such equipment of a radio communication system is described, for example, in patents DE JY ° 4337211, G 08 V 25/10, G 08 V 29/00, G 08 C 15/00, H 04 V 7/24; EP Jfe0651361, G 08 V 25/10; RU Ж2244959, G 08 В 25/10, G 08 В 29/16, В 60 R 25/10. The advantages of such equipment of the radio communication system are the high speed of transmission of alarm messages and low load of the radio communication channel, since the transmission of a message occurs only when the corresponding event occurs, and such events are quite rare. However, this type of equipment of the radio communication system has certain disadvantages. If, during the intrusion of intruders, they were able to immediately (that is, before transmitting the alarm message) disable the transmitting device of the protected object, then no further obstacles would arise for their further actions.
У второго вида аппаратуры системы радиосвязи на каждом охраняемом объекте можно заранее определить момент формирования и передачи очередного сообщения. А на ПЦО можно с определенной степенью достоверности предсказать моменты приема очередных сообщений с каждого из охраняемых объектов. Количество сообщений, передаваемых в ПЦО с каждого охраняемого объекта, для такой аппаратуры системы радиосвязи составляет за каждый час весьма ощутимую величину (как правило, от 15 до 30). Подобная аппаратура системы радиосвязи описана, например, в патентах US N26188715, H 04 L 27/26; US M>6700920, H 04 В 01/713; US JV<>6870875, H 04 В 01/69. У аппаратуры системы радиосвязи этого вида есть ряд недостатков. В частности, оперативность передачи тревожных извещений весьма невысока (промежуток времени от срабатывания пожарного датчика доIn the second type of equipment of the radio communication system at each guarded object, it is possible to determine in advance the moment of formation and transmission of the next message. And at the central monitoring station, with a certain degree of certainty, it is possible to predict the moments of receipt of the next messages from each of the protected objects. The number of messages transmitted to the central monitoring station from each guarded facility for such equipment of the radio communication system for each hour is very noticeable (usually from 15 to 30). Such equipment of a radio communication system is described, for example, in patents US N26188715, H 04 L 27/26; US M> 6,700,920; H 04 V 01/713; US JV <> 6870875, H 04 V 01/69. The equipment of this type of radio communication system has a number of disadvantages. In particular, the speed of transmitting alarm notifications is very low (the time interval from the operation of the fire detector to
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) подачи соответствующего тревожного сообщения может составлять несколько минут), загрузка радиоканала связи - довольно высокая (при 100 охраняемых объектах на ПЦО поступает около 2000 сообщений в час). Однако перед злоумышленниками при их вторжении на охраняемый объект встает гораздо более сложная задача. В ПЦО прекращение передачи сообщений от любого охраняемого объекта рассматривается как тревожное сообщение о вторжении злоумышленников. Поэтому для злоумышленника недостаточно просто подавить передачу тревожного сообщения, необходимо еще формировать в радиоэфире какие-то искусственные сообщения, которые в ПЦО должны принимать за сообщения от данного охраняемого объекта, свидетельствующие о его нормальной работе.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the corresponding alarm message can be several minutes), the download of the radio channel is quite high (with 100 guarded objects about 2,000 messages per hour arrive at the central monitoring station). However, attackers face a much more difficult task when they invade a protected object. In the PCO, the termination of the transmission of messages from any protected object is considered as an alarm message about the intrusion of intruders. Therefore, it is not enough for an attacker to simply suppress the transmission of an alarm message; it is also necessary to form some artificial messages on the radio air, which in the central monitoring station should be taken for messages from this protected object, indicating its normal operation.
Предмет настоящего изобретения относится именно к последнему второму виду аппаратуры системы радиосвязи. А этой аппаратуре передачу сообщений необходимо вести с реальным учетом всех жестких ограничений на мощность и на несущую частоту радиосигнала, введенных на территории того или иного государства.An object of the present invention relates specifically to the latter second type of apparatus of a radio communication system. And with this equipment, the transmission of messages must be carried out taking into account all the strict restrictions on the power and on the carrier frequency of the radio signal introduced on the territory of a state.
Так, например, если охраняемым объектом является транспортное средство, то в России устанавливаются ограничения на частоту и мощность радиосигналов в аппаратуре тревожной сигнализации:So, for example, if the guarded object is a vehicle, then in Russia restrictions are set on the frequency and power of radio signals in the alarm equipment:
- несущая частота (433,92 МГц ±0,2%);- carrier frequency (433.92 MHz ± 0.2%);
- максимальная мощность излучения 25 мВт.- maximum radiation power of 25 mW.
Однако, для обеспечения конкурентоспособности продаваемой беспроводной аппаратуры тревожной сигнализации предприятию- производителю требуется, чтобы пользователь аппаратуры тревожной сигнализации не оформлял специальных разрешений на приобретение и на использование этой аппаратуры. Оформление разрешений создает неудобства для пользователя, что приводит к тому, что пользовательHowever, to ensure the competitiveness of the sold wireless alarm equipment, the manufacturer requires that the user of the alarm equipment do not issue special permits for the purchase and use of this equipment. Issuing permissions creates inconvenience for the user, which leads to the fact that the user
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) отказывается от приобретения подобной аппаратуры у данного производителя и ищет другого производителя.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) refuses to purchase similar equipment from this manufacturer and is looking for another manufacturer.
Для аппаратуры тревожной сигнализации, которая может быть использована, например, в России без оформления официальных разрешений, номиналы используемых радиочастот и мощности ограничиваются на уровнях соответственно 433,92 МГц ± 0,2% и 5 мВт (при установке на транспортные средства) и 10 мВт (для других охраняемых объектов).For alarm equipment that can be used, for example, in Russia without official authorization, the nominal radio frequencies and power are limited to 433.92 MHz ± 0.2% and 5 mW, respectively (when installed on vehicles) and 10 mW (for other protected sites).
При таких небольших мощностях сигналов, удаленность охраняемых объектов от ПЦО должна составлять несколько сотен метров. Для построения эффективной беспроводной аппаратуры тревожной сигнализации этого мало.With such small signal powers, the distance of the protected objects from the central monitoring station should be several hundred meters. This is not enough to build effective wireless alarm equipment.
Традиционным средством увеличения удаленности охраняемых объектов от ПЦО является использование ретрансляции сигналов охраняемых объектов. Однако, построение сети ретрансляторов вызывает дополнительные затраты на проведение строительных работ и, кроме того, требует наличия разрешения государственных радиочастотных служб и разрешений от владельцев сооружений, на которых устанавливаются ретрансляторы. Одним из перспективных методов, обеспечивающих возможность передачи сообщений от охраняемых объектов в ПЦО без использования разветвленной сети ретрансляторов, является применение в передаваемых сообщениях "прыгающих" частот (Frеquепсу hоррiпg). На основе применения такого метода построены системы централизованной охраны, описанные в вышеупомянутых патентах-аналогах: US Nsб 188715, H 04 L 27/26; US JЧO6700920, H 04 В 01/713; US ДО.6870875, H 04 В 01/69. Необходимо отметить, что использование "прыгающих" частот затрудняет для злоумышленника формирование в радиоэфире искусственных сообщений. Для того, чтобы в ПЦО искусственное сообщение былоThe traditional way to increase the distance of protected objects from the central monitoring station is to use the relay of signals of protected objects. However, the construction of a network of repeaters causes additional costs for construction work and, in addition, requires the permission of the state radio frequency services and permissions from the owners of the structures on which the repeaters are installed. One of the promising methods providing the possibility of transmitting messages from protected objects to the central monitoring station without using an extensive network of repeaters is the use of “jumping” frequencies in transmitted messages (Freepeps horpip). Based on the application of this method, centralized security systems are described in the aforementioned patent patents: US Nsb 188715, H 04 L 27/26; US JCO 6700920, H 04 V 01/713; US DO.6870875, H 04 B 01/69. It should be noted that the use of "jumping" frequencies makes it difficult for an attacker to form artificial messages on the air. In order for the artificial communication in the PCO to be
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) воспринятр как сообщение от данного охраняемого объекта, свидетельствующее о его нормальной работе, это искусственное сообщение должно не только начинаться в соответствующий момент времени, но и передаваться на соответствующей несущей частоте. Кроме того, использование "прыгающих" частот существенно снижает вероятность того, что пара сообщений будет потеряна вследствие совпадения промежутков времени их передачи: для потери пары сообщений нужна еще и близость их несущих частот. Однако, если не контролировать выбор моментов начала передачи и несущих частот, то потерь пар сообщений избежать не удается. Допустим, что в ПЦО приходят сообщения от ста охраняемых объектов. При этом, для каждого охраняемого объекта промежуток времени от начала передачи любого сообщения до начала передачи следующего сообщения устанавливается в пределах от двух до четырех минут (при ста равновероятных вариантах выбора). Пусть, далее, количество равновероятных вариантов выбора несущей частоты для каждого из сообщений равно тысяче. Тогда каждый час в ПЦО будут теряться от двух до трех пар сообщений, сформированных разными охраняемыми объектами.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) received as a message from this protected object, indicating its normal operation, this artificial message should not only begin at the appropriate time, but should also be transmitted at the appropriate carrier frequency. In addition, the use of “jumping” frequencies significantly reduces the likelihood that a pair of messages will be lost due to the coincidence of the transmission time intervals: for the loss of a pair of messages, the proximity of their carrier frequencies is also needed. However, if you do not control the choice of transmission start times and carrier frequencies, then loss of message pairs cannot be avoided. Let's say that messages from a hundred of protected objects come to the PCO. At the same time, for each protected object, the time interval from the beginning of the transmission of any message to the beginning of the transmission of the next message is set within two to four minutes (with a hundred equally probable choices). Suppose further that the number of equally probable carrier frequency selection options for each message is one thousand. Then, every hour in the central monitoring station, two to three pairs of messages generated by different protected objects will be lost.
В одном из известных технических решений (в патенте US JN°6870875, H 04 В 01/69) предприняты меры по выбору моментов начала передачи сообщений и несущих частот с целью - избежать потерь пар сообщений вследствие их наложения (по времени и несущей частоте). Осуществляемый в этом техническом решении способ является ближайшим к заявляемому. Техническое решение по данному патенту выбрано в качестве прототипа заявляемого способа.In one of the known technical solutions (in the patent US JN ° 6870875, H 04 В 01/69), measures were taken to select the moments of the beginning of the transmission of messages and carrier frequencies in order to avoid loss of message pairs due to their overlap (in time and carrier frequency). Implemented in this technical solution, the method is the closest to the claimed. The technical solution for this patent is selected as a prototype of the proposed method.
Реализация этого способа в условиях действующих в государствах ограничений по диапазону радиочастот и мощностей не позволяет увеличить зону действия аппаратуры более чем до (0,5-1,0) км. ЭтогоThe implementation of this method under the conditions of the restrictions in the range of radio frequencies and capacities in the states does not allow to increase the range of the equipment to more than (0.5-1.0) km. Of this
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) недостаточно для продукции, предназначенной для свободной рыночной реализации.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) not enough for products intended for free market sale.
Настоящее изобретение направлено на усовершенствование прототипа с учетом действующих ограничений по диапазону радиочастот и мощностей.The present invention is aimed at improving the prototype, taking into account current restrictions on the range of radio frequencies and powers.
Предметом данного изобретения является способ радиосвязи между охраняемыми объектами и ПЦО, при котором в ПЦО для каждого охраняемого объекта выявляют необходимость подачи соответствующего сигнала управления, формируют двоичный код этого сигнала управления и передают его по радиоэфиру в составе командного сообщения, которое принимают на соответствующем охраняемом объекте, в каждом из охраняемых объектов формируют в двоичном коде и передают в ПЦО по радиоэфиру квитирующие, контрольные или тревожные сообщения, причем квитирующее сообщение формируют после приема от ПЦО командного сообщения, тревожное сообщение - после выявления на охраняемом объекте тревожного события, а контрольное сообщение - при отсутствии условий формирования квитирующего и тревожного сообщения, в ПЦО по принятому тревожному сообщению выявляют тревожное событие, явившееся причиной формирования тревожного сообщения, и принимают решение, адекватное произошедшему тревожному событию, при передаче с каждого охраняемого объекта любого сообщения - квитирующего, контрольного или тревожного - определяют ожидаемый интервал времени T между моментами начала передачи данного и следующего сообщения этого охраняемого объекта и несущую частоту F следующего сообщения, при этом для выбора ожидаемого интервала времени T используют три совпадающих для всех охраняемых объектов показателя: минимально допустимый интервал времени Tмин5 максимально допустимый интервал времени ТМАКС И шаг Δт The subject of this invention is a radio communication method between guarded objects and a central monitoring station, in which the central monitoring station identifies the need for a corresponding control signal for each protected object, generates a binary code for this control signal and transmits it over the air as part of a command message received at the corresponding protected object, in each of the protected objects they form in binary code and transmit acknowledgment, control or alarm messages to the PCO via radio, moreover, the acknowledgment message A message is generated after receiving a command message from the PCA, an alarm message - after an alarm event is detected at the guarded object, and a control message - if there are no conditions for the generation of an acknowledgment and alarm message, the alarm event is detected in the PCC, which caused the alarm message to be generated, and make a decision adequate to the disturbing event that occurred, when transmitting from each protected object any message - acknowledging, monitoring or alarming - determined dissolved expected T the time interval between the moments of the start of transmission of this and the next message of the protected object and the carrier frequency F of the next message, wherein to select the expected T time interval using three matched to all protected objects of the indicator: the minimum allowable time interval Tmin 5 maximum time interval T MAX AND step Δ t
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) выбора интервала времени, а для выбора несущей частоты F следующего сообщения также используют три совпадающих для всех охраняемых объектов показателя: минимально допустимую частоту FMин, максимально допустимую частоту FМАКС И шаг ΔF сетки частот, определение ожидаемого интервала времени T осуществляют путем выбора по предварительно установленному для каждого охраняемого объекта алгоритму псевдослучайного равновероятного выбора числа Kт в пределах 0<KT<(TMAKC-TMИH)/ΔT и использования соотношения T=TMин+ЬCтΔт, а определение несущей частоты F следующего сообщения осуществляют путем выбора по аналогичному предварительно установленному для каждого охраняемого объекта алгоритму псевдослучайного равновероятного выбора числа KF в пределах 0<KF<(FMAKC-FMИH)/ΔF и использования соотношения F=FMИH+KFΔF, - при этом, в ПЦО запоминают каждый из предварительно установленных для охраняемых объектов псевдослучайных равновероятных алгоритмов и используют эти алгоритмы для определения и последующего запоминания моментов времени поступления очередных сообщений от каждого из охраняемых объектов и несущих частот этих сообщений, при формировании сообщений осуществляют переход от логического нуля к логической единице путем сдвига несущей частоты F на целое число К шагов ΔF сетки частот, превышающее единицу и постоянное для всех охраняемых объектов, при приближении текущего времени к запомненному моменту времени поступления очередного сообщения от одного из охраняемых объектов осуществляют широкополосный прием сигналов, переносят входную полосу частот в область более низких частот, осуществляют аналого-цифровое преобразование и методами цифровой фильтрации с учетом произведенного переноса входной полосы частот выделяют интервалы частот, близкие к тем частотам, на которых в ожидаемомSUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the choice of the time interval, and to select the carrier frequency F of the next message also use three indicators that are the same for all protected objects: the minimum allowable frequency F M in, the maximum allowable frequency F MAX AND the step Δ F of the frequency grid, the determination of the expected time interval T is carried out by selecting the pre-established for each protected facility pseudorandom algorithm with equal probability of choosing the number of K t in the range 0 <K T <(T MAKC -T MИH ) / Δ T and using the relation T = T M in + bC t Δ t , and determining the carrier part The following message F is carried out by selecting, according to a similar pre-established algorithm for each protected object, a pseudo-random equiprobable choice of the number K F within 0 <K F <(F MAKC -F MИH ) / Δ F and using the relation F = F MИH + K F Δ F , - at the same time, each of the pseudorandom equiprobable algorithms pre-installed for the protected objects is stored in the PCO and these algorithms are used to determine and subsequently memorize the time moments of receipt of the next messages from each of the protected during the formation of messages, they carry out the transition from a logical zero to a logical unit by shifting the carrier frequency F by an integer number K of steps Δ F of the frequency grid that exceeds unity and constant for all protected objects, as the current time approaches a memorized time the arrival of the next message from one of the protected objects carries out broadband signal reception, transfers the input frequency band to the region of lower frequencies, performs analog-to-digital conversion azovanie and digital filtering techniques, taking into account the transfer of produced input baseband recovered frequency ranges close to those frequencies at which the expected
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) сообщении должны передаваться символы логического нуля и логической единицы, а при отсутствии приема ожидаемого сообщения в выделенных областях частот принимают меры, адекватные мерам, принимаемым при поступлении от соответствующего охраняемого объекта тревожного сообщения, при наличии приема сообщения путем последовательного сдвига интервала времени цифровой фильтрации на шаг, меньший интервала времени передачи одного разряда в сообщении, определяют моменты изменения разрядов в сообщении и сдвиг по времени начала сообщения, вызываемый несоответствием опорной частоты генераторов в составе ПЦО и охраняемого объекта, дешифрируют полученное сообщение и совершают действия, адекватные его содержанию и учитывающие условия, имеющие место в ПЦО, проверяют, требуют ли данные действия подачи на охраняемый объект сигнала управления, и при наличии такого требования формируют командное сообщение, содержащее требуемый сигнал управления, и передают его на частотах логического нуля и логической единицы в принятом ПЦО сообщении с поправками, учитывающими установленное при приеме сообщения несоответствие опорной частоты генераторов в составе ПЦО и охраняемого объекта, а на охраняемом объекте по окончании передачи каждого сообщения в течение заданного интервала времени ожидают поступления команды из ПЦО на тех же частотах, на которых из данного охраняемого объекта передавалось последнее сообщение.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) symbols of logical zero and logical units must be transmitted, and if there is no reception of the expected message in the selected frequency areas, they shall take measures adequate to the measures taken when an alarm message is received from the corresponding protected object, if there is a message received by successively shifting the digital filtering time interval by a step, shorter than the transmission time interval of one bit in the message, determine the moments of change in the bits in the message and the shift in time of the start of the message, call Considered by the mismatch of the reference frequency of the generators in the monitoring station and the protected object, they will decrypt the received message and take actions adequate to its content and taking into account the conditions that occur in the central monitoring station, check whether these actions require a control signal to be sent to the protected object, and if there is such a requirement, form a command message containing the desired control signal, and transmit it at frequencies of logical zero and logical units in the received PCO message with amendments taking into account the set when In the case of the message, the reference frequency of the generators in the monitoring station and the protected object does not match, and at the protected object, after the end of each message transmission, a command is received from the central monitoring station at the same frequencies at which the last message was transmitted from this protected object.
Частными существенными признаками изобретения являются следующие. В ПЦО при определении момента времени поступления очередного сообщения от охраняемого объекта сравнивают ожидаемый временной интервал приема очередного сообщения с ранее ожидаемыми временными интервалами поступления сообщений от других охраняемых объектов, выявляют наличие наложения этих интервалов на ожидаемый временнойParticular features of the invention are as follows. In the PCO, when determining the time of arrival of the next message from the protected object, the expected time interval for receiving the next message is compared with the previously expected time intervals for the receipt of messages from other protected objects, and the presence of the overlap of these intervals on the expected time
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) интервал приема очередного сообщения с учетом продолжительности дополнительного временного интервала подачи командного сообщения, при выявлении такого наложения проверяют наличие близости несущих частот и при установленной близости несущих частот формируют команду изменения для рассматриваемого охраняемого объекта времени формирования и/или несущей частоты очередного сообщения, после чего запоминают в ПЦО и на охраняемом объекте откорректированные параметры.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the reception interval for the next message, taking into account the duration of the additional time interval for the submission of the command message, if such an overlap is detected, the presence of the proximity of the carrier frequencies is checked and, with the proximity of the carrier frequencies established, a change command is generated for the protected object under consideration for the formation and / or carrier frequency of the next message, and then stored in PCO and guarded object adjusted parameters.
С помощью формируемой в ПЦО команды увеличивают до максимально допустимого значения ТМАКС интервал времени T между моментами начала передачи данного и следующего сообщений с соответствующего охраняемого объекта.Using the commands generated in the PCA, the time interval T between the moments when the transmission of this and the next message starts from the corresponding protected object is increased to the maximum allowable value T MAX .
Цифровую фильтрацию сообщений в ПЦО осуществляют с помощью быстрого преобразования Фурье. При использовании быстрого преобразования Фурье устанавливают допустимое перекрытие частот в соседних спектральных участках, не менее шага Δр сетки частот.Digital filtering of messages in the central monitoring station is carried out using the fast Fourier transform. When using the fast Fourier transform, an allowable frequency overlap is established in adjacent spectral regions, at least a step Δp of the frequency grid.
В структуре каждого сообщения выделяют синхронизирующий маркер, информационный блок, выполненный с использованием помехоустойчивого кодирования, и контрольную сумму.In the structure of each message, a synchronization marker, an information block made using error-correcting coding, and a checksum are distinguished.
Задачей изобретения является создание технологии, обеспечивающей увеличение зоны действия известной аппаратуры тревожной сигнализации, используемой при охране транспортных средств и объектов недвижимости, с учетом реально действующих ограничений номиналов используемых радиочастот и мощностей излучения передатчиков.The objective of the invention is the creation of a technology that provides an increase in the range of the known alarm equipment used in the protection of vehicles and real estate, taking into account the actual restrictions on the nominal values of the used radio frequencies and radiation powers of the transmitters.
Техническим результатом изобретения является создание достаточно простой в технической реализации и не имеющей ограниченийThe technical result of the invention is to create a fairly simple in technical implementation and not having restrictions
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) для свободной рыночной продажи аппаратуры системы, предназначенной для работы в системах тревожной сигнализации.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) for free market sale of system equipment intended for use in alarm systems.
Сущность изобретения поясняется с помощью рисунков, показанных на фиг.l - фиг.З. На фиг.l поясняется концепция предлагаемого способа радиосвязи между охраняемыми объектами и ПЦО.The invention is illustrated using the drawings shown in Fig.l - Fig.Z. Figure l explains the concept of the proposed method of radio communication between protected objects and PTOs.
На ' фиг.2 показана структурная схема примера технической реализации аппаратуры охраняемого объекта.At '2 is a block diagram of an exemplary technical realization of the apparatus of the protected object.
На фиг.З показана структурная схема примера технической реализации аппаратуры ПЦО.On Fig.3 shows a structural diagram of an example of a technical implementation of the equipment PTsO.
На фиг.2 и фиг.З использованы следующие обозначения: 1 - датчик; 2 - объектовый блок управления; 3 - объектовый приемник; 4 - узел псевдослучайного выбора; 5 - объектовый регистр частоты; 6 - объектовый регистр времени; 7 - объектовый счетчик времени; 8 - схема совпадения; 9 - объектовый формирователь сообщения; 10 вспомогательный регистр времени; 11 - счетчик текущего времени; 12 - первая схема сравнения; 13 - блок узлов псевдослучайного выбора; 14 - вспомогательный регистр адреса; 15 - центральный регистр частоты; 16 - центральный регистр времени; 17 - гетеродинный приемник; 18 - аналого- цифровой преобразователь; 19 - блок цифровых фильтров; 20 - вспомогательный регистр частоты; 21 - решающий блок; 22 - центральный блок управления; 23 - буферная память; 24 - вторая схема сравнения; 25 - формирователь командного сообщения.In figure 2 and fig.Z the following notation is used: 1 - sensor; 2 - object control unit; 3 - object receiver; 4 - node pseudo-random selection; 5 - object frequency register; 6 - object time register; 7 - object time counter; 8 is a coincidence diagram; 9 - object driver of the message; 10 auxiliary time register; 11 - current time counter; 12 is a first comparison diagram; 13 is a block of pseudo-random selection nodes; 14 - auxiliary address register; 15 - central frequency register; 16 - central time register; 17 - heterodyne receiver; 18 - analog-to-digital Converter; 19 is a block of digital filters; 20 - auxiliary frequency register; 21 - a crucial unit; 22 - central control unit; 23 - buffer memory; 24 is a second comparison diagram; 25 - shaper command message.
Аппаратура охраняемого объекта устанавливается на соответствующем охраняемом объекте недвижимости или на транспортном средстве. При этом в состав примера технической реализации аппаратуры охраняемого объекта (фиг.2) входят датчики 1, выходы которых подключены к объектовому блоку 2 управления. Соответствующие выходы объектового блока 2 управления подключеныThe equipment of the guarded facility is installed on the corresponding guarded property or in a vehicle. In this case, the structure of an example of technical implementation of the equipment of the protected object (figure 2) includes sensors 1, the outputs of which are connected to the object control unit 2. The corresponding outputs of the object control unit 2 are connected
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) ко входу узла 4 псевдослучайного выбора, к первому входу объектового регистра 6 времени, к первому и второму входам объектового счетчика 7 времени и к первому входу объектового формирователя 9 сообщения, выполненного с возможностью передачи по радиоэфиру соответствующих сообщений в ПЦО. Выходы объектового регистра 6 времени и объектового счетчика 7 времени подключены к соответствующим входам схемы 8 совпадения, выход которой соединен с первым входом объектового блока 2 управления и со вторым входом объектового формирователя 9 сообщения. Третий вход объектового формирователя 9 сообщения подключен к выходу объектового регистра 5 частоты и соединен со входом объектового приемника 3, выполненного с возможностью приема по радиоэфиру соответствующих командных сообщение из ПЦО. При этом выход объектового приемника 3 подключен ко второму входу объектового блока 2 управления, а выходы узла 4 псевдослучайного выбора подключены, соответственно, ко второму входу объектового регистра 6 времени и ко входу объектового регистра 5 частоты.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) to the input of the pseudo-random selection node 4, to the first input of the object time register 6, to the first and second inputs of the object time counter 7 and to the first input of the object shaper 9 messages configured to transmit the corresponding messages over the air to the central monitoring station. The outputs of the object register 6 and the object counter 7 are connected to the corresponding inputs of the matching circuit 8, the output of which is connected to the first input of the object control unit 2 and to the second input of the object driver 9 messages. The third input of the object driver 9 messages is connected to the output of the object register 5 frequency and is connected to the input of the object receiver 3, configured to receive the corresponding command messages from the central monitoring station via radio. The output of the object receiver 3 is connected to the second input of the object block 2 of the control, and the outputs of the node 4 pseudo-random selection are connected, respectively, to the second input of the object register 6 time and to the input of the object register 5 frequency.
Аппаратура ПЦО устанавливается в общем для всех охраняемых объектов ПЦО. При этом в состав примера технической реализации аппаратуры ПЦО (фиг.З) входят гетеродинный приемник 17, выполненный с возможностью приема сообщений от охраняемых объектов. Выход гетеродинного приемника 17 через аналого-цифровой преобразователь 18 подключен к первому входу блока 19 цифровых фильтров. Второй вход блока 19 цифровых фильтров соединен с первым входом блока 13 узлов псевдослучайного выбора и с выходом первой схемы 12 сравнения. Первый вход первой схемы сравнения подключен к выходу счетчика 11 текущего времени, а второй вход - к выходу вспомогательного регистра 10 времени и к первому входу центрального блока 22 управления, второй вход которого соединен с первым выходомThe equipment of the central monitoring station is installed in general for all protected objects of the central monitoring station. At the same time, the heterodyne receiver 17 made with the possibility of receiving messages from protected objects is included in the example of technical implementation of the PCO equipment (FIG. 3). The output of the heterodyne receiver 17 through an analog-to-digital converter 18 is connected to the first input of the digital filter block 19. The second input of the digital filter block 19 is connected to the first input of the block 13 of the pseudo-random selection nodes and to the output of the first comparison circuit 12. The first input of the first comparison circuit is connected to the output of the current time counter 11, and the second input is connected to the output of the auxiliary time register 10 and to the first input of the central control unit 22, the second input of which is connected to the first output
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) блока 19 цифровых фильтров. Второй выход блока 19 цифровых фильтров через решающий блок 21 соединен с третьим входом центрального блока 22 управления. При этом второй вход блока 13 узлов псевдослучайного выбора соединен с выходом вспомогательного регистра 14 адреса. Первый выход блока 13 узлов псевдослучайного выбора соединен через центральный регистр 15 частоты с четвертым входом центрального блока 22 управления. Второй выход блока 13 узлов псевдослучайного выбора соединен с первым входом центрального регистра 16 времени, выход которого подключен к пятому входу центрального блока 22 управления, шестой вход которого подключен к выходу второй схемы 24 сравнения. Первый вход второй схемы 24 сравнения соединен с первым выходом буферной памяти 23, первый вход которой подключен ко второму входу второй схемы 24 сравнения и к первому выходу центрального блока 22 управления. Второй выход центрального блока 22 управления соединен со входом формирователя 25 командного сообщения, выполненного с возможностью передачи по радиоэфиру командных сообщений для соответствующих охраняемых объектов. Седьмой вход центрального блока 22 управления соединен со вторым выходом буферной памяти 23, второй вход которой соединен с третьим выходом центрального блока 22 управления, четвертый выход которого подключен ко второму входу центрального регистра 16 времени. Третий, четвертый и пятый выходы буферной памяти 23 соединены со входами, соответственно, вспомогательного регистра 10 времени, вспомогательного регистра 14 адреса и вспомогательного регистра 20 частоты. Выход вспомогательного регистра 20 частоты подключен к третьему входу блока 19 цифровых фильтров.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) block 19 digital filters. The second output of the digital filter unit 19 through the decision unit 21 is connected to the third input of the Central control unit 22. In this case, the second input of the block 13 of pseudo-random selection nodes is connected to the output of the auxiliary address register 14. The first output of the block 13 of pseudo-random selection nodes is connected through the central frequency register 15 to the fourth input of the central control unit 22. The second output of the block 13 of pseudo-random selection nodes is connected to the first input of the central time register 16, the output of which is connected to the fifth input of the central control unit 22, the sixth input of which is connected to the output of the second comparison circuit 24. The first input of the second comparison circuit 24 is connected to the first output of the buffer memory 23, the first input of which is connected to the second input of the second comparison circuit 24 and to the first output of the central control unit 22. The second output of the central control unit 22 is connected to the input of the command message generator 25 configured to transmit command messages for the respective protected objects over the air. The seventh input of the central control unit 22 is connected to the second output of the buffer memory 23, the second input of which is connected to the third output of the central control unit 22, the fourth output of which is connected to the second input of the central time register 16. The third, fourth and fifth outputs of the buffer memory 23 are connected to the inputs, respectively, of the auxiliary time register 10, the auxiliary address register 14 and the auxiliary frequency register 20. The output of the auxiliary frequency register 20 is connected to the third input of the digital filter unit 19.
Датчики 1 представляют собой технические средства охранно- пожарной сигнализации, предназначенные для обнаружения пожара на охраняемом объекте или для выявления проникновения (попыткиSensors 1 are technical means of fire and security alarm systems designed to detect a fire at a guarded object or to detect penetration (attempts
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) проникновения) посторонних лиц на охраняемый объект, а также для выявления факта воздействия на охраняемый объект, превышающего нормированный уровень. То есть, датчики 1 обнаруживают на охраняемом объекте тревожные события. При обнаружении тревожных событий датчики 1 формируют соответствующие тревожные извещения. Кроме того, датчики 1 могут формировать также контрольно-диагностические извещения. Типы и основные характеристики технических средств охранно-пожарной сигнализации широко известны по научно-технической литературе (например, "Справочник инженерно-технических работников и электромонтеров технических средств охранно-пожарной сигнализации", Москва, МВД, ГУВО, 1997).SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) penetration) of unauthorized persons to the protected facility, as well as to identify the fact of exposure to the protected facility that exceeds the normalized level. That is, the sensors 1 detect alarm events at the guarded object. Upon detection of alarm events, the sensors 1 generate the corresponding alarm notifications. In addition, the sensors 1 can also generate control and diagnostic alerts. The types and main characteristics of technical means of fire and security alarms are widely known in the scientific and technical literature (for example, "Directory of engineering and technical workers and electricians of technical means of security and fire alarms", Moscow, Ministry of Internal Affairs, GUVO, 1997).
Объектовый блок 2 управления, решающий блок 21, центральный блок 22 управления и вторая схема 24 сравнения могут быть выполнены, например, по схемам программируемого контроллера. В качестве аналого-цифрового преобразователя 18 могут быть использованы стандартные серийно выпускаемые микросхемы.The object control unit 2, the decision unit 21, the central control unit 22 and the second comparison circuit 24 can be performed, for example, according to the programmable controller circuits. As an analog-to-digital Converter 18 can be used with standard commercially available chips.
Блок 19 цифровых фильтров может быть выполнен на основе узлов цифровой фильтрации интегрирующего типа, использующих метод быстрого преобразования Фурье. В состав аппаратуры каждого охраняемого объекта входит особый, предназначенный именно для этого охраняемого объекта, узел 4 псевдослучайного выбора. Он позволяет осуществить псевдослучайный выбор несущей частоты следующего сообщения и интервала времени между посылкой этого сообщения и посылкой предыдущего сообщения. Для простоты изложения можно считать, что узел 4 псевдослучайного выбора представляет собой постоянное энергонезависимое запоминающее устройство (хотя на практике выбор варианта аппаратурной реализации узла 4 псевдослучайного выбора может быть чрезвычайно широким). Для этого варианта исполнения узла 4 псевдослучайного выбора блок 13 узловBlock 19 of digital filters can be made on the basis of digital filtering nodes of an integrating type using the fast Fourier transform method. The structure of the equipment of each guarded object includes a special pseudo-random selection node 4 designed specifically for this guarded object. It allows pseudo-random selection of the carrier frequency of the next message and the time interval between sending this message and sending the previous message. For simplicity of presentation, we can assume that the node 4 of the pseudo-random choice is a constant non-volatile memory (although in practice the choice of hardware implementation of the node 4 of the pseudo-random choice can be extremely wide). For this embodiment, the node 4 pseudo-random selection block 13 nodes
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) псевдослучайного выбора представляет собой набор запоминающих устройств, содержимое каждого из которых полностью совпадает с содержимым узла 4 псевдослучайного выбора (входящего в состав соответствующего охраняемого объекта). Блок 13 узлов псевдослучайного выбора выполнен с возможностью выбора конкретного запоминающего устройства по содержимому вспомогательного регистра 14 адреса. В качестве объектового приемника 3 можно использовать приемник любого известного типа, например, супергетеродинный с изменяемой частотой гетеродина. Гетеродинный приемник 17 должен быть выполнен с возможностью осуществлять при приеме радиосигналов перенос входной полосы частот в область более низких (например, звуковых) частот.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) a pseudo-random selection is a set of storage devices, the contents of each of which completely coincides with the contents of the node 4 of the pseudo-random selection (which is part of the corresponding protected object). Block 13 nodes of the pseudo-random selection is made with the possibility of selecting a specific storage device according to the contents of the auxiliary address register 14. As the object receiver 3, you can use the receiver of any known type, for example, superheterodyne with a variable frequency of the local oscillator. The heterodyne receiver 17 should be configured to carry out the transfer of the input frequency band to the region of lower (eg, sound) frequencies when receiving radio signals.
Объектовый формирователь 9 сообщения и формирователь 25 командного сообщения выполнены с возможностью генерации сигналов в требуемой полосе частот при соответствующем (внешнем по отношению к ним) выборе несущей частоты. С учетом этой особенности объектовый формирователь 9 сообщения и формирователь 25 командного сообщения могут быть выполнены по стандартной схеме передатчика с выбранным типом модуляции последовательным кодом сообщения, подлежащего передаче.The object driver of the message 9 and the driver 25 of the command message are configured to generate signals in the desired frequency band with a corresponding (external to them) selection of the carrier frequency. With this in mind, the object message shaper 9 and command message shaper 25 can be performed according to the standard transmitter scheme with the selected modulation type as the serial code of the message to be transmitted.
Остальные узлы и блоки рассматриваемой аппаратурной реализации заявляемого способа представляют собой стандартные цифровые элементы, широко описанные в технической литературе и доступные на коммерческом рынке. Описанная выше система централизованной охраны работает следующим образом.The remaining nodes and blocks of the considered hardware implementation of the proposed method are standard digital elements that are widely described in the technical literature and available on the commercial market. The centralized security system described above works as follows.
На определенном расстоянии (например, не более 20 км) от ПЦО располагается ряд охраняемых объектов (фиг.l). Такими охраняемыми объектами могут быть транспортные средства или объекты недвижимости.At a certain distance (for example, no more than 20 km) from the central monitoring station, a number of protected objects are located (Fig. 1). Such protected objects may be vehicles or real estate.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Каждый из охраняемых объектов связан по соответствующему радиоканалу с ПЦО. ПЦО формирует для каждого охраняемого объекта индивидуальные сигналы управления, передаваемые двоичным кодом по радиоканалу в составе так называемых командных сообщений. После приема командного сообщения на соответствующем охраняемом объекте происходит формирование квитирующего сообщения, подтверждающего прием командного сообщения.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Each of the protected objects is connected via a corresponding radio channel with a central monitoring station. The central monitoring station generates individual control signals for each protected object transmitted by the binary code over the air as part of the so-called command messages. After receiving the command message at the corresponding guarded object, an acknowledgment message is generated confirming the receipt of the command message.
На охраняемых объектах могут происходить тревожные события, к которым относятся, например, пожар или нападение на этот охраняемый объект злоумышленников. Аппаратура охраны, находящаяся на этом охраняемом объекте, обнаруживает тревожные события и после этого посылает в ПЦО соответствующее тревожное сообщение. В ПЦО по расшифрованному тревожному сообщению определяют, какое тревожное событие произошло на охраняемом объекте, и принимают адекватные меры, например, в случае пожара направляют по соответствующему адресу пожарную команду.At protected sites, disturbing events can occur, which include, for example, a fire or an attack on this protected object by intruders. Security equipment located at this guarded facility detects alarm events and then sends the corresponding alarm message to the central monitoring station. According to the decrypted alarm message, the PCO determines which alarm event occurred at the guarded object and take appropriate measures, for example, in the event of a fire, a fire brigade is sent to the appropriate address.
Однако, если охраняемый объект подвергся нападению злоумышленников, то необходимо считаться с тем, что аппаратура охраны на охраняемом объекте может быть подавлена, например, механически сломана и разбита путем применения огнестрельного оружия и взрывчатых веществ. Поэтому тревожное сообщение о нападении злоумышленников может не дойти до ПЦО. В рассматриваемой системе охраны предусматривается, что каждое из сообщений некоторого i-го охраняемого объекта подается и, соответственно, поступает в ПЦО в строго определенные моменты времени (tу, fø...ti,p> tiiP+1...). Эти моменты времени вычисляются как в каждом охраняемом объекте, так и в ПЦО. При передаче (в момент tjjP) очередного сообщения с помощью алгоритма псевдослучайного равновероятного выбора определяется интервалHowever, if the guarded object was attacked by intruders, it is necessary to reckon with the fact that the security equipment at the guarded object can be suppressed, for example, mechanically broken and destroyed by the use of firearms and explosives. Therefore, an alarming message about an attack by attackers may not reach the PCO. The security system under consideration provides that each of the messages of a certain i-th protected object is supplied and, accordingly, arrives at the central monitoring station at strictly defined time points (tу, fø ... ti, p > ti iP + 1 ...). These time points are calculated both in each guarded object and in the central monitoring station. When transmitting (at time tj jP) next message using a pseudorandom algorithm selection equiprobable determined interval
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) времени Т между началом передачи этого сообщения и началом передачи следующего сообщения: ti>p+] = t. p +T (1)SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) time T between the start of transmission of this message and the start of transmission of the following message: t i> p +] = t. p + T (1)
Алгоритм псевдослучайного равновероятного выбора интервала времени T особый для каждого из охраняемых объектов, однако, каждый из алгоритмов псевдослучайного равновероятного выбора интервала времени T для охраняемого объекта известен и в ПЦО. Общими для всех алгоритмов псевдослучайного равновероятного выбора интервала времени T являются три параметра: Тмин - минимально допустимый интервал времени;The algorithm for the pseudo-random equiprobable choice of the time interval T is special for each of the protected objects, however, each of the algorithms for the pseudo-random equiprobable choice of the time interval T for the protected object is also known in the central monitoring station. Common to all algorithms for the pseudo-random equiprobable choice of the time interval T are three parameters: Tmin - the minimum allowable time interval;
ТМАКС - максимально допустимый интервал времени; Δт - шаг выбора интервала времени.T MAX - the maximum allowable time interval; Δt is the time interval selection step.
Таким образом, выбор интервала времени T сводится к выбору целого числа Kт в пределах от 0 до (TMAKC-TMИH)/ΔT. При этом алгоритмы псевдослучайного равновероятного выбора должны обеспечивать равную вероятность выбора любого из целых чисел в заданных пределах. ФормулаThus, the choice of the time interval T is reduced to the choice of an integer K t in the range from 0 to (TMAKC-TMIN) / Δ T. At the same time, pseudo-random equiprobable selection algorithms should provide an equal probability of choosing any of the integers within the given limits. Formula
(1) преобразуется к виду:(1) is converted to:
ЧP+i = ti,P +Tмш +Kт - Δт (2)H P + i = t i, P + T msh + Kt - Δt (2)
Двоичный код каждого сообщения передается на псевдослучайно выбранной несущей частоте F. Алгоритмы псевдослучайного равновероятного выбора несущей частоты F особые для каждого из охраняемых объектов, однако, каждый из алгоритмов псевдослучайного равновероятного выбора несущей частоты F для охраняемого объекта известен и в ПЦО. Общими для всех алгоритмов псевдослучайного равновероятного выбора несущей частоты F являются три параметра: Fмин - минимально допустимая несущая частота; FМАКС - максимально допустимая несущая частота; ΔF - шаг сетки частот.The binary code of each message is transmitted on a pseudo-randomly selected carrier frequency F. Algorithms for the pseudo-random equiprobable choice of the carrier frequency F are specific for each of the protected objects, however, each of the algorithms for the pseudo-random equiprobable choice of the carrier frequency F for the protected object is also known in the PCO. Common to all algorithms for pseudo-random equiprobable selection of the carrier frequency F are three parameters: Fmin - the minimum allowable carrier frequency; F MAX - maximum allowable carrier frequency; Δ F is the step of the frequency grid.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Псевдослучайный выбор несущей частоты F сводится к выбору целого числа KF в пределах от 0 до (FMAKC-FMИH)/ΔF- При этом алгоритмы псевдослучайного равновероятного выбора должны обеспечивать равную вероятность выбора любого из целых чисел в заданных пределах. Несущая частота F определяется по формуле: F = FMШi +KF - ΔF (3)SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The pseudo-random choice of the carrier frequency F is reduced to the choice of an integer K F ranging from 0 to (F MAKC -F MИH ) / Δ F - In this case, pseudo-random equiprobable selection algorithms should provide an equal probability of choosing any of the integers within the given limits. The carrier frequency F is determined by the formula: F = F Mшi + K F - Δ F (3)
При передаче используется частотная модуляция. Например, на несущей частоте F передается логический ноль, а на частоте F+K-ΔF передается логическая единица. Целое число К является общей постоянной величиной как для всех охраняемых объектов, так и для ПЦО. Например, K=2.When transmitting, frequency modulation is used. For example, a logical zero is transmitted at a carrier frequency F, and a logical unit is transmitted at a frequency F + K-Δ F. The integer K is a common constant value for both all protected objects, and for the central monitoring station. For example, K = 2.
Если в известный момент времени на определенной несущей частоте в ПЦО не поступило сообщения от соответствующего охраняемого объекта, то такое событие ПЦО приравнивает к поступлению тревожного сообщения о нападении злоумышленников на данный охраняемый объект. Поэтому, если на каком-либо охраняемом объекте в момент, выбранный для подачи сообщения, нет условий для формирования и подачи квитирующего или тревожного сообщения, то данный охраняемый объект формирует так называемое контрольное сообщение. Его прием в ПЦО указывает только на то, что соответствующий охраняемый объект находится в нормальном состоянии. Разумеется, контрольное сообщение может содержать и какую-либо дополнительную информацию, например, о том, что напряжение батареи питания существенно упало и находится вблизи допустимого предела. Однако, необходимо отметить, что содержательная часть любого сообщения не относится к теме настоящего патента и рассматриваться не будет. Существенным является только наличие в системе четырех видов сообщений: командных, квитирующих, контрольных и тревожных.If at a certain point in time at a certain carrier frequency no messages from the corresponding protected object were received in the CCA, then such an event of the CCC equates to the receipt of an alarm message about the attack of attackers on this protected object. Therefore, if at any secured object at the moment selected for sending a message, there are no conditions for the formation and submission of an acknowledgment or alarm message, then this protected object generates a so-called control message. Its admission to the central monitoring station indicates only that the corresponding protected object is in a normal state. Of course, the control message may also contain some additional information, for example, that the voltage of the battery has dropped significantly and is close to the allowable limit. However, it should be noted that the content of any message does not relate to the subject of this patent and will not be considered. Only the presence of four types of messages in the system is essential: command, acknowledgment, control and alarm.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) При этом в структуре каждого из сообщений содержится: - синхронизирующий маркер; информационный блок (выполненный, например, с использованием помехоустойчивого кодирования); - контрольная сумма.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Moreover, the structure of each message contains: - a synchronizing marker; information block (made, for example, using error-correcting coding); - check sum.
Количество разрядов в каждом виде сообщений строго постоянно. Продолжительность передачи каждого разряда - одна и та же.The number of bits in each type of message is strictly constant. The duration of the transmission of each discharge is the same.
Рассмотрим теперь более подробно работу аппаратуры (фиг.2), установленной на охраняемых объектах. На охраняемом объекте (транспортном средстве или объекте недвижимости) установлен ряд датчиков 1, каждый из которых реализует непосредственно для него отведенную охранную функцию в установленной для него зоне охраны. Например, один из датчиков 1 может следить за тем, чтобы на охраняемом дачном участке дверь гаража была бы закрыта и сохраняла бы свою целостность. Другой датчик 1 отслеживает целостность и закрытое состояние одного из окон дома и т.д. Задачей датчиков 1 является фиксация определенных событий (в том числе - тревожных событий) и передача информации об этих событиях на объектовый блок 2 управления (который может представлять собой, например, специально запрограммированный микроконтроллер).Let us now consider in more detail the operation of the equipment (Fig. 2) installed on protected objects. A number of sensors 1 are installed at the guarded object (vehicle or real estate), each of which implements the assigned security function directly for it in the security zone established for it. For example, one of the sensors 1 can make sure that the garage door is closed and maintains its integrity in a secured summer cottage. Another sensor 1 monitors the integrity and closed state of one of the windows of the house, etc. The task of the sensors 1 is to fix certain events (including disturbing events) and transmit information about these events to the object control unit 2 (which can be, for example, a specially programmed microcontroller).
На объектовый блок 2 управления поступает также сигнал с объектового приемника 3 (при поступлении на данный охраняемый объект какого-либо командного сообщения из ПЦО).A signal from the object receiver 3 also arrives at the object control unit 2 (when any command message from the central monitoring station arrives at this protected object).
Объектовый блок 2 управления по информации, полученной от датчиков 1 и от объектового приемника 3, подготавливает код сообщения (квитирующего, контрольного или тревожного), подлежащего следующей передаче. После того, как с момента начала передачи последнего сообщения проходит установленный минимально допустимый интервал времени (Тмин) объектовый блок 2 управления выдает команду на узел 4The object control unit 2 according to the information received from the sensors 1 and from the object receiver 3, prepares a message code (acknowledging, monitoring or alarm) to be transmitted next. After the set minimum acceptable time interval (Tmin) has passed from the moment the last message starts, the object control unit 2 issues a command to node 4
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) псевдослучайного выбора. По этой команде узел 4 псевдослучайного выбора передает:SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) pseudo-random selection. By this command, the node 4 pseudo-random selection transmits:
- на объектовый регистр 5 частоты код KF несущей частоты следующего сообщения; - на объектовый регистр 6 времени код Kт ожидаемого интервала времени T между переданными сообщениями. При минимально допустимом содержимом объектового регистра 6 времени (например - все логические нули) между переданными сообщениями устанавливается минимально допустимый интервал времени Тминэ а при максимально допустимом содержимом объектового регистра 6 времени (например - все логические единицы) устанавливается максимально допустимый интервал времени ТМАКС между переданными сообщениями.- on the object register 5 frequency code K F carrier frequency of the next message; - on the object register 6 times the code K t the expected time interval T between transmitted messages. With the minimum allowable content of the object register 6 times (for example, all logical zeros) between transmitted messages, the minimum allowable time interval Tmin e is set and with the maximum allowable contents of the object register 6 times (for example, all logical units) the maximum allowable time interval T MAX between transmitted messaging.
Кроме того, объектовый блок 2 управления сбрасывает объектовый счетчик 7 времени и начинает подавать на него сигналы счета, с периодом, равным шагу Δт выбора интервала времени. Равенство содержимого объектового счетчика 7 времени содержимому объектового регистра 6 времени означает, что с момента подачи предыдущего сообщения прошел установленный ожидаемый интервал времени T. Схема 8 совпадения устанавливает наличие совпадения содержимого объектового счетчика 7 времени и объектового регистра 6 времени, а затем посылает сигнал в объектовый формирователь 9 сообщения и в объектовый блок 2 управления.In addition, the object control unit 2 resets the object time counter 7 and starts to send counting signals to it, with a period equal to the step Δ t of the time interval selection. The equality of the contents of the object time counter 7 to the contents of the object register 6 times means that the set expected time interval T has passed from the moment of the previous message. Matching circuit 8 establishes the coincidence of the contents of the object counter 7 time and the object register 6 times, and then sends a signal to the object shaper 9 messages to the object control unit 2.
Объектовый блок 2 управления запоминает момент поступления на него сигнала от схемы 8 совпадения. Этот момент объектовый блок 2 управления рассматривает в качестве момента начала передачи очередного сообщения, поскольку по сигналу схемы 8 совпадения объектовый формирователь 9 сообщения начинает передачу очередного сообщения в радиоэфир. При подаче сообщения в радиоэфир используетсяThe object control unit 2 remembers the moment the signal arrives at it from the coincidence circuit 8. This moment the object control unit 2 considers as the moment of the beginning of transmission of the next message, because the signal from the matching circuit 8, the object driver of the message 9 starts transmitting the next message to the air. When sending a message to the radio
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) несущая частота F5 код которой (KF) поступает в объектовый формирователь 9 сообщения с выхода объектового регистра 5 частоты, и последовательный код сообщения, поступающий в объектовый формирователь 9 сообщения из объектового блока 2 управления. По окончании передачи сообщения объектовый блок 2 управления отключает объектовый формирователь 9 сообщения и переключается в режим ожидания приема командного сообщения, которое может поступить в объектовый блок 2 управления от объектового приемника 3. При этом несущая частота ожидаемого командного сообщения задается для объектового приемника 3 с выхода объектового регистра 5 частоты. В системе, реализующей предлагаемый способ, всегда существует единственный охраняемый объект, передающий сообщение в ПЦО на данной несущей частоте F. Поэтому командное сообщение из ПЦО (на той же несущей частоте F) подается строго на определенный охраняемый объект (никакого адреса указывать не требуется). После приема команды на объектовый блок 2 управления этот объектовый блок 2 управления начинает отработку содержания поступившей команды, осуществляя требуемые действия.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 5 the carrier frequency F which code (K F) enters the site-driver 9 messages output from the register 5, the frequency of on-site, and the serial code of the message in the incoming message site-driver 9 of object control unit 2. Upon completion of the transmission of the message, the object control unit 2 turns off the object shaper 9 of the message and switches to the standby mode for receiving a command message, which can be received in the object block 2 from the object receiver 3. In this case, the carrier frequency of the expected command message is set for the object receiver 3 from the output of the object 5 frequency register. In a system that implements the proposed method, there is always a single protected object that transmits a message to the ARC at a given carrier frequency F. Therefore, a command message from the ARC (at the same carrier frequency F) is sent strictly to a specific protected object (no address is required). After receiving the command to the object control unit 2, this object control unit 2 starts working out the contents of the received command, carrying out the required actions.
Эти действия не относятся к предмету изобретения и специально не рассматриваются при единственном исключении: поступлении команды изменения ожидаемого интервала времени T. По этой команде на охраняемом объекте должен быть принудительно установлен максимально допустимый интервал времени TMAKC- Поэтому для отработки этой команды после того, как из узла 4 псевдослучайного выбора в объектовый регистр 6 времени поступает очередной код Кт- ожидаемого интервала времени T, из объектового блока 2 управления на тот же объектовый регистр 6 времени поступает сигнал принудительной установки вThese actions are not the subject of the invention and are not specifically considered with a single exception: a command to change the expected time interval T is received. By this command, the maximum permissible time interval T MAKC must be forcibly set on the guarded object - Therefore, to work out this command after node 4 pseudo-random selection in the object register 6 time receives the next code KT - the expected time interval T, from the object block 2 control to the same object register 6 time p steps in forcing the signal
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) объектовом регистре б времени максимального содержимого (ТМАКСГSUBSTITUTE SHEET (RULE 26) object register b time maximum content (TMAK S G
Tмин)/Δт-Tmin) / Δt-
Рассмотрим теперь работу аппаратуры ПЦО (фиг.З). Для простоты, блок-схема аппаратуры ПЦО в примере реализации (фиг.З) не учитывает возможности одновременного приема в ПЦО сообщений от нескольких охраняемых объектов (при использовании разнесенных несущих частот).Consider now the operation of the PCO equipment (Fig.Z). For simplicity, the block diagram of the PCO equipment in the implementation example (Fig. 3) does not take into account the possibility of simultaneously receiving messages from several protected objects (when using spaced carrier frequencies) in the PCO.
Рассмотрение работы аппаратуры ПЦО начинаем в ожидаемый момент tj)P приема очередного сообщения от некоторого i-го охраняемого объекта. В этот момент времени содержимое, зафиксированное во вспомогательном регистре 10 времени, совпадает с текущим временем ПЦО, то есть - с показаниями счетчика 11 текущего времени. Это совпадение фиксирует первая схема 12 сравнения и формирует сигнал управления, поступающий на блок 13 узлов псевдослучайного выбора. По адресу, поступающему на блок 13 узлов псевдослучайного выбора из вспомогательного регистра 14 адреса, в блоке 13 узлов псевдослучайного выбора находится и опрашивается тот узел псевдослучайного выбора, алгоритм работы которого соответствует алгоритму работы узла 4 псевдослучайного выбора, который входит в состав охраняемого объекта, прием сообщения от которого ожидается в ПЦО. Таким образом, на выходе блока 13 узлов псевдослучайного выбора появляется тот набор сигналов, который должен быть сформирован в соответствующем охраняемом объекте на выходе узла 4 псевдослучайного выбора при формировании следующего сообщения. Этот набор сигналов поступает в центральный регистр 15 частоты и в центральный регистр 16 времени. В рассматриваемый момент времени tj;P в ПЦО должен начаться прием сообщения от определенного i-го охраняемого объекта. Этот прием осуществляет широкополосный гетеродинный приемник 17. При приеме происходит линейный перенос входной области частот в область болееWe begin the review of the operation of the PCO equipment at the expected time tj ) P of receiving the next message from some i-th guarded object. At this point in time, the contents recorded in the auxiliary time register 10 coincides with the current time of the central monitoring station, that is, with the counter 11 of the current time. This coincidence fixes the first comparison circuit 12 and generates a control signal supplied to block 13 of pseudo-random selection nodes. At the address arriving at the block 13 of the pseudo-random selection nodes from the auxiliary address register 14, in the block 13 of the pseudo-random selection nodes, the pseudo-random selection node whose operation algorithm corresponds to the operation algorithm of the pseudo-random selection node 4, which is part of the protected object, is received and received from which it is expected in PTsO. Thus, at the output of the block 13 of pseudo-random selection nodes, the set of signals appears that should be generated in the corresponding guarded object at the output of the pseudo-random selection node 4 during the formation of the next message. This set of signals goes to the central frequency register 15 and to the central time register 16. At the moment of time tj ; P in the monitoring station, the reception of a message from a certain i-th protected object should begin. This reception is carried out by a broadband heterodyne receiver 17. When receiving, there is a linear transfer of the input frequency domain to the region of more
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) низких частот. То есть, в результате преобразования вместо несущей частоты F появляется некоторая, однозначно связанная с ней линейным преобразованием частота Fi. С выхода гетеродинного приемника 17 сигналы поступают на аналого-цифровой преобразователь 18, где преобразуются в цифровую форму. Далее, принятые сигналы поступают на блок 19 цифровых фильтров. На тот же блок 19 цифровых фильтров с выхода вспомогательного регистра 20 частоты передается код ожидаемой частоты Fj. Используя этот код, блок 19 цифровых фильтров создает несколько цифровых фильтров, соответствующих частоте ожидаемых сигналов. Для указанного выше K=2 можно ограничиться пятью цифровыми фильтрами, номинальные частоты которых равны: ожидаемая частота приема логического нуля Fi ; ожидаемая частота приема логической единицы Fi+2-ΔF ; ожидаемая частота приема логического нуля с учетом возможной ошибки на "+ΔF" (или же ожидаемая частота приема логической единицы с учетом возможной ошибки на "-ΔF") Fi+ΔF ; ожидаемая частота приема логического нуля с учетом возможной ошибки на "-ΔF " Fi-ΔF ; ожидаемая частота приема логической единицы с учетом возможной ошибки на "+ΔF" Fi+З-Δр.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) low frequencies. That is, as a result of the conversion, instead of the carrier frequency F, there appears a certain frequency Fi that is uniquely associated with it by a linear transformation. From the output of the heterodyne receiver 17, the signals are fed to an analog-to-digital converter 18, where they are converted to digital form. Further, the received signals are fed to the digital filter unit 19. The code of the expected frequency Fj is transmitted to the same block of digital filters 19 from the output of the auxiliary frequency register 20. Using this code, the digital filter unit 19 creates several digital filters corresponding to the frequency of the expected signals. For the above K = 2, we can limit ourselves to five digital filters whose nominal frequencies are equal to: the expected frequency of reception of a logical zero Fi; the expected frequency of reception of a logical unit Fi + 2-Δ F ; expected frequency receiving logic zero with regard to possible errors on the "+ Δ F" (or expected frequency receiving logical unit in view of possible errors, "-Δ F") Fi + Δ F; the expected frequency of receiving logical zero, taking into account the possible error on the "-Δ F " Fi-Δ F ; the expected frequency of reception of a logical unit, taking into account a possible error on "+ Δ F " Fi + З-Δр.
В принципе, используя эти пять цифровых фильтров может быть выявлена возможная ошибка до ±3-ΔF. в этом случае сигнал будет только на одном цифровом фильтре. Тогда необходимо перестроить цифровые фильтры, например, путем соответствующего изменения ожидаемой частоты приема Fi.In principle, using these five digital filters, a possible error of up to ± 3-Δ F can be detected. in this case, the signal will be on only one digital filter. Then it is necessary to rebuild the digital filters, for example, by correspondingly changing the expected frequency of Fi reception.
Выделяемые интервалы частот должны между собой перекрываться для обеспечения приема извещений вблизи границ интервалов. Величина перекрытия определяется при программировании работы блока 19The allocated frequency intervals must overlap to ensure the receipt of notifications near the boundaries of the intervals. The amount of overlap is determined when programming the operation of block 19
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) цифровых фильтров. В системе, аппаратурно реализованной предприятием-заявителем, блок 19 цифровых фильтров строился на основе быстрого преобразования Фурье.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) digital filters. In the system hardware implemented by the applicant enterprise, the digital filter unit 19 was built on the basis of a fast Fourier transform.
С выхода блока 19 цифровых фильтров сигнал поступает на решающий блок 21. Если в ожидаемое время приема сообщения на ожидаемой частоте отсутствует прием сигналов, то решающий блок 21 включает предупреждение о тревожном событии: отсутствии сообщений от определенного охраняемого объекта.From the output of digital filter block 19, the signal is sent to decision block 21. If at the expected time for receiving a message at the expected frequency there is no signal reception, then decision block 21 includes a warning about an alarm event: no messages from a specific protected object.
Если же блок 19 цифровых фильтров обнаруживает наличие сигнала в требуемом диапазоне частоты, то в блоке 19 цифровых фильтров необходимо установить интервалы интегрирования, начало и конец каждого из которых должны соответствовать началу и концу передачи разряда в сообщении охраняемого объекта. Установку интервалов интегрирования проводят при приеме синхронизирующего маркера сообщения.If the digital filter unit 19 detects the presence of a signal in the desired frequency range, then the integration intervals must be set in the digital filter unit 19, the beginning and end of each of which must correspond to the beginning and end of the discharge transmission in the message of the protected object. Setting integration intervals is carried out when receiving a synchronizing message marker.
Если работа аппаратуры ПЦО и соответствующего охраняемого объекта происходит полностью синхронно, то сигнал, выдаваемый первой схемой 12 сравнения в момент ti)P, будет показывать начало приема сообщения. Однако, полной синхронности работы различных блоков аппаратуры при отсутствии общих сигналов синхронизации добиться невозможно. Поэтому допускается определенный ограниченный сдвиг по времени между началом приема сообщения и началом выходного сигнала первой схемы 12 сравнения. Предельно допустимую величину этого сдвига ±δ можно оценить. То есть, можно считать допустимым, что прием сообщения начинается в любой произвольный момент времени в пределах
Figure imgf000025_0001
If the operation of the PCA equipment and the corresponding guarded object occurs completely synchronously, then the signal issued by the first comparison circuit 12 at the time ti ) P will indicate the beginning of message reception. However, it is impossible to achieve complete synchronization of the operation of various units of equipment in the absence of common synchronization signals. Therefore, a certain limited time shift is allowed between the beginning of the reception of the message and the beginning of the output signal of the first comparison circuit 12. The maximum permissible value of this shift ± δ can be estimated. That is, it can be considered acceptable that the reception of a message begins at any arbitrary time within
Figure imgf000025_0001
Этот предельный промежуток времени можно, например, разделить на определенное число равных долей, определяемое программой работыThis time limit can, for example, be divided into a certain number of equal shares determined by the program of work
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) блока 19 цифровых фильтров, и выбрать момент начала приема сообщения по максимуму интегральной функции, соответствующей нахождению принимаемого сигнала в определенном интервале частот. Если, допустим, в синхронизирующем маркере поочередно передаются логические нули и логические единицы, тогда сигналы будут поочередно появляться на выходах одной из следующих пар фильтров:SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) block 19 of digital filters, and choose the moment the message begins to receive the maximum integral function corresponding to finding the received signal in a certain frequency range. If, for example, logical zeros and logical units are transmitted alternately in the synchronization marker, then the signals will appear alternately at the outputs of one of the following filter pairs:
- с номинальными частотами Fi и Fi+2-ΔF ;- with nominal frequencies Fi and Fi + 2-Δ F ;
- с номинальными частотами Fi+ΔF и Fi+3-ΔF ;- with nominal frequencies Fi + Δ F and Fi + 3-Δ F ;
- с номинальными частотами FJF И FIF . Время интегрирования в каждом из цифровых фильтров в точности равно времени приема одного разряда сообщения. Чем точнее соответствуют начало и конец времени интегрирования временам начала и конца передачи одного разряда сообщения, тем выше будет результат интегрирования. По его максимуму можно достаточно точно установить поправку τ, на которую отличается момент tiiP, от реального момента t*i)P, начала приема сообщения. Таким образом, во вспомогательном регистре 10 времени записан предполагаемый момент ti)P начала приема, в блоке 19 цифровых фильтров установлена поправка τ к этому моменту времени, а в центральном регистре 16 времени хранится ожидаемое значение T интервала времени между подачей рассмотренного сообщения данного охраняемого объекта и подачей следующего сообщения от того же охраняемого объекта. По этим данным центральный блок 22 управления рассчитывает ожидаемый момент ti)P+i приема следующего сообщения от i- го охраняемого объекта. Кроме того, центральный блок 22 управления уточняет ожидаемое значение частоты следующего сообщения, записанное в центральном регистре 15 частоты.- with rated frequencies F JF AND F I + Δ F. The integration time in each of the digital filters is exactly equal to the time of receipt of one bit of the message. The more precisely the start and end of the integration time correspond to the start and end times of transmission of one bit of the message, the higher the integration result. From its maximum, it is possible to fairly accurately establish the correction τ, by which the moment ti iP differs from the real moment t * i ) P , of the beginning of the reception of the message. Thus, the estimated time t i) P of the start of reception is recorded in the auxiliary time register 10, a correction τ to this time moment is set in the digital filter block 19, and the expected value T of the time interval between the filing of the considered message of this protected object is stored in the central time register 16 and by filing the next message from the same guarded facility. According to this data, the central control unit 22 calculates the expected time t i) P + i of receiving the next message from the i-th guarded object. In addition, the central control unit 22 updates the expected frequency value of the next message recorded in the central frequency register 15.
Затем центральный блок 22 управления последовательно считывает из ячеек буферной памяти 23 значения ожидаемых моментов приемаThen, the Central control unit 22 sequentially reads from the cells of the buffer memory 23 the values of the expected moments of reception
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) сообщений от каждого из остальных охраняемых объектов. С помощью второй схемы 24 сравнения каждое из считанных значений сравнивается с рассчитанным ожидаемым моментом ti)P+i приема следующего сообщения от i-го охраняемого объекта. Если при сравнении обнаруживается возможность перекрытия сообщения от i-го охраняемого объекта (с учетом того, что сразу после окончания этого сообщения может быть передано командное сообщение) с сообщением от какого-нибудь другого охраняемого объекта или с командным сообщением, то вторая схема 24 сравнения подает об этом сигнал в центральный блок 22 управления. По этому сигналу центральный блок 22 управления устанавливает в центральном регистре 16 времени содержимое, соответствующее максимально допустимому промежутку между подачами сообщений от одного источника (например - все логические единицы), после чего повторяет расчет ожидаемого момента tj)P+i приема следующего сообщения от i-го охраняемого объекта с учетом произведенного изменения содержимого центрального регистра 16 времени. Кроме того, центральный блок 22 управления запоминает, что по окончании приема сообщения от i-го охраняемого объекта необходимо подать командное сообщение о переносе времени выдачи следующего сообщения i-ым охраняемым объектом.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Messages from each of the remaining protected sites. Using the second comparison circuit 24, each of the read values is compared with the calculated expected time ti ) P + i of receiving the next message from the i-th guarded object. If the comparison reveals the possibility of blocking the message from the i-th protected object (taking into account the fact that a command message can be transmitted immediately after the end of this message) with a message from some other protected object or with a command message, then the second comparison circuit 24 gives about this signal to the Central control unit 22. Based on this signal, the central control unit 22 sets in the central time register 16 the content corresponding to the maximum allowable interval between submission of messages from one source (for example, all logical units), and then repeats the calculation of the expected time tj ) P + i of receiving the next message from the i-th protected object, taking into account the change in the contents of the central register 16 time. In addition, the central control unit 22 remembers that upon receipt of a message from the i-th protected object, it is necessary to submit a command message about the postponement of the next message from the i-th protected object.
По окончании всех проверок, проводимых второй схемой 24 сравнения, центральный блок 22 управления записывает в i-ю ячейку буферной памяти 23 рассчитанные значения ожидаемого момента tj>p+i приема следующего сообщения от i-го охраняемого объекта и несущей частоты этого сообщения.When all the checks carried out the second comparison circuit 24, central control unit 22 writes the i-th cell buffer memory 23, calculated values of the expected moment tj> p + i receive the next message from the i-th protected object and the carrier frequency of the communication.
При этом необходимо отметить, что продолжается прием сообщения от i-го охраняемого объекта. Разряды сообщения последовательно поступают в решающий блок 21, где осуществляется оценка содержания сообщения по существу. По окончании приема сообщения решающийIt should be noted that the message continues to be received from the i-th protected object. The message bits are sequentially delivered to the deciding unit 21, where the content of the message is evaluated essentially. At the end of receiving the message, the decisive
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) блок 21 передает сигнал, соответствующий принятому сообщению, в центральный блок 22 управления.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) unit 21 transmits a signal corresponding to the received message to the central control unit 22.
При этом может быть выявлено, что поступило тревожное сообщение или вместо квитирующего сообщения поступило контрольное. В обоих случаях центральный блок 22 управления включает соответствующую тревожную сигнализацию, по которой в ПЦО осуществляется выработка адекватного решения. Выработка конкретного адекватного решения не относится к теме настоящего патента.In this case, it can be revealed that an alarm message has been received or a control message has been received instead of an acknowledgment message. In both cases, the central control unit 22 includes a corresponding alarm, according to which an adequate solution is developed in the central monitoring station. The development of a specific adequate solution does not relate to the subject of this patent.
После поступления в центральный блок 22 управления сигнала о принятом сообщении центральный блок 22 управления проверяет, необходимо ли формировать командное сообщение для i-го охраняемого объекта. Таким сообщением может быть, в частности, командное сообщение о переносе времени выдачи следующего сообщения i-ым охраняемым объектом. Если это командное сообщение не требуется формировать, то центральный блок 22 управления проверяет, нет ли требований на формирование какого-либо другого командного сообщения. При необходимости передачи командного сообщения центральный блок 22 управления включает формирователь 25 командного сообщения, который на откорректированной несущей частоте передает по радиоэфиру последовательный код соответствующего командного сообщения.After the signal about the received message is received in the central control unit 22, the central control unit 22 checks whether it is necessary to generate a command message for the i-th guarded object. Such a message may be, in particular, a command message about the postponement of the next message by the i-th protected object. If this command message does not need to be generated, then the central control unit 22 checks if there are any requirements for the formation of any other command message. If it is necessary to transmit a command message, the central control unit 22 includes a command message generator 25, which, on an adjusted carrier frequency, transmits over the air a serial code of the corresponding command message.
По окончании передачи командного сообщения (или после выявления факта отсутствия необходимости его передачи) центральный блок 22 управления начинает последовательный опрос ячеек буферной памяти 23. С помощью второй схемы 24 сравнения выявляется ячейка буферной памяти 23, в которой записан наименьший момент ожидаемого времени поступления сообщения. После этого из буферной памяти 23 переписывается:Upon completion of the transmission of the command message (or after the fact of the absence of the need for its transmission to be detected), the central control unit 22 starts sequential interrogation of the cells of the buffer memory 23. Using the second comparison circuit 24, the cell of the buffer memory 23 is detected, in which the smallest moment of the expected time of receipt of the message is recorded. After that, from the buffer memory 23 is overwritten:
- момент ожидаемого времени поступления очередного сообщения - во вспомогательный регистр 10 времени;- the moment of the expected time of arrival of the next message - in the auxiliary register 10 time;
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) - ожидаемая несущая частота - во вспомогательный регистр 20 частоты;SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) - the expected carrier frequency to the auxiliary frequency register 20;
- номер ячейки буферной памяти - во вспомогательный регистр 14 адреса. После этого ПЦО оказывается подготовлен к приему очередного сообщения от охраняемого объекта. Рассмотренная выше работа ПЦО далее полностью повторяется.- the number of the buffer memory cell is in the auxiliary register 14 addresses. After that, the central monitoring station is prepared to receive the next message from the protected object. The work of the PCO considered above is further completely repeated.
При использовании заявляемого способа сохраняются все положительные свойства прототипа, однако техническая реализация заявляемого способа существенно проще. При этом обеспечивается существенное повышение отношения сигнал/шум за счет многократного сужения полосы пропускания приемного тракта в ПЦО, пропорционально уменьшающего мощность шума в принимаемой полосе частот при сохранении мощности полезного сигнала. На предприятии-заявителе были проведены испытания аппаратуры, реализующей способы радиосвязи, соответствующие прототипу и заявляемому техническому решению. Испытания показали, что при выполнении требований по ограничению используемых радиочастот и мощности радиосигналов использование предлагаемого технического решения позволяет, при прочих равных условиях, более чем в двадцать раз увеличить максимально допустимое расстояние между охраняемым объектом и ПЦО.When using the proposed method retains all the positive properties of the prototype, however, the technical implementation of the proposed method is significantly simpler. This provides a significant increase in the signal-to-noise ratio due to the multiple narrowing of the passband of the receiving path in the PCO, which proportionally reduces the noise power in the received frequency band while maintaining the useful signal power. At the applicant enterprise, equipment was tested that implements radio communication methods corresponding to the prototype and the claimed technical solution. Tests have shown that when fulfilling the requirements to limit the radio frequencies used and the radio signal power, the use of the proposed technical solution allows, all other things being equal, to increase the maximum permissible distance between the guarded object and the PTOs more than twenty times.
Таким образом, совокупность известных и вновь введенных в заявляемом способе действий над материальными объектами позволяет решить задачу, на которую направлено изобретение, обеспечив при этом получение требуемого технического результата. Способ технически реализуем и обладает новизной, что позволяет рассматривать его, как изобретение.Thus, the combination of known and newly introduced in the claimed method of actions on material objects allows us to solve the problem that the invention is aimed at, while ensuring the required technical result. The method is technically feasible and has novelty, which allows us to consider it as an invention.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ радиосвязи между охраняемыми объектами и пунктом централизованной охраны, при котором в пункте централизованной охраны для каждого охраняемого объекта выявляют необходимость подачи соответствующего сигнала управления, формируют двоичный код этого сигнала управления и передают его по радиоэфиру в составе командного сообщения, которое принимают на соответствующем охраняемом объекте, в каждом из охраняемых объектов формируют в двоичном коде и передают в пункт централизованной охраны по радиоэфиру квитирующие, контрольные или тревожные сообщения, причем квитирующее сообщение формируют после приема от пункта централизованной охраны командного сообщения, тревожное сообщение - после выявления на охраняемом объекте тревожного события, а контрольное сообщение - при отсутствии условий формирования квитирующего и тревожного сообщения, в пункте централизованной охраны по принятому тревожному сообщению выявляют тревожное событие, явившееся причиной формирования тревожного сообщения, и принимают решение, адекватное произошедшему тревожному событию, при передаче с каждого охраняемого объекта любого сообщения - квитирующего, контрольного или тревожного - определяют ожидаемый интервал времени T между моментами начала передачи данного и следующего сообщения этого охраняемого объекта и несущую частоту F следующего сообщения, при этом для выбора ожидаемого интервала времени T используют три совпадающих для всех охраняемых объектов показателя: минимально допустимый интервал времени Тмин? максимально допустимый интервал времени TMAKC И шаг Δт выбора интервала времени, а для выбора несущей частоты F следующего сообщения также используют три совпадающих для всех охраняемых объектов показателя: минимально допустимую частоту Fмин, максимально допустимую частоту FMAKc и шаг ΔF сетки частот,1. The method of radio communication between the guarded objects and the central security point, in which the centralized guard point for each guarded object identifies the need for the appropriate control signal, form a binary code for this control signal and transmit it over the air as part of a command message, which is received on the corresponding guarded in the object, in each of the protected objects they form in binary code and transmit to the central protection point over the air acknowledging, control or alarm messages, moreover, an acknowledgment message is generated after receiving a command message from the central guard station, an alarm message after an alarm event is detected at the guarded object, and a control message, in the absence of conditions for the generation of an acknowledgment and alarm message, identifies an alarm message at the central guard station according to the received alarm message the event that caused the formation of the alarm message, and make a decision that is adequate to the alarm event that occurred during transmission e from each protected object of any message - acknowledging, monitoring or alarming - determine the expected time interval T between the moments of the start of transmission of this and the next message of this protected object and the carrier frequency F of the next message, in order to select the expected time interval T use three coinciding for all Protected Objects Indicator: Minimum Allowable Time Interval Cumin ? the maximum allowable time interval T MAKC And the step Δ t is the choice of the time interval, and to select the carrier frequency F of the next message also use three indicators that are the same for all protected objects: the minimum allowable frequency Fmin, the maximum allowable frequency F MAK c and the step Δ F of the frequency grid,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) определение ожидаемого интервала времени T осуществляют путем выбора по предварительно установленному для каждого охраняемого объекта алгоритму псевдослучайного равновероятного выбора числа Kт в пределах Q<KT≤(TMAKC-TMИH)/ΔT И использования соотношения T=Tмин+KтΔт, а определение несущей частоты F следующего сообщения осуществляют путем выбора по аналогичному предварительно установленному для каждого охраняемого объекта алгоритму псевдослучайного равновероятного выбора числа Kp в пределах 0<KF≤(FMAKC-FMИHУΔF и использования соотношения
Figure imgf000031_0001
отличающийся тем, что в пункте централизованной охраны запоминают каждый из предварительно установленных для охраняемых объектов псевдослучайных равновероятных алгоритмов и используют эти алгоритмы для определения и последующего запоминания моментов времени поступления очередных сообщений от каждого из охраняемых объектов и несущих частот этих сообщений, при формировании сообщений осуществляют переход от логического нуля к логической единице путем сдвига несущей частоты F на целое число К шагов ΔF сетки частот, превышающее единицу и постоянное для всех охраняемых объектов, при приближении текущего времени к запомненному моменту времени поступления очередного сообщения от одного из охраняемых объектов осуществляют широкополосный прием сигналов, переносят входную полосу частот в область более низких частот, осуществляют аналого-цифровое преобразование и методами цифровой фильтрации с учетом произведенного переноса входной полосы частот выделяют интервалы частот, близкие к тем частотам, на которых в ожидаемом сообщении должны передаваться символы логического нуля и логической единицы, а при отсутствии приема ожидаемого сообщения в выделенных областях частот принимают меры, адекватные мерам, принимаемым при поступлении от соответствующего охраняемого объекта тревожного
SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the expected time interval T is determined by selecting, according to a pre-established algorithm for each protected object, a pseudo-random equiprobable choice of the number K t within Q <K T ≤ (T MAKC -T MИH ) / Δ T and using the relation T = Tmin + KtΔ t , and determination of the carrier frequency F of the next message is carried out by selecting, according to a similar pre-established algorithm for each protected object, a pseudo-random equiprobable choice of the number Kp within 0 <K F ≤ (F MAKC -FMINUΔF and using the relation
Figure imgf000031_0001
characterized in that in the centralized protection point each of the pseudorandom equiprobable algorithms pre-installed for the protected objects is stored and these algorithms are used to determine and subsequently remember the timing of the arrival of the next messages from each of the protected objects and the carrier frequencies of these messages, when forming messages, logic-zero to logic one by shifting the carrier frequency F by an integer K steps Δ F grid frequency exceeding units and constant for all protected objects, when the current time approaches the memorized time of the next message from one of the protected objects, they receive broadband signals, transfer the input frequency band to the lower frequency region, perform analog-to-digital conversion using digital filtering methods the transfer of the input frequency band allocate frequency intervals close to those frequencies at which the symbols of the logical should be transmitted in the expected message zero and a logical unit, and in the absence of the expected message in the selected frequency areas, take measures adequate to the measures taken upon receipt of an alarm from the corresponding protected object
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) сообщения, при наличии приема сообщения путем последовательного сдвига интервала времени цифровой фильтрации на шаг, меньший интервала времени передачи одного разряда в сообщении, определяют моменты изменения разрядов в сообщении и сдвиг по времени начала сообщения, вызываемый несоответствием опорной частоты генераторов в составе пункта централизованной охраны и охраняемого объекта, дешифрируют полученное сообщение и совершают действия, адекватные его содержанию и учитывающие условия, имеющие место в пункте централизованной охраны, проверяют, требуют ли данные действия подачи на охраняемый объект сигнала управления, и при наличии такого требования формируют командное сообщение, содержащее требуемый сигнал управления, и передают его на частотах логического нуля и логической единицы в принятом пунктом централизованной охраны сообщении с поправками, учитывающими установленное при приеме сообщения несоответствие опорной частоты генераторов в составе пункта централизованной охраны и охраняемого объекта, а на охраняемом объекте по окончании передачи каждого сообщения в течение заданного интервала времени ожидают поступления команды из пункта централизованной охраны на тех же частотах, на которых из данного охраняемого объекта передавалось последнее сообщение.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) messages, if there is a message received by sequentially shifting the digital filtering time interval by a step shorter than the transmission time interval of one bit in the message, the moments of the change in the bits in the message and the shift in the message start time caused by the mismatch of the reference frequency of the generators as part of the central protection and guarded object, decode the received message and perform actions adequate to its content and taking into account the conditions that occur in the central security , check whether these actions require a control signal to be sent to the protected object, and if there is such a requirement, a command message containing the desired control signal is generated and transmitted at the frequencies of logical zero and logical units in the message received by the central security center, as amended taking into account receiving a message, the mismatch of the reference frequency of the generators as part of the centralized protection point and the guarded facility, and at the guarded facility at the end of the transmission of each message eniya for a specified period of time awaiting commands revenues from centralized protection at the same frequencies, which from a given protected object passed last post.
2. Способ по п.l, отличающийся тем, что в пункте централизованной охраны при определении момента времени поступления очередного сообщения от охраняемого объекта сравнивают ожидаемый временной интервал приема очередного сообщения с ранее ожидаемыми временными интервалами поступления сообщений от других охраняемых объектов, выявляют наличие наложения этих интервалов на ожидаемый временной интервал приема очередного сообщения с учетом продолжительности дополнительного временного интервала подачи командного сообщения, при выявлении такого наложения проверяют наличие близости несущих2. The method according to claim 1, characterized in that in the centralized security point, when determining the time of arrival of the next message from the protected object, the expected time interval for receiving the next message is compared with the previously expected time intervals for the receipt of messages from other protected objects, and the presence of these intervals is detected the expected time interval for receiving the next message, taking into account the duration of the additional time interval for submitting the command message, when t What overlays check for proximity of carriers
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) частот и при установленной близости несущих частот формируют команду изменения для рассматриваемого охраняемого объекта времени формирования и/или несущей частоты очередного сообщения, после чего запоминают в пункте централизованной охраны и на охраняемом объекте откорректированные параметры.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) frequencies and when the proximity of the carrier frequencies is established, a change command is generated for the protected object under consideration for the formation time and / or carrier frequency of the next message, after which the corrected parameters are stored in the centralized protection center and at the protected object.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что с помощью формируемой в пункте централизованной охраны команды увеличивают до максимально допустимого значения TMAKC интервал времени T между моментами начала передачи данного и следующего сообщений с соответствующего охраняемого объекта.3. The method according to claim 2, characterized in that, with the help of the command generated in the centralized security center, the time interval T between the start of transmission of this and the next message from the corresponding protected object is increased to the maximum allowable value T MAKC .
4. Способ по п.l, отличающийся тем, что цифровую фильтрацию сообщений в пункте централизованной охраны осуществляют с помощью быстрого преобразования Фурье.4. The method according to claim 1, characterized in that the digital filtering of messages at a centralized security point is carried out using a fast Fourier transform.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что при использовании быстрого преобразования Фурье устанавливают допустимое перекрытие частот в соседних спектральных участках, не менее шага Δр сетки частот.5. The method according to claim 4, characterized in that when using the fast Fourier transform, an acceptable frequency overlap is established in adjacent spectral regions, at least a step Δp of the frequency grid.
6. Способ по п.l, отличающийся тем, что в структуре каждого сообщения выделяют синхронизирующий маркер, информационный блок, выполненный с использованием помехоустойчивого кодирования, и контрольную сумму.6. The method according to p. 1, characterized in that in the structure of each message allocate a synchronization marker, an information block made using noise-resistant coding, and a checksum.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2006/000290 2005-07-19 2006-06-02 Method for radio communication between guarded objects and a centralised security station WO2007011258A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005122868 2005-07-19
RU2005122868/11A RU2278415C1 (en) 2005-07-19 2005-07-19 Method for radio communication between protected objects and centralized guard station

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007011258A1 true WO2007011258A1 (en) 2007-01-25

Family

ID=36714237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2006/000290 WO2007011258A1 (en) 2005-07-19 2006-06-02 Method for radio communication between guarded objects and a centralised security station

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2278415C1 (en)
WO (1) WO2007011258A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444793C1 (en) * 2010-10-21 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Method monitoring compliance with road traffic rules
RU2608273C2 (en) * 2012-04-13 2017-01-17 Вихтори ЛЕХТОНЕН Method and device for control to protect alarm system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4128167A1 (en) * 1991-08-24 1993-02-25 Telefunken Systemtechnik Control of channel switching in frequency-hopping radio - preparing transmitter or receiver for frequency switching before termination of current frame at selected frequency
JPH099366A (en) * 1995-06-23 1997-01-10 Kokusai Electric Co Ltd Mobile radio supervisory system
JPH11168478A (en) * 1997-08-12 1999-06-22 Pronet Tracking Syst Inc Method for determining radio position and its system
RU2244959C1 (en) * 2004-04-21 2005-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Альтоника" Method for transmitting and receiving notifications in systems for centralized protection of real estate and vehicles
US6870875B1 (en) * 1999-09-30 2005-03-22 Andrzej Partyka Transmission of urgent messages in frequency hopping system for intermittent transmission

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4128167A1 (en) * 1991-08-24 1993-02-25 Telefunken Systemtechnik Control of channel switching in frequency-hopping radio - preparing transmitter or receiver for frequency switching before termination of current frame at selected frequency
JPH099366A (en) * 1995-06-23 1997-01-10 Kokusai Electric Co Ltd Mobile radio supervisory system
JPH11168478A (en) * 1997-08-12 1999-06-22 Pronet Tracking Syst Inc Method for determining radio position and its system
US6870875B1 (en) * 1999-09-30 2005-03-22 Andrzej Partyka Transmission of urgent messages in frequency hopping system for intermittent transmission
RU2244959C1 (en) * 2004-04-21 2005-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Альтоника" Method for transmitting and receiving notifications in systems for centralized protection of real estate and vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
RU2278415C1 (en) 2006-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7224713B2 (en) Telemetry system with authentication
EP0074054B1 (en) Data under voice communications system
US7447252B2 (en) Overhead reduction in frequency hopping system for intermittent transmission
US8155105B2 (en) Spread spectrum wireless communication and monitoring arrangement and method
US7283045B1 (en) System and method for semi-distributed event warning notification for individual entities, and computer program product therefor
US5987058A (en) Wireless alarm system
JP3877514B2 (en) Entrance / exit monitoring system
US6925105B1 (en) Overhead reduction in system for intermittent transmission
US7835343B1 (en) Calculating transmission anticipation time using dwell and blank time in spread spectrum communications for security systems
US6466138B1 (en) Meshed telemetry system using frequency hopping for intermittent transmission
US8477038B2 (en) Method of producing a proof of presence or of operation of an entity in an identified zone for a duration greater than a given threshold, and monitoring system
Tuptuk et al. Covert channel attacks in pervasive computing
EP0167442A2 (en) Secure communication system
US10063416B2 (en) Bidirectional redundant mesh networks
US3952285A (en) Security polling transponder system
RU2278415C1 (en) Method for radio communication between protected objects and centralized guard station
JPH04500442A (en) cordless phone
RU2351066C1 (en) Wireless method of communication between guarded objects and centralised guarding station
RU2244959C1 (en) Method for transmitting and receiving notifications in systems for centralized protection of real estate and vehicles
CA3021434A1 (en) Reduced-complexity internet of things sensor
RU2369497C1 (en) Method for exchange of messages between secured objects and centralised security station
EP2070215A2 (en) Fraudulent synchronization burst detection
US7363488B2 (en) Method and apparatus for prefiltering received messages in a security system
RU95882U1 (en) ALARM SYSTEM FOR MAINTENANCE OF THE COMPACT REAL ESTATE GROUP
JP2002271874A (en) Data communication system and terminal network controller

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06757981

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1