Сейсмическая система обнаружения



Сейсмическая система обнаружения
Сейсмическая система обнаружения
Сейсмическая система обнаружения
Сейсмическая система обнаружения
Сейсмическая система обнаружения

 


Владельцы патента RU 2565364:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Акционерное общество "Федеральный центр науки и высоких технологий "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (RU)

Изобретение относится к техническим средствам охраны и может быть использовано для охраны протяженных рубежей. Технический результат - повышение помехоустойчивости и надежности, полная визуальная маскируемость и масштабируемость. Предложенная система содержит средство обнаружения, включающее в себя до двух сейсмолиний, а группа сейсмоприемников, входящих в сейсмолинию, объединена в ячейки, состоящие из расположенных на двух параллельных линиях не менее пяти пьезоэлектрических сейсмоприемников, согласующим усилителем, совмещенным с полосовым фильтром, и одного, соединенного аналоговыми связями с ними, сейсмоприемника цифрового, имеющего вход и выход синхронизации и оборудованного так же пьезоэлектрическим элементом, согласующим усилителем, совмещенным с полосовым фильтром, не менее чем шестью нормирующими усилителями, микроконтроллером и линейным приемопередатчиком. Кроме того, в систему введены блок электронный, включающий в себя входной интерфейс, подключенный к сейсмолиниям, микроконтроллер и выходной интерфейс, и соединительная коммутационная коробка, причем блок электронный связан каналами передачи информации с сейсмолиниями и через соединительную коммутационную коробку, соединенную так же с блоком питания, соединен с концентратором центральным. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к техническим средствам охраны. Система может быть использована для сигнализационного блокирования периметров объектов и протяженных рубежей охраны на равнинной и пересеченной местности.

Сейсмические средства обнаружения (ССО) регистрируют сейсмические колебания, возникающие и распространяющиеся в грунте при движении в охраняемой зоне нарушителя.

Известна «Сейсмическая охранная система» (№ RU 55182 от 27.07.2006, МПК G08B 13/16, ООО «АЛТЕС», РФ) [1]. Полезная модель относится к охранной технике и может использоваться при защите открытых территорий от несанкционированного доступа людей. Сейсмическая охранная система включает сейсмические датчики, заглубленные в грунт и регистрирующие колебания поверхности грунта при перемещении по ней нарушителей, и компьютерный информационный комплекс. В качестве сейсмических датчиков используют пьезодатчики, которые связаны посредством каналов передачи информации с блоком сбора информации, который включает входной интерфейс, подключенный к сейсмическим датчикам, микроконтроллер, буферную память, блок питания и выходной интерфейс, подключенный к процессорному блоку/компьютеру, который связан с устройством индикации посредством передачи информации. В качестве канала передачи информации используют двухпроводную линию передачи аналогового сигнала от датчика к блоку сбора информации.

Недостатками приведенной выше системы являются:

1) большой расход кабеля, так как каждый сейсмический датчик подключается к блоку сбора информации отдельной линией (в одном из вариантов системы);

2) низкая помехоустойчивость, обусловленная влиянием электромагнитных наводок и помех при передаче аналогового сигнала (в одном из вариантов системы) от сейсмического датчика к блоку сбора информации, а также отсутствием совместной обработки сигналов от датчиков для отстройки от распределенных помех, действующих одновременно на все или большую часть датчиков.

В качестве прототипа выбрано изобретение «Сейсмическое устройство обнаружения движущихся объектов» (RU №2306611 от 20.09.2007, МПК G08B 13/16, G01V 1/22, ФГУП "НИКИРЭТ", РФ) [2], относящееся к устройствам тревожной сигнализации, сигнализирующим о вторжении движущихся нарушителей на охраняемую территорию по факту обнаружения характерных механических колебаний грунта. Устройство содержит пульт управления с встроенным исполнительным сигнализационным устройством, группу сейсмоприемников, каждый из которых содержит анализатор сейсмосигнала, а также последовательно соединенные согласующий усилитель, полосовой фильтр и нормирующий усилитель, причем выход анализатора сейсмосигнала подключен к входу линейного контроллера, выход которого в свою очередь подключен к входу линейного приемопередатчика. Анализатор сейсмосигнала, в одном из вариантов устройства - микроконтроллер, формирует сигнал срабатывания при появлении нарушителей в зоне обнаружения сейсмоприемника. Передача информации от сейсмоприемников к пульту управления и наоборот осуществляется по двухпроводной линии посредством цифровой последовательной двунаправленной приемо-передачи информации с разделением каналов связи на основе позиционно-временного кода.

Недостатками устройства являются:

1) низкая помехоустойчивость, так как не применяется совместная обработка сигналов от сейсмоприемников для отстройки от распределенных помех, действующих одновременно на все или большую часть сейсмоприемников;

2) сложность системы и повышенное энергопотребление из-за использования в каждом сейсмоприемнике в качестве анализатора сейсмосигнала микроконтроллера, а так же линейного контроллера для обмена информацией с пультом управления;

3) код адреса сейсмоприемника задается вручную с помощью механических переключателей в вариантах устройства, содержащих группу сейсмоприемников и осуществляющих адресный прием сигналов пультом управления от разных сейсмоприемников, что неудобно, требует вскрытия корпуса сейсмоприемника, не исключает ошибок персонала при установке адреса, увеличивает трудоемкость пуско-наладочных работ.

Сходными существенными признаками заявляемого изобретения и выбранного прототипа «Сейсмическое устройство обнаружения движущихся объектов» (RU №2306611 от 20.09.2007, МПК G08B 13/16, G01V 1/22, ФГУП "НИКИРЭТ"), являются:

1) сейсмолиния, содержащая группу сейсмоприемников, соединенных между собой кабелем и установленных в грунт;

2) двухпроводная линия связи;

3) наличие в составе сейсмоприемника анализатора сейсмосигнала, функции которого выполняет микроконтроллер;

4) наличие пульта управления с исполнительным сигнализационным устройством, который в предлагаемом нами изобретении состоит из концентратора центрального и персонального компьютера.

Задачей предлагаемого изобретения является создание простой и надежной сейсмической системы обнаружения, в которой были бы устранены недостатки приведенных аналогов.

Техническим результатом, получаемым при реализации изобретения, является повышение помехоустойчивости системы и повышение ее надежности.

Дополнительным техническим результатом, получаемым при реализации изобретения, является снижение энергопотребления, полная визуальная маскируемость системы на охраняемом рубеже и ее масштабируемость.

Для решения поставленной задачи предложена сейсмическая система обнаружения, включающая сейсмолинии, каждая из которых выполнена из группы сейсмоприемников, основанных на пьезоэлектрических элементах и заглубленных в грунт и регистрирующих механические колебания поверхности грунта при перемещении по ней нарушителей и оборудованных анализатором сейсмосигнала, функции которого выполняет микроконтроллер, а также последовательно соединенными согласующим усилителем, совмещенным с полосовым фильтром и нормирующим усилителем, при этом сейсмолинии связаны посредством каналов передачи информации с концентратором центральным, соединенным с блоком питания и через стандартный интерфейс с компьютером, сейсмическая охранная система содержит средство обнаружения, включающее в себя до двух сейсмолиний, при этом группа сейсмоприемников, входящих в сейсмолинию, объединена в ячейки и каждая ячейка при этом состоит из расположенных на двух параллельных линиях не менее пяти сейсмоприемников, оборудованных пьезоэлектрическим элементом, согласующим усилителем, совмещенным с полосовым фильтром, и одного, соединенного аналоговыми связями с ними, сейсмоприемника цифрового, имеющего вход и выход синхронизации и оборудованного так же пьезоэлектрическим элементом, согласующим усилителем, совмещенным с полосовым фильтром, не менее чем шестью нормирующими усилителями, микроконтроллером и линейным приемопередатчиком, кроме того, в систему введены блок электронный и соединительная коммутационная коробка, причем блок электронный связан посредством каналов передачи информации с сейсмолиниями и через соединительную коммутационная коробку, соединенную так же с блоком питания, соединен с концентратором центральным, блок электронный при этом включает в себя входной интерфейс, подключенный к сейсмолиниям, микроконтроллер, выходной интерфейс.

Сейсмолиния может содержать до восьми ячеек последовательно соединенных сейсмоприемников.

Система может содержать одно или несколько, полностью размещенных в грунте средств обнаружения сейсмических, соединенных информационными линиями и линиями электропитания между собой через коммутационные соединительные коробки, при этом коробка соединительная первого средства обнаружения соединена с концентратором центральным и блоком питания.

Блоки электронные соединены с сейсмолиниями посредством линии приема-передачи данных по интерфейсу RS-485, линий электропитания и цепи синхронизации.

Блоки электронные соединены между собой и концентратором центральным и блоком питания через коробки соединительные посредством линии приема-передачи данных по интерфейсу RS-485 и линий электропитания.

Концентратор центральный соединен с персональным компьютером посредством линии приема-передачи данных по интерфейсу RS-232.

В электронном блоке предусмотрен соединитель для подключения пульта индикации и настройки посредством линии приема-передачи данных по интерфейсу RS-422.

Средства обнаружения сейсмические, входящие в состав системы, имеют по два выхода каждое, в виде нормально замкнутых контактов оптоэлектронного реле, причем электрические цепи от нормально замкнутых контактов оптоэлектронного реле выведены на клеммы коробки соединительной.

Средства обнаружения сейсмические, входящие в ее состав, имеют по два входа каждое, причем электрические цепи, идущие от входов, выведены на клеммы коробки соединительной.

Техническая сущность и принцип действия предложенной системы поясняются чертежами, на которых изображены:

На фиг. 1 представлена структурная схема системы, фиг. 2 - структурная схема сейсмолинии, фиг. 3 - общая схема размещения составных частей системы на местности, фиг. 4 - структурная схема системы при подключении средства обнаружения сейсмического к системе управления доступом и охранной сигнализацией, контролирующей сухие контакты, фиг. 5 - структурная схема ячейки сейсмолинии.

На фиг. 1-5 введены следующие обозначения: 1 - средство обнаружения сейсмическое; 2 - сейсмолиния; 3 - блок электронный (БЭ); 4 - коробка соединительная; 5 - блок питания; 6 - концентратор центральный; 7 - персональный компьютер; 8 - пульт индикации и настройки; 9 - кабельные линии; 10 - сейсмоприемник; 11 - сейсмоприемник цифровой; 12 - система управления доступом и охранной сигнализацией; 13 - оптоэлектронное реле; 14 - дополнительные стандартные выходы сигналов срабатывания для каждого фланга в виде размыкающихся контактов оптоэлектронных реле; 15 - входы для подключения двух внешних ТСО либо других устройств, имеющих выходные цепи в виде нормально замкнутых контактов; 16 - пьезокерамический элемент; 17 - согласующий усилитель, совмещенный с полосовым фильтром; 18 - нормирующий усилитель; 19 - микроконтроллер; 20 - линейный приемопередатчик; 21 - вход синхронизации; 22 - выход синхронизации; 23 - двухпроводная линия связи, соединяющая сейсмоприемник цифровой с БЭ; 24 - аналоговая линия связи для передачи сигнала с сейсмоприемника на сейсмоприемник цифровой.

Перечисленные конструктивные элементы выполнены следующим образом.

В состав системы входят одно или несколько средств обнаружения сейсмических 1, каждое из которых включает в себя до двух сейсмолиний 2, блок электронный 3, коробку соединительную 4.

Блок электронный 3 состоит из корпуса, внутри которого размещены плата блока электронного и плата управления. На корпусе блока электронного имеются четыре соединителя, два из которых предназначены для подключения сейсмолиний 2, один - для подключения кабеля коробки соединительной 4, еще один - для подключения пульта индикации и настройки ПИН 8. Соединители, предназначенные для подключения сейсмолиний 2, содержат линию приема-передачи данных по интерфейсу RS 485, линию электропитания, цепь синхронизации.

Коробка соединительная 4 является коммутационным устройством. На боковых стенках корпуса коробки соединительной 4 установлены пять кабельных вводов. Через один из вводов кабельных пропущен кабель коробки соединительной 4. Кабель имеет на одном конце соединитель, предназначенный для подключения коробки соединительной 4 к блоку электронному 3, проводники на его другом конце подключены к клеммному блоку, находящемуся внутри коробки соединительной 4. Два других кабельных ввода предназначены для подключения кабеля 9, содержащего линии интерфейса RS-485 и линии питания. Еще два кабельных ввода предназначены для подключения кабелей от внешних ТСО либо других устройств с нормально замкнутыми контактами.

Каждая сейсмолиния 2 включает в себя до восьми ячеек из последовательно соединенных кабелем до пяти сейсмоприемников 10 и одного сейсмоприемника цифрового 11 (фиг. 2). Все ячейки с входящими в их состав сейсмоприемниками 10 и сейсмоприемником цифровым 11 в сейсмолиний 2 последовательно соединены многожильным электрическим кабелем, содержащим линии электропитания, информационные линии интерфейса RS-485, цепь синхронизации и линии для передачи усиленных аналоговых сигналов с сейсмоприемников 10 на сейсмоприемник цифровой 11.

На фиг. 5 представлена структурная схема ячейки сейсмолинии. В состав каждого сейсмоприемника 10 и сейсмоприемника цифрового 11 входят пьезокерамический элемент 16, согласующий усилитель, совмещенный с полосовым фильтром 17, кроме того, в состав сейсмоприемника цифрового 11 входят шесть нормирующих усилителей 18, микроконтроллер 19, линейный приемопередатчик 20, который соединен с двухпроводной линией связи 23, также сейсмоприемник цифровой 11 имеет вход синхронизации 21 и выход синхронизации 22. Каждый сейсмоприемник 10 соединен с сейсмоприемником цифровым 11 аналоговой линией связи 24.

Концентратор центральный 6 предназначен для преобразования информации из интерфейса RS-485 в интерфейс RS-232 с целью ее передачи от средства обнаружения сейсмического 1 на персональный компьютер 7 и в обратном направлении (от персональный компьютер 7 к средству обнаружения сейсмическому 1).

Для управления работой системы и отображения информации, поступающей от средства обнаружения сейсмического 1, используется персональный компьютер 7, подключаемый к концентратору центральному 6 по стандартному компьютерному интерфейсу. Работой персонального компьютера 7 управляет специализированное программное обеспечение, обеспечивающее постоянный программно-управляемый обмен информацией между составными частями системы, отображение информации о состоянии системы и фактах нарушения рубежа охраны с точным указанием времени, места, и направления пересечения рубежа. Программное обеспечение функционирует при наличии установленной на персональном компьютере 7 операционной системы.

Для обеспечения обмена информацией между составными частями системы и передачи электропитания на них используются кабельные линии 9.

Блок питания 5 осуществляет электропитание составных частей системы напряжением постоянного тока от 22 до 29 В. Блок питания 5 подключается к сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц. При пропадании напряжения в сети блок питания 5 автоматически переходит на резервное питание от встроенных в него аккумуляторов и обеспечивает работоспособность системы на время до 12 ч.

Предложенная система работает следующим образом.

Средство обнаружения сейсмическое 1 целиком размещается в грунте, что обеспечивает полную маскируемость на рубеже охраны. Концентратор центральный 6, блок питания 5, персональный компьютер 7 размещаются в отапливаемом помещении для станционной аппаратуры. Зона обнаружения каждого средства обнаружения сейсмического 1 состоит из одного или двух флангов протяженностью до 125 м каждый (фиг. 3). Ширина зоны обнаружения средства обнаружения сейсмического 1 не превышает 10 м (фиг. 1). Фланги зоны обнаружения формируются посредством сейсмолиний 2, входящих в состав средства обнаружения сейсмического 1 и устанавливаемых в грунт (фиг. 1). Принцип действия средства обнаружения сейсмического 1 основан на регистрации (обнаружении) механических колебаний, возникающих в грунте при перемещении нарушителя по поверхности грунта. Сейсмоприемники 10 и сейсмоприемники цифровые 11 сейсмолиний 2, установленные в поверхностном слое грунта на глубине (30±5) см, преобразуют сейсмические колебания в электрические сигналы. Таким образом, на поверхности грунта формируется зона обнаружения средства обнаружения сейсмического 1, состоящая из совокупности перекрывающихся зон обнаружения всех сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11.

В пяти сейсмоприемниках 10 и одном сейсмоприемнике цифровом 11 каждой ячейки сейсмолиний 2, пьезокерамический элемент 16 преобразует механические колебания грунта в электрический сигнал. Согласующий усилитель 17 усиливает и выделяет электрический сигнал заданной полосы частот, который по аналоговой линии связи 24 поступает в сейсмоприемник цифровой 11 на нормирующий усилитель 18. Нормирующий усилитель 18 обеспечивает согласование уровня полезного сигнала на входе микроконтроллера 19 с выходом согласующего усилителя 17, а также осуществляет индивидуальную настройку чувствительности сейсмоприемника, что позволяет компенсировать неоднородность механических свойств грунта по длине рубежа охраны, сезонные изменения свойств грунта, технологический разброс параметров пьезокерамических элементов 16. Микроконтроллер 19 выполняет: аналого-цифровое преобразование аналоговых сигналов с пяти сейсмоприемников 10 и с пьезокерамического элемента 16 сейсмоприемника цифрового 11, предварительную обработку полученных сигналов с целью выделения сигнала от нарушителя, кодирование результатов предварительной обработки и передачу их через линейный приемопередатчик 20 по двухпроводной линии связи 23 в блок электронный 3. Вход синхронизации 21 и выход синхронизации 22 предназначены для присвоения каждому сейсмоприемнику 10 и сейсмоприемнику цифровому 11 в сейсмолинии 2 условного порядкового номера, который служит идентификатором и передается вместе с результатами предварительной обработки, указывая тем самым принадлежность, поступивших в блок электронный 3 результатов предварительной обработки к конкретному сейсмоприемнику 10 или сейсмоприемнику цифровому 11. Вход синхронизации 21 первого в сейсмолинии 2 сейсмоприемника цифрового 11 подключен к цепи синхронизации блока электронного 3, а его выход синхронизации 22 к входу синхронизации 21 второго в сейсмолинии 2 сейсмоприемника цифрового 11 и так далее до последнего сейсмоприемника цифрового 11. При подаче напряжения питания на средство обнаружения сейсмическое 1 блок электронный 3 выставляет в цепи синхронизации высокий уровень (логическую «1»), первый сейсмоприемник цифровой 11 принимает на своем входе синхронизации 21 высокий уровень и переходит в режим адресации. В результате обмена информацией между блоком электронным 3 и первым сейсмоприемником цифровым 11, последний записывает в своей памяти, что он имеет первый (№1) условный порядковый номер, после чего блок электронный 3 устанавливает на выходе цепи синхронизации низкий уровень (логический «0»), а первый сейсмоприемник цифровой 11 в ответ на это на своем выходе синхронизации 22 устанавливает высокий уровень (логическую «1»), который поступает на вход синхронизации 21 второго сейсмоприемника цифрового 11, который переходит в режим адресации. Ему аналогичным образом присваивается второй (№2) условный порядковый номер. Аналогично присваиваются номера остальным сейсмоприемникам цифровым 11.

Воздействие нарушителя на грунт в зоне обнаружения всегда имеет локальный характер, следовательно, движение нарушителя в зоне обнаружения детектируется ограниченным числом сейсмоприемников, расположенных рядом с траекторией перемещения нарушителя. Сейсмоприемники 10 и сейсмоприемники цифровые 11 в зоне обнаружения располагаются в две параллельные линии, находящиеся на расстоянии 5,6±0,2 м друг от друга (фиг. 3). Таким образом, создаются условия для возникновения задержек во времени прихода сейсмической волны от нарушителя на разные сейсмоприемники 10 и сейсмоприемники цифровые 11.

При пересечении контролируемого рубежа нарушителем знак задержки меняется на противоположный и изменяется величина задержки. Эти факторы являются признаком пересечения рубежа охраны нарушителем, средство обнаружения сейсмическое 1 формирует сигнал срабатывания.

Сейсмические сигналы, величина и знак задержки у которых между моментами регистрации возмущений грунта разными сейсмоприемниками 10 и сейсмоприемниками цифровыми 11 не меняется, идентифицируется как помеха.

Направление движения определяется порядком (последовательностью) изменения знака времени задержки.

Нарушитель пересекает рубеж через сравнительно узкий «коридор», при его движении сейсмические сигналы формируются только от нескольких соседних сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11, расположенных в этом коридоре. Сигналы от каждого сейсмоприемника 10 и сейсмоприемника цифрового 11 обрабатываются индивидуально, их точное расположение на местности известно. Это позволяет определить место пересечения рубежа с точностью, равной расстоянию между сейсмоприемниками 10 и сейсмоприемниками цифровыми 11, и повысить помехоустойчивость средства обнаружения сейсмического 1 по отношению к распределенным помехам, воздействующим одновременно на большое количество сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11 (дождь, грозовые разряды, удаленные источники помех).

Результаты предварительной обработки сейсмических сигналов и порядковые номера сработавших сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11 в виде цифровых кодированных сообщений отправляются по линиям интерфейса RS-485 в блок электронный 3.

Блок электронный 3 средства обнаружения сейсмического 1 непрерывно обрабатывает массив сигналов, поступивших от всех сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11 с целью выделения сигналов от нарушителей и отсева помеховых сигналов, возникающих при воздействии на грунт природных и техногенных факторов (дождь, град, раскаты грома, работа технологического оборудования, движение транспорта и т.п.) и воздействующих на все сейсмоприемники (или большую их часть) одновременно. При обнаружении сигнала, соответствующего нарушителю, средство обнаружения сейсмическое 1 вырабатывает сигнал срабатывания, в котором закодированы номера сработавшего сейсмоприемника 10 или сейсмоприемника цифрового 11 и направление движения нарушителя. Сигнал срабатывания в виде кодированного сообщения поступает по кабельным линиям 9 на концентратор центральный 6 и далее на персональный компьютер 7. На мониторе персонального компьютера 7 отображается сообщение о срабатывании средства обнаружения сейсмического 1 и указывается номер сейсмоприемника 10 или сейсмоприемника цифрового 11, где произошло нарушение рубежа охраны и направление движения нарушителя. Места установки сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11 и порядок их нумерации заранее известны, таким образом, обеспечивается определение места нарушения рубежа охраны.

Средство обнаружения сейсмическое 1 регулярно производит самотестирование. При возникновении неисправности сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11 формируется сообщение с указанием номера отказавшего сейсмоприемника, которое по кабельным линиям 9 поступает на концентратор 6 центральный и далее отображается на персональном компьютере 7.

Для проведения пуско-наладочных и ремонтных работ средств обнаружения сейсмических 1 предусмотрена возможность подключения к блоку электронному 3 пульта индикации и настройки 8, что позволяет индицировать сообщения о срабатывании средства обнаружения сейсмического 1 с указанием номеров сработавших сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11, сообщения о неисправности средства обнаружения сейсмического 1, сообщения с указанием номеров вышедших из строя сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11, находясь непосредственно на рубеже охраны.

Пульт индикации и настройки 8 представляет собой микропроцессорное устройство, снабженное индикатором и клавиатурой. При настройке пульт индикации и настройки 8 подключается к блоку электронному 3 средства обнаружения сейсмического 1, при этом, устанавливается информационный обмен между ними по интерфейсу RS-422. С помощью нажатия кнопок по сообщениям на индикаторе пульта индикации и настройки 8 осуществляется выбор определенной команды для управления средством обнаружения сейсмическим 1. Команды кодируются микроконтроллером пульта индикации и настройки 8 и по интерфейсу RS-422 отправляются в блок электронный 3, где декодируются микроконтроллером, обрабатываются, и затем отправляются в сейсмоприемники цифровые 11. Пульт индикации и настройки 8 выполняет следующие действия по управлению средством обнаружения сейсмическим 1:

1) отображение сигналов срабатывания с указанием номеров сработавших сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11;

2) отображение номеров неисправных сейсмоприемников 10 и сейсмоприемников цифровых 11;

3) изменение коэффициента усиления нормирующих усилителей 18 индивидуально для каждого сейсмоприемника 10 или сейсмоприемника цифрового 11. В составе нормирующего усилителя 18 применен цифровой потенциометр (не изображен), управляемый кодом, который вырабатывает микроконтроллер 19.

Для расширения тактических возможностей средств обнаружения сейсмических 1 предусмотрены дополнительные стандартные выходы сигналов срабатывания 14 для каждого фланга в виде размыкания контактов оптоэлектронного реле 13. Это дает возможность подключения средств обнаружения сейсмических 1 непосредственно к внешней системе управления доступом и охранной сигнализацией 12, без использования концентратора центрального 6. В этом случае пространственное разрешение при определении места нарушения рубежа охраны выполняется средством обнаружения сейсмическим 1 с точностью до фланга. Структурная схема средства обнаружения сейсмического 1 при таком использовании приведена на фиг. 4.

В конструкцию средства обнаружения сейсмического 1 заложена возможность подключения к нему до двух внешних ТСО либо других устройств, имеющих выходные цепи в виде нормально замкнутых контактов (к входам 15), например кнопки тревожной сигнализации, концевые выключатели и т.п. В этом случае средство обнаружения сейсмическое 1 обеспечивает непрерывный контроль состояния группы из двух «сухих» нормально замкнутых контактов и выдает сигнал срабатывания при размыкании контактов.

Таким образом, введение в состав системы блока электронного позволило реализовать разделение функций обработки принимаемых сейсмосигналов и принятия решения о факте нарушения рубежа охраны, вследствие чего обработка сигналов происходит на рубеже в сейсмоприемниках, а принятие решения в блоке электронном, что в свою очередь позволило вести совместную обработку сигналов от всех сейсмоприемников с целью выделения сигналов от распределенных помех, действующих одновременно на все или большое количество сейсмоприемников, что в свою очередь обеспечило повышение помехоустойчивости системы.

Повышение надежности системы реализуется за счет того, что упрощена структура системы, а именно: для обработки сигналов от шести сейсмоприемников используется один микроконтроллер, а результаты обработки сигналов шести сейсмоприемников передаются в блок электронный с помощью одного линейного приемопередатчика, согласующий усилитель совмещен с полосовым фильтром в каждом сейсмоприемнике, исключен линейный контроллер, управляющий линейным приемопередатчиком, а его функции выполняет микроконтроллер, который используется так же и как анализатор сейсмический; кроме того, введение входа синхронизации и выхода синхронизации в сейсмоприемник цифровой позволило по сравнению с прототипом исключить первый задающий блок с переключателями из состава сейсмоприемников, автоматизировать процесс присвоения адресного признака (номера) сейсмоприемникам, и тем самым исключить ошибки персонала при задании адреса, сократить время настройки системы при пусконаладочных работах.

Введение в систему блока электронного также позволило создать функционально законченное устройство - сейсмическое средство обнаружения, контролирующее две независимые сейсмолинии (два фланга) и снабженное стандартными выходами и входами, позволяющими использовать его самостоятельно (вне системы), обеспечивая масштабируемость системы (наращивание протяженности рубежа охраны) и повышение ее функциональной надежности.

Кроме этого внедрение указанных технических решений позволило снизить энергопотребление системы.

Использованные источники информации

1. «Сейсмическая охранная система» (№ RU 55182 от 27.07.2006, МПК G08B 13/16, ООО «АЛТЕС», РФ).

2. «Сейсмическое устройство обнаружения движущихся объектов» (№ RU 2306611 от 20.09.2007, МПК G08B 13/16, G01V 1/22, ФГУП "НИКИРЭТ", РФ).

1. Сейсмическая система обнаружения, включающая сейсмолинии, каждая из которых выполнена из группы сейсмоприемников, основанных на пьезоэлектрических элементах и заглубленных в грунт и регистрирующих механические колебания поверхности грунта при перемещении по ней нарушителей и оборудованных анализатором сейсмосигнала, функции которого выполняет микроконтроллер, а также последовательно соединенными согласующим усилителем, совмещенным с полосовым фильтром и нормирующим усилителем, при этом сейсмолинии связаны посредством каналов передачи информации с концентратором центральным, соединенным с блоком питания и через стандартный интерфейс с компьютером, отличающаяся тем, что сейсмическая охранная система содержит средство обнаружения, включающее в себя до двух сейсмолиний, при этом группа сейсмоприемников, входящих в сейсмолинию, объединена в ячейки, и каждая ячейка при этом состоит из расположенных на двух параллельных линиях не менее пяти сейсмоприемников, оборудованных пьезоэлектрическим элементом, согласующим усилителем, совмещенным с полосовым фильтром, и одного, соединенного аналоговыми связями с ними, сейсмоприемника цифрового, имеющего вход и выход синхронизации и оборудованного так же пьезоэлектрическим элементом, согласующим усилителем, совмещенным с полосовым фильтром, не менее чем шестью нормирующими усилителями, микроконтроллером и линейным приемопередатчиком, кроме того, в систему введены блок электронный и соединительная коммутационная коробка, причем блок электронный связан посредством каналов передачи информации с сейсмолиниями и через соединительную коммутационную коробку, соединенную так же с блоком питания, соединен с концентратором центральным, блок электронный при этом включает в себя входной интерфейс, подключенный к сейсмолиниям, микроконтроллер, выходной интерфейс.

2. Сейсмическая охранная система по п. 1, отличающаяся тем, что сейсмолиния содержит до восьми ячеек последовательно соединенных сейсмоприемников.

3. Сейсмическая охранная система по пп. 1, 2, отличающаяся тем, она может содержать одно или несколько, полностью размещенных в грунте средств обнаружения, соединенных информационными линиями и линиями электропитания между собой через коммутационные соединительные коробки, при этом коробка соединительная первого средства обнаружения соединена с концентратором центральным и блоком питания.

4. Сейсмическая охранная система по п. 1, отличающаяся тем, что блоки электронные соединены с сейсмолиниями посредством линии приема-передачи данных по интерфейсу RS - 485, линии электропитания и цепи синхронизации.

5. Сейсмическая охранная система по п. 1, отличающаяся тем, что блоки электронные соединены между собой и концентратором центральным и блоком питания через коробки соединительные посредством линии приема-передачи данных по интерфейсу RS - 485 и линий электропитания.

6. Сейсмическая охранная система по п. 1, отличающаяся тем, что концентратор центральный соединен с персональным компьютером посредством линии приема-передачи данных по интерфейсу RS - 232.

7. Сейсмическая охранная система по п. 1, отличающаяся тем, что в электронном блоке предусмотрен соединитель для подключения пульта индикации и настройки посредством линии приема-передачи данных по интерфейсу RS - 422.

8. Сейсмическая охранная система по п. 1, отличающаяся тем, что средства обнаружения сейсмические, входящие в ее состав, имеют по два выхода каждое в виде нормально замкнутых контактов оптоэлектронного реле, причем электрические цепи от нормально замкнутых контактов оптоэлектронного реле выведены на клеммы коробки соединительной.

9. Сейсмическая охранная система по п. 1, отличающаяся тем, что средства обнаружения сейсмические, входящие в ее состав, имеют по два входа каждое, причем электрические цепи, идущие от входов, выведены на клеммы коробки соединительной.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для обнаружения взрывных устройств с часовыми замедлителями, людей, попавших под завал, при условии наличия электронного часового устройства.

Изобретение относится к системам сигнализации вторжения и автосигнализации. .

Изобретение относится к сигнальным устройствам для защиты автомобиля от краж и взлома. .

Изобретение относится к акустическим сигнальным устройствам. .

Изобретение относится к области технических средств охраны и может быть использовано для обнаружения движущихся нарушителей по их сейсмическим сигналам при охране территорий и подступов к различным объектам.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при защите замкнутых пространств. .

Изобретение относится к охранной технике и может использоваться при создании средств скрытного наблюдения за движением людей на границе и в пределах охраняемых территорий.

Изобретение относится к техническим средствам охраны и может быть использовано для охраны участков местности и подступов к объектам. .

Изобретение относится к области устройств охранно-пожарной сигнализации ультразвукового типа и может быть использовано в помещениях, имеющих большой уровень звуковых шумов.

Изобретение относится к области систем сбора сейсмических данных. Более конкретно, изобретение относится к системам сбора сейсмических данных, содержащим кабельную сеть, подсоединенную к центральному устройству обработки информации, находящемуся, например, на транспортном средстве.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении сейсмической разведки. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе сейсморазведочных работ при поиске месторождений углеводородов. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для обработки сухопутных и морских геолого-разведочных данных электромагнитных зондирований. .

Изобретение относится к многоканальным системам передачи сейсмических сигналов от датчиков-сенсоров к устройствам оповещения о тревоге, записывающим и обрабатывающим устройствам и может быть использовано для предупреждения о возникновении сейсмических толчков и цунами.

Изобретение относится к области технических средств охраны и может быть использовано для обнаружения движущихся нарушителей по их сейсмическим сигналам при охране территорий и подступов к различным объектам.

Использование: геофизика, а именно в системе сбора сейсмических данных с сейсмоприемников по радиоканалам с использованием M-последовательностей. Сущность: в системе сбора сейсмических данных пункты сбора информации делятся на группы, для каждой из которых используются управляемые формирователи M-последовательности как в центре сбора данных, так и в пунктах сбора информации. Технический результат: увеличение информационной емкости системы, возможность использования маломощных приемопередатчиков в условиях преднамеренных и промышленных помех. 3 ил.
Наверх