Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы



Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы
Детектор широкополосного свч и укв сигналов и способ его работы

 


Владельцы патента RU 2608557:

Общество с ограниченной ответственностью "СТИЛСОФТ" (RU)

Изобретение относится к радиотехническим средствам определения местоположения источников электромагнитных сигналов. Детектор широкополосного СВЧ и УКВ сигналов включает контроллер обработки сигнала, содержащий узел СВЧ, содержащий последовательно соединенные антенну, логарифмический детектор и усилитель; узел УКВ, содержащий последовательно соединенные антенну, детектор и усилитель; узел управления, содержащий блоки АЦП, программной фильтрации, принятия решений, передачи данных и энергонезависимой памяти; модуль питающего напряжения, содержащий контроллер заряда, преобразователь напряжения и узел деления напряжения; модуль вторичных детекторов, содержащий чувствительный элемент, датчик касания, акселерометр и оптический датчик вскрытия; светозвуковую индикацию; модуль BlueTooth; модуль RS-485 и модуль USB; причем данные модули соединены с системой сбора и обработки информации; а модуль питающего напряжения соединен с элементом питания и внешним источником напряжения. Описан способ работы детектора широкополосного СВЧ и УКВ сигналов. Технический результат – повышение вероятности обнаружения активности радиоустройства, работающего на частотах стандарта GSM, 2G, 3G, CDMA, CDMA-450, Wi-Fi; снижение вероятности ложной сработки; повышение чувствительности; а также повышенная антивандальная защищенность и простота использования за счет автоматической настройки детектора. 2 н.и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к радиотехническим средствам определения местоположения источников электромагнитных сигналов и может быть использовано для определения наличия в зоне обнаружения активного мобильного телефона, работающего на частотах стандартов GSM, CDMA, 2G, 3G и т.п.

Уровень техники

Известен способ определения местоположения источников электромагнитных сигналов (патент РФ на изобретение №2306578, кл. МПК G01S 5/02, G01S 13/95, опубл. 20.09.2007), который состоит в определении координат центра и в оценке радиуса зоны его местонахождения, осуществляется путем статистической обработки (вычислении среднего значения и стандартного отклонения) результатов позиционирования тех мобильных телефонов, связь между которыми нарушалась из-за помех.

Недостатком известного способа является недостаточно высокая вероятность обнаружения источников сигналов, а также относительно низкая чувствительность.

Тем не менее, в уровне техники не найдено наиболее близкого аналога - прототипа - заявленного детектора широкополосного СВЧ и УКВ сигналов и способа его работы.

Раскрытие изобретения

Технический результат - повышение вероятности обнаружения активности радиоустройства, работающего на частотах стандарта GSM, 2G, 3G, CDMA, CDMA-450, Wi-Fi; снижение вероятности ложного срабатывания; повышение чувствительности; а также повышенная антивандальная защищенность и простота использования за счет автоматической настройки детектора.

Высокая вероятность обнаружения и низкая вероятность ложной сработки достигается за счет использования нечеткой логики и разностного медианного фильтра.

Повышенная чувствительность устройства достигается за счет использования анализа членов разностного медианного фильтра на наличие максимальных пиков.

Указанный технический результат достигается тем, что детектор широкополосного СВЧ и УКВ сигналов включает контроллер обработки сигнала, содержащий узел СВЧ, содержащий последовательно соединенные антенну, логарифмический детектор и усилитель, причем выход антенны узла СВЧ соединен с входом логарифмического детектора, выход логарифмического детектора соединен с входом усилителя узла СВЧ, выход усилителя узла СВЧ соединен с первым входом блока АЦП узла управления; узел УКВ, содержащий последовательно соединенные антенну, детектор и усилитель, причем выход антенны узла УКВ соединен с входом детектора узла УКВ, выход детектора узла УКВ соединен с входом усилителя узла УКВ, выход усилителя узла УКВ соединен со вторым входом блока АЦП узла управления; узел управления, содержащий блоки АЦП, программной фильтрации, принятия решений, передачи данных и энергонезависимой памяти, причем выход блока АЦП связан с первым входом блока программной фильтрации, а первый выход блока программной фильтрации связан с седьмым входом блока принятия решений, при этом второй выход блока программной фильтрации связан с четвертым входом блока передачи данных, а второй вход блока программной фильтрации связан с четвертым выходом блока передачи данных; модуль питающего напряжения, содержащий контроллер заряда, преобразователь напряжения и узел деления напряжения, причем вход контроллера заряда соединен с выходом внешнего источника напряжения, а первый выход контролера заряда соединен с входом элемента питания, а второй выход контроллера заряда соединен со вторым входом блока принятия решений узла управления, причем вход преобразователя напряжения соединен с выходом внешнего источника напряжения и элемента питания, а выход преобразователя напряжения соединен с третьим входом блока принятия решений, причем вход узла деления напряжения соединен с выходами внешнего источника напряжения и элемента питания, а выход узла деления напряжения соединен с четвертым входом блока принятия решений, причем контроллер обработки сигнала связан с внешним источником напряжения и элементом питания через связь между последними с модулем питающего напряжения; модуль вторичных детекторов, содержащий чувствительный элемент, датчик касания, акселерометр и оптический датчик вскрытия; светозвуковую индикацию, причем вход светозвуковой сигнализации соединен с первым выходом блока принятия решений узла управления; модуль BlueTooth, первый вход которого соединен с первым выходом блока передачи данных узла управления, а первый выход модуля BlueTooth - с первым входом блока передачи данных узла управления, второй вход модуля BlueTooth связан с первым выходом системы сбора и обработки информации, а второй выход модуля BlueTooth связан с первым входом системы сбора и обработки информации; модуль RS-485, первый вход которого связан со вторым выходом блока передачи данных узла управления, а первый выход модуля RS-485 связан со вторым входом блока передачи данных, второй выход модуля RS-485 связан со вторым входом системы сбора и обработки информации, а второй вход RS-485 связан со вторым выходом системы сбора и обработки информации; модуль USB, причем первый вход которого связан с третьим выходом блока передачи данных узла управления, а первый выход модуля USB связан с третьим входом блока передачи данных узла управления, второй вход модуля USB связан с третьим выходом системы сбора и обработки информации, а второй выход модуля USB связан с третьим входом системы сбора и обработки информации; причем выход чувствительного элемента модуля вторичных детекторов связан с входом датчика касания, а выход датчика касания связан с входом блока АЦП узла управления контроллера обработки сигнала, причем выход блока АЦП связан с, входом блока программной фильтрации, а выход блока программной фильтрации связан с шестым входом блока принятия решений, выход акселерометра связан с первым входом блока принятия решений узла управления контроллера обработки сигнала, оптический датчик вскрытия связан с пятым входом блока принятия решений узла управления контроллера обработки сигнала; первый вход блока энергонезависимой памяти связан со вторым выходом блока принятий решений, а первый выход блока энергонезависимой памяти связан с восьмым входом блока принятия решений, при этом второй вход блока энергонезависимой памяти связан с пятым выходом блока передачи данных, а второй выход блока энергонезависимой памяти связан с пятым входом блока передачи данных, причем третий выход блока принятия решений связан с шестым входом блока передачи данных, а девятый вход блока принятия решений связан с шестым выходом блока передачи данных; модуль питающего напряжения соединен с элементом питания и внешним источником напряжения.

Указанный технический результат достигается тем, что способ работы детектора широкополосного СВЧ и УКВ сигналов характеризуется тем, что антенна узла СВЧ принимает широкополосный радиосигнал излучаемый радиоканальным устройством, работающим в СВЧ диапазоне; с выхода антенны широкополосный сигнал поступает на логарифмический детектор, с выхода которого обработанный низкочастотный сигнал поступает на вход усилителя, с выхода которого сигнал поступает на вход блока АЦП узла управления, затем с выхода блока АЦП преобразованный сигнал поступает в блок программной фильтрации; после фильтрации сигнал поступает на анализ в блок принятия решений, который принимает решение о наличии GSM сигнала и формировании извещения для системы сбора и обработки информации; блок принятия решений передает сформированное извещение в блок энергонезависимой памяти, и, согласно пользовательским настройкам, включает соответствующую светозвуковую индикацию; антенна узла УКВ принимает широкополосный радиосигнал, излучаемый радиоканальным устройством, работающим в УКВ диапазоне, с выхода антенны широкополосный сигнал поступает на детектор, с выхода которого обработанный низкочастотный сигнал поступает на вход усилителя, с выхода усилителя которого сигнал поступает на вход блока АЦП узла управления, далее преобразованный сигнал поступает в блок программной фильтрации; после фильтрации сигнал поступает на анализ в блок принятия решений, который принимает решение о наличии УКВ сигнала и формировании сообщения для системы сбора и обработки информации; блок принятия решений передает сформированное сообщение в блок энергонезависимой памяти, и, согласно пользовательским настройкам, включает соответствующую светозвуковую индикацию; в свою очередь, блок принятия решения периодически опрашивает оптический датчик вскрытия на наличие или отсутствие с него сигнала.

В случае появления сигнала на оптическом датчике вскрытия, блок принятия решений, согласно пользовательским настройкам, принимает решение о наличии тревоги типа «Вскрытие корпуса» и формировании извещения для системы сбора и обработки информации; блок принятия решений передает сформированное сообщение в блок энергонезависимой памяти, и, согласно пользовательским настройкам, включает светозвуковую индикацию.

В случае прикосновения человека к корпусу детектора широкополосного СВЧ и УКВ сигналов, появляется сигнал на чувствительном элементе, который передает сигнал для проведения анализа на датчик касания, который производит обработку сигнала с чувствительного элемента и принимает решение о передаче факта прикосновения в блок принятия решений узла управления, который выполняет дальнейшие действия в соответствии с выбранным режимом работы датчика касания.

В случае прикосновения человека к корпусу детектора широкополосного СВЧ и УКВ сигналов блок принятия решений формирует для системы сбора и обработки информации сообщение типа «Прикосновение к детектору», передает сформированное сообщение в блок энергонезависимой памяти, и, согласно пользовательским настройкам, включает соответствующую светозвуковую сигнализацию.

Блок принятия решений, в случае трехкратного прикосновения к корпусу, осуществляет перезапуск детектора широкополосного СВЧ и УКВ сигналов.

Акселерометр производит замеры ускорения и производит передачу этих данных в блок АЦП, после аналого-цифрового преобразования сигнал с блока АЦП поступает в блок программной фильтрации, после фильтрации сигнал поступает на анализ в блок принятия решений, который, в случае определения изменения сигнала, согласно пользовательским настройкам, производит формирование сообщения, типа «Механическое воздействие на детектор», для системы сбора и обработки информации; блок принятия решений передает сформированное сообщение в блок энергонезависимой памяти, и, согласно пользовательским настройкам, включает соответствующую светозвуковую индикацию.

С внешнего источника питание подается как питающее напряжение, которое поступает на контроллер заряда, преобразователь напряжения и узел деления напряжения; контроллер заряда производит при необходимости заряд элемента питания и формирует извещение «Заряд закончен», или «Заряд начат», или «Заряд идет», или «Прерывание заряда до полной зарядки аккумуляторной батареи» и передает его в блок энергонезависимой памяти; сигнал с узла деления напряжения поступает в блок принятия решения, который производит сравнения текущего сигнала с пользовательскими настройками, и, при необходимости, формирует сообщение «Разряд аккумуляторной батареи» и передает его в блок энергонезависимой памяти.

В качестве канала связи может быть использован модуль BlueTooth, модуль RS-485 или модуль USB.

Система сбора и обработки информации с установленной периодичностью через выбранный канал связи производит опрос детектора на наличие сообщений в блоке энергонезависимой памяти, при необходимости получения текущего сигнала, система сбора и обработки информации через выбранный канал связи производит запрос в блок передачи данных на передачу текущего сигнала из блока программной фильтрации.

Блок принятия решений использует алгоритм анализа событийных импульсов по времени и амплитуде или алгоритм определения порогового пересечения.

В качестве светозвуковой индикации может быть использовано постоянное свечение, моргание, звуковой сигнал.

В блоке программной фильтрации сигнала в качестве результата используют фронт изменения сигнала с учетом амплитуды «белого» шума.

В блоке программной фильтрации сигнала при определении фронта изменения сигнала используется анализ членов медианных фильтров на наличие максимумов.

В алгоритме анализа событийных импульсов при определении значений параметров и анализ нечеткого множества проводят следующие операции:

- определение параметра t1:t1=i×f,

- определение весовых коэффициентов, причем весовой коэффициент для параметра t1 определяется по формуле

весовой коэффициент для параметра 1 определяется по формуле

- определение числового значения нечеткого множества , которое определяется методом центра тяжести по формуле

- определение степени принадлежности S к Q;

- определение минимального значения порога U, при котором параметры t1, 1 имеют максимальную степень принадлежности:

- определение степени принадлежности:

где Q - нечеткое множество «Тревожная ситуация»;

Р - порог начала анализа событийного импульса s;

U - порог срабатывания для нечеткого множества ;

S - числовое значение нечеткого множества ;

t1 - длительность событийного импульса;

t3 - табличное минимальное значение t1 для вычисления степени принадлежности;

t4 - табличное максимальное значение t1 для вычисления степени принадлежности;

t5 и t6 - соответственно табличное минимальное и максимальное значения t1, при которых степень принадлежности равна 1;

l - максимальное значение элемента множества D;

i - количество проведенных замеров сигналов d за время действия событийного импульса;

f - частота проведения замеров сигнала d;

K1 - коэффициент увеличения порога Р для определения сверх порога Е.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана функциональная схема детектора широкополосного СВЧ и УКВ сигналов.

На фиг. 2 показан общий алгоритм работы детектора сигналов.

На фиг. 3 показан алгоритм фильтрации, используемый в блоке программной фильтрации 4.2. Используемые переменные: s - текущий уровень сигнала, полученный из АЦП; i - счетчик; K - рабочее окно первого фильтра; K1 - разница между рабочими окнами первого и второго фильтров; А - множество сигналов s емкостью K; В - множество сигналов s емкостью K-K1; а - член множества A; b - член множества В; d - разница медиан упорядоченных множеств А и В; amp - амплитуда d.

На фиг. 4 показан алгоритм установки порога и вычисление амплитуды. Используемые переменные: j - счетчик; K2 - рабочее окно амплитуды; Е - множество е емкостью K2; е - член множества Е; d - разница медиан упорядоченных множеств А и В; amp - амплитуда d; K3 - коэффициент увеличения амплитуды; Р - тревожный порог.

На фиг. 5 показан алгоритм анализа событийных импульсов по времени и амплитуде. Используемые переменные: Q - нечеткое множество «Тревожная ситуация»; d - уровень сигнала в текущий момент времени t; Р - порог начала анализа событийного импульса s; D - множество уровней сигнала от событийного импульса s; K4 - коэффициент увеличения порога Р для определения сверх порога Е; U - порог срабатывания для нечеткого множества ; S - числовое значение нечеткого множества ; t1 - длительность событийного импульса; t3 - табличное минимальное значение t1 для вычисления степени принадлежности; t4 - табличное максимальное значение t1 для вычисления степени принадлежности; t5 и t6 - соответственно табличное минимальное и максимальное значения t1, при которых степень принадлежности равна 1; l - максимальное значение элемента множества D; i - количество проведенных замеров сигналов d за время действия событийного импульса; ƒ - частота проведения замеров сигнала d.

На фиг. 6 показан алгоритм определения порогового пересечения. Используемые переменные: d - уровень сигнала в текущий момент времени; Р - порог тревожный; K4 - коэффициент увеличения порога Р для определения сверх порога Е; ns - вспомогательная переменная для подсчета количества импульсов s; r - счетчик импульсов; Pr - установленный порог импульсов s; nr - счетчик тактов замеров d; N - множество счетчиков n; nu - количество тактов для замера количества импульсов.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - контроллер обработки сигнала; 2 - узел СВЧ: 2.1 - антенна, 2.2 - логарифмический детектор, 2.3 - усилитель; 3 - узел УКВ: 3.1 - антенна, 3.2 - детектор, 3.3 - усилитель; 4 - узел управления: 4.1, 4.7 - блок аналого-цифрового преобразования (АЦП), 4.2, 4.6 - блок программной фильтрации, 4.3 - блок принятия решений, 4.4 - блок передачи данных, 4.5 - блок энергонезависимой памяти; 5 - модуль питающего напряжения: 5.1 - контроллер заряда, 5.2 - преобразователь напряжения, 5.3 - узел деления напряжения; 6 - модуль вторичных детекторов: 6.1 - чувствительный элемент, 6.2 - датчик касания, 6.3 - акселерометр, 6.4 - оптический датчик вскрытия; 7 - светозвуковая индикация; 8 - модуль BlueTooth; 9 - модуль RS-485; 10 - модуль USB; 11 - система сбора и обработки информации (ССОИ); 12 - элемент питания; 13 - внешний источник напряжения.

Осуществление изобретения

Способ работы детектора широкополосного СВЧ и УКВ сигналов представлен на фиг. 2-6 в виде алгоритмов: общего алгоритма работы детектора сигналов; алгоритма фильтрации, используемого в блоке программной фильтрации; алгоритма установки порога и вычисления амплитуды; алгоритма анализа событийных импульсов по времени и амплитуде; алгоритма определения порогового пересечения.

Детектор широкополосных СВЧ и УКВ сигналов работает следующим образом.

Антенна 2.1 узла СВЧ 2 принимает широкополосный радиосигнал излучаемый радиоканальным устройством, работающим в СВЧ диапазоне. С выхода антенны 2.1 широкополосный сигнал поступает на логарифмический детектор 2.2. С выхода логарифмического детектора 2.2 обработанный низкочастотный сигнал поступает на вход усилителя 2.3. С выхода усилителя 2.3 сигнал поступает на вход блока АЦП 4.1 узла управления 4. С блока АЦП 4.1 преобразованный сигнал поступает в блок программной фильтрации 4.2. После фильтрации сигнал поступает на анализ в блок принятия решений 4.3. Блок принятия решений 4.3 на основе выбранного алгоритма (алгоритма анализа событийных импульсов по времени и амплитуде (см. фиг. 5) или алгоритма определения порогового пересечения (см. фиг. 6)) принимает решение о наличии GSM сигнала и формировании извещения для ССОИ 11. Блок принятия решений 4.3 передает сформированное извещение в блок энергонезависимой памяти 4.5, и, согласно пользовательским настройкам, включает светозвуковую соответствующую индикацию 6 (постоянное свечение, моргание, звуковой сигнал и т.п.).

Антенна 3.1 узла УКВ 3 принимает широкополосный радиосигнал, излучаемый радиоканальным устройством, работающим в УКВ диапазоне. С выхода антенны 3.1 широкополосный сигнал поступает на детектор 3.2. С выхода детектора обработанный низкочастотный сигнал поступает на вход усилителя 3.3. С выхода усилителя 3.3 сигнал поступает на вход блока АЦП 4.1 узла управления 4. С блока АЦП 4.1 преобразованный сигнал поступает в блок программной фильтрации 4.2. После фильтрации сигнал поступает на анализ в блок принятия решений 4.3. Блок принятия решений 4.3 на основе выбранного алгоритма (алгоритм анализа событийных импульсов по времени и амплитуде (см. фиг. 5) или алгоритм порогового пересечения (см. фиг. 6)) принимает решение о наличии УКВ сигнала и формировании сообщения для ССОИ 11. Блок принятия решений 4.3 передает сформированное сообщение в блок энергонезависимой памяти 4.5, и, согласно пользовательским настройкам, включает соответствующую светозвуковую индикацию 6 (постоянное свечение, моргание, звуковой сигнал и т.п.).

В свою очередь, блок принятия решения 4.3 периодически опрашивает оптический датчик вскрытия 6.4 на наличие или отсутствие с него сигнала. В случае появления сигнала на оптическом датчике вскрытия 5.4, блок принятия решений 4.3, согласно пользовательским настройкам, принимает решение о наличии тревоги типа «Вскрытие корпуса» и формировании извещения для ССОИ 11. Блок принятия решений 4.3 передает сформированное сообщение в блок энергонезависимой памяти 4.5, и, согласно пользовательским настройкам, включает соответствующую светозвуковую индикацию 6 (постоянное свечение, моргание, звуковой сигнал и т.п.).

В случае прикосновения человека к корпусу детектора сигнала, появляется сигнал на чувствительном элементе 5.3, который передает сигнал (для проведения анализа) на датчик касания 5.2. Датчик касания 5.2 производит обработку сигнала с чувствительного элемента 5.3 и принимает решение о передаче факта прикосновения в блок принятия решений 4.3 узла управления 4. Блок принятия решений 4.3 узла управления 4 выполняет дальнейшие действия в соответствии с выбранным режимом работы датчика касания:

- для режима «Датчик прикосновения» блок принятия решений 4.3 формирует для ССОИ 11 сообщение типа «Прикосновение к детектору», передает сформированное сообщение в блок энергонезависимой памяти 4.5, и, согласно пользовательским настройкам, включает соответствующую светозвуковую индикацию 6 (постоянное свечение, моргание, звуковой сигнал и т.п.);

- для режима «Кнопка» блок принятия решений 4.3 в случае трехкратного прикосновения к корпусу осуществляет перезапуск детектора.

Акселерометр 5.1 производит замеры проекции кажущегося ускорения и производит передачу этих данных в блок АЦП 4.7. После аналого-цифрового преобразования сигнал с блока АЦП 4.7 поступает в блок программной фильтрации 4.6. После фильтрации сигнал поступает на анализ в блок принятия решений 4.3. В случае определения изменения сигнала, блок принятия решений 4.3, согласно пользовательским настройкам, производит формирование сообщения, типа «Механическое воздействие на детектор», для ССОИ 11. Блок принятия решений 4.3 передает сформированное сообщение в блок энергонезависимой памяти 4.5 и, согласно пользовательским настройкам, включает соответствующую светозвуковую индикацию 6 (постоянное свечение, моргание, звуковой сигнал и т.п.).

С внешнего источника питание 13 подается питающее напряжение, которое поступает на контроллер заряда 5.1, преобразователь напряжения 5.2 и узел деления напряжения 5.3. Контроллер заряда 5.1 производит (при необходимости) заряд элемента питания 12 и формирует извещение («Заряд закончен», «Заряд начат», «Заряд идет», «Прерывание заряда до полной зарядки аккумуляторной батареи (АКБ)») и передает его в блок энергонезависимой памяти 4.5. Сигнал с узла деления напряжения 5.3 поступает в блок принятия решения 4.3, который производит сравнения текущего сигнала с пользовательскими настройками, и, при необходимости, формирует сообщение «Разряд АКБ» и передает его в блок энергонезависимой памяти 4.5.

ССОИ 11 с установленной периодичностью через выбранный канал связи (Блок BlueTooth 8, модуль RS-485 9 или модуль USB 10) производит опрос Детектора на наличие сообщений в блоке энергонезависимой памяти 4.5. При необходимости получения текущего сигнала ССОИ 11 через выбранный канал связи производит запрос в блок передачи данных 4.4 на передачу текущего сигнала из блока программной фильтрации 4.2.

Проводимые операции в блоке «Определение значений параметров и анализ нечеткого множества » в алгоритме анализа событийных импульсов (см. фиг. 5). В блоке используются следующие переменные:

Q - нечеткое множество «Тревожная ситуация»;

d - уровень сигнала в текущий момент времени t;

Р - порог начала анализа событийного импульса s;

D - множество уровней сигнала о событийного импульса s;

K1 - коэффициент увеличения порога Р для определения сверх порога Е;

U - порог срабатывания для нечеткого множества ;

S - числовое значение нечеткого множества ;

t1 - длительность событийного импульса;

t3 - табличное минимальное значение t1 для вычисления степени принадлежности;

t4 - табличное максимальное значение t1 для вычисления степени принадлежности;

t5 и t6 - соответственно табличное минимальное и максимальное значения t1, при которых степень принадлежности равна 1;

l - максимальное значение элемента множества D;

i - количество проведенных замеров сигналов d за время действия событийного импульса;

ƒ - частота проведения замеров сигнала d;

Выполняемые операции в блоке

1. Определение параметра t1:

t1=i׃.

2. Определение весовых коэффициентов:

весовой коэффициент для параметра t1 определяется по формуле

весовой коэффициент для параметра l определяется по формуле

3. Определение числового значения нечеткого множества :

числовое значение нечеткого множества определяется методом центра тяжести по формуле

4. Определение степени принадлежности S к Q

a) определение минимального значения порога U, при котором параметры t1, l имеют максимальную степень принадлежности:

b) определение степени принадлежности

Таким образом, заявленное устройство и способ его работы обеспечивают:

- обнаружение активности радиоустройства, работающего на частотах стандарта GSM, 2G, 3G, CDMA, CDMA-450, WiFi;

- высокую вероятность обнаружения и низкую вероятность ложной сработки за счет использования нечеткой логики и разностного медианного фильтра, по сравнению, если бы использовались другие известные методы;

- повышенную чувствительность за счет использования анализа членов разностного медианного фильтра на наличие максимальных пиков;

- повышенную антивандальную защищенность;

- простоту использования за счет автоматической настройки детектора.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения показал, что совокупность существенных признаков заявленного детектора сигналов и способа его работы не известна из уровня техники и значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».

В уровне техники не было выявлено признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного изобретения и влияющих на достижение заявленного технического результата, поэтому заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Изобретательский уровень».

Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного устройства и способа для определения наличия в зоне обнаружения активного мобильного телефона, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».

1. Детектор широкополосного СВЧ и УКВ сигналов, включающий контроллер обработки сигнала, содержащий узел СВЧ, содержащий последовательно соединенные антенну, логарифмический детектор и усилитель, причем выход антенны узла СВЧ соединен с входом логарифмического детектора, выход логарифмического детектора соединен с входом усилителя узла СВЧ, выход усилителя узла СВЧ соединен с первым входом блока АЦП узла управления; узел УКВ, содержащий последовательно соединенные антенну, детектор и усилитель, причем выход антенны узла УКВ соединен с входом детектора узла УКВ, выход детектора узла УКВ соединен с входом усилителя узла УКВ, выход усилителя узла УКВ соединен со вторым входом блока АЦП узла управления; узел управления, содержащий блоки АЦП, программной фильтрации, принятия решений, передачи данных и энергонезависимой памяти, причем выход блока АЦП связан с первым входом блока программной фильтрации, а первый выход блока программной фильтрации связан с седьмым входом блока принятия решений, при этом второй выход блока программной фильтрации связан с четвертым входом блока передачи данных, а второй вход блока программной фильтрации связан с четвертым выходом блока передачи данных; модуль питающего напряжения, содержащий контроллер заряда, преобразователь напряжения и узел деления напряжения, причем вход контроллера заряда соединен с выходом внешнего источника напряжения, а первый выход контроллера заряда соединен с входом элемента питания, а второй выход контроллера заряда соединен со вторым входом блока принятия решений узла управления, причем вход преобразователя напряжения соединен с выходом внешнего источника напряжения и элемента питания, а выход преобразователя напряжения соединен с третьим входом блока принятия решений, причем вход узла деления напряжения соединен с выходами внешнего источника напряжения и элемента питания, а выход узла деления напряжения соединен с четвертым входом блока принятия решений, причем контроллер обработки сигнала связан с внешним источником напряжения и элементом питания через связь между последними с модулем питающего напряжения; модуль вторичных детекторов, содержащий чувствительный элемент, датчик касания, акселерометр и оптический датчик вскрытия; светозвуковую индикацию, причем вход светозвуковой сигнализации соединен с первым выходом блока принятия решений узла управления; модуль BlueTooth, первый вход которого соединен с первым выходом блока передачи данных узла управления, а первый выход модуля BlueTooth - с первым входом блока передачи данных узла управления, второй вход модуля BlueTooth связан с первым выходом системы сбора и обработки информации, а второй выход модуля BlueTooth связан с первым входом системы сбора и обработки информации; модуль RS-485, первый вход которого связан со вторым выходом блока передачи данных узла управления, а первый выход модуля RS-485 связан со вторым входом блока передачи данных, второй выход модуля RS-485 связан со вторым входом системы сбора и обработки информации, а второй вход RS-485 связан со вторым выходом системы сбора и обработки информации; модуль USB, причем первый вход которого связан с третьим выходом блока передачи данных узла управления, а первый выход модуля USB связан с третьим входом блока передачи данных узла управления, второй вход модуля USB связан с третьим выходом системы сбора и обработки информации, а второй выход модуля USB связан с третьим входом системы сбора и обработки информации; причем выход чувствительного элемента модуля вторичных детекторов связан с входом датчика касания, а выход датчика касания связан с входом блока АЦП узла управления контроллера обработки сигнала, причем выход блока АЦП связан с входом блока программной фильтрации, а выход блока программной фильтрации связан с шестым входом блока принятия решений, выход акселерометра связан с первым входом блока принятия решений узла управления контроллера обработки сигнала, оптический датчик вскрытия связан с пятым входом блока принятия решений узла управления контроллера обработки сигнала; первый вход блока энергонезависимой памяти связан со вторым выходом блока принятий решений, а первый выход блока энергонезависимой памяти связан с восьмым входом блока принятия решений, при этом второй вход блока энергонезависимой памяти связан с пятым выходом блока передачи данных, а второй выход блока энергонезависимой памяти связан с пятым входом блока передачи данных, причем третий выход блока принятия решений связан с шестым входом блока передачи данных, а девятый вход блока принятия решений связан с шестым выходом блока передачи данных; модуль питающего напряжения соединен с элементом питания и внешним источником напряжения.

2. Способ работы детектора широкополосного СВЧ и УКВ сигналов, характеризующийся тем, что антенна узла СВЧ принимает широкополосный радиосигнал, излучаемый радиоканальным устройством, работающим в СВЧ диапазоне; с выхода антенны широкополосный сигнал поступает на логарифмический детектор, с выхода которого обработанный низкочастотный сигнал поступает на вход усилителя, с выхода которого сигнал поступает на вход блока АЦП узла управления, затем с выхода блока АЦП преобразованный сигнал поступает в блок программной фильтрации; после фильтрации сигнал поступает на анализ в блок принятия решений, который принимает решение о наличии GSM сигнала и формировании извещения для системы сбора и обработки информации; блок принятия решений передает сформированное извещение в блок энергонезависимой памяти и, согласно пользовательским настройкам, включает соответствующую светозвуковую индикацию; антенна узла УКВ принимает широкополосный радиосигнал, излучаемый радиоканальным устройством, работающим в УКВ диапазоне, с выхода антенны широкополосный сигнал поступает на детектор, с выхода которого обработанный низкочастотный сигнал поступает на вход усилителя, с выхода усилителя которого сигнал поступает на вход блока АЦП узла управления, далее преобразованный сигнал поступает в блок программной фильтрации; после фильтрации сигнал поступает на анализ в блок принятия решений, который принимает решение о наличии УКВ сигнала и формировании сообщения для системы сбора и обработки информации; блок принятия решений передает сформированное сообщение в блок энергонезависимой памяти, и, согласно пользовательским настройкам, включает соответствующую светозвуковую индикацию; в свою очередь, блок принятия решения периодически опрашивает оптический датчик вскрытия на наличие или отсутствие с него сигнала.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в случае появления сигнала на оптическом датчике вскрытия, блок принятия решений, согласно пользовательским настройкам, принимает решение о наличии тревоги типа «Вскрытие корпуса» и формировании извещения для системы сбора и обработки информации; блок принятия решений передает сформированное сообщение в блок энергонезависимой памяти и, согласно пользовательским настройкам, включает светозвуковую индикацию.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в случае прикосновения человека к корпусу детектора широкополосного СВЧ и УКВ сигналов, появляется сигнал на чувствительном элементе, который передает сигнал для проведения анализа на датчик касания, который производит обработку сигнала с чувствительного элемента и принимает решение о передаче факта прикосновения в блок принятия решений узла управления, который выполняет дальнейшие действия в соответствии с выбранным режимом работы датчика касания.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что, в случае прикосновения человека к корпусу детектора широкополосного СВЧ и УКВ сигналов, блок принятия решений формирует для системы сбора и обработки информации сообщение типа «Прикосновение к детектору», передает сформированное сообщение в блок энергонезависимой памяти и, согласно пользовательским настройкам, включает соответствующую светозвуковую сигнализацию.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что блок принятия решений, в случае трехкратного прикосновения к корпусу, осуществляет перезапуск детектора широкополосного СВЧ и УКВ сигналов.

7. Способ по п. 2, отличающийся тем, что акселерометр производит замеры ускорения и производит передачу этих данных в блок АЦП, после аналого-цифрового преобразования сигнал с блока АЦП поступает в блок программной фильтрации, после фильтрации сигнал поступает на анализ в блок принятия решений, который в случае определения изменения сигнала, согласно пользовательским настройкам, производит формирование сообщения, типа «Механическое воздействие на детектор», для системы сбора и обработки информации; блок принятия решений передает сформированное сообщение в блок энергонезависимой памяти и, согласно пользовательским настройкам, включает соответствующую светозвуковую индикацию.

8. Способ по п. 2, отличающийся тем, что с внешнего источника питания подается питающее напряжение, которое поступает на контроллер заряда, преобразователь напряжения и узел деления напряжения; контроллер заряда производит, при необходимости, заряд элемента питания и формирует извещение «Заряд закончен», или «Заряд начат», или «Заряд идет», или «Прерывание заряда до полной зарядки аккумуляторной батареи» и передает его в блок энергонезависимой памяти; сигнал с узла деления напряжения поступает в блок принятия решения, который производит сравнения текущего сигнала с пользовательскими настройками, и, при необходимости, формирует сообщение «Разряд аккумуляторной батареи» и передает его в блок энергонезависимой памяти.

9. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве канала связи используется модуль BlueTooth, модуль RS-485 или модуль USB.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что система сбора и обработки информации с установленной периодичностью через выбранный канал связи производит опрос детектора на наличие сообщений в блоке энергонезависимой памяти, при необходимости получения текущего сигнала, система сбора и обработки информации через выбранный канал связи производит запрос в блок передачи данных на передачу текущего сигнала из блока программной фильтрации.

11. Способ по п. 2, отличающийся тем, что блок принятия решений использует алгоритм анализа событийных импульсов по времени и амплитуде или алгоритм определения порогового пересечения.

12. Способ по п. 2, или 3, или 5, или 7 отличающийся тем, что в качестве светозвуковой индикации используется постоянное свечение, моргание, звуковой сигнал.

13. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в блоке программной фильтрации сигнала в качестве результата используют фронт изменения сигнала с учетом амплитуды «белого» шума.

14. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в блоке программной фильтрации сигнала при определении фронта изменения сигнала используется анализ членов медианных фильтров на наличие максимумов.

15. Способ по п. 11, отличающийся тем, что в алгоритме анализа событийных импульсов при определении значений параметров и анализ нечеткого множества проводят следующие операции:

- определение параметра t1:t1=i×f,

- определение весовых коэффициентов, причем весовой коэффициент для параметра t1 определяется по формуле

весовой коэффициент для параметра 1 определяется по формуле

, ,

- определение числового значения нечеткого множества , которое определяется методом центра тяжести по формуле

,

- определение степени принадлежности S к Q;

- определение минимального значения порога U, при котором параметры t1, l имеют максимальную степень принадлежности:

,

- определение степени принадлежности:

где Q - нечеткое множество «Тревожная ситуация»;

P - порог начала анализа событийного импульса s;

U - порог срабатывания для нечеткого множества ;

S - числовое значение нечеткого множества ;

t1 - длительность событийного импульса;

t3 - табличное минимальное значение t1 для вычисления степени принадлежности;

t4 - табличное максимальное значение t1 для вычисления степени принадлежности;

t5 и t6 - соответственно табличное минимальное и максимальное значения t1, при которых степень принадлежности равна 1;

l - максимальное значение элемента множества D;

i - количество проведенных замеров сигналов d за время действия событийного импульса;

f - частота проведения замеров сигнала d;

K1 - коэффициент увеличения порога P для определения сверх порога Е.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области навигационных систем и может быть использовано для позиционирования удаленных объектов. Достигаемый технический результат - повышение точности и достоверности позиционирования объекта, а также упрощение процедуры прицеливания за счет уменьшения точек наблюдения, ввода критерия правильного выбора этих точек и критерия попадания лучей на объект.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для определения местоположения источников радиоизлучения при построении подсистемы определения местоположения пользовательского терминала спутниковой системы связи.

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации.

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в радиотехнических системах. Достигаемый технический результат - увеличение точности определения дальности и направления до излучателей без увеличенных базовых расстояний.

Изобретение относится к способам определения координат летательных аппаратов. Для определения координат летательных аппаратов принимают и формируют информацию в пространственно разнесенных приемниках, одновременно регистрируют информацию на основе двух дирекционных углов и угла места летательного аппарата, обрабатывают ее в ЭВМ определенным образом, определяя координаты летательного аппарата в геодезической системе координат.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в навигационных и метеорологических системах. Достигаемый технический результат - определение дальности до молниевых разрядов без ухудшения точностных характеристик и без увеличения габаритов устройства.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к системам пеленгования источников радиоизлучения, и может найти применение в системах слежения за источниками радиоизлучения в целях контроля местоположения объектов, обеспечения устойчивости канала связи, в системах самонаведения.

Изобретение относится к области технических средств регистрации и контроля рейсов подвижных объектов. Технический результат - осуществление контроля за выполнением графика заданного маршрута движения.

Способ относится к радиолокации и радионавигации и предназначен для определения оценок местоположения подвижных источников радиосигнала на дорожной сети. Достигаемый технический результат - расширение возможностей обеспечения однозначного местоопределения подвижного объекта на множестве возможных конфигураций дорожной сети.

Изобретение относится к области определения принадлежности точки кривой в многомерном пространстве с помощью компьютерных систем. Технический результат заключается в реализации назначения заявленного решения. Для этого посредством процессора электронного устройства осуществляют получение координат первой кривой, определяющих положение и форму первой кривой в многомерном пространстве, и генерацию второй кривой, являющейся аппроксимацией первой кривой. Затем определяют области многомерного пространства, охватывающие части первой кривой и связанные со второй кривой, и сохраняют на постоянном компьютерно-читаемом носителе координаты областей. Далее осуществляют анализ координат областей и координат точки и индикацию принадлежности точки первой кривой или индикацию отсутствия принадлежности точки первой кривой. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к способу и системе определения адреса. Технический результат – более точное определение физического положения электронного устройства (ЭУ). Способ определения адреса содержит в себе получение геолокационных данных от ЭУ, на основе которых обнаруживаются, по меньшей мере, два наиболее вероятных физических положения ЭУ, причем каждое из них соответствует физическому объекту (ФО), который выбран из предварительно определенного списка и связан с типом ФО. В отношении, по меньшей мере, двух ФО формируется история взаимодействия пользователя, на основе которой определяется специфичный для пользователя фактор вероятности (ФВ), указывающий на вероятность взаимодействия пользователя с каждым ФО. В отношении каждого ФО формируется неспецифичный для пользователя ФВ на основе статистической информации, представляющей предыдущие взаимодействия других пользователей и указывающей на вероятность взаимодействия других пользователей с каждым ФО. Для каждого ФО определяется общий ФО на основе специфичного и неспецифичного ФВ. ФО с наибольшим общим фактором вероятности принимается как наиболее вероятное физическое положения ЭУ и его адрес представляется на карте, отображаемой на ЭУ. 2 н. и 31 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх