RU148910U1 - Автономный радиоканальный gsm-сигнализатор - Google Patents

Abstract

Автономный радиоканальный GSM-сигнализатор, содержащий микроконтроллер, объёмный инфракрасный датчик движения (ИК-сенсор), GSM-модуль, радиоканальный модуль с антенной, держатель SIM-карты, держатель батареи автономного питания, светодиод, отличающийся тем, что GSM-сигнализатор выполнен в корпусе инфракрасного объёмного извещателя движения, в котором все электронные компоненты размещены на одной плате, и дополнительно содержит встроенный звуковой извещатель, издающий звуковые сигналы, как в случае появления тревожных событий, так и при изменении состояния устройства; светодиод является индикатором GSM-сети, а встроенный GSM-модуль представляет собой GSM-коммуникатор, совмещенный с инфракрасным объёмным извещателем.

Description

Полезная модель относится к автономным, портативным GSM системам охранной сигнализации и мониторинга, служит для дистанционного контроля состояния стационарных и мобильных объектов, находящихся в зоне действия беспроводной связи, и предназначена для обнаружения проникновения в охраняемую зону и информирования пользователя дозвоном и/или отправкой SMS на телефон стандарта GSM.

Известна автономная мобильная сигнализация (“Stand-alone mobile alarm system”) по патенту WO/2009/103827 (G08B 13/00; приоритет от 18.02.08 г. по патенту Испании ES 2326017). Указанная автономная мобильная система сигнализации содержит мобильный терминал пользователя и устройство обнаружения и связи. Устройство обнаружения и связи включает в себя набор встроенных датчиков, которые обнаруживают события, а также контрольную панель и мобильный терминал мониторинга, который принимает сигналы, указывающие на события, от контрольной панели и посылает информацию об этих событиях на мобильный терминал пользователя. Мобильный терминал мониторинга содержит цифровую видео (или фото) камеру, аккумулятор, питающий массив датчиков, и связан с контрольной панелью.

Основным недостатком устройства обнаружения и связи в указанной автономной мобильной системе сигнализации является его исполнение (в корпусе сотового телефона), в котором обеспечивающий обнаружение присутствия встроенный датчик движения имеет узкий сектор обзора. Это ограничивает функциональные возможности системы. Кроме того аккумулятор, определяющий автономность системы, питает и массив датчиков и контрольную панель. Поэтому время автономной работы (без вмешательства пользователей) системы сигнализации не велико. (http://worldwide.espacenet.com/searchResults?compact=false&ST=sinqleline&query=ES+2326017&locale=en_EP&DB=worldwide.espacenet.com - на 01.06.14)

Известна также «Автономная GSM-сигнализация TAVR», являющаяся прототипом и содержащая контрольную панель и GSM-модуль. Связь между ними осуществляется по радиоканалу. Контрольная панель имеет контроллер, связанные с контроллером приемопередатчик внутреннего радиоканала, встроенный беспроводной ИК-детектор движения, считыватель ключей Touch Memory, индикатор звуковых сигналов и световой индикатор состояния устройства. GSM-модуль имеет блок оповещения, встроенный микрофон, и выполнен с GSM-антенной, предназначенной для передачи и приема сообщений по стандартной сети связи и для передачи данных. Система работает автономно от сменных батарей. Если датчик движения, расположенный на контрольной панели, срабатывает, то на GSM-модуль поступает тревожный сигнал. Радиосигнал передается скрыто. С SIM-карты, установленной в GSM-модуль, начинается отправка тревожных сигналов на телефонные номера. (http://altonika-sb.ru/index.php/fields/safety/969-avtonomnava-gsm-siqnalizatsiya-tavr - на 01.07.2014) Основным недостатком указанной автономной системы GSM-сигнализации является то, что система не портативна, т.к. имеет в своем составе два основных блока, размещаемые в охраняемой зоне: контрольную панель и GSM-блок.

Задачей настоящей полезной модели является создание полностью автономного дистанционно управляемого портативного радиоканального устройства для систем охранной радиосигнализации с сотовой GSM-связью, - простого в настройках и управлении, устанавливаемого без специальных монтажных работ.

Технический результат заключается:

- в расширении функциональных возможностей за счет объединения беспроводной охранной панели, датчика движения и GSM модуля, а также дистанционного управления процессом работы и/или настроек GSM-сигнализатора;

- в обеспечении эффективного отслеживания тревожных событий путем индивидуального оповещения абонента о взломе и/или проникновении с помощью дозвона и SMS сообщений;

- в обеспечении диалогового программного кодирования радиоканала для защиты от подмены кода и имитации устройств системы;

- в снижении стоимости системы охранной сигнализации без понижения качества;

- в увеличении времени автономной работы системы охранной сигнализации из-за экономичного режима работы (низкого потребления энергии) устройством.

Технический результат достигается тем, что предложенный «Автономный радиоканальный GSM-сигнализатор» (далее - GSM-сигнализатор) содержит размещенные в одном корпусе микроконтроллер, объемный инфракрасный датчик движения (ИК-сенсор), GSM-модуль, радиоканальный модуль с антенной, держатель SIM карты, держатель батареи автономного питания, светодиод. При этом GSM-сигнализатор выполнен в корпусе инфракрасного объемного извещателя движения, в котором все электронные компоненты размещены на одной плате, и дополнительно содержит встроенный звуковой извещатель, издающий звуковые сигналы, как в случае появления тревожных событий, так и при изменении состояния устройства; светодиод является индикатором GSM-сети, а встроенный GSM-модуль представляет собой GSM-коммуникатор, совмещенный с инфракрасным объемным извещателем.

Суть предлагаемого технического решения поясняется следующими прилагаемыми чертежами.

На Фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, где:

- микроконтроллер;

- встроенный ИК-детектор движения (ИК-сенсор);

- GSM-модуль;

- SIM карта;

- источник питания (аккумулятор, батарея);

- радио-модуль;

- звуковой извещатель;

- индикатор сети GSM;

- GSM-антенна (внешняя)

- антенна внутреннего радиоканала.

На Фиг. 2 представлено схематическое изображение варианта

осуществления ПМ.

На Фиг. 3 показаны виды SMS, отсылаемые устройством абонентам,

В Приложении 1 представлен вариант исполнения ПМ (из каталога продукции ООО НПО «Сибирский Арсенал»).

Конструкция сигнализатора предусматривает его использование в настенном положении. Корпус сигнализатора состоит из задней и передней крышек, скрепляемых винтом (см. Фиг. 2). Печатная плата крепится к задней крышке с помощью защелок.

На плате сигнализатора установлены инфракрасный датчик движения (ИК-сенсор), GSM модуль, радиоканальный модуль с антенной, держатель SIM карты, держатель батареи, светодиод «GSM» и встроенный звуковой извещатель.

Сигнализатор выполняет следующие основные функции:

- определение движения в зоне охраны до 10 метров;

- дозвон и/или отправка SMS при тревоге по списку номеров телефонов, записанному на SIM карту сигнализатора;

- отправка SMS сообщения при постановке на охрану, снятии с охраны;

- отправка тестовых SMS сообщений с указанием баланса;

- запрос баланса SIM карты сигнализатора и отправка SMS на телефон;

- автовозврат в режим охраны;

- автоматическое определение номера запроса баланса (для операторов сотовой связи МТС, Мегафон, Билайн и Теле2);

- снятие с охраны звонком с телефона после тревоги;

- контроль уровня заряда батареи сигнализатора и отправка SMS при разряде - с припиской в конце SMS сообщения: «Замените батарею CR123A» или «zamenite bat. CR123A»;

- определение уровня сигнала сети GSM.

При помощи радиобрелока можно поставить GSM-сигнализатор на охрану или снять с охраны, а также запросить текущий баланс

В сигнализаторе предусмотрена световая и звуковая индикация. На светодиодном индикаторе «GSM» на плате сигнализатора индицируется состояние сети GSM. На светодиоде GSM сигнализатора брелока индицируется постановка на охрану, снятие с охраны, ожидание ответа от сигнализатора, запрос баланса.

Осуществление полезной модели.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления полезной модели, «Автономный радиоканальный GSM-сигнализатор» (Фиг. 1, Фиг. 2) содержит: микроконтроллер 1 и связанные с ним встроенный объемный инфракрасный датчик движения (ИК-сенсор) 2, GSM-модуль 3 с антенной 9, светодиод 8, держатель SIM карты 4, держатель батареи автономного питания 5, звуковой извещатель 7 и радиоканальный модуль 6, антенна 10 которого выполнена с возможностью обмена сообщениями по внутреннему радиоканалу.

В отличие от прототипа GSM-сигнализатор выполнен в корпусе инфракрасного объемного извещателя движения, в котором все электронные компоненты устройства размещены на одной плате (Фиг. 2), при этом встроенный GSM-модуль 3 представляет собой GSM-коммуникатор, совмещенный с инфракрасным объемным извещателем 2. Кроме того GSM-сигнализатор дополнительно содержит встроенный звуковой извещатель 7, издающий звуковые сигналы, как в случае появления тревожных событий, так и при изменении состояния устройства; а светодиод 8 является индикатором GSM-сети.

GSM-сигнализатор - комбинированное устройство, и внешне выглядит как автономный инфракрасный датчик движения.

GSM-сигнализатор предназначен для обнаружения проникновения в охраняемое пространство закрытого помещения, оповещения дозвоном и/или отправкой SMS на телефон стандарта GSM, оснащен автономным источником питания, имеет режим экономии батареи. Корпус устройства - небольшой, компактный, имеется несколько вариантов его установки в охраняемой зоне.

Автономный радиоканальный GSM-сигнализатор может быть использован следующим образом. GSM-сигнализатор устанавливают скрытно в месте, где он будет защищен от воздействия атмосферных осадков, механических повреждений и доступа посторонних лиц, внутри охраняемого объекта (например, в стационарных объектах: в жилых или офисных помещениях, в гаражах; или мобильных объектах: автомобиль, яхта). При установке на высоту 2 м дальность обнаружения будет около 10 м, угол обзора 87 градусов. GSM-сигнализатор должен быть установлен таким образом, чтобы вероятные пути проникновения нарушителя пересекали центральную ось зоны обнаружения, а встроенный ИК-сенсор 2 имел бы обзор всего охраняемого помещения. (http://www.express-qsm.ru/gsm_signalizacija/express_qsm/ - на 01.06.2014).

Пользователь системы имеет телефон стандарта GSM, номер которого рассматривается в системе как “первый” (основной) телефонный номер, активируемый в сети GSM, чем устанавливает непрерывную связь, например, между GSM-оператором связи и охраняемым объектом. В качестве абонента воспринимается вышеупомянутый GSM-сигнализатор, оснащенный SIM-картой (или SIM-чипом), и имеет номер телефона, зарегистрированный оператором связи.

Пользователь «прописывает» у оператора один или несколько номеров телефонов, которые числятся за GSM-сигнализатором, по отсутствию в сети которых на номер его мобильного телефона будут приходить SMS-сообщения.

Для звукового и светового оповещения совместно с GSM-сигнализатором используют автономный беспроводной оповещатель (светозвуковую радиосирену, например, «Призма®-С»), который издает звуковые сигналы в случае появления тревожных событий и при постановке/снятии с охраны. Размещение (или крепление) радиосирены 4 производят в любом удобном месте на жесткой опоре, например, на книжной полке или стене.

Совместно с GSM-сигнализатором могут использоваться автономные беспроводные извещатели, которые размещают в различных местах помещения, в зависимости от их функционального назначения. Так, если в качестве автономного беспроводного извещателя используют магнито-контактный радиодатчик, то он может быть установлен на входной и/или на межкомнатных дверях, на окнах и в других аналогичных местах. Если в качестве автономного беспроводного извещателя используют извещатель пожарный дымовой, то его устанавливают на потолке. Охранные извещатели контролируют периметр и внутреннее пространство помещений, обнаруживая проникновения через окна и двери, перемещение людей, задымление, и так далее.

Использование нескольких GSM-сигнализаторов в охраняемой зоне при построении автономной портативной радиоканальной системы охранной сигнализации приводит к сокращению числа ложных тревог.

При срабатывании датчика движения 2 GSM-сигнализатора «запускается» GSM-модуль 3 (параллельно происходит подготовка SMS к отправке абоненту). Запрограммированная временная 20-40 секундная задержка дает возможность абоненту удалить тревогу (снять с охраны), в случае, если «нарушителем» является сам абонент или кто-либо из пользователей, имеющих санкционированный доступ («свой»).

Если своевременного снятия с охраны не происходит, далее включается радиосирена и начинается оповещение владельца посредством тревожного SMS-сообщения (Фиг. 3) и звонка на номер мобильного телефона, запрограммированный в памяти устройства.

Если установлена задержка оповещения, то GSM-сигнализатор будет ожидать заданное время, и только потом начнет оповещение.

GSM-сигнализатор отправляет на номер «1sms», записанный в память SIM карты, SMS сообщения о постановке на охрану, снятии с охраны, и на номера «1sms»…«6sms» сообщения о тревоге. На номер «1sms» кроме этих сообщений, приходят тестовые сообщения и сообщения с настройками (см. Фиг. 3). Тестовые SMS сообщения отправляются с установленным интервалом. Точкой отсчета является SMS сообщение с настройками. Тестовое сообщение содержит баланс. Если сигнализатор определит разряд батареи, то в тестовое сообщение будет добавлен текст «замените батарею CR123A».

Как правило, в круг уведомляемых входят собственники помещения, но если есть возможность задать больше контактных номеров телефонов (например, добавить рабочий телефон), надежность будет выше.

При формировании сигнала тревоги, GSM-сигнализатор (в зависимости от заданного параметра оповещения) отправляет SMS сообщение и/или звонит на первый (основной) номер оповещения.

GSM-сигнализатор 2 прекратит дозвон и перейдет к следующему номеру в случаях:

- когда абонент находится в сети, но не отвечает,- через 30 сек.;

- когда абонент находится в сети, но линия занята, - через 5 сек.;

- когда абонент не в сети, - через 10 сек.

Дозвон будет прекращен после «снятия трубки» одним из вызываемых абонентов. Затем GSM-сигнализатор 2 разошлет SMS с текстом «Тревога» на номера «2sms»…«6sms».

Одновременно с отправкой SMS сообщений о тревоге и дозвоном прописанная радиосирена в течение 1 минуты будет издавать световые и звуковые сигналы. Если после автовозврата в режим охраны тревога повторяется, то сирена снова переходит в режим оповещения.

После того как сигнализатор завершил оповещение, он в течение 30 секунд ожидает входящие вызовы с номеров «1sms»…«6sms» для снятия с охраны. При входящем вызове, сигнализатор сбросит вызов и на основной номер оповещения отправит SMS с текстом «Снят с охраны вызовом +XXXXXXXXXXX» и перейдет в режим «Снят с охраны».

Снять с охраны при тревоге можно и с помощью брелока (пульта дистанционного управления) - GSM-сигнализатор отправит SMS: «Снят с охраны брелоком N» (Фиг. 3). После оповещения о тревоге GSM-сигнализатор выдерживает паузу 30…250 секунд и автоматически возвращается в режим охраны (послав на радиосирену команду «постановка на охрану»).

Таким образом, управление автономным портативным радиоканальным GSM-сигнализатором возможно при помощи сотового телефона и/или пульта дистанционного управления (радиобрелока).

Настройки GSM-сигнализатора пользователь может изменить при помощи online-сервиса http://service.arsenalnpo.ru/ (на 01.06.2014) или при помощи конфигуратора «Express GSM®» для операционной системы Android®, который можно скачать на play.google.com (сделав запрос «express gsm» для поиска) разработки заявителя настоящей полезной модели. Существует также возможность изменения параметров GSM-сигнализатора с помощью SMS сообщений или непосредственно с помощью телефона GSM.

Предлагаемый «Автономный радиоканальный GSM-сигнализатор» позволяет обнаружить вторжение и оповещает абонента, являясь при этом портативным и недорогим устройством, (http://www.express-gsm.ru - на 01.07.2014)

Особенности GSM-сигнализатора:

- возможность длительной работы при отсутствии внешнего источника электропитания в любом помещении (наличие режима экономии батареи);

- постановка на охрану и снятие с охраны при помощи радиобрелока;

- снятие с охраны при помощи радиобрелока или звонком с GSM-телефона;

- работа с несколькими радиобрелоками и по нескольким телефонным номерам (до 6 шт.);

- изменение настроек при помощи GSM-телефона, online-сервиса или Android® приложения «Конфигуратор Express-GSM®»;

автоматическое определение номера для запроса баланса (для 4-х основных операторов); запрос баланса в любое время при помощи радиобрелока; наличие встроенного звукового извещателя с возможностью его отключения; совместимость с радиоканальными (беспроводными) извещателями, включая комбинированные оповещатели - радиосирены.

Дополнительными преимуществами заявляемого автономного радиоканального GSM-сигнализатора являются:

а) двусторонний протокол обмена (обратную связь) и защиту радиоканала с помощью диалогового кода (верификация системы);

б) “пассивная постановка на охрану / автовозврат на охрану” - перевод сигнализации в режим охраны спустя короткое время после оповещения о тревоге;

в) “бесшумная охрана” - функция актуальна, когда нежелательно включение звуковой тревоги GSM-сигнализатора. Тревожный сигнал передается на номер абонента.

Охранные сигнализации с обратной или двусторонней связью оповещают владельца обо всех незапланированных происшествиях. На номер абонента передаются данные о воздействии, при этом не всегда при воздействии будет срабатывать звуковой сигнал. Существует 2 алгоритма двусторонней связи: диалоговое кодирование и алгоритм передачи сигнала посредством GSM-модуля.

Именно от двустороннего алгоритма кодировки при передаче сигналов (верификации) зависят противовзломные характеристики охранной сигнализации. Обратная связь осуществляется при помощи радиопередатчиков (в т.ч. брелока).

Благодаря встроенному GSM-модулю устройства владелец, в любой момент и находясь в любом месте, имеет возможность следить за объектом охраны, «общаясь с ним» посредством сети мобильной связи.

При этом устройство основное время находится в ждущем режиме («спит») и может не мгновенно реагировать на нажатие кнопок радиобрелока, пока не проверит канал связи (войдет в рабочий режим). Проверка связи не зависит от диалога. «События» - сигналы в системе, - обрабатываются в режиме реального времени.

Для реализации заявляемой полезной модели «Автономный радиоканальный GSM-сигнализатор» использованы стандартные электронные компоненты, серийно выпускаемые предприятиями радиоэлектронной промышленности и доступные на коммерческом рынке, например:

- микроконтроллер ATmega 328Р (http://www.atmel.com/ или http://www.chipdip.ru/ - все на 13.06.2014);

- встраиваемая патч-антенна Tri-4 GSM планарная Mobinus (http://www.euromobile.ru/proizvoditeli/mobinus/ - на 01.07.2014);

- встроенный ИК-детектор движения на базе пироэлемента типа PYD1388 (http://www.setron.ru/pricelist/Page-504.html - на 13.06.2014);

- трансивер (приемопередатчик) внутренних радиоканалов на базе микросхемы MRF49 (http://www.ret.ru/warehouse/406/80013249.html - на 13.06.2014).

Как источник питания могут использоваться батареи питания АА CR123A Lithium 3V. (http://www.istochnik.ru/catalog.php - на 01.06.2014)

В качестве GSM-модуля может быть использован двухдиапазонный GSM/GPRS модуль Sim 900, входящий в семейство модулей для поверхностного монтажа (SMT - Surface Mount Technology) (http://www.macroqroup.ru/manafactura/product/157/3848 - на 13.06.2014).

Для реализации внутреннего радиоканала для обмена данными используют разрешенную фиксированную частоту 434 МГц/

В качестве пульта дистанционного управления может быть применен радиобрелок БН-3С, который осуществляет двустороннюю радиосвязь с GSM-сигнализатором и служит для постановки на охрану и снятия с охраны и программирования установок системы, (http://arsenal-sib.ru/products/dopolnitelnoeoborvdovanie.php - на 01.06.2014)

Таким образом, возможность практической реализации рассматриваемой полезной модели не вызывает сомнений (см., например, Приложение 1).

Как следует из вышеприведенного описания, в результате реализации настоящей полезной модели создан полностью автономный радиоканальный GSM-сигнализатор для систем охранной сигнализации, который

- обеспечивает дистанционное управление процессом работы и прямую связь с пользователем через мобильное приложение устройства;

- имеет защиту радиоканала от подмены кода и имитации устройств системы путем диалогового программного кодирования радиоканала;

- характеризуется компактностью, автономной работой и низким потреблением энергии;

- является недорогим для приобретения изделием, простым в эксплуатации и установке.

Один из вариантов осуществления полезной модели - автономный радиоканальный GSM-сигнализатор «Express-GSM®» получил диплом международной выставки «SFITEX. Охрана и Безопасность» (г. Санкт-Петербург).

Совокупность признаков заявленного устройства решает поставленную техническую задачу и способствует достижению указанного выше технического результата.

Описанные и изображенные на графических материалах конструкция и работа заявляемой ПМ «Автономный радиоканальный GSM-сигнализатор» не исключают других вариантов изготовления полезной модели, содержащих совокупность признаков, включенных в формулу изобретения.

Claims (1)

1. Автономный радиоканальный GSM-сигнализатор, содержащий микроконтроллер, объёмный инфракрасный датчик движения (ИК-сенсор), GSM-модуль, радиоканальный модуль с антенной, держатель SIM-карты, держатель батареи автономного питания, светодиод, отличающийся тем, что GSM-сигнализатор выполнен в корпусе инфракрасного объёмного извещателя движения, в котором все электронные компоненты размещены на одной плате, и дополнительно содержит встроенный звуковой извещатель, издающий звуковые сигналы, как в случае появления тревожных событий, так и при изменении состояния устройства; светодиод является индикатором GSM-сети, а встроенный GSM-модуль представляет собой GSM-коммуникатор, совмещенный с инфракрасным объёмным извещателем.

   

Images