Система контроля и регистрации
Полезная модель относится к охранным средствам определения, фиксации и анализа происшествий, связанных с несанкционированным проникновением, например в складские помещения, контейнеры, автофургоны, судовые трюмы и содержит подключаемый к компьютеру микроконтроллер, к которому присоединены датчики, реагирующие на изменение обстановки внутри помещения, а также память для регистрации информации о событиях. Наличие аутентификатора пользователя и возможность подзарядки источника электрического питания в виде аккумулятора при подключении системы к компьютеру повышает эффективность регистрации интересующих событий и позволяет обеспечить ее функционирование в течение длительного времени.
2 з.п.ф., 1 илл.
Полезная модель относится к охранным техническим средствам определения, фиксации и анализа происшествий, связанных с несанкционированным, противоправным проникновением в закрытое или огражденное пространство, и может использоваться для обнаружения и контроля событий внутри промышленных, хозяйственных, а также складских помещений и транспортных средств, таких как контейнер, автофургон, вагон, судовой трюм и т.п.
Известны способы и системы определения несанкционированного проникновения в охраняемое помещение (Патенты РФ 
2073908, опубл. 20.02.1997, 2342707 и 2342708, опубл. 27.12.2008, 2346237, опубл. 10.02.2009), которые основаны на приеме и сравнении различных параметров отраженных от предметов в охраняемом помещении и от его стен с дверьми и окнами акустических сигналов в штатной ситуации с параметрами принимаемых акустических сигналов в случае наличия посторонних объектов, их передвижения или нарушения целостности стен, дверей или окон. При этом, необходимо наличие генератора (а то и нескольких, как в патенте 2342708) акустических сигналов, а также блока управления их генерацией. Недостатком этих систем является низкая помехозащищенность из-за возможных сильных внешних акустических помех и температурных флуктуации, влияющих на временные и фазовые характеристики акустического сигнала. Кроме того, по причине отсутствия устройства регистрации событий внутри помещений указанные системы, также как и, например, система контроля состояния транспортного средства (Патент РФ 2298494, опубл. 10.05.2007) в большей степени предназначены для принятия неотложных, но не всегда необходимых, мер по предотвращению противоправных действий.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели и принятым за прототип является регистратор событий (Патент РФ 91209, опубл. 27.01.2010). Это оборудованное питающей батареей компактное устройство состоит из подключаемого к компьютеру микроконтроллера, к которому подсоединены датчики движения и температуры, а также датчик температуры, энергонезависимая память для регистрации информации о событиях и часы реального времени. Микроконтроллер связан с кнопками управления и светодиодами индикации, а в его состав входят носитель информации о серийном номере изделия, программы управления и сторожевой таймер с функцией перевода устройства в активный режим в соответствии с сигналами от датчиков.
Недостатком прототипа является относительно высокая вероятность пропуска обнаружения и фиксации противоправного вторжения и отсутствие четкого определения «свой-чужой».
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение достоверности обнаружения факта несанкционированного проникновения.
В заявляемой полезной модели поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в повышении эффективности регистрации интересующих событий с сохранением простоты и компактности устройства.
Данный технический результат достигается тем, что в системе контроля и регистрации, выполненной с возможностью подключения к компьютеру, содержащей источник электрического питания, а также связанный с датчиком освещенности, часами реального времени и с элементами кнопочного управления и индикации в виде светодиодов микроконтроллер с носителем информации о серийном номере изделия, программы управления и сторожевым таймером внутри него и с подсоединенными к нему датчиком движения, датчиком температуры и энергонезависимой памятью для регистрации информации о событиях, причем датчик температуры и энергонезависимая память подсоединены к микроконтроллеру через шины обмена информацией, источник электрического питания выполнен в виде аккумулятора с возможностью его зарядки при подключении системы к компьютеру, элементы кнопочного управления снабжены соединенным с микроконтроллером через шину обмена информацией и связанным со звуковым оповещателем аутентификатором пользователя, а часы реального времени размещены внутри микроконтроллера.
Кроме того, датчик освещенности может быть соединен с микроконтроллером через шину обмена информацией, а в случае выполнения датчика движения в виде пироэлектрического датчика его выход соединен с входом микроконтроллера через схему низкочастотной фильтрации, усиления, компарирования биполярного напряжения и временного формирования сигнала.
Кроме того, к микроконтроллеру могут быть присоединены датчики относительной влажности и атмосферного давления.
Возможность подзарядки источника питания при каждом подключении системы контроля и регистрации к компьютеру делает ее работу более надежной, а наличие аутентификатора пользователя позволяет четко различать факты несанкционированного и санкционированного проникновении, например при таможенном досмотре. Кроме этого, для защиты данных при их считывании необходимо определение пользователя.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема заявляемого устройства. Оно состоит из микроконтроллера 1, который содержит часы реального времени 2, а также носитель 3 информации о серийном номере изделия и программы управления микроконтроллером 1 со сторожевым таймером внутри него. К микроконтроллеру 1 подсоединены датчик движения 4, лучшей реализацией которого в настоящее время является пироэлектрический датчик, датчик освещенности 5, датчик температуры 6, датчик давления 7, датчик относительной влажности 8, энергонезависимая память 9 для регистрации информации о событиях и аутентификатор пользователя 10 со считывателем 11 при прикладывании к нему кнопки-ключа с звуковым оповещателем 12. При этом выход пироэлектрического датчика движения 4 соединен с входом микроконтроллера 1 через схему 13 с функциями низкочастотной фильтрации, усиления, компарирования биполярного напряжения и временного формирования сигнала. Источник электрического питания всей системы выполнен в виде аккумулятора 14, зарядка которого может осуществляться с помощью подключаемого к компьютеру зарядного устройства 15 и преобразователя 16, от которого отходят провода питания всех узлов системы. Входящие в ее состав элементы индикации состоят из светодиодов 17-20, а подключаемый к компьютеру вывод объединен с проводом от зарядного устройства 15 и оснащен конвертором 21 интерфейса для подключения к USB входу.
Система контроля и регистрации работает следующим образом. С подключением к USB входу компьютера происходит зарядка аккумулятора 14, и установка таких параметров, как текущая дата и час в часах реального времени 2, пороги срабатывания датчиков 4-8, время задержки постановки в рабочий режим, необходимое для покидания пользователем помещения и, в требуемом случае, регистрация новых кнопок-ключей пользователя. Исходным состоянием системы с заряженным аккумулятором 14 является спящий режим, в котором обесточены все датчики 4-8, а система выполняет только минимальный базовый набор функций: микроконтроллер 1 с часами 2 и конвертер 21 работают в режиме низкого энергопотребления. Индикатором спящего режима служит мигающий желтым цветом двухцветный светодиод 17. Перевод системы в режим сбора информации осуществляется после отключения от компьютера пользователем приложением кнопки-ключа к считывателю 11 аутентификатора 10. В случае успешной идентификации пользователя оповещателем 12 издается короткий звуковой сигнал, и система переходит в промежуточный, позволяющий пользователю покинуть контролируемую территорию, ждущий режим. При этом светодиод 18 мигает быстро, цвет же его излучения зеленый. Если идентификация пользователя не прошла, оповещатель 12 издает три коротких звуковых сигнала, а система остается в спящем режиме.
Регистрация сигналов от датчиков температуры 6, давления 7 и относительной влажности 8, позволяют также контролировать требуемую обстановку внутри помещения, соответствующую, например сохранности перевозимых или хранящихся продуктов.
При низком заряде аккумулятора 14 начинает мигать желтый светодиод 19, который гаснет по окончанию зарядки. Во время зарядки загорается зеленый светодиод 20, который гаснет по ее окончании.
При реализации предлагаемой системы можно, например, использовать микроконтроллер STM32L151CBT8, содержащий в себе, кроме часов реального времени и энергонезависимой FLASH памяти для хранения программы управления, интерфейс I2C для обмена через соответствующую шину с датчиком освещенности (интегральная схема APDS-9300), энергонезависимой FRAM памятью для регистрации событий (микросхема FM2402) и аутентификатором пользователя со считывателем (iButton), а также интерфейс SPI для подключения датчика давления (микросхема MPL115A1). Датчики температуры и влажности конструктивно исполнены в одной микросхеме SHT10 и подключены к микроконтроллеру через шину SensiBus. Датчиком движения могут служить пироэлектрические сенсоры IRS-B210 или IRS-B340ST, а в основе схемы сопряжения их выхода с микроконтроллером лежат четыре усилителя LM339ADR, их которых два использованы в качестве компараторов, выходы которых соединены через встречно установленные диоды, и триггер 74LV123 в качестве временного формирователя сигнала. Звуковой оповещатель может быть реализован на основе пьезоэлектрического излучателя HCS0903G, а конвертер интерфейсов UART/USB для подключения к компьютеру - на микросхеме FT232BL. Питание узлов обеспечивается DC-DC преобразователем, реализованном на микросхеме LM2621, а зарядное устройство литий-ионного аккумулятора с напряжением 3,6 В - на микросхеме МАХ1118.
Таким образом, в отличие от прототипа предлагаемая система контроля и регистрации обеспечивает фиксацию и последующее воспроизведение информации о произошедших событиях, функционируя продолжительное время без внешних источников питания.
1. Система контроля и регистрации, выполненная с возможностью подключения к компьютеру, содержащая источник электрического питания, а также связанный с датчиком освещенности, часами реального времени и с элементами кнопочного управления и индикации в виде светодиодов микроконтроллер с носителем информации о серийном номере изделия, программы управления и сторожевым таймером внутри него и с подсоединенными к нему датчиком движения, датчиком температуры и энергонезависимой памятью для регистрации информации о событиях, причем датчик температуры и энергонезависимая память подсоединены к микроконтроллеру через шины обмена информацией, отличающаяся тем, что источник электрического питания выполнен в виде аккумулятора с возможностью его зарядки при подключении системы к компьютеру, элементы кнопочного управления снабжены соединенным с микроконтроллером через шину обмена информацией и связанным со звуковым оповещателем аутентификатором пользователя, а часы реального времени размещены внутри микроконтроллера.
2. Система контроля и регистрации по п.1, отличающаяся тем, что датчик освещенности соединен с микроконтроллером через шину обмена информацией, датчик движения выполнен в виде пироэлектрического датчика, причем его выход соединен с входом микроконтроллера через схему низкочастотной фильтрации, усиления, компарирования биполярного напряжения и временного формирования сигнала.
3. Система контроля и регистрации по п.1, отличающаяся тем, что к микроконтроллеру присоединены датчики относительной влажности и атмосферного давления.
