Интегральный периферийный контроллер для магистральной системы телевизионного наблюдения и охранной сигнализации

Изобретение относится к устройствам сбора, обработки, хранения и адресной передачи информационных данных от периферийных устройств телевизионного наблюдения (аналоговых телекамер) и охранной сигнализации (технические средства обнаружения, датчики) и может быть эффективно использовано в задачах проектирования и построения комплексов технических средств физической защиты объектов, в том числе и с протяженным периметром. Интегральный периферийный контроллер содержит блок управления 1, блок обработки телевизионной информации 10, блок обработки сигналов устройств охранной сигнализации и исполнительных устройств 15, блок обеспечения устойчивости к импульсным помехам большой энергии (грозозащита) 19, преобразователь напряжения электропитания 28, постоянное запоминающее устройство 29, многоразрядный разъем для подключения периферийных устройств телевизионного наблюдения 24, многоразрядный разъем для подключения устройств охранной сигнализации 26, многоразрядный разъем для подключения исполнительных устройств 27, разъем для подключения устройства к локально-вычислительной сети 9, входной разъем электропитания 25. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности процесса сбора, обработки, хранения и адресной передачи информационных данных от периферийных устройств телевизионного наблюдения и охранной сигнализации, что позволяет проектировать и создавать надежные и эффективные комплексы технических средств физической защиты объектов с протяженным периметром.

Полезная модель относится к устройствам сбора, обработки, хранения и адресной передачи информационных данных от периферийных устройств телевизионного наблюдения (аналоговых телекамер) и охранной сигнализации (технические средства обнаружения, датчики) и может быть эффективно использовано в задачах проектирования и построения комплексов технических средств физической защиты объектов, в том числе и с протяженным периметром.

Известны различные по схемотехнической реализации и функциональным возможностям устройства сбора, обработки и передачи данных от периферийных устройств охранной сигнализации. Одним из них является «Блок линейный периметровый (БЛП)» ГКАЖ.425519.002 производства ФГУП «Дедал», который используется для построения комплексов технических средств охранной сигнализации на базе информационных вычислительных систем сбора и обработки информации. БЛП содержит блок приема/передачи данных по информационной магистрали, усилитель сигналов магистрали, аналого-цифровой преобразователь, блок управления исполнительными устройствами, блок электропитания, блок защиты от перенапряжения. БЛП отличается повышенной надежностью, низким энергопотреблением, малыми габаритными размерами, пыле-, влаго-непроницаемостью и работоспособностью в широком диапазоне температур.

Существенным недостатком БЛП является отсутствие компонентов обработки и хранения данных от устройств телевизионного наблюдения. Блок приема/передачи данных по информационной магистрали также не рассчитан на передачу информации в объеме, достаточном для телевизионного наблюдения.

Известен компактный сервер видеорегистрации Vocord Avanpost, который относится к устройствам цифровой обработки, хранения и передачи видеоинформации и используется для построения территориально-распределенных систем видеонаблюдения. Данный сервер видеорегистрации отличается повышенной надежностью, высоким качеством обработки видеоинформации, богатыми возможностями работы с видеоинформацией, широкими возможностями передачи информации, низким энергопотреблением, компактными габаритными размерами.

Недостатками компактного сервера видеорегистрации являются:

- наличие только четырех входов для подключения периферийных устройств охранной сигнализации;

- отсутствие средств работы с исполнительными устройствами (электромеханические замки, прожекторы, автоматические шлагбаумы и т.д.);

- отсутствие защиты входов для подключения телекамер и периферийных устройств охранной сигнализации от импульсных помех большой энергии (грозозащита);

- отсутствие возможности эксплуатации в расширенном диапазоне температур (от минус 40°С до плюс 50°С).

Известный компактный сервер видеорегистрации Vocord Avanpost является наиболее близким устройством по технической сущности и области практического использования, что предопределяет его выбор в качестве прототипа патентуемого изобретения.

Данный прототип, компактный сервер видеорегистрации, содержит центральный микропроцессор, оперативную память, два аналого-цифровых преобразователя (АЦП) видеосигналов, один аналого-цифровой преобразователь сигналов от устройств охранной сигнализации, цифровой мультиплексор, коммутирующий восемь видеосигналов на два АЦП, сопроцессор для кодирования цифровых видеопотоков, контроллер локально-вычислительной сети для передачи информационных потоков по единой магистрали данных, контроллер для подключения накопителя информации, на котором осуществляется хранение видеоархивов, микросхему энергонезависимой памяти для хранения операционной системы и прикладного программного обеспечения.

Настоящая полезная модель решает задачу:

- разработки надежного, компактного и эффективного устройства сбора, обработки, хранения и адресной передачи информационных данных для информационно-вычислительных систем сбора и обработки информации;

- достижения многофункциональности разработанного устройства и возможности его использования для сбора, обработки и передачи информационных данных от периферийных устройств телевизионного наблюдения и охранной сигнализации;

- достижения эксплуатационной неприхотливости разработанного устройства за счет климатического исполнения, соответствующего группе 1.10 исполнения УХЛ согласно ГОСТ РВ 20.39.304-98, что позволяет эксплуатировать его в уличных условиях в непосредственной близости от периферийных устройств телевизионного наблюдения и охранной сигнализации.

Решение поставленной задачи достигается следующим образом.

Интегральный периферийный контроллер для магистральной системы телевизионного наблюдения и охранной сигнализации включает блок управления, состоящий из центрального микропроцессора, который обеспечивает координацию работы всех компонентов устройства, оперативную память, в которую загружается операционная система и прикладное программное обеспечение, энергонезависимую память, в которой храниться вся необходимая информация для работы центрального микропроцессора, контроллер локально-вычислительной сети для приема и передачи информации по единой магистрали данных, контроллер постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) для подключения ПЗУ и хранения на нем архивов с телевизионной информацией.

Устройство, интегральный периферийный контроллер для магистральной системы телевизионного наблюдения и охранной сигнализации, содержит блок обработки телевизионной информации, состоящий из мультиплексора, который коммутирует видеосигналы на блок аналого-цифрового преобразования, специализированного микропроцессора для сжатия цифровых видеопотоков и видеобуфера, в который поступают цифровые видеопотоки.

Устройство, интегральный периферийный контроллер для магистральной системы телевизионного наблюдения и охранной сигнализации, содержит блок обработки сигналов периферийных устройств охранной сигнализации и исполнительных устройств, состоящий из мультиплексора, который коммутирует сигналы от периферийных устройств охранной сигнализации на специализированный микропроцессор и оптоэлектронных реле, связанных с тем же микропроцессором.

Устройство, интегральный периферийный контроллер для магистральной системы телевизионного наблюдения и охранной сигнализации, содержит блок защиты от импульсных помех высокой энергии (грозозащита).

В состав блока входят:

- индивидуальные цепи грозозащиты, обеспечивающие понижение амплитуды импульсной помехи до необходимого уровня всех сигналов от каждого периферийного устройства телевизионного наблюдения;

- индивидуальные цепи грозозащиты, обеспечивающие понижение амплитуды импульсной помехи до необходимого уровня для каждого входа подключения периферийных устройств охранной сигнализации;

- индивидуальные цепи грозозащиты, обеспечивающие понижение амплитуды импульсной помехи до необходимого уровня для каждого оптикоэлектронного реле на выходе для подключения исполнительных устройств;

цепь грозозащиты, обеспечивающая понижение амплитуды импульсной помехи до необходимого уровня у входного напряжения электропитания.

Устройство, интегральный периферийный контроллер для магистральной системы телевизионного наблюдения и охранной сигнализации, содержит преобразователь напряжения электропитания, который формирует необходимые напряжения электропитания различных функциональных узлов устройства с гальванической развязкой, обеспечивающей отсутствие внесения дополнительных искажений в цепи прохождения видеосигналов. Устройство, интегральный периферийный контроллер для магистральной системы телевизионного наблюдения и охранной сигнализации, содержит постоянное запоминающее устройство для обеспечения долговременного хранения архивов с телевизионной информацией.

Согласно настоящей полезной модели элементы устройства смонтированы в защитном корпусе.

Технический результат использования патентуемого интегрального периферийного контроллера для магистральной системы телевизионного наблюдения и охранной сигнализации позволяет:

- осуществлять надежную передачу и прием информационных данных по единой магистрали данных с многочисленных периферийных устройств телевизионного наблюдения и охранной сигнализации;

- формировать многофункциональные и различные по сложности и протяженности комплексы технических средств физической защиты с использованием телевизионного наблюдения и охранной сигнализации;

- упростить структуру комплексов технических средств физической защиты за счет сокращения протяженности кабельных сетей.

Сущность патентуемого интегрального периферийного контроллера для магистральной системы телевизионного наблюдения и охранной сигнализации поясняется описанием его схемотехнической реализации и чертежами, на которых приведены:

Фиг.1 - блок-схема периферийного контроллера, где введены следующие обозначения:

1 - блок управления;

2 - центральный микропроцессор;

3 - оперативная память (ОЗУ);

4 - энергонезависимая микросхема памяти;

5 - контроллер постоянного запоминающего устройства;

6 - контроллер локально-вычислительной сети;

7 - первая двунаправленная многоразрядная шина передачи данных;

8 - вторая двунаправленная многоразрядная шина передачи данных;

9 - разъем локально-вычислительной сети;

10 - блок обработки телевизионной информации;

11 - мультиплексор видеосигналов от периферийных устройств телевизионного наблюдения;

12 - блок аналого-цифрового преобразования видеосигналов;

13 - блок видеообработки;

14 - видеобуфер;

15 - блок обработки сигналов периферийных устройств охранной сигнализации и исполнительных устройств;

16 - мультиплексор сигналов периферийных устройств охранной сигнализации;

17 - микропроцессор обработки и управления периферийными устройствами сигнализации и исполнительными устройствами;

18 - блок оптоэлектронных реле;

19 - блок защиты от импульсных помех высокой энергии (блок грозозащиты);

20 - индивидуальные цепи грозозащиты входных видеосигналов от периферийных устройств телевизионного наблюдения;

21 - цепь грозозащиты входного напряжения электропитания;

22 - индивидуальные цепи грозозащиты входных сигналов от периферийных устройств охранной сигнализации;

23 - индивидуальные цепи грозозащиты выходных сигналов управления исполнительными устройствами;

24 - многоразрядный разъем для подключения периферийных устройств телевизионного наблюдения;

25 - входной разъем электропитания;

26 - многоразрядный разъем подключения периферийных устройств охранной сигнализации;

27 - многоразрядный разъем подключения исполнительных устройств;

28 - преобразователь напряжения электропитания;

29 - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);

Интегральный периферийный контроллер для магистральной системы телевизионного наблюдения и охранной сигнализации содержит блок управления 1, соединенный первой двунаправленной многоразрядной шиной передачи данных 7 с блоком обработки телевизионной информации 10 и с блоком обработки сигналов устройств охранной сигнализации и исполнительных устройств 15. Вторая двунаправленная многоразрядная шина передачи данных 8 соединяет компоненты блока управления 1 между собой: центральный процессор 2 с оперативной памятью 3, энергонезависимой микросхемой памяти 4, контроллером постоянного запоминающего устройства 5 и с контроллером локально-вычислительной сети 6. Блок управления 1, как и все компоненты устройства, подключен к преобразователю напряжения электропитания 28. Преобразователь напряжения электропитания 28 подключен к блоку обеспечения устойчивости к импульсным помехам большой энергии 19 (далее - блок грозозащиты) на котором расположена цепь грозозащиты входного напряжения электропитания 21 и входной разъем электропитания 25.

Функционирование устройства происходит следующим образом.

При поступлении электропитания на блок управления 1 в течение пяти секунд происходит его подготовка к работе. За это время в оперативную память 3 из энергонезависимой микросхемы памяти 4 центральным процессором 2 загружается операционная система и все необходимое прикладное программное обеспечение, которое контролирует, координирует и управляет всеми компонентами устройства. После этого изделие полностью готово к работе и приему/передачи информации по локально-вычислительной сети (ЛВС) через разъем 9.

Многоразрядный разъем 24 предназначен для подключения к изделию периферийных устройств телевизионного наблюдения. Каждый видеосигнал, поступающий от периферийных устройств телевизионного наблюдения, через многоразрядный разъем 24, проходит индивидуальную

цепь защиты от импульсных помех высокой энергии 20, расположенную на блоке грозозащиты 19.

Далее видеосигналы поступают на блок обработки телевизионной информации 10, где мультиплексор видеосигналов 11 мультиплексирует видеосигналы на блок аналого-цифрового преобразования 12, который может содержать от одного до нескольких преобразователей (в зависимости от варианта исполнения). Сигналы, преобразованные в цифровые видеопотоки, поступают на блок видеообработки 13, где они обрабатываются и сжимаются, после чего поступают в видеобуфер 15, готовые к записи на ПЗУ 29 и/или передачи по ЛВС (через разъем 9).

Многоразрядный разъем 26 служит для подключения периферийных устройств охранной сигнализации. Сигналы от таких устройств проходят индивидуальные цепи защиты от импульсных помех высокой энергии 22, расположенные на блоке грозозащиты 19, после чего поступают на блок обработки сигналов устройств охранной сигнализации и исполнительных устройств 15. Мультиплексор 16 мультиплексирует все сигналы от периферийных устройств охранной сигнализации на специальный микропроцессор 17, который преобразует сигналы в информационные сообщения, готовые для передачи по ЛВС.

Многоразрядный разъем 27 служит для подключения исполнительных устройств. Информационные команды управления исполнительными устройствами, поступающие от блока управления 1, преобразуются микропроцессором 17 в команды включения/выключения оптоэлектронных реле 18. Все сигналы от оптоэлектронных реле 18, поступающих на многоразрядный разъем 27, проходят индивидуальные цепи защиты от импульсных помех высокой энергии 23, расположенные на блоке грозозащиты 19.

Существенным достоинством патентуемого устройства является надежность его схемотехнической реализации с использованием промышленных компонентов, что позволяет в уличных условиях одному

изделию выполнять функции сбора, обработки, хранения и адресной передачи информации от периферийных устройств телевизионного наблюдения и охранной сигнализации по единой магистрали данных.

Патентуемый интегральный периферийный контроллер для магистральной системы телевизионного наблюдения и охранной сигнализации в силу своей способности работать в уличных условиях (в широком температурном диапазоне) эффективно используется при построении комплексов технических средств физической защиты объектов с протяженным периметром.

1. Интегральный периферийный контроллер для магистральной системы телевизионного наблюдения и охранной сигнализации, содержащий центральный микропроцессор, оперативную память, два аналого-цифровых преобразователя, два мультиплексора, специальный микропроцессор для обработки и сжатия цифровых видеопотоков, контроллер локально-вычислительной сети, контроллер постоянного запоминающего устройства, энергонезависимую микросхему памяти, постоянное запоминающее устройство отличающийся тем, что содержит блок управления, соединенный первой двунаправленной многоразрядной шиной передачи данных с блоком обработки телевизионной информации, блоком обработки сигналов устройств охранной сигнализации и исполнительных устройств, где каждый из подключенных блоков соединен, в свою очередь, с блоком защиты от импульсных помех высокой энергии, при этом электропитание всех компонентов устройства осуществляется от одного гальванически изолированного преобразователя напряжения электропитания, входное напряжение которого также защищено от импульсных помех высокой энергии.

2. Интегральный периферийный контроллер по п.1, отличающийся тем, что блок защиты от импульсных помех высокой энергии (блок грозозащиты) состоит из индивидуальных цепей защиты входов для подключения периферийных устройств телевизионного наблюдения от импульсных помех высокой энергии, индивидуальных цепей грозозащиты входов для подключения периферийных устройств охранной сигнализации от импульсных помех высокой энергии, индивидуальных цепей грозозащиты выходов для подключения исполнительных устройств от импульсных помех высокой энергии и цепи защиты входного напряжения электропитания от импульсных помех высокой энергии.

3. Интегральный периферийный контроллер по п.1, отличающийся тем, что блок обработки телевизионной информации состоит из мультиплексора видеосигналов, поступающих с многоразрядного разъема через блок грозозащиты, блока аналого-цифрового преобразования, включающего несколько преобразователей и выполняющий функцию преобразования видеосигналов в цифровые видеопотоки, блока видеообработки, который обрабатывает и сжимает цифровые видеопотоки и видеобуфера, куда поступают цифровые видеопотоки, готовые к записи на ПЗУ и/или передачи по ЛВС.

4. Интегральный периферийный контроллер по п.1, отличающийся тем, что блок обработки сигналов устройств охранной сигнализации и исполнительных устройств состоит из мультиплексора сигналов, микропроцессора аналого-цифрового преобразования и обработки и блока оптоэлектронных реле.

5. Интегральный периферийный контроллер по п.1, отличающийся тем, что к гальванически изолированному преобразователю входного напряжения электропитания подключены все компоненты контроллера.