Устройство контроля и управления водозапорной арматурой для предупреждения и ликвидации аварий в системах водоснабжения с функцией информационного сервера

Полезная модель относится к автоматическим управляющим устройствам. Назначение устройства - облегченный контроль и управление водозапорной арматурой до появления аварий, возникающих по причине прорыва водопровода на стационарном объекте. Также возможно дистанционное перекрытие водозапорной арматуры с любого телефонного аппарата (стационарного или мобильного), а также с диспетчерского пункта после звонка человека, сообщившего об аварии. Устройство содержит контроллер приема и передачи информации, к которому подключены различные входные и выходные компоненты, проводные и беспроводные устройства управления, GSM-модем, радиоприемная аппаратура, система автоматики и информационный сервер - координатор действий человека. Этот сервер не только подробно информирует пользователя об авариях и предаварийной ситуации, но и передает голосовые инструкции, которые направляют человека на правильные действия. К устройству можно подключить разнообразные дублирующие системы безопасности (проводные и беспроводные), а также передавать визуальную, голосовую или текстовую информацию на мобильные телефоны и почтовые программы Интернета. 1 ил.

Заявляемая полезная модель относится к автоматизированным системам управления и контроля стационарных и мобильных объектов с помощью радиосвязи и/или проводных узлов управления.

Из уровня техники известны технические устройства в виде электронных комплексов фирм «Power Max» и «Нептун». Электронный комплекс фирмы «Power Max» представляет собой охранное устройство с возможностью управления электрическими приборами с компьютера или дистанционно с помощью телефона с тоновым режимом. К комплексу подключаются беспроводные датчики собственного производства. Для передачи информации о тревогах используется телефонный модем. Информация в виде голосового сообщения передается короткими фразами. Электронный комплекс фирмы «Нептун» представляет собой охранное устройство от протечек воды с возможностью управления электрическими приборами (электрические клапаны). К комплексу подключаются проводные датчики собственного производства.

Недостатками данных комплексов являются:

- отсутствует возможность использования датчиков другого производителя;

- отсутствует встроенный GSM модем для передачи информации на расстоянии в виде голоса или SMS;

- отсутствуют голосовые комментарии при управлении электрическими приборами;

- отсутствуют голосовые инструкции и подсказки, координирующие действия человека в режиме on-line;

- ограничены голосовые комментарии о чрезвычайных событиях.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является «Многофункциональное устройство дистанционного контроля, информирования и предотвращения чрезвычайных ситуаций» (RU 55522, H04M 3/46, опубл. 10.08.2006) (принято в качестве прототипа).

Известное устройство (фиг.1) состоит из центральной приемной консоли, к которой подключаются внешние периферийные устройства, такие как - приемники разных производителей для получения данных от беспроводных датчиков. Для передачи данных от датчиков абоненту к центральной приемной консоли подключаются внешний GSM модем. Питается центральная приемная консоль от источника питания. Программирование центральной приемной консоли осуществляется внешним контроллером. Для того, чтобы управлять внешними электрическими устройствами непосредственно от системы или дистанционно, работающими по специальным командам, используется внешний контроллер. Также к центральной приемной консоли подключаются: сирены, внешние реле управления, различные дублирующие системы безопасности.

На приемную консоль поступают данные от приемников, с которыми запрограммировано связаны проводные или беспроводные датчики. Далее через внешний GSM модем абоненту передается голосовая информация о сработавшем датчике. После прослушанной информации можно дистанционно подавать команды для управления реле. Также электрическими приборами можно управлять посредством внешнего контролера. Во время передачи информации автоматически включаются сирена, реле управления и различные дублирующие системы безопасности, которые работают по своему алгоритму.

Недостатками прототипа являются:

- ограничение голосового сопровождения о тревогах;

- при управлении с телефона электропотребителями отсутствуют голосовые сообщения, информирующие о правильности производимых действий;

- в данном устройстве не предусмотрен сценарный режим работы автоматизации процессов управления электроприборами с использованием часов реального времени;

не предусмотрено управление внешними устройствами по радиоканалу;

не предусмотрено использование голосового органайзера, работающего как электронный секретарь;

- не предусмотрена передача голосовых инструкций и подсказок при контроле и управлении внешними устройствами;

- не предусмотрена передача голосовой информации на разных языках;

- не предусмотрено снятие метрологических параметров от аналоговых устройств;

- не предусмотрен контроль температуры окружающей среды с автоматизацией охлаждения без использования внешнего датчика температуры;

- не предусмотрен контроль за протечками воды с автоматизацией перекрытия кранов без дополнительного периферийного оборудования;

- не предусмотрено считывание информации от разнообразных радиотехнических приборов, работающих по своим индивидуальным протоколам;

- отсутствует возможность координирования человека от неправильных действий в процессе управления системой на расстоянии;

- отсутствует получение развернутой голосовой информации не только об аварийных ситуациях, но и о состоянии управляемых устройств, а также разнообразных голосовых инструкций, дистанционно передаваемых человеку;

- не предусмотрено подключение радио ретрансляторов для управления радио техническими устройствами;

- не предусмотрена передача информации человеку, используя почтовые программы интернета, а также передача голосовых сообщений через SIP оператора.

Задачей настоящей полезной модели является дистанционное взаимодействие человека и радиотехнических изделий с целью передачи необходимой информации от контролируемого объекта с автоматическим воздействием на аварийные ситуации, и координированием правильных действий человека не только после принятой информации, но и во время дистанционного управления электротехническими изделиями. Другая задача заявляемого устройства - передача необходимой голосовой или текстовой информации, работающей как информационный органайзер для получения справок на интересующие вопросы и другой информации из различных областей жизнедеятельности человека.

Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности за счет расширения информативности и функциональности при контроле и управлении водозапорной арматурой для предупреждения и ликвидации аварий в системах водоснабжения.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство прогнозирования аварий в системах водоснабжения и управления водозапорной арматурой содержит входные компоненты: проводные датчики, беспроводные датчики, звуковые сирены, источник питания, водяные клапаны, приемная аппаратура связи, подключенные к контроллеру, при этом к контроллеру подсоединены переключатели и кнопки управления, устройство управления водозапорной арматурой, устройство дистанционного управления, GSM-модем, индикация, информационный сервер-координатор действий человека при чрезвычайных ситуациях, системы автоматики и радиоэлектронные компоненты, работающие по радиоканалу.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг.1 представлено заявляемое устройство контроля и управления водозапорной арматурой для предупреждения и ликвидации аварий в системах водоснабжения.

В рамках настоящей полезной модели рассматривается устройство контроля и управления водозапорной арматурой для предупреждения и ликвидации аварий в системах водоснабжения, которое содержит подключенные к программируемому контроллеру входные компоненты, включающие в себя проводные датчики, беспроводные датчики, звуковую сирену, источник питания, водозапорные клапаны, встраиваемые в систему трубопроводов системы водоснабжения, и приемную аппаратуру связи. При этом к указанному контроллеру подсоединены переключатели и кнопки управления, устройство управления водозапорными клапанами, устройство дистанционного управления, GSM-модем, блок индикации и информационный сервер для выдачи голосовых сообщений и голосовой координации действий человека при чрезвычайных ситуациях, при этом информационный сервер и контроллер выполнены с возможностью реализации функции взаимопередачи сигналов по радиоканалу, а контроллер выполнен с дополнительной функцией передачи управляющих сигналов на входные беспроводные компоненты по радиоканалу и получения сигналов с этих компонентов.

Ниже рассматривается конкретный пример исполнения полезной модели (фиг.1).

Устройство содержит контроллер 1 приема и передачи информации (как в прототипе), к которому подключены следующие входные компоненты: проводная радиоаппаратура 2, датчики 3, работающие по специальным кодам, радиоаппаратура 4, работающая через компьютерный USB порт, цифровой датчик температуры 5, импульсный источник питания 6, встроенный GSM модем 7 с антенной. Кроме того, к контроллеру 1 приема и передачи информации подключены: радиотрансивер 8 с антенной, информационный сервер 9, радиопередатчик 10, работающий на частоте 433 мГц для управления аппаратуры, работающей по индивидуальным сигналам, которые передаются по проводам 220 В силового питания, реле управления 11, индикатор 12, громкоговорящая аппаратура 13.

Заявляемое устройство работает следующим образом. В режиме контроля снятия метрологических параметров от компонентов 2-5 устройства, специальные кодовые сигналы поступают на контроллер 1. Контроллер 1 передает команды на набор номеров телефонов (до 16-ти телефонов) и SMS команд на встроенный GSM модем 7. В голосовом режиме абонент получает полную, развернутую информацию о предмете контроля и его точном местоположении на объекте. Также в виде текста (72 символа) абонент получает информацию на русском языке не только на мобильный телефон, но и на свой почтовый ящик в интернете. Одновременно контроллер передает команды на автоматизацию внешних устройств для локализации аварийных ситуаций. При этом не требуется подключать периферийное оборудование автоматики, т.к. на основном контроллере 1 имеются реле управления 11. Также с использованием радиопередатчика 23 и радиотрансивера 8 имеется возможность автоматизировать процессы на расстоянии, не используя при этом проводные коммуникации. При поступлении информации к абоненту автоматически подключается информационный сервер 9, который подсказывает и координирует человека и корректирует его поведение, особенно когда человек получил негативную информацию. Информационный сервер 9 подсказывает и передает инструкции, которые помогают человеку избежать неправильных поступков. С помощью информационного сервера 9 можно передавать голосовую информацию на разных языках. Информационный сервер 9 также работает как электронный секретарь, который дистанционно может передать разнообразную бытовую информацию в определенное время или по запросу абонента с любого телефонного аппарата. Информационный сервер 9 участвует во всех режимах работы изделия в целом и осуществляет озвучивание всех процессов не только контролируемой аппаратуры, но и управляемой. Для дополнительного озвучивания всех процессов и комментариев к контроллеру 1 подключена громкоговорящая аппаратура 13. С помощью громкой связи можно в помещении оперативно услышать необходимую информацию о разных событиях, что позволяет координировать действия людей. Все процессы, происходящие в режиме контроля и управления системой, отображаются на индикаторе 1. С помощью радиотрансивера 8 можно без проводов управлять разными электронными устройствами на расстоянии, и при этом, имея двустороннюю связь, контролировать измененное состояние управляемого объекта. Также с помощью радиотрансивера можно автоматизировать процессы и согласовать действия с контролируемыми компонентами 2-5 устройства. С помощью радиопередатчика 10 имеется возможность передавать специальные радиосигналы на радиоприемные устройства, которые управляют электрическими приборами. Таким образом, не требуется прокладывать сложные электрические коммуникации. Контроллер 1 позволяет осуществлять запись всех событий, которые происходили с системой с момента первого подключения к питанию. Питание контроллера 1 осуществляется через стабилизированный импульсный источник питания 6. Импульсный источник питания 6 фильтрует разные помехи по питанию +12 В и таким образом гарантирует бесперебойную работу системы в целом. Если к контролеру 1 подключен резервный источник питания (не показан) с аккумулятором, то можно контролировать степень разряда аккумулятора с передачей информации абоненту. Также регистрируется наличие питания 220 В в сети. К контролеру 1 подключен температурный датчик 5, который отображает температуру внешней среды. При критических значениях температуры, контроллер 1 автоматически включает реле 11 и может включить либо кулер для охлаждения, либо нагревательный элемент при минусовой температуре. Все процессы, происходящие с системой в целом, могут быть автоматически контролируемы и переданы абонентам в виде голосового сообщения или в виде текста.

Заявляемое устройство можно программировать с помощью компьютера, а также с помощью внешней клавиатуры (не показана). Также данное устройство может работать самостоятельно без подключения периферийного оборудования для обеспечения контроля и автоматики. Благодаря работе информационного сервера 19 заявляемое устройство может работать как электронный психолог, который правильно координирует человека в его поступках, так как информация передается в диалоговом режиме.

При реализации указанной совокупности признаков достигается:

- осуществление легкого, простого и доступного, с позиции абонента (пользователя), управления, контроля и получения необходимой голосовой или текстовой информации о текущей ситуации или состоянии объекта с использованием любого телефона городской, местной или мобильной связи GSM канала;

- осуществления дистанционного контроля за:

а) полной работоспособностью комплекса;

б) наличием или отсутствием напряжения питания переменного или постоянного тока;

в) произошедшими чрезвычайными (внештатными) ситуациями во время отсутствия потребителя за истекший период, с записью в память для архивации данных и с дальнейшим дистанционным голосовым информированием в автоматическом или по запросу потребителя, режиме, также возможностью считывания информации с помощью компьютера;

г) идентифицированными сигналами от различных датчиков, установленных для предотвращения и предупреждения чрезвычайных (внештатных) ситуаций техногенного характера, таких как:

- утечка воды в различных трубопроводах;

- контроля температуры в отопительной системе;

- контроля давления в системах водоснабжения или горючих материалах;

- отключение электроэнергии по различным электрическим сетям;

д) наличием информации о произошедших чрезвычайных (внештатных) ситуациях, накопленных на почтовый абонентский ящик голосовых сообщений обслуживающей сотовой компании и переданной абоненту (потребителю) в автоматическом режиме на сотовый телефон с указанием точного времени и даты поступившей информации с использованием информационного сервера или текстовой информации в виде SMS сообщения.

е) адекватным поведением человека после получения информации с использованием голосовых инструкций или текстовой информации, которая предупреждает пользователя, чтобы не было неправильных поступков;

ж) ошибками при дистанционном управлении человеком системой, с последующим голосовым информированием принятых команд;

- передачи абонентам индивидуальной голосовой информации в реальном времени или SMS сообщениями по различным интересующим вопросам не только касающихся аварийных ситуаций, но и других областей жизнедеятельности человека;

- дистанционной передачи голосовой информации человеку с целью психологической разгрузки нервной системы (электронный психолог);

- использования функции электронного секретаря или говорящего органайзера с целью своевременного информирования человека о различных темах в определенное время суток;

реализации дистанционной и последовательной передачи голосовой информации человеку на нескольких языках;

- автоматического и ручного управления разнообразным ассортиментом электробытовых приборов;

- автоматического и ручного управления разнообразным ассортиментом водозапорных устройств;

- совместной работы с разнообразными дублирующими системами безопасности;

- передачи абонентам индивидуальной голосовой информации в реальном времени с помощью Интернета через SIP оператора;

- дистанционного управления с помощью интернета программами ISQ и SMS, а также с помощью любого телефонного аппарата;

- самотестирования как самого устройства на работоспособность, так и тестирования подключенных к устройству внешних компонентов.

В режиме самотестирования предлагаемое устройство осуществляет:

- автоматический постоянный опрос различных датчиков комплекса, управляемых электрических устройств на их идентификацию работоспособного состояния и контроль разряда элементов питания с выдачей необходимого сигнала и голосового информирования или SMS сообщений абоненту;

- автоматическое постоянное тестирование за наличием в электросети напряжения 220 В, постоянного напряжения 12 В, которое контролируется встроенным цифровым вольтметром, также глубокого разряда аккумуляторной батареи с выдачей необходимого сигнала, с использованием информационного сервера и оперативного информирования абонента (потребителя) на любой вид телефонных аппаратов (сотовый, кнопочный и дисковый), а также переносные радиостанции.

Кроме того, в устройстве заложена возможность расширения функций системы по заказу различных пользователей.

Устройство контроля и управления водозапорной арматурой для предупреждения и ликвидации аварий в системах водоснабжения, содержащее подключенные к программируемому контроллеру входные компоненты, включающие в себя проводные датчики, беспроводные датчики, звуковую сирену, источник питания, водозапорные клапаны, встраиваемые в систему трубопроводов системы водоснабжения, и приемную аппаратуру связи, отличающееся тем, что к указанному контроллеру подсоединены переключатели и кнопки управления, устройство управления водозапорными клапанами, устройство дистанционного управления, GSM-модем, блок индикации и информационный сервер для выдачи голосовых сообщений и голосовой координации действий человека при чрезвычайных ситуациях, при этом информационный сервер и контроллер выполнены с возможностью реализации функции взаимопередачи сигналов по радиоканалу, а контроллер выполнен с дополнительной функцией передачи управляющих сигналов на входные беспроводные компоненты по радиоканалу и получения сигналов с этих компонентов.