Устройство охранной сигнализации с функцией передачи сигнала тревоги на компьютеризированное устройство пользователя

Полезная модель относится к области охранной сигнализации и может быть использована как охранное устройство, предназначенное для регистрации прикосновения или приближения к предмету охраны и подачи сигнала на данное устройство или на компьютеризированное (мобильное) устройство пользователя, например, на смартфон, планшетный компьютер и другое. Предлагаемое устройство охранной сигнализации с функцией передачи сигнала тревоги на компьютеризированное устройство пользователя содержит автономный источник тока, блок управления, сигнализации и индикации, вход которого подключен к управляющему контроллеру, и датчик охранного назначения. Управляющий контроллер выполнен в виде Bluetooth LE микроконтроллера, а как датчик охранного назначения использован, по меньшей мере, один емкостный датчик приближения с активным экранированием и переключающими электродами, который соединен с селектором опорной емкости и Bluetooth LE микроконтроллером, причем емкостный датчик приближения совмещен на одной печатной плате с блоком управления, сигнализации и индикации, Bluetooth LE микроконтроллером и активным экраном, выполненным в виде печатных проводников на данной плате. Техническим результатом является повышение надежности охраны объекта и оперативности оповещения владельца охраняемого объекта. 1 н.п., 1 з.п., 1 ил.

Полезная модель относится к области охранной сигнализации и может быть использована как охранное устройство, предназначенное для регистрации прикосновения или приближения к предмету охраны и подачи сигнала на данное устройство или на компьютеризированное (мобильное) устройство пользователя, например, на смартфон, планшетный компьютер и другое.

В настоящее время существует проблема предотвращения потерь различных объектов (вследствие, например, забывчивости владельца или кражи). Владелец обычно хочет быть постоянно осведомленным о том, находится ли контролируемый объект поблизости с ним и не пропал ли по какой-либо причине. Или, если исчезновение объекта (удаление от владельца) все же произошло, то желательно каким-либо образом оповестить владельца о его перемещении или сделать невозможным его использование посторонними или злоумышленниками.

Известный брелок-сигнализация (Патент РФ 86063, МПК H04B 7/00, G08B 13/00, опубл. 20.08.2009 г.), состоящий из корпуса, микросхемы, радиопередатчика и радиоприемника, светосигнализаторов и/или дисплея и звукосигнализаторов, а также сервисных кнопок (клавиш, переключателей и других). Брелок между собой и другим брелоком (брелоками) и/или между собой и другим устройством, имеющим радиоканал, осуществляет радиосвязь, при потере или ослаблении которой брелок (брелоки) сигнализирует световыми и/или звуковыми и/или вибро, и/или другими сигналами о потере (ослаблении) такой радиосвязи. Надев брелок на пояс или положив его в надежный карман и подключив его к телефону, пользователь узнает о его потере или удалении, как только брелок удалится от телефона на расстояние около 10 м, а при установке повышенного уровня опасности с помощью сервисных клавиш (например, в общественном транспорте) и при меньшем расстоянии между брелоком и телефоном. Возможно, подключить к телефону несколько таких брелоков, и тогда телефон будет выполнять функцию «базы» для других брелоков. В этом случае нужно один брелок поместить в надежном месте (на поясе, во внутреннем кармане), а другой (другие) в кошелек, сумочку и в другие нужные вещи. Тогда, в случае потери кошелька или сумочки, брелки, находящиеся в них, при потере связи с «базой» начнут сигнализировать и обозначут владельцу местонахождение утерянных или украденных вещей. Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связаны с тем, что в случае увеличения расстояния (более 10 м) между брелоком и объектом охраны, данное устройство не сработает. Кроме того, необходимость постоянного пребывания устройства под электрическим напряжением приводит к сравнительно быстрому выходу из строя его блока питания (разрядка заряда аккумулятора или батарейки).

Известно устройство для защиты сотового телефона от кражи и потери (Патент РФ 99293, МПК A45C 11/00, опубл. 20.11.2010 г.), который характеризуются тем, что включает прямоугольной формы металлический корпус небольшого размера (до 20 см), крепящийся за ремень пользователя специальным крепежным элементом, расположенным на корпусе устройства, из которого по принципу обычной измерительной рулетки вытягивается прочный шнурок, конец которого приспособлен для крепления к специальному, распространенному на большинство моделей сотовых телефонов крепежному элементу, а также на корпусе присутствует кнопка, нажатие на которую обеспечивает фиксацию шнурка на любом состоянии его вытянутости. Данное устройство не приспособлено для оповещения пользователя о краже в случае, если телефон находится удаленно от пользователя (не прикреплен к пользователю шнурком).

Известный мобильный телефон с функцией «помощь» (Патент Украины 83534, МПК H04M 1/02, опубл. 10.09.2013, Бюл. 17), содержащий корпус с размещенными на нем органами управления в виде клавиатуры, экран, микрофон, звуковой динамик, систему спутниковой связи, цифровую фото/кинокамеру, систему вибрационного режима и солнечную батарею, связанную с блоком питания, который оснащен дополнительной малозаметной для третьих лиц кнопкой или клавишей аварийного вызова помощи, расположенной на боковой поверхности мобильного телефона или в другом удобном месте, однако не рядом с клавиатурой, а также содержит дополнительный источник питания в виде таблеточной батарейки или такой же конструкции аккумулятора небольшого размера, расположенного внутри корпуса телефона, причем при нажатии указанной кнопки, телефон включается вместе с микрофоном и подключается автоматически к пульту приема сигналов службы безопасности, отключение, которого возможно только при условии набора определенного кода на клавиатуре телефона, с которого поступает сигнал, и периодически меняется и известен лишь сотрудникам службы безопасности. В случае извлечения из телефона его традиционного блока питания, он автоматически переключается на дополнительный источник питания и продолжает работу, даже при извлечении sim-карты. Данное устройство полезно только тогда, когда нужно наладить устойчивую непрерывную связь с компетентными органами в чрезвычайных случаях (нападение, дорожно-транспортное происшествие, резко ухудшилось физическое владельца состояние телефон).

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является мобильное устройство охранной сигнализации (Патент Украины 81947, МПК G08B 13/02, опубл. 25.02.2008 г.), содержащее автономный источник тока, с которого напряжение питания подается через выключатель на все узлы устройства, звуковой излучатель, вход которого подключен к выходу усилителя, датчики обрыва. Устройство содержит узел управления, выполнен на основе микроконтроллера, и встроенный датчик движения, причем первый выход узла управления, выполненного на основе микроконтроллера, подключен к входу усилителя, первый вход узла управления, выполненного на основе микроконтроллера, через соединитель подключен к выходу датчиков обрыва, а второй вход - к выходу встроенного датчика движения. Устройство содержит узел индикации, вход которого подключен ко второму выходу узла управления, выполненного на основе микроконтроллера. Недостатком данного устройства охранной сигнализации является то, что в нем используются датчики движения, которые только позволяют определить движение нарушителя, но не обеспечивают определения прикосновения нарушителя (вора) к предмету охраны и возможность мгновенно среагировать на это (подать сигнал тревоги). Также, известное устройство имеет сложную конструкцию и содержит избыточное количество дополнительных элементов - технических приспособлений, предназначенных для выполнения различных функций, что приводит к повышению сложности управления устройством.

В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования конструкции устройства охранной сигнализации с функцией передачи сигнала тревоги на компьютеризированное устройство пользователя, в котором за счет нового аппаратурного решения, достигается повышение надежности охраны объекта, повышение оперативности оповещения владельца охраняемого объекта, путем подачи звукового тревожного сигнала с одновременным уведомлением средствами беспроводной связи сигналов на мобильное устройство пользователя при максимальной простоте обслуживания устройства и возможности ношения его в объекте охраны.

Поставленная задача решается тем, что предложено устройство охранной сигнализации с функцией передачи сигнала тревоги на компьютеризированное устройство пользователя, содержащее автономный источник тока, блок управления, сигнализации и индикации, вход которого подключен к управляющему контроллеру, и датчик охранного назначения, в котором согласно полезной модели управляющий контроллер выполнен в виде Bluetooth LE микроконтроллера, а как датчик охранного назначения использован, по меньшей мере, один емкостный датчик приближения с активным экранированием и переключающими электродами, который соединен с селектором опорной емкости и Bluetooth LE микроконтроллером, причем емкостный датчик приближения совмещен на одной печатной плате с блоком управления, сигнализации и индикации, Bluetooth LE микроконтроллером и активным экраном, выполненным в виде печатных проводников на данной плате.

Кроме того, компьютеризированными устройствами пользователей являются смартфон и/или планшетный компьютер на базе Android или IOS, ноутбук и/или персональный компьютер с установленным программным обеспечением, предназначенным для соединения с Bluetooth LE микроконтроллером.

Использование в данном устройстве емкостного датчика приближения позволяет зарегистрировать касание к предмету или приближения к предмету охраны (кошелек, портмоне и другие), внутри которого находится предложенное устройство и подать звуковой сигнал или информационный сигнал (на само устройство и/или на компьютеризированное устройство пользователя).

Предлагаемое устройство охранной сигнализации с функцией передачи сигнала тревоги на компьютеризированное устройство пользователя имеет собственное название - «Keeper».

Полезная модель поясняется чертежом, где на Фиг. представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство охранной сигнализации с функцией передачи сигнала тревоги на компьютеризированное устройство содержит автономный источник тока 1, питающего все элементы устройства, блок 2 управления, сигнализации и индикации, вход которого подключен к управляющему контроллеру, который выполнен в виде Bluetooth LE микроконтроллера 3, и емкостный датчик приближения 4, который соединен с селектором опорной емкости 5 и Bluetooth LE микроконтроллером 3. Емкостный датчик приближения 4 совмещен на одной печатной плате с блоком 2 управления, сигнализации и индикации, Bluetooth LE микроконтроллером 3 и активным экраном 6, выполненным в виде печатных проводников на данной плате. Емкостный датчик приближения 4 имеет чувствительные элементы, например, проводники 7 на печатной плате, которые подключены через коммутатор электродов 8 к блоку 2 управления, сигнализации и индикации. Все указанные элементы размещены в корпусе из немагнитного материала для обеспечения целостности устройства.

Bluetooth LE микроконтроллер 3 содержит в себе следующие модули:

- программируемый Intel 8051 - однокристальный совместимый микроконтроллер;

- энергонезависимую память программ;

- оперативную память;

- высокочастотный приемопередатчик на 2,4 ГГц, совместимый со спецификацией Bluetooth v4.1;

- набор программируемых линий ввода-вывода общего назначения;

- интерфейс программирования и отладки по последовательному протоколу SPI (Serial Peripheral Interface);

- импульсный преобразователь напряжения.

Данный микроконтроллер характеризуется сверхнизким потреблением энергии, что позволяет ему работать от обычной литиевой батарейки (источник тока 1) формфактора CR2032 до одного года.

В функции микроконтроллера 3 входит связь с внешними компьютеризированными устройствами (смартфон/планшетный ПК/ноутбук/настольный ПК/и т.п., далее по тексту - хост (host)), а именно такие функции: прием команд управления, передачу информации о состоянии датчика 4, уровне сигнала (RSSI - Received Signal Strength Indication) и заряда источника питания 1. Также, он обеспечивает управление всеми элементами/модулями устройства с помощью линий ввода-вывода, например, переключает опорные емкости для датчика 4, выбирает активный электрод, считывает сигналы от тактильной кнопки блока 2 управления, сигнализации и индикации, и емкостного датчика 4, подает сигнал на пьезокерамический излучатель и на светодиоды.

Блок 2 управления, индикации и сигнализации содержит такие элементы: тактильную кнопку, которая тестируется программно и имеет множество назначений в различных режимах работы устройства; двухцветный светодиод (отображает режимы работы короткими вспышками); пьезокерамический излучатель, подающий сигнал тревоги в звуковом диапазоне (длительный писк или сирена с частотой ~4 кГц). Функцией данного блока 2 является передача сигналов тревоги на компьютеризированное устройство пользователя при потере связи или при срабатывании датчика приближения 4.

С помощью селектора опорной емкости 5 происходит подключение одного из нескольких эталонных конденсаторов к микросхеме емкостного датчика 4, которая периодически сравнивает ее с электрической емкостью сенсорных пластин (электродов). Тело человека имеет собственную емкость, влияние которой (например, приближение руки) на электроды и детектируется предложенным устройством. Благодаря возможности менять опорную емкость есть возможность регулировать чувствительность датчика 4. Это необходимо для случаев, когда сильно меняется окружающая обстановка вокруг устройства (находится оно (устройство) вблизи тела человека, например, в кармане, лежит в кошельке или в барсетке или в другом объекте охраны).

Активный экран 6 представляет собой участок медной фольги внутри печатной платы, к которому подведено электрическое поле той же полярности, что и на электродах 7 датчика 4. Поле на электродах отталкивается в сторону, противоположную активному экрану 6. Таким образом, возможно, делать нечувствительной одну или другую сторону устройства. Это необходимо для предотвращения ложных срабатываний (например, от тела владельца устройства, когда устройство находится в кармане).

Предлагаемое устройство может находиться в следующих режимах работы:

- Активный режим ожидания. С интервалом t1 мигает первый светодиод. В этом режиме в эфир на специальных каналах Bluetooth LE (так называемых - рекламных (advertisement)) выдается уведомление о приеме устройства и готовность к установлению сеанса связи. Это уведомление доступно всем хостам в радиусе действия связи. Если в течение N1 секунд связь с устройством не установлена, устройство переходит в режим пассивного ожидания.

- Пассивное ожидание. В этом режиме приемопередатчик устройства отключается, сводя к минимуму затраты энергии источника питания. Световая индикация отсутствует. Перейти обратно в активный режим, возможно только нажав на кнопку блока 2 (или извлечь и установить обратно источник питания).

- Рабочий режим. Активируется в случае успешной установки сеанса связи с хостом. При этом устройство становится недоступным другим хостам, так как (согласно спецификации Bluetooth LE) исчезает из рекламных каналов и переходит в режим псевдослучайного скачкообразного изменения рабочей частоты и шифрования трафика. Мигает второй светодиод с интервалом t2. В этом режиме возможно управлять устройством через специальное программное обеспечение хоста, например, отслеживать статус тревоги, уровень заряда батареи, менять чувствительность датчика 4, выбирать чувствительную сторону датчика 4, осуществлять поиск устройства в пределах радиуса связи по уровню сигнала, который отслеживается, или другое.

- Режим охраны. Активируется по команде с хоста. В этом режиме включается емкостный датчик 4. Мигает первый светодиод с интервалом t3. При срабатывании датчика на хост посылается сообщение о тревоге, подается сигнал на пьезокерамический излучатель. Тревога продолжается N2 секунд, затем устройство снова возвращается в режим охраны.

- Режим потери связи. Активируется в случае обрыва установленного соединения. При этом программное обеспечение на хосте подает сигнал тревоги о потере связи, устройство переходит в режим ожидания на N3>>N1 секунд (для обеспечения возможности переподключения). После окончания N3 секунд, если связь не была восстановлена, устройство возвращается в режим пассивного ожидания.

Следует отметить, что описанные режимы работы и индикации задаются программно и могут быть изменены в дальнейшем в результате добавления нового функционала.

Предлагаемое устройство используют следующим образом.

На компьютеризированное устройство пользователя, имеющего модуль Bluetooth связи (смартфон и/или планшетный компьютер на базе Android или IOS, ноутбук и/или персональный компьютер) устанавливают специальное программное обеспечение, а именно мобильное приложение, которое работает в режиме онлайн, и предназначено для соединения с предложенным устройством охранной сигнализации. Устройство включают и выбирают соответствующую программу работы устройства. Устройство кладут в объект охраны, например, в барсетку, нечувствительной стороной к обратной стороне барсетки. Если устройство находится в режиме охраны, то при несанкционированных действиях (например, при похищении барсетки) срабатывает емкостный датчик, который подает сигнал на пьезокерамический излучатель (устройство подает сигнал в звуковом диапазоне) и на программное обеспечение мобильного приложения, которое в свою очередь реализует подачу звукового и информационного сигнала на компьютеризированное устройство пользователя. Таким образом, владелец барсетки будет мгновенно информирован о несанкционированных действиях с его имуществом.

Данное устройство является многофункциональным, мобильным, достаточно простым в обслуживании, работает без замены источника питания от 10 до 12 месяцев и обеспечивает возможность повышения надежности охраны объекта, охраны удаленных объектов от владельца, повышения оперативности оповещения владельца путем передачи звука на данное устройство или звукового и информативного сигналов на компьютеризированное устройство пользователя-владельца.

1. Устройство охранной сигнализации с функцией передачи сигнала тревоги на компьютеризированное устройство пользователя, содержащее автономный источник тока, блок управления, сигнализации и индикации, вход которого подключен к управляющему контроллеру, и датчик охранного назначения, которое отличается тем, что управляющий контроллер выполнен в виде Bluetooth LE микроконтроллера, а как датчик охранного назначения использован, по меньшей мере, один емкостный датчик приближения с активным экранированием и переключающими электродами, который соединен с селектором опорной емкости и Bluetooth LE микроконтроллером, причем емкостный датчик приближения совмещенн на одной печатной плате с блоком управления, сигнализации и индикации, Bluetooth LE микроконтроллером и активным экраном, выполненным в виде печатных проводников на данной плате.

2. Устройство охранной сигнализации по п. 1, которое отличается тем, что компьютеризированными устройствами пользователей являются смартфон и/или планшетный компьютер на базе Android или IOS, ноутбук и/или персональный компьютер с установленным программным обеспечением, предназначенным для соединения с Bluetooth LE микроконтроллером.

РИСУНКИ