Система мониторинга объектов телекоммуникации "ценсор"

Относится к области телекоммуникаций и решает задачу, заключающуюся в расширении функциональных возможностей, совершенствовании и удешевлении системы путем адаптации ее к современным сетям связи как городского, так и сельского типа, без дискриминации по типам объектов телекоммуникации и видам оборудования, подключаемых к системе, с использованием современных каналов связи со стандартным аппаратным обеспечением, а также в обеспечении возможности двусторонней связи между центром и объектами телекоммуникаций. В системе мониторинга объектов телекоммуникаций «ЦЕНСОР», включающей центр мониторинга с ЭВМ, по каналам проводной электросвязи подключенной по меньшей мере к одному периферийному терминалу, где каналами служат выделенные физические пары прямых проводов, по выделенные каналы тональной частоты (ТЧ) любых систем передачи, и коммутируемые телефонные каналы, согласно изобретению, в качестве каналов используют дополнительные каналы проводной электросвязи, например, компьютерная сеть, двухпроводное соединение, каналы радиосвязи, например, радиоканал, мобильная связь, а также другие доступные каналы электросвязи, например, каналы оптической связи, а периферийный терминал выполнен с возможностью сбора данных о состоянии объекта, передачи их в центр мониторинга и получения данных из центра либо без их получения, или с возможностью сбора данных о состоянии объекта, передачи в центр мониторинга, приема данных и осуществления воздействия на этот объект, 13 з.п., 1 илл.

Изобретение относится к области телекоммуникаций, в частности, к информационным системам удаленного мониторинга объектов городской и сельской связи с последующей передачей аварийной информации в диспетчерский центр, обеспечивающим объективный круглосуточный контроль работы и сохранности объектов и служб.

Существуют автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов, осуществляющие сбор данных от различных датчиков, расположенных на контролируемых объектах и передачу их в центр контроля по распределенным линиям электропередачи [патенты US 4135181, WO 974386, WO 9857440, UK 2272350]. Диапазон используемых частот составляет от нескольких сотен килогерц до нескольких сотен мегагерц, при этом передача осуществляется либо с использованием тональных частот промодулированных тем, либо иным образом, в том числе и с использованием методов расширения спектра. Если связной сигнал будет маломощным, то он будет подавляться уровнем шума на линии. Если связной сигнал будет достаточно мощным и высокочастотным, то распределительная сеть может начать излучать, что может привести к нарушению требований электромагнитной совместимости. Таким образом, из-за воздействия помех достоверность передачи данных известными системами является низкой, что не позволяет их использовать для надежного контроля и охраны линий электросвязи.

Прототипом заявляемой системы является система контроля и охраны объектов электросвязи, включающая диспетчерский центр с ЭВМ, по каналам проводной электросвязи подключенной по меньшей мере к одному периферийному терминалу. При этом в качестве канала связи используют определенные каналы проводной электросвязи, а именно - выделенную физическую пару проводов, выделенные каналы тональной частоты систем передач и выделенные телефонные номера, постоянная коммутация которых прописана в памяти цифровых АТС [Патент РФ 2274903, G 08 B 25/08, 2006 г.].

Известная система обладает описанными ниже недостатками.

В известной системе заявлена передача информации в центр по каналам электросвязи, при этом в качестве каналов электросвязи предлагаются только каналы проводной электросвязи, а некоторые - с ограничением в использовании. Однако, в настоящее время существуют множество каналов электросвязи с более широкими возможностями и удобством использования.

По данным современных энциклопедических словарей (Российский энциклопедический словарь), под «электросвязью» понимают передачу информации посредством электрических сигналов, распространяющихся по проводам (проводная связь), или (и) радиосигналов (радиосвязь), либо при помощи оптических систем.

Иначе говоря, данная система ограничивает потребителя в выборе возможных каналов связи, которыми обеспечены в настоящее время объекты электросвязи, или использует каналы связи в ограниченном варианте (например, при использовании выделенных телефонных номеров система ограничена применением только цифровых АТС, имеющих функцию программирования постоянной коммутации). При этом некоторые из применяемых каналов являются дорогостоящими (выделенные каналы тональной частоты), а другие (выделенная физическая линия), кроме этого, не обеспечивают стабильность, удобство и быстроту передачи данных о состоянии контролируемого объекта в режиме реального времени.

Кроме того, данные каналы проводной электросвязи требуют обязательного подключения центрального микропроцессорного контроллера (ЦМК), осуществляющего связь поступающих от объекта данных с ЭВМ диспетчерского центра. При этом ЦМК конструктивно состоит из корпуса и одноплатного блока элементов, и связан, по крайней мере, с 32-мя периферийными терминалами по выделенным физическим парам проводов или выделенным каналам тональной частоты систем передачи, и, по крайней мере, с 32-мя периферийными терминалами по коммутируемым телефонным каналам ГТС. Это неизбежно отражается на стоимости системы, не позволяя «наращивать» ее постепенно, по модульному принципу.

Известная система способна воспринимать информацию от одного типа датчиков, а именно - дискретных двухпозиционных, что ограничивает возможности по контролю объекта двумя состояниями «авария-неавария», не передавая, например, информации о состоянии соединительной линии, связывающей датчики с периферийным микропроцессорным контроллером (ПМК), или данных от датчиков аналогового типа. Соответственно, ПМК структурно ограничен узлами нормализации входных сигналов и мультиплексирования, узлами связи и узлом питания.

В системе также не предусмотрена возможность передачи информации с объектов от группы ПМК, что вынуждает предприятие связи выделять дорогостоящие проводные каналы связи индивидуально для каждого из ПМК.

Существенным недостатком известной системы является то, что она предназначена только для сбора информации и не способна осуществлять воздействия на объект.

Таким образом, известная система ориентирована на городское предприятие электросвязи с малообъектной структурой, не учитывает специфики современного построения городских сетей с большим количеством распределенных и удаленных объектов, а также не предназначена для объектов сельской электросвязи.

Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей, совершенствовании и удешевлении системы путем адаптации ее к современным сетям связи как городского, так и сельского типа, без дискриминации по типам объектов и видам оборудования, подключаемых к системе, с использованием современных каналов связи, а также обеспечения возможности двусторонней связи между центром и объектами телекоммуникаций.

Решение данной технической задачи обусловлено тем, что в системе мониторинга объектов телекоммуникаций «ЦЕНСОР», включающей центр мониторинга с ЭВМ, по каналам проводной электросвязи подключенной по меньшей мере к одному периферийному терминалу, где каналами служат выделенные физические пары прямых проводов, выделенные каналы тональной частоты (ТЧ) любых систем передачи, и коммутируемые телефонные каналы, согласно изобретению, в качестве каналов используют дополнительные каналы проводной электросвязи, например, компьютерная сеть, двухпроводное соединение, каналы радиосвязи, например, радиоканал, мобильная связь, а также другие доступные каналы электросвязи, например, каналы оптической связи, а периферийный терминал выполнен с возможностью сбора данных о состоянии объекта, передачи их в центр мониторинга и получения данных из центра либо без их получения, или с возможностью сбора данных о состоянии объекта, передачи в центр мониторинга, приема данных и осуществления воздействия на этот объект.

Согласно п.2 формулы изобретения периферийный терминал включает адаптеры для приема и передачи данных по каналам связи, выполненные в виде отдельных устройств или встроенных узлов.

Согласно п.3 формулы изобретения периферийные терминалы подключены к центру мониторинга отдельно или группами. Возможность объединять устройства в группы и передавать групповой сигнал от нескольких устройств через концентраторы, способные объединять сообщения от нескольких ПМК и передавать их совместно, позволяет сокращать количество выделенных каналов и ресурсов центрального оборудования при использовании любого канала связи.

По п.4 формулы изобретения центр мониторинга включает устройство, осуществляющее передачу данных на ЭВМ центра. При этом согласно пункту 5 формулы изобретения ЭВМ центра мониторинга снабжен средствами отображения, обработки, хранения, анализа данных и управления данными, и выполнен с возможностью осуществления воздействий на объекты, т.е. позволяет по используемым каналам связи с помощью набора команд осуществлять действия, направленные из центра на объект, в автоматическом, полуавтоматическом или ручном (по инициативе диспетчера) режиме.

В качестве датчиков контроля используют дискретные двухпозиционные датчики, датчики с «выходом по напряжению», аналоговые датчики, а также преобразователи любого типа, выдающие данные о состоянии и параметрах объекта и оборудования, расположенного на нем, прилегающего к нему или относящегося к нему, а также об изменении их состояний и параметров (п.6 формулы).

При этом по пункту 7 формулы устройства системы подключены к источнику напряжения вторичной сети электропитания объектов электросвязи, либо к источнику питания 12 V.

По пункту 8 формулы в качестве канала связи использованы каналы электросвязи, например, канал тональной частоты (ТЧ), физической линии, коммутируемый канал АТС любого, в том числе цифрового, типа.

В пункте 9 формулы указано на то, что по меньшей мере один периферийный терминал выполнен с возможностью осуществления контроля параметров электропитания, состояния группы датчиков, состояния соединительной линии, являющейся внешней для объекта, с подключенным датчиком и без него.

По пункту 10 периферийный терминал связан с центром через соответствующие адаптеры для осуществления приема и передачи данных по каждому из используемых каналов связи, а что периферийный терминал включает периферийный микропроцессорный контроллер (ПМК).

При этом ПМК выполнен с возможностью анализировать данные опроса датчиков и первичных преобразователей, передавать данные анализа в центр, а также воспринимать воздействия из центра (п.12 формулы).

ПМК выполнен с возможностью контроля состояния нескольких датчиков контроля на шлейфе, выполняющие опознавание объекта., например, определяющие номер вскрытого колодца, распределительного шкафа, гаража и т.п. (п.13).

ПМК выполнен в виде отдельного узла, осуществляющего функцию считывания информации цифрового типа с дополнительных устройств, обеспечивающих функции охраны, авторизации доступа, цифрового измерения температуры, контроля первичного одно- и трехфазного напряжений электропитающих сетей, контроля утечки открытой влаги, обработки полученной информации и передачи ее в едином информационном пакете в центр мониторинга (п.14).

Заявленная система мониторинга способна в режиме реального времени собирать данные о состоянии и параметрах объекта и оборудования на объекте, а также об изменениях этих параметров, в том числе аварийных, осуществлять по каналам связи обмен данными между центром и объектом телекоммуникации, формировать из полученных при обмене сообщений базу данных, осуществлять хранение данных, их анализ и обработку, выдавать данные через средства отображения, обработки, хранения, анализа данных и управления данными диспетчеру центра мониторинга, а с другой стороны - через средства воздействия с помощью набора команд в автоматическом, полуавтоматическом или ручном (по инициативе диспетчера) режиме по используемым каналам связи осуществлять действия, направленные из центра на объект.

Каналы проводной электросвязи, например, компьютерная сеть, двухпроводное соединение, а также каналы радиосвязи, например, радиоканал, мобильная связь, а также иные известные и доступные каналы электросвязи, например, каналы оптической связи, позволяют осуществлять одностороннюю и двустороннюю связи между центром и объектами.

Таким образом, известная система ориентирована как на городское предприятие телекоммуникации с большим количеством распределенных и удаленных объектов, так и на объекты сельской электросвязи с ограниченным выбором каналов связи.

В случае использования выделенных телефонных номеров, система способна использовать абонентские соединения АТС любого типа (как цифровых, так и аналоговых), при этом для передачи данных можно, но необязательно программно прописывать номер удаленного соединения в память АТС. В случае, если данная функция недоступна, система может, например, выполнять проверку наличия зуммера в линии, выполнять занятие линии, набор номера, передачу данных в центр и получение данных из центра, осуществлять отключение от линии, а также осуществлять другие действия или комбинации действий, направленные на передачу данных в центр.

Таким образом, система способна сигнализировать об адресном вскрытии объекта телекоммуникации (дверей, окон, распределительных шкафов или коробок, колодцев), авторизации доступа на объект, затоплениях, обрывах кабеля, остановке или неправильной работе оборудования и техники на объекте, изменении параметров электроснабжения, электропитания, климатических режимов объекта и т.п., т.е. о срабатывании любых подключенных датчиков, выходов аппаратуры, а также сигналов устройств, реализованных в ПМК в качестве встроенных узлов, а также осуществлять управляющие воздействия на объекты, например, осуществлять дистанционное перепрограммирование устройств, включать/выключать электропитание объекта, включать/выключать оборудование и т.п.

На фигуре представлена схема заявляемой системы мониторинга объектов телекоммуникации.

Система «ЦЕНСОР» включает центр мониторинга 1 по меньшей мере с одним персональным компьютером ЭВМ 2, содержащим базу данных, поступающих с периферийных терминалов 3. ЭВМ 2 снабжена программным комплексом 4, предназначенным для приема данных от периферийных терминалов 3, их обработки, записи в базу данных и отображения пользователю.

Программы, входящие в программный комплекс: «Настройка», «Опрос», «Квитирование», «Просмотр», «Web-клиент», «SMS-сервер», «SMS-клиент». Программы обеспечивают выполнение следующих функций:

- прием данных от оборудования системы «ЦЕНСОР», контроль его работы, проверка целостности, обработка и архивирование принятых данных;

- автоматическое определение устройств системы «ЦЕНСОР» и автоматическая регистрация их в базе данных;

- формирование по запросу пакета отладочных данных и просмотр архива аварий;

- оповещение сотрудников организации (электронной почта, SMS) при авариях;

- работа программ нескольких систем «ЦЕНСОР» в составе многоуровневой системы;

- передача данных по каналам мобильной (сотовой) связи;

- взаимный контроль работы программ и резервное копирование базы данных.

В системе могут использоваться несколько типов периферийных терминалов 3, каждый из которых отличается набором функций, узлов, типами датчиков, используемыми каналами связи и т.п. в зависимости от назначения.

Общим для всех типов периферийных терминалов 3 является наличие датчиков контроля 5, выполненных как дискретные двухпозиционные датчики, датчики с «выходом по напряжению», датчики аналогового типа, а также преобразователи любого типа, выдающие данные о состоянии и параметрах объекта телекоммуникации и оборудования, расположенного на нем, прилегающего к нему или относящегося к нему, а также об изменении их состояний и параметров и периферийного микропроцессорного контроллера (ПМК) 6. ПМК 6 передает информацию в центр мониторинга 1 по следующим каналам связи:

- радиоканал 7;

- прямое подключение по физическим проводам (двухпроводное соединение) 8;

- компьютерная сеть 9;

- мобильная связь 10;

- выделенная физическая пара проводов 11;

- выделенный канал тональной частоты (ТЧ) 12;

- коммутируемый телефонный канал 13 АТС любого типа;

- оптический канал 14.

Связь ПМК 6 с ЭВМ 2 по радиоканалу 7 может осуществляться через два терминала (адаптера) радиосвязи 15, размещенных в периферийном терминале 3 и в центре мониторинга 1.

Связь двухпроводного соединения 8 по физическим линиям длиной >5-10 м может осуществляться с помощью адаптера соединения ПМК-ЭВМ через СОМ-порт ЭВМ 2 центра мониторинга 1, размещенного в периферийном терминале 3, или двух таких адаптеров, размещенных в периферийном терминале 3 и в центре мониторинга 1.

Для осуществления связи через компьютерную сеть типа Ethernet 9 на периферийном терминале 3 может быть установлен адаптер 17.

Связь по мобильному каналу 10 может осуществляться через два адаптера - терминала мобильной связи 18 и 19, расположенных в периферийном терминале 3 и центре мониторинга 1.

Подключение ПМК 5 к ЭВМ 2 может осуществляться по физическим линиям 11, каналу ТЧ 12 и коммутируемому каналу 13. В этом случае информация с ПМК 6 проходит через адаптеры 20, 21 и 22. Причем сигналы по каналам 11, 12, 13 поступают на центральное устройство 23, а затем - в базу данных ЭВМ 2.

Оптическая связь может осуществляться через оптический канал 14 и соответствующие адаптеры 24, 15.

Пример осуществления мониторинга и осуществления воздействия на объект телекоммуникации через компьютерную сеть Ethernet представлен ниже.

При попытке несанкционированного доступа на объект, например, в распределительный шкаф, соединенный с центром мониторинга 1 через компьютерные сети типа Ethernet, срабатывает датчик 4 вскрытия объекта. Одновременно не проходит сигнал авторизации доступа на объект. Данные об изменении состояния датчика 4 («замкнут-разомкнут») поступают на ПМК 5, который воспринимает поступившие данные как необходимость связи с центром мониторинга 1 и передает информацию путем отправки данных через интерфейс ТСРМР.

В центре мониторинга 1 данные поступают на ЭВМ 2 в базу данных. Данные о вскрытии объекта и не прохождении авторизации анализируются совместно программным комплексом 4. Диспетчеру выдается сообщение о несанкционированном вскрытии объекта и запрос на включение звуковой и световой сигнализации, установленной на объекте (полуавтоматический режим).

В случае подтверждения диспетчером необходимости включения сигнализации, из базы данных ЭВМ 2 направляется набор команд, соответствующий данному типу воздействия, который воспринимается ПМК 5, осуществляющим включение установленной на объекте аппаратуры.

1. Система мониторинга объектов телекоммуникаций, включающая центр мониторинга с ЭВМ, по каналам проводной электросвязи подключенной по меньшей мере к одному периферийному терминалу, где каналами служат выделенные физические пары прямых проводов, выделенные каналы тональной частоты (ТЧ) и коммутируемые телефонные каналы, отличающаяся тем, что в качестве каналов используют дополнительные каналы проводной электросвязи, например компьютерная сеть, двухпроводное соединение, каналы радиосвязи, например радиоканал, мобильная связь, а также другие доступные каналы электросвязи, например каналы оптической связи, а периферийный терминал выполнен с возможностью сбора данных о состоянии объекта, передачи их в центр мониторинга и получения данных из центра либо без их получения, или с возможностью сбора данных о состоянии объекта, передачи в центр мониторинга, приема данных и осуществления воздействия на этот объект.

2. Система мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что периферийный терминал включает адаптеры для приема и передачи данных по каналам связи, выполненные в виде отдельных устройств или встроенных узлов.

3. Система мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что периферийные терминалы подключены к центру мониторинга отдельно или группами.

4. Система мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что центр мониторинга включает центральное устройство, осуществляющее передачу данных с объекта на ЭВМ центра или от ЭВМ на объект.

5. Система мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что ЭВМ центра мониторинга снабжен средствами отображения, обработки, хранения, анализа данных и управления данными и выполнен с возможностью осуществления управляющих воздействий на объекты.

6. Система мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что в качестве датчиков контроля используют дискретные двухпозиционные датчики, датчики с «выходом по напряжению», а также преобразователи любого типа, выдающие данные о состоянии и параметрах объекта телекоммуникации и оборудования, расположенного на нем, прилегающего к нему или относящегося к нему, а также об изменении их состояний и параметров.

7. Система мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что устройства системы подключены к источнику напряжения вторичной сети электропитания объектов электросвязи, либо к источнику питания 12 V.

8. Система мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что в качестве канала связи использованы каналы электросвязи, причем коммутируемый канал предоставляется АТС любого типа.

9. Система мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один периферийный терминал выполнен с возможностью осуществления контроля параметров электропитания, состояния группы датчиков, состояния соединительной линии, являющейся внешней для объекта, с подключенным датчиком и без него.

10. Система мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что периферийный терминал связан с центром через соответствующие адаптеры для осуществления приема и передачи данных по каждому из используемых каналов связи.

11. Система мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что периферийный терминал включает периферийный микропроцессорный контроллер (ПМК).

12. Система мониторинга по п.11, отличающаяся тем, что ПМК выполнен с возможностью анализировать данные опроса датчиков и первичных преобразователей, передавать данные анализа в центр, а также воспринимать управляющие воздействия из центра.

13. Система мониторинга по п.11, отличающаяся тем, что ПМК выполнен с возможностью контроля состояния нескольких датчиков контроля на шлейфе, выполняющие опознавание объекта, например, определяющие номер вскрытого колодца, распределительного шкафа, гаража и т.п.

14. Система мониторинга по п.11, отличающаяся тем, что ПМК выполнен в виде отдельного узла, осуществляющего функцию считывания информации цифрового типа с дополнительных устройств, обеспечивающих функции охраны, авторизации доступа, цифрового измерения температуры, контроля первичного одно- и трехфазного напряжений электропитающих сетей, контроля утечки открытой влаги, обработки полученной информации и передачи ее в едином информационном пакете в центр мониторинга.