Устройство для передачи сигналов тревожных сообщений по занятым цифровым каналам связи
Изобретение относится к технике связи. Техническим результатом является то, что его использование для передачи тревожных сообщений по занятым каналам связи позволяет расширить возможности за счет обеспечения передачи любых сигналов. Устройство содержит приемно-контрольный прибор 11, пульт 16 оператора, а также каналы 1, 2 связи для передачи сигналов импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), каждый из которых включает в себя линейные регенераторы 5 и 6 либо 8 и 9, соединенные соответствующей линией 7 или 10 связи. Технический результат достигается благодаря тому, что в устройство введены преобразователь 12 сигналов тревожных сообщений, блоки 13, 14 управления и синхронизации для введения подмешиваемых кодовых слов в сигналы ИКМ, передаваемые по каналу 1, 2 связи, и для выделения подмешиваемых кодовых слов из этих сигналов ИКМ, и блок 15 восстановления сигналов выделенных сообщений. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Область изобретенияДанное изобретение относится к технике связи и может использоваться в существующих и разрабатываемых цифровых каналах связи для передачи по ним сигналов тревожных сообщений без нарушения графика.Существующий уровень техникиВ настоящее время существует много различных устройств для передачи тревожных сообщений.Известно, например, устройство для передачи тревожных сообщений по телефонным линиям (патент РФ №2110094, кл. G 08 В 25/00, опубл. 27.04.1998). Однако это устройство неспособно передавать тревожные сообщения по занятым телефонным линиям.Известно также устройство для передачи тревожных сообщений по абонентским линиям связи, которое позволяет использовать и занятые линии связи (патент РФ №2132572, кл. G 08 В 25/08, 27.06.1999). Однако в этом устройстве для передачи тревожных сообщений по занятым линиям связи используется дополнительная модуляция, в результате чего данное устройство требует усложнения существующих линий связи.Наиболее близким аналогом к настоящему изобретению является устройство для передачи сигналов тревожных сообщений по занятым цифровым каналам связи, содержащее приемно-контрольный прибор, предназначенный для выдачи сигналов опроса состояния контролируемого объекта и сигналов тревожных сообщений о возникновении непредвиденных ситуаций, пульт оператора, а также по меньшей мере первый канал связи, предназначенный для передачи сигналов импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) в прямом направлении и включающий в себя первый и второй линейные регенераторы, соединенные соответствующей линией связи (заявка РФ №94018515, кл. Н 04 В 3/46, опубл. 27.05.1996). Однако данное устройство имеет ограниченные возможности, т.к. предназначено для эксплуатационного контроля линий связи.Сущность изобретенияЦель настоящего изобретения состоит в разработке такого устройства для передачи сигналов тревожных сообщений по занятым цифровым каналам связи, которое позволяло бы передавать любые сигналы тревожных сообщений и не требовало бы кардинальной переделки существующих каналов связи.Этот технический результат достигается в устройстве для передачи сигналов тревожных сообщений по занятым цифровым каналам связи по настоящему изобретению, содержащем приемно-контрольный прибор, предназначенный для выдачи сигналов опроса состояния контролируемого объекта и сигналов тревожных сообщений о возникновении непредвиденных ситуаций, пульт оператора, а также по меньшей мере первый канал связи, предназначенный для передачи сигналов импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) в прямом направлении и включающий в себя первый и второй линейные регенераторы, соединенные соответствующей линией связи, - благодаря тому, что в устройство введены преобразователь сигналов тревожных сообщений, предназначенный для преобразования сигналов опроса состояния контролируемого объекта и тревожных сообщений в подмешиваемые кодовые слова, первый и второй блоки управления и синхронизации, предназначенные соответственно для введения упомянутых подмешиваемых кодовых слов в сигналы ИКМ, передаваемые по первому каналу связи, и для выделения упомянутых подмешиваемых кодовых слов из сигналов ИКМ, передаваемых по первому каналу связи, и блок восстановления сигналов выделенных сообщений, предназначенный для преобразования сигналов опроса состояния контролируемого объекта и тревожных сообщений из выделенных подмешиваемых кодовых слов и для подачи восстановленных сигналов опроса состояния контролируемого объекта и тревожных сообщений на пульт оператора, при этом первый блок управления и синхронизации предназначен для введения упомянутых подмешиваемых кодовых слов в первом линейном регенераторе в передаваемые сигналы ИКМ по одному биту в каждый очередной кадр с заменой заранее заданного бита, не несущего никакой информации в кадре согласно используемому протоколу связи, а второй блок управления и синхронизации предназначен для выделения упомянутых заранее заданных битов из каждого кадра принятых сигналов ИКМ с восстановлением первоначальных значений этих битов во втором линейном регенераторе и формирования из выделенных битов упомянутых выделенных подмешиваемых кодовых слов.Дополнительным отличием устройства по настоящему изобретению является то, что оно содержит также второй канал связи, предназначенный для передачи сигналов импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) в обратном направлении и включающий в себя третий и четвертый линейные регенераторы, соединенные соответствующей линией связи, при этом блок восстановления сигналов выделенных сообщений дополнительно предназначен для преобразования сигналов с пульта оператора в подмешиваемые кодовые слова, второй блок управления и синхронизации дополнительно предназначен для введения в третьем линейном регенераторе упомянутых подмешиваемых кодовых слов в сигналы ИКМ, передаваемые по второму каналу связи, первый блок управления и синхронизации дополнительно предназначен для выделения в четвертом линейном регенераторе упомянутых подмешиваемых кодовых слов из сигналов ИКМ, передаваемых по второму каналу связи, а преобразователь сигналов тревожных сообщений дополнительно предназначен для преобразования сигналов управляющих сообщений из выделенных подмешиваемых кодовых слов и для подачи восстановленных сигналов управляющих сообщений на приемно-контрольный прибор, дополнительно предназначенный для исполнения команд в упомянутых управляющих сообщениях.Еще одно отличие устройства по настоящему изобретению состоит в том, что блок управления и синхронизации содержит оперативную память для временного хранения поступающих кодовых слов, постоянную память для постоянного хранения подмешиваемых кодовых слов, каждое из которых соответствует определенному сигналу приемно-контрольного прибора, анализатор кодового слова для управления записью очередного кодового слова в оперативную память по управляющему сигналу извне, для периодического сравнения кодового слова в оперативной памяти с набором заранее заданных кодовых слов и для выдачи сигнала выбора соответствующего подмешиваемого кодового слова при совпадении очередного кодового слова в оперативной памяти с одним из заранее заданных кодовых слов упомянутого набора, и контроллер для управления упомянутым введением подмешиваемого кодового слова в сигнал ИКМ, передаваемый по каналу связи, по управляющему сигналу анализатора кодового слова в случае упомянутого совпадения, а также для управления упомянутым выделением кодового слова из сигнала ИКМ, передаваемого по каналу связи, и записью его в оперативную память, а анализатор кодового слова дополнительно предназначен для выдачи вовне кодового слова из оперативной памяти по управляющему сигналу с контроллера.Наконец, еще одно отличие устройства по настоящему изобретению состоит в том, что блок управления и синхронизации содержит оперативную память для временного хранения поступающих кодовых слов, постоянную память для постоянного хранения подмешиваемых кодовых слов, каждое из которых соответствует определенному сигналу приемно-контрольного прибора или пульта оператора, анализатор кодового слова для управления записью очередного кодового слова в оперативную память по управляющему сигналу извне, для периодического сравнения кодового слова в оперативной памяти с набором заранее заданных кодовых слов и для выдачи сигнала выбора соответствующего подмешиваемого кодового слова при совпадении очередного кодового слова в оперативной памяти с одним из заранее заданных кодовых слов упомянутого набора, и контроллер для управления упомянутым введением подмешиваемого кодового слова в сигнал ИКМ, передаваемый по каналу связи, по управляющему сигналу анализатора кодового слова в случае упомянутого совпадения, а также для управления упомянутым выделением кодового слова из сигнала ИКМ, передаваемого по каналу связи, и записью его в оперативную память, а анализатор кодового слова дополнительно предназначен для выдачи вовне кодового слова из оперативной памяти по управляющему сигналу с контроллера.В существующем уровне техники не выявлены источники информации, которые содержали бы сведения об устройстве с такой совокупностью признаков, что позволяет считать его новым.В существующем уровне техники известны устройства, с помощью которых обеспечивается передача и выделение дополнительной информации в цифровом канале связи с ИКМ за счет размещения битов дополнительного сообщения в неиспользуемых разрядах передаваемого потока ИКМ (патент США № 5944843, кл. G 06 F 11/00, опубл. 31.08.1999; патент РФ № 2113767, кл. Н 04 J 3/17, опубл. 20.06.1998). Однако ни в этих, ни в иных источниках информации не содержатся сведения обо всех тех признаках устройства по настоящему изобретению, которые отличают его от наиболее близкого аналога. Поэтому можно считать, что устройство по настоящему изобретению имеет изобретательский уровень.Краткое описание чертежейНастоящее изобретение поясняется прилагаемыми чертежами.Фиг.1 представляет блок-схему устройства по настоящему изобретению.Фиг.2 представляет блок-схему блока управления и синхронизации в устройстве по настоящему изобретению.Подробное описание изобретенияУстройство для передачи сигналов тревожных сообщений по занятым цифровым каналам связи по настоящему изобретению содержит (фиг.1) в общем случае первый и второй каналы 1, 2 связи, соединяющие между собой первую и вторую каналообразующую аппаратуру 3, 4 импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). В данном случае для удобства изложения принято, что оба канала 1, 2 связи однонаправленные, причем разнонаправленные, но в общем случае они могут представлять собой, например, один двунаправленный канал связи, в котором можно условно выделить прямой (в данном случае первый) канал 1 связи и обратный (в данном случае второй) канал 2 связи. Опять-таки для удобства в данном неограничивающем примере принято, что первый канал 1 связи включает в себя первый и второй линейные регенераторы 5, 6, соединенные между собой соответствующей линией 7 связи, а второй канал 2 связи включает в себя третий и четвертый линейные регенераторы 8, 9, соединенные между собой соответствующей линией 10 связи. На фиг.1 в целях большей ясности изложения не показаны согласующие блоки между аппаратурой 3, 4 ИКМ и первым-четвертым линейными регенераторами 5, 6, 8, 9, а также между этими первым-четвертым линейными регенераторами 5, 6, 8, 9 и соответствующими линиями 7, 10 связи. Конкретное выполнение аппаратуры 3, 4 ИКМ и линий 7, 10 связи может быть любым, отвечающим условиям функционирования, изложенным здесь далее.На фиг.1 показаны далее приемно-контрольный прибор 11, предназначенный для выдачи сигналов опроса состояния контролируемого объекта и сигналов тревожных сообщений о возникновении непредвиденных ситуаций, а также дополнительно предназначенный для исполнения команд в управляющих сообщениях. Контролируемым объектом может быть любой объект, требующий периодической проверки состояния: территория предприятия, сейф в банке, распределительный щит на электрической подстанции, аппаратура жизнеобеспечения и т.п. При этом сигналы опроса состояния контролируемого объекта - это сигналы опроса соответствующих датчиков: температуры, влажности, посторонних запахов, наличия движущихся тел, величины напряжения питания и т.п.Непредвиденными ситуациями могут быть, в частности, возгорание, подъем уровня воды, утечка газа, несанкционированное проникновение на охраняемую территорию, отключение электропитания, задымление, регистрация проникающего излучения и т.п. Управляющие же сообщения могут представлять собой, к примеру, команды включить систему пожаротушения, открыть сливной клапан, включить вентиляцию, включить освещение и сирену, перейти на резервное питание, и т.п.Сигналы опроса и/или тревожных сообщений, представляющие собой сигналы с тех или иных датчиков - в составе приемно-контрольного прибора 11 или подключенных к нему - поступают на преобразователь 12 сигналов тревожных сообщений, функции которого поясняются здесь далее. Этот преобразователь 12 сигналов тревожных сообщений подключен к первому блоку 13 управления и синхронизации, который связан как с первым (5), так и с четвертым (9) линейными регенераторами. На фиг.1 блоки 5, 9, 11-13 условно, в целях большей наглядности, образуют передающую сторону. Второй блок 14 управления и синхронизации связан как со вторым (6), так и с третьим (8) линейными регенераторами, а также с блоком 15 восстановления сигналов выделенных сообщений. Функции первого и второго блоков 13, 14 управления и синхронизации могут быть совершенно одинаковы и рассмотрены ниже, как и функции блока 15 восстановления сигналов выделенных сообщений, который связан с пультом 16 оператора. Выполнение этого пульта 16 оператора может быть любым, лишь бы оно обеспечивало по меньшей мере отображение поступающих выделенных сообщений и возможность формирования команд управляющих сообщений, примеры которых приводились выше.Выполнение каждого из линейных регенераторов 5, 6, 8, 9 может быть осуществлено на базе стандартной управляющей микросхемы типа LXT360 (LXT318). Обычно линейные регенераторы устанавливаются в линиях передачи примерно через 2-4 км в зависимости от параметров используемого кабеля и служат для восстановления (регенерации) стандартного сигнала ИКМ, передаваемого по этой линии. Для обычной скорости передачи 2048 Мбит/с такой линейный регенератор должен обеспечивать на своем выходе стандартные уровни импульсов (
Формула изобретения
1. Устройство для передачи сигналов тревожных сообщений по занятым цифровым каналам связи, содержащее приемно-контрольный прибор, предназначенный для выдачи сигналов опроса состояния контролируемого объекта и сигналов тревожных сообщений о возникновении непредвиденных ситуаций, пульт оператора, а также по меньшей мере первый канал связи, предназначенный для передачи сигналов импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) в прямом направлении и включающий в себя первый и второй линейные регенераторы, соединенные соответствующей линией связи, отличающееся тем, что в устройство введены преобразователь сигналов тревожных сообщений, предназначенный для преобразования сигналов опроса состояния контролируемого объекта и тревожных сообщений в подмешиваемые кодовые слова, первый и второй блоки управления и синхронизации, предназначенные соответственно для введения упомянутых подмешиваемых кодовых слов в сигналы ИКМ, передаваемые по первому каналу связи, и для выделения упомянутых подмешиваемых кодовых слов из сигналов ИКМ, передаваемых по первому каналу связи, и блок восстановления сигналов выделенных сообщений, предназначенный для преобразования сигналов опроса состояния контролируемого объекта и тревожных сообщений из выделенных подмешиваемых кодовых слов и для подачи восстановленных сигналов опроса состояния контролируемого объекта и тревожных сообщений на пульт оператора, при этом первый блок управления и синхронизации предназначен для введения упомянутых подмешиваемых кодовых слов в первом линейном регенераторе в передаваемые сигналы ИКМ по одному биту в каждый очередной кадр с заменой заранее заданного бита, не несущего никакой информации в кадре согласно используемому протоколу связи, а второй блок управления и синхронизации предназначен для выделения упомянутых заранее заданных битов из каждого кадра принятых сигналов ИКМ с восстановлением первоначальных значений этих битов во втором линейном регенераторе и формирования из выделенных битов упомянутых выделенных подмешиваемых кодовых слов.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит также второй канал связи, предназначенный для передачи сигналов импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) в обратном направлении и включающий в себя третий и четвертый линейные регенераторы, соединенные соответствующей линией связи, при этом блок восстановления сигналов выделенных сообщений дополнительно предназначен для преобразования сигналов с пульта оператора в подмешиваемые кодовые слова, второй блок управления и синхронизации дополнительно предназначен для введения в третьем линейном регенераторе упомянутых подмешиваемых кодовых слов в сигналы ИКМ, передаваемые по второму каналу связи, первый блок управления и синхронизации дополнительно предназначен для выделения в четвертом линейном регенераторе упомянутых подмешиваемых кодовых слов из сигналов ИКМ, передаваемых по второму каналу связи, а преобразователь сигналов тревожных сообщений дополнительно предназначен для преобразования сигналов управляющих сообщений из выделенных подмешиваемых кодовых слов и для подачи восстановленных сигналов управляющих сообщений на приемно-контрольный прибор, дополнительно предназначенный для исполнения команд в упомянутых управляющих сообщениях.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления и синхронизации содержит оперативную память для временного хранения поступающих кодовых слов, постоянную память для постоянного хранения подмешиваемых кодовых слов, каждое из которых соответствует определенному сигналу приемно-контрольного прибора, анализатор кодового слова для управления записью очередного кодового слова в оперативную память по управляющему сигналу извне, для периодического сравнения кодового слова в оперативной памяти с набором заранее заданных кодовых слов и для выдачи сигнала выбора соответствующего подмешиваемого кодового слова при совпадении очередного кодового слова в оперативной памяти с одним из заранее заданных кодовых слов упомянутого набора, и контроллер для управления упомянутым введением подмешиваемого кодового слова в сигнал ИКМ, передаваемый по каналу связи, по управляющему сигналу анализатора кодового слова в случае упомянутого совпадения, а также для управления упомянутым выделением кодового слова из сигнала ИКМ, передаваемого по каналу связи, и записью его в оперативную память, а анализатор кодового слова дополнительно предназначен для выдачи вовне кодового слова из оперативной памяти по управляющему сигналу с контроллера.4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок управления и синхронизации содержит оперативную память для временного хранения поступающих кодовых слов, постоянную память для постоянного хранения подмешиваемых кодовых слов, каждое из которых соответствует определенному сигналу приемно-контрольного прибора или пульта оператора, анализатор кодового слова для управления записью очередного кодового слова в оперативную память по управляющему сигналу извне, для периодического сравнения кодового слова в оперативной памяти с набором заранее заданных кодовых слов и для выдачи сигнала выбора соответствующего подмешиваемого кодового слова при совпадении очередного кодового слова в оперативной памяти с одним из заранее заданных кодовых слов упомянутого набора, и контроллер для управления упомянутым введением подмешиваемого кодового слова в сигнал ИКМ, передаваемый по каналу связи, по управляющему сигналу анализатора кодового слова в случае упомянутого совпадения, а также для управления упомянутым выделением кодового слова из сигнала ИКМ, передаваемого по каналу связи, и записью его в оперативную память, а анализатор кодового слова дополнительно предназначен для выдачи вовне кодового слова из оперативной памяти по управляющему сигналу с контроллера.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2