АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС БЕСПРОВОДНЫХ СЕНСОРНЫХ СЕТЕЙ.

Комплекс предназначен для дистанционного контроля за нефтяными скважинами, трубопроводами, насосными станциями, системами водоснабжения, измерения тока, напряжения, а также охраны объектов. Комплекс поставляется с датчиками тока/напряжения, вибрации, ускорения, давления,температуры, влажности, радиации. Охранная сигнализация поставляется с датчиками пламени, дыма, детекторами движения, датчиками открытия дверей, и другими охранными устройствами. Отдельно поставляются ультразвуковые датчики, такие как : измерители уровня горючих жидкостей, сыпучих материалов, уровня снежного покрова, сигнализаторы несанкционированных врезок в трубопроводы, Комплекс легко интегрируется в сети WiFi, Bluetooth, Xbee/ZigBee.  Для сопряжения Комплекса с сетями Ethernet (TCP/IP) применяются простые аппаратные сервера (Device Server), инкапсюлирующие протокол RS232 в Ethernet. Программное обеспечение - производства компании OMEGA - USA, может быть установлено на персональные компьютеры с OS Windows. Радиус действия Комплекса определяется антеннами и мощностью радиопередатчиков, и может составлять от сотен метров до десятков километров.

Аппаратная часть Комплекса представляет собой набор автономных функциональных измерительных и сигнализирующих радиомодулей - датчиков (сенсоров), устанавливаемых на контролируемых объектах, и универсального радиоприемного модуля, устанавливаемого в диспетчерском пункте. Один радиоприемный модуль может обслуживать до 100 удаленных датчиков - узлов сети, датчики имеют встроенное питание (литиевые элементы) со сроком службы до трех лет.

Радиоприемный модуль предназначен для дескремблирования, сбора, обработки и вывода на диспетчерский компьютер сигналов аналоговых и дискретных датчиков Комплекса. Приемник работает с аналоговыми датчиками, имеющими точность 12 двоичных разрядов. Информация из приемника выводится в формате последовательного порта RS232. Информационная посылка содержит следующие байты - ТИ, АФТИ и АП. Шина ТИ - 12-ти разрядная, шины АП и АФТИ - восьмиразрядные. Формат кодирования пакетов - ASCII, связь с датчиками происходит в режиме стандартного пакетного симплексного радиообмена, посылки датчиков скремблированы по сложному алгоритму, исключающему доступ в систему.  Радиочастотная часть модуля представляет собой супергетеродинный приемник-демодулятор сигналов узкополосной Гауссовой ЧМ, со скоростями манипуляции от 100 до 19200 бод, гетеродин приемника стабилизирован термокомпенсированным кварцевым резонатором. Чувствительность приемника - не хуже -110 дБм (при манипуляции со скоростью 19200 и вероятности приема ошибочного символа 10е-6). Полоса пропускания приемника по уровню 3 дБ - 25 килогерц. Приемники поставляются настроенными на частоту 418 МГц, по отдельному заказу может быть установлен приемник на любую частоту в диапазоне 26 - 928 МГц, исключая участки частот, выделенных для самолетной, сотовой, радиолюбительской и других специальных видов связи. Приемник выпускается в металлическом корпусе Hammond, в двух вариантах, для внутренней и наружной установки. Питание приемника осуществляется по проводам интерфейсного соединения RS232.

***

***

Контроль, регистрация, обработка и архивирование данных производится стандартной графической программой SCADA, серии OMEGA-OMWT, предназначенной для работы с операционными системами семейства WINDOWS - 98/ME/NT/2000/XP. Программное обеспечение полностью совместимо с программами SCADA более высоких уровней. Программное обеспечение OMWT предназначено для считывания данных с датчиков (указаны ниже) и проградуировано в единицах измерения следующих величин:

Температура, влажность, напряжение 0-5 Вольт, напряжение 0-10 вольт, ток 4-20 мА, вибрации и ускорения (движения).

Программное обеспечение OMWT представляет собой DDE-client приложение, предназначенное для работы в сенсорных сетях с количеством узлов до 100. Таким образом, один последовательный порт Windows PC может обслуживать сеть состоящую из 100 датчиков, в случае необходимости, компьютер снабжается дополнительными портами, или, что предпочтительнее, устанавливается второй компьютер и приемник (радиомодем).

Данные, полученные программой OMWT могут быть экспортированы для обработки в Microsoft Excel, Intouch, Wonderware, LookOut, TestPoint, Microsoft Visual Basic and Borland Delphi. Секция архиватора может экспотрировать данные в spreadsheet или database manager.

БЕСПРОВОДНЫЕ ДАТЧИКИ КОМПЛЕКСА.

В составе Комплекса поставляются типовые датчики, позволяющие производить измерение любых электрических и неэлектрических физических величин. Датчики рассчитаны на измерение напряжения, тока, температуры, влажности, вибрации и движения. Передача информации от датчиков происходит короткими пакетами длительностью 15 миллисекунд, пакет содержит идентификационный номер датчика, байт измерений и кодовый ключ для работы дескремблера приемного устройства. Цикл передачи данных происходит каждые 10 - 17 секунд, период между циклами (фаза начала цикла передачи) изменятся с помощью генератора псевдослучайной последовательности. Рабочий диапазон датчиков - 418 МГц, по отдельному заказу может быть выбрана любая частота в диапазоне 26-928 МГц. Дальность действия типовых датчиков со встроенными петлевыми антеннами - 180 - 200 метров, при работе приемного устроства на штыревую антенну с единичным усилением.

Дальность действия датчиков значительно возрастает при использовании внешних антенн или при работе с групповым ретранслятором. Групповой ретранслятор принимает сигналы датчиков, расположенных на определенной территории, например заводе, ферме или складе, а затем передает их в диапазоне 900 Мгц на расстояние до 80 километров.

1. Датчики напряжения поставляются с диапазоном входных сигналов 0-5 или 0-10 Вольт. Точность измерения - 12 двоичных разрядов, рабочий температурный диапазон не уже -40/+85 градусов Цельсия. Входное сопротивление измерительного тракта - 100 килоом. Питание датчиков осуществляется от литиевого элемента напряжением 3,6 Вольта (включен в поставку). Срок службы элемента питания не менее 2-х лет в работе, и не менее 5 лет при хранении. Датчики напряжения используются для измерения любых физических величин, преобразованных в нормированный сигнал 0-5 или 0-10 Вольт. Датчики напряжения могут быть использованы для передачи дискретных сигналов телесигнализации, таких как открыто/закрыто, включено/выключено и других. В этом случае, датчики напряжения дополняются резисторным модулем - делителем напряжения, сигнализация передается фиксированными уровнями напряжения. Количество уровней определяется в зависимости от количества сигналов телесигнализации. Датчики напряжения легко встраиваются в системы релейной защиты, защиты трезфазных двигателей, охранные системы, а также системы мониторинга окружающей среды.

2. Датчики тока поставляются с диапазоном входных токов 0-20 мА, и предназначены для работы со стандартными измерителями, имеющими токовый выход. Остальные параметры датчиков тока полностью соответствуют датчикам напряжения, описанным выше.

3. Датчики температуры поставляются с диапазоном -10/+85 градусов Цельсия, и предназначены для контроля температуры в складах, архивах, деревообрабатывающих цехах, и других производственных и жилых помещениях. Точность измерения ±0,5 градусов Цельсия. Остальные параметры датчиков температуры полностью соответствуют датчикам напряжения, описанным выше.

4. Датчики влажности поставляются комбинированными с датчиками температуры, диапазон измерения влажности 0-100% без конденсации на измереительном элементе, точность измерения - 5%. Время интеграции датчика влажности не более 15 секунд в медленно движущемся потоке воздуха при температуре 25 градусов Сельсия. Секция измерения температуры соответствует датчику температуры см. пункт 3. Остальные параметры датчиков температуры полностью соответствуют датчикам напряжения, описанным выше.

5. Датчики вибрации предназначены для охраны периметров, границ, оконных и дверных проёмов, автомобилей на стоянках. Датчики вибрации могут применяться для сигнализации схода лавин, оползней и камнепадов. Величина вибрации передается в процентах от полной шкалы, датчик не калиброван. Порог срабатывания тревожной сигнализации устанавливается программно на приемной стороне в ПО OMWT. Измерение вибрации производится встроенным одновекторным пьезоэлектрическим акселерометром. Чувствительность датчика позволяет распознавать идущего человека в радиусе полутора-двух метров.

6. Датчики движения преназначены для контроля движущихся обьектов, и являются модификацией датчиков вибрации.

ГРУППОВОЙ РЕТРАНСЛЯТОР.

Групповой ретранслятор предназначен для сбора информации с локальной сенсорной сети и передачи собраной информации на расстояние до 80 километров. Групповой ретранслятор состоит из двух независимых модулей - приемного устройства, аналогичного вышеописаному Радиоприемному модулю, и радиомодема с шумоподобной модуляцией - ШПС. Приемное устройство работает в диапазоне частот 418 МГц, и предназначено для дешифрования и перекодирования сигналов датчиков в формат ТТЛ порта, связывающего приемное устройство и ШПС  радиомодем.

ШПС радиомодем работает в диапазоне частот 902-928 МГц, программное обеспечение модема позволяет динамически отслеживать картину локального эфира и уходить с занятых или пораженных помехой частот, что обеспечивает модему высокую скрытность работы и помехоустойчивость. Так, ШПС модем, будучи расположенным в непосредственной близости от антенны базовой станции GSM сотовой связи, автоматически переходит на частоты выше 915 МГц и не создает никаких помех операторам. Реализация ШПС в радиомодеме происводится по методу псевдослучайной смены рабочих частот в незанятой полосе (FHSS). Псевдослучайная последовательность вырабатывается в сдвиговом регистре, охваченном обратными связями через элементы "Исключающее ИЛИ". Длина псевдослучайной последовательности выбрана таким образом, что в одной локальной сети может работать до 10000 (!!!) ШПС радиомодемов. В случае использования Группового Ретранслятора, на приемной стороне устанавливается аналогичный радиомодем.

Групповой ретранслятор питается напряжением 6-24 Вольт, потребляемая мощность не более1.2 Ватта, что позволяет запитывать ретранслятор от аккумуляторов или солнечных батарей.

ПРИЕМНИК СИСТЕМЫ СЛЕЖЕНИЯ ЗА ДВИЖУЩИМИСЯ И СТАЦИОНАРНЫМИ ОБЪЕКТАМИ.

Приемник предназначен для слежения за радиомаяками - закладками, устанавливаемыми на ценных грузах, например в складских терминалах. Приемник применяется для контроля за персоналом на режимных объектах, а также для контроля за редкими животными в заповедниках. Эффективно применяется для контроля за детьми в детских школьных и дошкольных учереждениях и летних спортивно-оздоровительных лагерях. Радиус действия приемника устанавливается таким образом, чтобы охватить требуемую зону покрытия. Выход объекта слежения из зоны приема вызывает срабатывание сигнализации на светодиодном индикаторе, сопровождающееся звуковым сигналом. На изображении показан простой приемник общего назначения со светодиодным индикатором на 8 объектов, с антенной для слежения в радиусе около 100 метров. Приемник имеет возможность подключения к РС компьютеру через интерфейс RS232, в этом случае он может отслеживать до 32768 объектов одновременно в виде потока данных от радиомаяков, работающих в соответствующей кодировке на частоте приема. Рабочая частота приемника выбирается заказчиком из седующих возможных частот - 433, 315, 868, 916.5 MHz. Приемник очень экономичен, и работает от двух элементов АА в течении 6 месяцев. Модификация приемника в корпусе для наружной установки имеет радиус действия до 10 км, в зависимости от частоты и применяемой антенны. Наружный приемник питается от порта RS232, внешний вид наружного приемника ничем не отличается от модемов EXAP-GM. Приемники для наружной установки предназначаются для охраны периметров, сложных участков границы*, а также для слежения за техникой и личным составом. Очевидно применение приемников в заповедниках и питомниках, для слежения за редкими крупными животными, в этом случае радиомаяк устанавливается на ошейнике, срок службы батарей радиомаяка не менее года. Эффективных радиомаяков для установки на птицах, мы к сожалению пока не производим. Несколько удаленных приемников, разнесенных по периметру охраны, позволяют точно определить точку, в которой находится радиомаяк во время сеанса связи. Удаленные приемники, для передачи (ретрансляции) принятых данных, используют встроенный радиопередатчик, аналогичный радиомаякам на движущихся объектах, но работающий в другом диапазоне или в другой кодировке. Таким образом организуется иерархическая сеть слежения за объектами.

***

-

БЕСПРОВОДНОЙ ЛИНК ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЧЕТЫРЕХ АНАЛОГОВЫХ КАНАЛОВ (беспроводной четырехканальный аналоговый мост).

Устройство предназначено для передачи четырех аналоговых сигналов 0-5 мА/4-20 мА или 0-5 вольт от датчиков на расстояние до 15 км. Устройство состоит из двух модулей - передатчика и приемника, внешний вид модулей для использования внутри помещений показан на фото слева. Принцип действия устройства заключается в следующем: на передающей стороне, аналоговые сигналы от датчиков подаются на вход восьмиразрядного АЦП, данные АЦП кодируются в формате KeeLoq, и подаются на вход передатчика. Передатчик работает с Гауссовой узкополосной ЧМ, частота передатчика стабилизирована кварцевым резонатором и синтезатором с петлей ФАПЧ. Мощность передатчика - 10 мвт, такой мощности достаточно, чтобы передать устойчивый сигнал на расстояние более 12 км, при использовании антенн с усилением 9 дБи, в диапазоне 900 МГц. Рабочие частоты - 433.92 МГц, 868 МГц или 914,5 МГц.  На приемной стороне происходит обратный процесс, с выхода приемника снимаются аналоговые сигналы в токовом виде или в виде напряжения. 8-ми разрядный АЦП имеет точность 19.531 мВ на один квант шкалы преобразования. Максимальная частота напряжения, подаваемого на вход АЦП - 15 Гц. Приемник устройства имеет чувствительность не хуже -102дБм, и представляет собой супергетеродин с двойным преобразованием частоты и кварцевой стабилизацией, аналогичной передатчику. Радиомодули, используемые в устройстве, изготавливаются компанией Радиотроникс, Великобритания. Стоимость комплекта - 480 долл.