Каталог

Контроль и Безопасность принимает участие в разработке нового охранного оборудования Quark™

Преимущества системы тревожной сигнализации



Система беспроводной сигнализации Quark™ предназначена для передачи сигналов с носимых пультов на

базовый (стационарный) приёмник. Основные отличия разработанной системы от устройств-аналогов:

1. Высокая дальность действия (до 800 м в условиях городской застройки и до 3000 м в прямой видимости).

2. Подтверждение получения отправленного с пульта сигнала.

3. Большое время автономной работы пультов.

4. Полное шифрование передаваемой информации.

5. Высокая помехозащищённость канала связи.

6. Периодический мониторинг элементов питания пультов.

7. Компактные размеры пульта.
 

 

 

Назначение разработанной системы Quark


 

Основное назначение беспроводной сигнализации Quark™ — системы охраны периметра и функции «тревожной кнопки»

для персонала.

 


 

Основные технические параметры системы Quark™
 


1.  Дальность связи между пультом и приёмником*:
 

  •  до 800 м в условиях городской застройки (обозначено в протоколе тестирования ниже);
     
  •  до 3000 м в пределах прямой видимости и отсутствии помех (обозначено в протоколе тестирования ниже).


Дальность любой радиосвязи сильно зависит от внешних условий (помехи, преграды, рельеф местности и т.д.). Описанные показатели говорят о достигнутых в ходе натурных испытаний величинах.

Улучшить приём можно применив более эффективные антенны, подняв на большую высоту антенну приёмника. Следует отметить, что существуют условия, когда радиоприём невозможен совсем,

например, наличие рядом так называемых «глушилок».


Все заявленные параметры системы получены с идущими в комплекте антеннами типа «штырь». Внутри некоторых пультов установлены также упрощённые варианты антенн т.н. «пружина». С ними

устройство также может работать, например, в пределах одного здания (100..300 м). Возможно подключение к системе более эффективных (с повышенным коэффициентом усиления) или

направленных антенн. В этом случае можно добиться увеличения дальности связи до 5..10 км в пределах прямой видимости. Однако стоимость таких антенн может превышать стоимость самого

приёмника в несколько раз.

 


Далее приведены несколько типов антенн в порядке возрастания коэффициентов усиления сигнала.

          Рис 1.1 Антенна типа «Пружина»                               Рис 1.2 Антенна типа «Штырь»                                   Рис 1.3 Антенна типа «Панель»                             Рис 1.4 Антенна типа «Волновой канал»

 

 

 

 

Расчёт максимальной дальности связи приемника с пультом


 

- Максимальная чувствительность:  -148 дБм
 

- Фактическая чувствительность:  -142 дБм
 

- Выходная мощность: +20 дБм
 

- Максимальный бюджет канала связи: 168 дБ
 

- Фактический бюджет канала связи: 162 дБ
 

- Высота антенны над землей: 1 м
 

- Питание пульта: 2 шт., батареи типа АА
 

- Питание приёмника: DC 12 V
 

- Тип антенны приемника: Штырь.
 

- Тип антенны передатчика: Штырь.


Допуская что антенны в нашем случае находятся на высоте 1 метр, используя вышеприведенные данные и инструменты от производителя электроники мирового уровня Texas Instruments

получим диаграмму, которая позволяет оценить максимальную дальность передачи сигнала в моделируемой системе. Расчётная максимальная дальность - 7136 м.

 

 

                                              

 

 

                                                                                                                Рис 1.5 Моделирование разработанной системы передачи радиосигнала

 

 

Эта дальность для идеальной антенны, так как антенна конструкции не идеальна (ограниченная по габаритам) на натурных испытаниях была получена дальность ~3000 м, что не

противоречит приведенным расчетам.


Максимальная дальность связи — отношение количества неудачных связей (красный индикатор) к количеству удачных (зелёный индикатор) превышает 5:1.
 

Зона уверенного приёма — отношение количества удачных связей (зелёный индикатор) к количеству неудачных (красный индикатор) превышает 5:1.
 

Следует отметить, что в зонах уверенного приёма ближе к границе зоны могут быть участки с худшим приёмом (как правило, это массивные


железобетонные и металлические конструкции, здания, сооружения). На качество и дальность приёма также влияет наличие работающих источников


помех (беспроводные сети, радио излучатели, постановщики помех и т.д.)

 


 

Результаты тестирования показателей дальности в прямой видимости приборов

 

Питание пульта: 2 шт., батареи типа АА.

Питание приёмника: бортовая сеть автомобиля.

Высота расположения пульта: 1,5 м.

Высота расположения приёмника: 1,5 м.


                                                                                                   Рис 2.1 Зона уверенного приёма. Расстояние по картам Google 2,48 км.


                                          

 

 

                                                                                                  Рис 2.2 Максимальная дальность связи. Расстояние по картам Google 2,94 км.

 

                                         

 

 

Результаты тестирования показателей дальности в черте города (центральная часть)


 

Питание пульта: 2 шт., батареи типа АА.

Питание приёмника: сетевой блок питания.

Высота расположения приёмника: ~10 м (4-й этаж жилого здания).

Высота расположения пульта: 1,5 м.

 

                                                                                                   Рис 3.1 Зона уверенного приёма. Расстояние по картам Google 470 м.


                                         

 


                                                                                                     Рис 3.2 Максимальная дальность связи. Расстояние по картам Google 611,24 км.
 

                                       

 

 

 

Результаты тестирования показателей дальности в черте города (спальный район)


 

Питание пульта: 2 шт., батареи типа АА.

Питание приёмника: сетевой блок питания.

Высота расположения приёмника: ~32 м (13-й этаж жилого здания).

Высота расположения пульта: 1,5 м.
 

 

                                                                                                   Рис 4.1 Зона уверенного приёма. Расстояние по картам Google 664 м


                                        

 


                                                                                                    Рис 4.2 Максимальная дальность связи. Расстояние по картам Google 903 м.

 

                                       
 

 

 

Результаты тестирования показателей дальности в черте города (район городского сквера)
 

 

Питание пульта: 2 шт., батареи типа АА.

Питание приёмника: сетевой блок питания.

Высота расположения приёмника: 0,5 м (цокольный этаж жилого здания).

Высота расположения пульта: 1,5 м.


 

                                                                                                      Рис 5.1 Зона уверенного приёма. Расстояние по картам Google 745 м


                                       

 

 

 

2. Частота работы системы Quark™ — 868 МГц. Этот диапазон не требует получения каких-либо разрешений на эксплуатацию системы Quark™.



3. Мощность излучения. Все параметры системы Quark™ получены при мощности излучения не более 100 мВт, что позволяет эксплуатировать её без получения каких-либо разрешений со стороны

надзорных органов.
 


4. Мониторинг питания пультов. Ввиду важности для носимых устройств контроля состояния элементов питания в системе Quark™ предусмотрена функция периодического мониторинга питания

всех подключенных к приёмнику пультов. При снижении ёмкости элементов питания ниже уровня, обеспечивающего уверенную связь осуществляется световая индикация нештатной ситуации как

на приёмнике, так и на соответствующем пульте.
 


5. Количество каналов управления. В системе Quark™ предлагается конфигурация с четырьмя независимыми каналами управления, сигнал на каждый из которых подаётся отдельной кнопкой

на пульте. Выходом каждого из каналов в приёмнике являются переключающие контакты реле с нагрузочной способностью 220 V AC 2A. Конфигурация (замкнуто/разомкнуто) и логика работы

канала (импульсный, включение на время, непрерывный, тревога) при подаче сигнала с пульта может изменяться при установке системы с помощью переключателей внутри корпуса.



6. Безопасность системы достигается несколькими методами:

- Все основные настройки и установки хранятся в энергонезависимой памяти приёмника и пультов.

- Работа с приемником разрешена лишь пультам, зарегистрированным в энергонезависимой памяти приёмника при его установке.

- Каждый пульт идентифицируется при каждом сеансе связи уникальным неизменяемым кодом.

- Изменения в логике работы каналов можно внести только при вскрытии корпуса приёмника. Предусмотрена сигнализация о вскрытии приёмника.
 


9. Подтверждение связи. Одной из особенностей системы Quark™ является подтверждение приёма сигнала, посланного пультом. Это осуществляется световой индикацией результата сеанса

связи (зелёный - успех, красный - неудача).
 


10. Питание приёмника осуществляется от источника постоянного тока напряжением 7-15 В.

 

11. Питание пультов осуществляется от двух элементов типоразмера АА напряжением 1,5 В каждый. Замена питающих элементов производится без применения дополнительных инструментов.

 

12. Ресурс. Применённые в системе Quark™ схемные, конструктивные и алгоритмические решения позволили добиться максимальной эффективности использования заряда батарей в пультах.

От одного комплекта батарей пульт может провести до 6000 сеансов связи с приёмником**.  

 

13. Конструкция. Приёмник выполнен в пластмассовом корпусе с вынесенными на лицевую панель элементами световой индикации. На задней панели приёмника расположены разъём антенны,

элементы управления и клеммы для подключения исполнительных устройств. Пульты выполнены в пластмассовых корпусах с возможностью использования внутренней или внешней антенны.

Существуют варианты с двумя или четырьмя кнопками. Предусмотрена световая индикация результата сеанса связи и контроля состояния батареи. Размеры и конструкция пультов позволяют

работать с ними в перчатках или рукавицах.   

 

 

                                                                                                          Рис 6.1 Конструкция пультов и приёмника

                                       

 

                      

                                                       
 

14. Условия эксплуатации. Конструкция приёмника рассчитана на непрерывную эксплуатацию при температуре окружающей среды от +5 С до +40 С. Конструкции пультов-передатчиков

рассчитаны на эксплуатацию при температуре окружающей среды от -10 С до +50 С***.


 

 

Примечания:


 

* Дальность связи зависит от многих параметров и в некоторых случаях может быть как меньше (сложные условия приёма, истощенные источники питания и т.д.), так и больше (применение

антенн повышенного качества, установка их на возвышенностях и др.) указанных величин.

 

** Среднее значение. Качество и ёмкость элементов питания могут отличаться даже от экземпляра к экземпляру, не говоря уже о различии в характеристиках в элементах от различных

производителей. Это может как уменьшить, так и увеличить количество сеансов связи. Тестирование проводилось на батареях - 15AUP щелочная, LR6, AA, 1.5V, GP, U-2. Также необходимо

добавить, что батареи имеют большой ток саморазряда, и при длительной (около года) эксплуатации одного комплекта этот показатель может быть снижен.


*** Применяемые элементы питания могут иметь более жесткие ограничения по условиям эксплуатации, в связи с чем, при выборе элементов питания необходимо обратить внимание на

температурный диапазон эксплуатации, если пульт планируется использовать при отрицательных температурах, то и элементы питания должны обеспечить эти условия.