PL247531B1 - Sposób sterowania zasilaniem urządzeń do wykrywania i monitorowania zagrożeń oraz układ urządzeń do wykrywania i monitorowania zagrożeń - Google Patents

Abstract

Zgłoszenie dotyczy sposobu sterowania zasilaniem urządzeń do wykrywania i monitorowania zagrożeń oraz układu urządzeń do wykrywania i monitorowania zagrożeń. W sposobie urządzenia do wykrywania i monitorowania zagrożeń urządzenia zasila się z wspólnego akumulatora energii (4) i łączy się je się we wspólnym sterowniku (2). Jednocześnie kontroluje się stan naładowania akumulatora energii (4) poprzez pomiar napięcia, a także mierzy się temperaturę. Jeżeli stwierdzi się spadek napięcia akumulatora energii (4) poniżej ustalonego progu wyłącza się moduł rejestracji zdarzeń (10) oraz urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu urządzeń (3). Pracę urządzeń ogranicza się także podczas niskich temperatur wyłączając zasilanie kamery (9), którą zasila się w wybranych okresach czasu, a w razie długotrwałego braku zagrożeń, ogranicza się działanie urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu urządzeń (3), zmniejszając częstotliwość przesyłania informacji. W przypadku wystąpienia zagrożenia przywraca się pełne zasilanie wszystkich urządzeń. Natomiast w układzie (1) do wykrywania i monitorowania zagrożeń, czujniki (8), urządzenia peryferyjne, a także urządzenia do monitoringu wizyjnego i moduł rejestracji zdarzeń (10), oraz urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu (3), moduł komunikacyjny oraz akumulator energii (4) połączone są z wspólnym sterownikiem (2) zarządzającym wszystkimi urządzeniami układu (1), a także ich zasilaniem i komunikacją.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób sterowania zasilaniem urządzeń do wykrywania i monitorowania zagrożeń oraz układ urządzeń do wykrywania i monitorowania zagrożeń. Sposób i układ znajdują zastosowanie w branży usługowej, w szczególności branży ochroniarskiej, gdzie istotne jest dostarczanie informacji o zagrożeniach występujących w obrębie monitorowanych obszarów, wynikających w szczególności z wtargnięcia osób nieuprawnionych w monitorowany obszar.

W stanie techniki, z praktycznego zastosowania, znane są układy urządzeń do monitorowania zagrożeń na wyznaczonym obszarze bądź w monitorowanym obiekcie wykorzystujące gotowe rozwiązania techniczne zawierające czujniki ruchu, zestawy kamer, rejestratory obrazu wideo, systemy bezprzewodowej transmisji danych, a także akumulatorowe systemy zasilania awaryjnego. W tego rodzaju rozwiązaniach z centrum kierowania, do którego przesyłane są dane, realizuje się zdalną obserwację kilku miejsc jednocześnie. Znane systemy monitoringu wykorzystywane są nie tylko do zapewniania bezpieczeństwa monitorowanych obiektów, ale również do obserwacji zdarzeń w obszarach wsparcia procesów produkcyjnych czy logistycznych. Takie systemy, realizujące zadania zdalnego monitorowania i obserwacji są także stosowane w budownictwie, zwłaszcza na placach budowy oddalonych od miejsc zamieszkania ludności, a przez to nie posiadających stałych linii zasilania energetycznego.

Przykładowo, w stanie techniki znane są sposoby wykrywania i monitorowania zagrożeń wykorzystujące kamery o wysokiej rozdzielczości. Z opisu US2018324390A1 znany jest system monitorujący wykorzystujący między innymi kamery stacjonarne o wysokiej rozdzielczości, kamery termowizyjne, a także kamery 360° monitujące wnętrza, jak i zewnętrzne obszary o różnej powierzchni. Wykorzystywane kamery są połączone przewodowo lub bezprzewodowo z systemem zarządzania wideo, zlokalizowanym wewnątrz monitorowanego obiektu. System zarządzenia wideo połączony jest z modułem przeznaczonym do przechowywania nagrań oraz z układami do dalszej identyfikacji zagrożeń oraz z scentralizowanym centrum kierowania. System zarządzenia wideo może być także wykorzystywany do podglądu obrazu z kamer w czasie rzeczywistym. Dalsza identyfikacja zagrożeń może być realizowana przez czujniki termiczne, które wraz z kamerami termowizyjnymi rejestrują obecność, kształt oraz ruch obiektów wytwarzających ciepło, w tym ludzi, umożliwiając przy tym prowadzenie monitoringu w ciemności, podczas burz, we mgle czy przy wysokiej wilgotności powietrza. W tym systemie monitorującym, zagrożenia są w pierwszej kolejności wykrywane przez oprogramowanie analizujące obrazy z kamer o wysokiej rozdzielczości. Oprogramowanie odczytuje potencjalnie niewłaściwy sygnał i w konsekwencji generuje ostrzeżenie dla scentralizowanego centrum kierowania. Następnie, scentralizowane centrum kierowania dystrybuuje otrzymane sygnały wideo i jako odpowiedź na potencjalne zagrożenie informuje policję, pracowników monitorowanych miejsc lub wykorzystuje głośnik audio do emisji dźwięków odstraszających potencjalnego intruza. Ten system monitorujący pozwala ograniczyć ilość pracowników ochrony w każdym obiekcie.

Natomiast z KR101895215B1 znane jest urządzenie pozwalające na wezwanie pomocy w sytuacji zagrożenia. Urządzenie posiada podwójny system zasilania, obejmujący przyłącze do sieci energetycznej oraz panel fotowoltaiczny połączony z akumulatorem energii. Urządzenie jest wyposażone w układ monitoringu wizyjnego pozwalającego na identyfikację sytuacji zagrożenia. Układ ponadto posiada urządzenie do zapisu danych, a także moduł komunikacyjny przesyłający obrazy do zewnętrznego administratora. Ponadto urządzenie jest wyposażone w moduł przesyłania informacji o bieżącym położeniu, w postaci modułu GPS, a także posiada czujnik podczerwieni. Czujnik przeznaczony jest do wykrywania osoby w pobliżu urządzenia, co ma ułatwić wezwanie pomocy, przykładowo przez zwiększenie jasności oświetlenia.

Z kolei KR20150102536A ujawnia układ monitorowania z różnego rodzaju czujnikami, w tym czujnikami obecności, gazu, pożaru oraz z kamerą. Układ połączony jest z zewnętrznym centrum kontroli oraz urządzeniem użytkownika końcowego. Wszystkie sygnały z czujników i obraz z kamery są przesyłane w czasie rzeczywistym za pośrednictwem Internetu do centrum kontroli oraz do użytkownika końcowego. W momencie, gdy zestaw czujników wykryje sytuację wypadkową, na przykład nieautoryzowane wtargnięcie na monitorowany teren bądź pożar, odpowiednia dioda, najczęściej zainstalowana w kamerze zapala się, emitując świetlny sygnał ostrzegawczy, a także uruchamiana jest syrena. Całe zdarzenie jest ponadto rejestrowane przez kamerę. Istotną cechą tego systemu jest możliwość jego konfiguracji w taki sposób, że działanie różnych urządzeń, w tym czujników i kamer, także w przypadku wystąpienia zdarzeń niepożądanych, jest komunikowane i przesyłane w czasie rzeczywistym zarówno do centrum kontroli, a więc administratora kontrolowanego obszaru, jak i bezpośrednio do użytkownika końcowego. Zarówno administrator kontrolowanego obszaru, jak i użytkownik zostają poinformowani o niepożądanym zdarzeniu i całą sytuację mogą monitorować online.

Wykorzystanie energii pochodzącej ze światła słonecznego dla działania systemu monitorującego zagrożenia ujawniono w KR20180089914A. W tym rozwiązaniu wykorzystywane są urządzenia do monitoringu wizyjnego w postaci kamer, mogących zapisywać obraz o różnej rozdzielczości, urządzenia komunikacyjne do transmisji danych, w tym obrazu z kamer do określonych odbiorców. Ponadto wykorzystywany jest akumulator energii połączony z urządzeniem fotowoltaicznym. Energia elektryczna pochodząca ze Słońca jest więc magazynowana w akumulatorze energii i jest wykorzystywana do zasilania elementów układu urządzeń wykrywających zagrożenia. Dodatkowo, w układzie urządzeń znajduje się moduł rejestracji zdarzeń oraz moduł komunikacyjny. Moduł rejestracji zdarzeń zapisuje obraz z kamer, a moduł komunikacyjny przesyła obraz do użytkownika bądź administratora realizującego nadzór nad monitorowanym obszarem. Sposób przechowywania danych jest uzależniony od stopnia naładowania akumulatora energii. W przypadku, gdy stopień jego naładowania przekracza 50% dane są zapisywane w wysokiej rozdzielczości. Jeżeli stopień naładowania akumulatora spada poniżej 50% dane są zapisywane w niskiej rozdzielczości, jednak zapis w wysokiej rozdzielczości zostaje przywrócony, jeżeli oprogramowanie odpowiadające za pracę systemu zidentyfikuje ruch na zapisywanym obrazie. W takim przypadku uruchamiana jest też transmisja w czasie rzeczywistym do użytkownika lub administratora. Alternatywnie, w celu oszczędności energii, dane z kamer mogą być co do zasady zapisywane w niskiej rozdzielczości. Zapis w wysokiej rozdzielczości może być uruchamiany tylko w przypadku identyfikacji ruchu na zapisywanym obrazie.

Celem wynalazku jest rozwiązanie problemu technicznego, polegającego na zapewnieniu nieprzerwanego i bezawaryjnego działania urządzeń do monitorowania i wykrywania zagrożeń, obejmujących wiele źródeł sygnałów, w tym w postaci czujników i kamer, przy ograniczonym, a nawet wyeliminowanym dostępie do źródeł stałego zasilania. Znane rozwiązania wymagają stałego zasilania pochodzącego najczęściej z sieci elektroenergetycznej, a przy akumulatorowym zasilaniu awaryjnym działają stosunkowo krótko, zwykle do czterdziestu ośmiu godzin. Wynalazek ma więc umożliwiać wykrywanie i monitorowanie zagrożeń również na terenach niezagospodarowanych, takich jak place budowy, bazy rozładunkowe, obszary prac leśnych i polowych, gdzie dostawy energii elektrycznej nie mogą być gwarantowane w sposób ciągły.

Wynalazek ma także przezwyciężać niedogodności znanych rozwiązań, a więc przede wszystkim krótki czas pracy na zasilaniu awaryjnym, wynikający zwykle z wysokiego zapotrzebowania energetycznego urządzeń do monitorowania i wykrywania zagrożeń. Zastosowanie większej ilości akumulatorów, czy też urządzeń o lepszej wydajności energetycznej nie rozwiązuje w sposób wystarczający tych problemów. Zwłaszcza zwiększenie ilości akumulatorów może spowodować innego rodzaju niedogodności, gdyż skutkuje znacznym wzrostem masy całego urządzenia, co ogranicza jego możliwości transportowe.

Wynalazek dotyczy sposobu sterowania zasilaniem układem urządzeń do wykrywania i monitorowania zagrożeń, w którym

- wykrywa się i monitoruje zagrożenia korzystając z urządzeń peryferyjnych oraz co najmniej z czujników, kamery oraz urządzenia do przesyłania informacji o bieżącym położeniu urządzeń, a także z zabezpieczeń wewnętrznych, urządzeń rejestrujących zdarzenia i urządzeń do komunikacji, oraz

- zmienia się sposób pracy wybranych urządzeń w zależności od zużycia energii.

Istota wynalazku polega na tym, że:

- urządzenia zasila się z wspólnego akumulatora energii,

- i łączy się je się we wspólnym sterowniku, i

- kontroluje się stan naładowania akumulatora energii poprzez pomiar napięcia, a także sprawdza się warunki metrologiczne, w tym co najmniej mierzy się temperaturę,

- i jeżeli stwierdzi się spadek napięcia akumulatora energii poniżej ustalonego progu wyłącza się moduł rejestracji zdarzeń oraz urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu urządzeń,

- a podczas występowania niskich temperatur:

o wyłącza się zasilanie kamery, którą zasila się w wybranych okresach czasu, o a dodatkowo w razie długotrwałego braku zagrożeń, ogranicza się działanie urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu urządzeń, zmniejszając częstotliwość przesyłania informacji,

- a w stanie rozbrojenia zasila się wyłącznie zabezpieczenia wewnętrznego wspólnego sterownika;

- przy czym w przypadku wystąpienia zagrożenia przywraca się pełne zasilanie wszystkich urządzeń.

Korzystnie, jeżeli stwierdzi się występowanie warunków wiatrowych uruchamiających czujniki, odłącza się wybrane urządzenia do komunikacji i zaprzestaje się analizy sygnałów z czujników do czasu poprawy warunków metrologicznych.

Celowym jest także, gdy analizuje się zużycie energii przez urządzenia peryferyjne oraz czujniki, kamerę oraz urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu urządzeń, a także przez zabezpieczenia wewnętrzne.

D obrze jest, gdy wszystkie urządzenia zasila się napięciem 12V.

Równie dobrze jest, gdy wspólny akumulator energii ładuje się z wykorzystaniem panelu fotowoltaicznego.

Wynalazek dotyczy układu urządzeń do wykrywania i monitorowania zagrożeń, zawierającego czujniki, urządzenia peryferyjne, a także urządzenia do monitoringu wizyjnego i moduł rejestracji zdarzeń, oraz urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu, moduł komunikacyjny i akumulator energii. Istota wynalazku polega na tym, że czujniki, urządzenia peryferyjne, a także urządzenia do monitoringu wizyjnego i moduł rejestracji zdarzeń, oraz urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu, moduł komunikacyjny oraz akumulator energii połączone są z wspólnym sterownikiem zarządzającym wszystkimi urządzeniami układu, a także ich zasilaniem i komunikacją.

Korzystnie z akumulatorem energii połączony jest co najmniej jeden panel fotowoltaiczny.

Równie korzystnie urządzenia do monitoringu wizyjnego posiadają kamerę zamocowaną na obrotowej głowicy o zakresie ruchu 360°.

Celowym jest także, gdy sterownik posiada zabezpieczenia wewnętrzne, w tym czujnik wstrząsów lub przechylenia.

Szczególnie korzystnie, sterownik połączony jest z urządzeniami układu poprzez dodatkowe urządzenie do pomiaru zużycia energii.

Korzystnie sterownik posiada podłączone urządzenia do pomiaru warunków meteorologicznych, w szczególności do pomiaru temperatury.

Zasadnym jest także, gdy akumulator energii i sterownik połączone są poprzez zasilacz sieciowy.

Celowym jest, gdy sterownik połączony jest z mikrofonem.

W niniejszym opisie jako urządzenia peryferyjne rozumiane są jako dowolne urządzenia stosowane do alarmowania, ostrzegania i odstraszania w przypadku zaistnienia naruszenia monitorowanej strefy, bądź innych działań niepożądanych. W ich skład wchodzą w szczególności centrale alarmowe, głośniki, syreny czy urządzenia emitujące sygnały świetlne. Natomiast jako czujniki rozumie się dowolne czujniki stosowane do monitorowania i wykrywania zagrożeń, których rodzaj i zastosowanie jest uzależnione od konkretnych potrzeb. Mogą to być zwłaszcza pasywne czujniki podczerwieni, czujniki mikrofalowe czy każdy odpowiedni rodzaj czujników.

Podstawową zaletą wynalazku jest zapewnienie nieprzerwanego i bezawaryjnego działania układu urządzeń do monitorowania i wykrywania zagrożeń przy ograniczonym, a nawet przy braku dostępu do źródeł stałego zasilania. Dzięki monitorowaniu w sposób ciągły poziomu naładowania akumulatorów, a także warunków meteorologicznych możliwe jest wydajne zarządzanie energią całego układu. Dalsza poprawa zarządzania energią jest możliwa, gdy analizuje się chwilowy pobór prądu przez poszczególne urządzenia układu. Dzięki temu można w sposób kontrolowany wyłączać zasilanie poszczególnych urządzeń w zależności od stopnia naładowania akumulatora bądź odłączać urządzenia o szczególnie dużym poborze energii, następującym w określonych warunkach meteorologicznych. W momencie próby naruszenia chronionej strefy zrównoważone zarządzenie energią pozwala na niezwłoczną aktywację wyłączonych urządzeń i przejście do stanu pracy normalnej, co zapewnia skuteczną ochronę monitorowanego obszaru.

Dodatkowe korzyści w zarządzaniu energią uzyskuje się, gdy weryfikuje się działanie czujników z warunkami meteorologicznymi. Często, w przypadku nadzorowania wybranych obszarów z wykorzystaniem czujników zewnętrznych są one uruchamiane przez niesprzyjające warunki atmosferyczne, a zwłaszcza przez silny wiatr. Jeżeli stwierdzi się występowanie takich warunków, zaprzestaje się analizy danych z tych czujników, odłączając zasilanie modułu komunikacyjnego zbierającego dane z tych czujników, czy też odłączając również zasilanie czujników reagujących na wiatr, a tym samym osiągając dalszą oszczędność energii wynikającą nie tylko z wyłączenia określonych urządzeń komunikacyjnych lub czujników, ale również z wyłączenia urządzeń peryferyjnych działających tylko w stanie alarmowym.

Zastosowanie urządzeń zasilanych z jednego źródła o wartości znamionowej 12V skutkuje tym, że poszczególne urządzenia znajdują się na wspólnym potencjale, dzięki czemu umożliwiono łatwe dopasowanie wszystkich obwodów zasilania do wspólnej szyny 12V i wyeliminowano konieczność stosowania dodatkowych przetwornic zasilających, pobierających energię przy zasilaniu akumulatorowym.

Ponadto, wykorzystanie w układzie co najmniej jednego panelu fotowoltaicznego pozwala na okresowe ładowanie akumulatorów, w zależności od warunków nasłonecznienia oraz przy braku zasilania sieciowego. Dzięki temu wydłuża się pracę urządzeń bez dostępu do źródeł stałego zasilania.

Dzięki zastosowaniu kamery z obrotową głowicą i mikrofonu pozwalającego na nasłuch dźwięków z monitorowanego obszaru operator systemu może zdalnie monitorować bądź weryfikować występowanie zdarzeń niepożądanych z wykorzystaniem minimalnej liczby urządzeń, a zwłaszcza jednej kamery, która zapewnia dobrą widzialność monitorowanego otoczenia we wszystkich kierunkach.

Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania i na rysunku, który przedstawia schemat blokowy układu urządzeń do monitorowania i wykrywania zagrożeń.

Konstrukcję mechaniczną układu 1 urządzeń do monitorowania i wykrywania zagrożeń stanowi metalowa zabudowa na podwoziu przyczepy, której nie przedstawiono na rysunku. Zabudowa posiada przedziały montażowe zamykane drzwiami. Konstrukcja mechaniczna układu urządzeń 1 jest przez to mobilna i służy do kontroli obiektów w przestrzeni otwartej, a w szczególności placów budowy zlokalizowanych w terenie bez doprowadzonego stałego przyłącza do sieci energoelektrycznej.

Podstawowym elementem układu 1 jest sterownik 2 z którym połączone są wszystkie urządzenia i podzespoły całego układu 1 do monitorowania i wykrywania zagrożeń. Sterownik 2 zarządza wszystkimi urządzeniami układu 1, a także ich zasilaniem i komunikacją. W przykładzie wykonania sterownik ma postać płytki drukowanej na której znajduje się procesor sterujący, i która także posiada wszystkie niezbędne porty i podzespoły umożliwiające podłączenie wszystkich podzespołów tworzących układ urządzeń 1 do monitorowania i wykrywania zagrożeń, ich komunikację, a także zasilanie. Połączenia pomiędzy sterownikiem 2, a urządzeniami układu 1 tworzą magistralę pomiarowo-sterującą, a także magistralę zasilającą 12V DC. Wszystkie urządzenia układu 1 dostosowane są do zasilania 12V prądem stałym.

Sterownik 2 jest połączony z urządzeniami do zbierania i przesyłania informacji o jego bieżącym połączeniu, w postaci lokalizatora GPS 3 z urządzeniami komunikacyjnymi GSM/LTE. Przede wszystkim lokalizator GPS 3 pozwala na zdalny odczyt położenia konstrukcji mechanicznej układu 1, co może przekładać się na dodatkowe funkcjonalności jak tworzenie mapy z pozycjami monitorowanych obszarów, czy odczyt prędkości jazdy podczas przemieszczania się przyczepy.

Układ urządzeń zawiera akumulator energii 4 o napięciu znamionowym 12V DC, który stanowi źródło energii przy braku zasilania sieciowego. Akumulator energii 4 został utworzony przez sześć, połączonych równolegle, akumulatorów o pojemności 180 Ah każdy. Akumulator energii 4 połączony jest z panelem fotowoltaicznym 5, który stanowi dodatkowe źródło zasilania, w tym przy braku zasilania sieciowego. Ponadto, zastosowany w obwodzie instalacji fotowoltaicznej inwerter solarny 6 odpowiada za nadzorowanie procesu ładowania akumulatora energii 4 z panelu fotowoltaicznego 5. Ponadto w układzie urządzeń znajduje się zasilacz sieciowy 7 typu buforowego, który wyposażony został w sterownik monitorujący na bieżąco stan akumulatorów tworzących akumulator energii 4. Co więcej sterownik zasilacza sieciowego 7 kontroluje prawidłowy proces ładowania akumulatorów tworzących akumulator energii 4 oraz odłącza poszczególne akumulatory w przypadku ich nadmiernego rozładowania. Co więcej zasilacz sieciowy 7 dostosowany jest do podłączenia do zasilania sieciowego i może być wykorzystywany do podłączenia układu urządzeń 1 do stałego zasilania sieciowego. Zasilacz sieciowy 7 może być także wykorzystywany do ładowania akumulatora energii 4. Ze względu na wykorzystywaną funkcjonalność zasilacza sieciowego magistrala pomiarowo-sterująca i sterownik 2 połączony jest z akumulatorem energii 4 za pośrednictwem zasilacza sieciowego 7. Wykorzystanie zasilacza sieciowego 7 powoduje, że układ 1 urządzeń do monitorowania i wykrywania zagrożeń jest uniwersalny i może być też stosowany w lokalizacjach z doprowadzonym zasilaniem sieciowym.

W innych przykładach wykonania akumulator energii 4 może mieć również bezpośrednie połączenie z sterownikiem 2. Zastosowanie w układzie zasilacza sieciowego 7 jest opcjonalnie, ponieważ akumulator energii 4 może być ładowany z wykorzystaniem oddzielnych urządzeń. W takich przykładach wykonania konstrukcja mechaniczna ułatwia łatwą wymianę akumulatora energii 4 po osiągnięciu wybranego poziomu rozładowania. Wtedy też sterownik 2 połączony jest z akumulatorem energii 4.

Układ urządzeń 1 wyposażony jest w czujniki 8 realizujące funkcje monitorowania i wykrywania zagrożeń. W przykładzie wykonania jako czujniki 8 zastosowano czujniki ruchu, w postaci pasywnych czujników podczerwieni, wykrywających obecność intruza na obszarze chronionym. Czujniki 8 połączone są z w pierwszej kolejności bezprzewodowo z centralą alarmową 13 i za jej pośrednictwem ze sterownikiem 2. Pozwala to na dowolne rozmieszczenie czujników 8 w monitorowanym obszarze. Ponadto jako czujniki 8 zostały również zastosowane zabezpieczenia wewnętrzne układu 1. Sterownik 2 posiada zabudowany akcelerometr, tworzący czujnik wstrząsów lub przechylenia. Zastosowanie zabezpieczenia wewnętrznego pozwala wykryć próbę naruszenia lub ingerencji w sam sterownik 2, czy też ogólniej w konstrukcję mechaniczną w której został zamocowany. Inne zabezpieczenia wewnętrzne to zabezpieczenia konstrukcji mechanicznej. W przykładzie wykonania są to czujniki magnetyczne zabezpieczające drzwi przedziałów montażowych. Jako kolejny czujnik 8 zastosowano również ukryty w konstrukcji mechanicznej mikrofon, który umożliwia nasłuch pobliskiego otoczenia.

W układzie 1 zastosowano także urządzenia do monitoringu wizyjnego, w postaci kamery 9 z obiektywem z 30-krotnym przybliżeniem optycznym oraz oświetlaczem podczerwieni dużego zasięgu, który włącza się i wyłącza się automatycznie, w zależności od natężenia oświetlenia. Kamera 9 została zamocowana na obrotowej głowicy o możliwości ruchu wynoszącej 360°, co umożliwia skierowanie kamery w dowolny kierunek. Co więcej, w konstrukcji mechanicznej kamera 9 jest zamocowana na rozsuwanym maszcie, dzięki czemu możliwe jest ustawienie kamery 9 na odpowiedniej wysokości, a przez to wyeliminowanie ograniczeń widoczności wynikających z przeszkód terenowych i obiektów znajdujących się na kontrolowanym obszarze. Kamera 9 jest wykorzystywana do okresowej kontroli monitorowanego obszaru, a także do weryfikowania zdarzeń niepożądanych. Kamera 9 może więc obserwować wybrany fragment monitorowania obszaru, w którym nastąpiło uruchomienie czujnika 8. Kamera 9 posiada dodatkowe połączenie sieciowe typu LAN z modułem rejestracji zdarzeń 10 rejestrującym obraz z kamery 9. Moduł rejestracji zdarzeń 10 posiada urządzenia komunikacyjne GSM/LTE, a także jest także połączony z czujnikami 8, co umożliwia rejestrację odczytów z tych czujników 8. Połączenie kamery 9 z modułem rejestracji zdarzeń 10 pozwala także na zdalny podgląd obrazu i sterowanie kamerą 9.

Układ 1 jest także wyposażony w urządzenia peryferyjne, służące do alarmowania, ostrzegania i odstraszania w przypadku zaistnienia naruszenia ochranianej strefy, bądź w przypadku innych działań niepożądanych. Jako urządzenia peryferyjne stosowane są syrena alarmowa 11 z sygnalizatorem świetlnym umieszczona na maszcie razem z kamerą 9. W przykładzie wykonania jako urządzenia peryferyjne zastosowano także cztery lampy stroboskopowe zamocowane na zabudowie mechanicznej układu 1. Kolejnymi urządzeniami peryferyjnymi są głośniki 12, w wykonaniu wandaloodpornym, sterowane są za pomocą wzmacniacza akustycznego, zintegrowanego na płycie sterownika 2. Wzmacniacz ten umożliwia odtworzenie nagranego wcześniej komunikatu lub wygenerowanie dowolnego komunikatu, nadawanego w czasie rzeczywistym przez operatora systemu monitorującego.

W układzie 1 podstawowym urządzeniem peryferyjnym połączonym ze sterownikiem 2 jest jednak centrala alarmowa 13 posiadająca urządzenia komunikacyjne GSM/LTE do komunikacji przede wszystkim z bazą systemu ochrony, a więc również z operatorem systemu monitorującego. W skład centrali alarmowej wchodzą również urządzenia do komunikacji radiowej z bezprzewodowymi czujnikami 8 rozmieszczonymi w monitorowanej strefie. Centrala alarmowa 13 wykrywa naruszenie chronionej strefy, powiadamia zdalnie bazę systemu ochrony oraz wyzwala sygnał alarmowy, uruchamiając odpowiednio zaprogramowany system sygnalizacji świetlno-akustycznej, a więc syrenę alarmową 11, głośniki 12 oraz lampy stroboskopowe. Operator może na skutek alarmu odpowiednio przestawić kamerę 9 i obserwować wybrany odcinek monitorowanego obszaru.

Układ 1 posiada więc moduł komunikacyjny 14, który również połączony jest ze sterownikiem 2. Moduł komunikacyjny jest utworzony przez urządzenia komunikacyjne GSM/LTE centrali alarmowej 13, lokalizatora GPS 3 oraz modułu rejestracji zdarzeń 10.

Poza tym, w układzie 1 zostały wykorzystane dwa czujniki temperatury T1, T2, które zostały połączone bezpośrednio ze sterownikiem 2. Oba czujniki temperatury T1, T2 zostały umieszczone w konstrukcji mechanicznej i czujnik temperatury T1 mierzył temperaturę otoczenia wewnątrz przedziału montażowego z ogólnie ujętą aparaturą sterującą, a więc przede wszystkim z sterownikiem 2 i centralą alarmową 13. Drugi czujniki temperatury T2 był umieszczony w przedziale akumulatora energii 4.

Sterownik 2 nadzoruje całą pracę układu 1. Sterownik 2 zarządza wszystkimi urządzeniami układu 1, a także ich zasilaniem i komunikacją, realizując również funkcje:

- ciągłego monitorowania i oceny stanu zasilania układu 1 poprzez analizę poziomu naładowania akumulatora energii 4, analizę zużycia energii przez wszystkie elementu układu, a także przez ocenę wydajności energetycznej instalacji fotowoltaicznej;

- sterowanie zasilaniem urządzeń układu 1;

- komunikacji z centralą alarmową 13.

Na potrzeby monitorowania i oceny stanu zasilania układu 1 sterownik 2 posiada pamięć nieulotną typu flash i pełni również funkcję cyfrowego rejestratora danych, który zapisuje próbki zmierzonych sygnałów. Sterownik 2 jest ponadto wyposażony w port komunikacyjny USB, za pomocą którego możliwe jest przesłanie zapisanych danych bezpośrednio do komputera. Sterownik 2 jest dostosowany do pomiarów zasilania, a jego główna część pomiarowa składa się z czterech niezależnych torów analogowych, które pozwalają na pomiar napięcia, prądu oraz mocy chwilowej w dowolnym obwodzie układu 1. W torach tych zastosowano przetworniki, które pozwalają na dwukierunkowy pomiar prądu oraz napięcia, przy współpracy z zewnętrznymi rezystorami bocznikującymi. Rezystory bocznikujące mogą być zainstalowane po stronie szyny zasilającej odbiorniki.

W innych przykładach wykonania w układ włączone zostało odrębne urządzenie pomiarowe do analizy zużycia energii przez elementy układu, a także zewnętrzne czujniki temperatury i wilgotności, co uszczegóławia zbierane dane.

W przedstawionym układzie 1 zrealizowany został sposób sterowania zasilaniem, w którym zmieniano sposób pracy urządzeń układu 1 w zależności od monitorowanego zużycia energii. Prawie wszystkie urządzenia zasilano z wspólnego akumulatora energii 4, a ponadto wszystkie podłączone urządzenia układu 1 były zasilane napięciem 12V. W odrębne, własne źródła zasilania były tylko wyposażone komunikujące się bezprzewodowo czujniki ruchu, a więc część urządzeń stanowiących czujniki 8. Wszystkie urządzenia układu 1 były ponadto połączone z wspólnym dla nich sterownikiem 2, w którym poprzez zasilacz sieciowy 7 realizowano kontrolę stanu naładowania akumulatora energii 4 poprzez pomiar napięcia, a także realizowano pomiar zużycia energii przez wszystkie podłączone urządzenia układu 1. Jednocześnie kontrolowano temperaturę w zabudowie układu 1. Decydujący wpływ na temperaturę w zabudowie układu miały warunki atmosferyczne.

Jednocześnie realizowano następujący sposób sterowania zasilaniem:

- jeżeli stwierdzono spadek napięcia akumulatora energii 2 poniżej pierwszego ustalonego na 12V progu wyłączano moduł rejestracji zdarzeń 3 oraz urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu urządzeń, w postaci lokalizatora GPS 3;

- a podczas występowania niskich temperatur, to jest temperatur z zakresu poniżej -15°C: o wyłączano zasilanie kamery 9, którą zasilano wyłącznie w wybranych okresach czasu, o a dodatkowo w razie długotrwałego braku zagrożeń, ograniczano działanie urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu urządzeń, w postaci lokalizatora GPS 9, zmniejszając częstotliwość przesyłania informacji;

- natomiast a w stanie rozbrojenia układu 1 zasilano wyłączenie zabezpieczenia wewnętrzne;

- przy czym w przypadku wystąpienia zagrożenia i informacji o naruszeniu monitorowanego obszaru przywracano pełne zasilanie wszystkich urządzeń.

Pierwszy próg spadku napięcia akumulatora energii 4 ustalono na 12V. Jeżeli mierzone napięcie spadało poniżej tej wartości wyłączano wybrane, opisane powyżej urządzenia. Jednocześnie w innych przykładach możliwe jest zdefiniowanie dalszych progów spadku napięcia po których następuje ograniczenie działania kolejnych urządzeń układu 1. Kolejne urządzenia układu 1 mogą być wyłączane po spadku napięcia akumulatora energii 2 poniżej 11V oraz poniżej 10V.

W przykładzie wykonania zakres niskich temperatur poniżej -15°C został dobrany jako oddziałujący negatywnie w największym stopniu na wydajność akumulatora energii 4. Temperatura była mierzona z wykorzystaniem czujnika temperatury T2 znajdującego się w przedziale akumulatora energii 4. Jednocześnie w innych przykładach wykonania możliwe jest ustalenie innych temperatury rozumianych jako niskie i zdeterminowanie działania układu 1 w zależności od poboru prądu wybranych urządzeń układu 1 bądź wydajności akumulatora energii 4. Zasadniczo za niskie temperatury można przyjąć wszystkie temperatury z zakresu poniżej 0°C.

Zastosowany sposób sterowania zasilaniem urządzeń układu 1 pozwolił na uzyskanie długotrwałej pracy układu, sięgającej nawet dwóch tygodni. W tym czasie układ 1 działał wyłącznie na zasilaniu bateryjnym z akumulatora energii 2.

Ograniczając zasilanie kamery 9 podczas występowania niskich temperatur, poniżej -15°C wyeliminowano także wysoki pobór energii wynikający z konieczności ogrzewania obiektywu kamery 9.

Również ograniczenie częstotliwości przesyłania informacji przez lokalizator GPS 3 pozwoliło na dalsze zmniejszenie poboru energii z akumulatora energii 4. Taki sam efekt uzyskano przez ograniczone zasilanie w stanie rozbrojenia układu 1.

Wyłączenie wybranych funkcjonalności w przypadku spadku napięcia akumulatora energii 4 poniżej pierwszego ustalonego na 12V progu pozwalało na przedłużenie pracy na zasilaniu z akumulatora energii 4 pozostałych urządzeń układu 1, przy zachowaniu realizacji jego podstawowych zadań.

Dodatkowo z wykorzystaniem instalacji fotowoltaicznej i panelu fotowoltaicznego 5 ładowano akumulator energii 4, aby przedłużyć działanie układu 1 pracującego bez dostępu do sieci elektroenergetycznej.

W innych przykładach wykonania monitorowano również warunki wiatrowe mogące uruchamiać czujniki 8 i wzbudzać fałszywe alarmy, a przez to uruchamiać wszystkie urządzenia układu 1. W takich przypadkach, jeżeli stwierdzano występowanie warunków wiatrowych uruchamiających czujniki 8, odłączano wybrane urządzenia centrali alarmowej 13 do komunikacji radiowej z tymi czujnikami 8 i zaprzestawano analizy sygnałów z czujników 8.

W jeszcze innych przykładach wykonania w układzie mogą być stosowane czujniki 8 połączone przewodowo z centralą alarmową 13 i sterownikiem 2, zasilane jednocześnie z akumulatora energii 4. W takich przykładach wykonania, jeżeli występują fałszywe alarmy, to odłącza się także zasilanie tych czujników 8, co powoduje dalsze ograniczenie zużycia energii elektrycznej. Tym samym w niesprzyjających warunkach wiatrowych odłączano zasilanie tych czujników 8 i czekano na poprawę warunków metrologicznych. Uzyskano przez to oszczędność energii unikając zbędnego uruchamiania urządzeń peryferyjnych.

Claims (13)

1. Sposób sterowania zasilaniem układem urządzeń do wykrywania i monitorowania zagrożeń, w którym

- wykrywa się i monitoruje zagrożenia korzystając z urządzeń peryferyjnych oraz co najmniej z czujników, kamery oraz urządzenia do przesyłania informacji o bieżącym położeniu urządzeń, a także z zabezpieczeń wewnętrznych, urządzeń rejestrujących zdarzenia i urządzeń do komunikacji, oraz

- zmienia się sposób pracy wybranych urządzeń w zależności od zużycia energii znamienny tym, że

- urządzenia zasila się z wspólnego akumulatora energii (4),

- i łączy się je się we wspólnym sterowniku (2), i

- kontroluje się stan naładowania akumulatora energii (4) poprzez pomiar napięcia, a także sprawdza się warunki metrologiczne, w tym co najmniej mierzy się temperaturę,

- i jeżeli stwierdzi się spadek napięcia akumulatora energii (4) poniżej ustalonego progu wyłącza się moduł rejestracji zdarzeń (10) oraz urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu urządzeń (3)

- a podczas występowania niskich temperatur:

o wyłącza się zasilanie kamery (9), którą zasila się w wybranych okresach czasu, o a dodatkowo w razie długotrwałego braku zagrożeń, ogranicza się działanie urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu urządzeń (3), zmniejszając częstotliwość przesyłania informacji,

- a w stanie rozbrojenia zasila się wyłącznie zabezpieczenia wewnętrznego wspólnego sterownika (2);

- przy czym w przypadku wystąpienia zagrożenia przywraca się pełne zasilanie wszystkich urządzeń.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jeżeli stwierdzi się występowanie warunków wiatrowych uruchamiających czujniki (8), odłącza się wybrane urządzenia do komunikacji i zaprzestaje się analizy sygnałów z czujników (8) do czasu poprawy warunków metrologicznych.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że analizuje się zużycie energii przez urządzenia peryferyjne oraz czujniki (8), kamerę (9) oraz urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu urządzeń (3), a także przez zabezpieczenia wewnętrzne.

4. Sposób według dowolnego z zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że wszystkie urządzenia zasila się napięciem 12V.

5. Sposób według dowolnego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że wspólny akumulator energii (4) ładuje się z wykorzystaniem panelu fotowoltaicznego (5).

6. Układ urządzeń do wykrywania i monitorowania zagrożeń, zawierający czujniki, urządzenia peryferyjne, a także urządzenia do monitoringu wizyjnego i moduł rejestracji zdarzeń, a także urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu, moduł komunikacyjny oraz akumulator energii, znamienny tym, że czujniki (8), urządzenia peryferyjne, a także urządzenia do monitoringu wizyjnego i moduł rejestracji zdarzeń (10), oraz urządzenia do zbierania i przesyłania informacji o bieżącym położeniu (3), moduł komunikacyjny oraz akumulator energii (4) połączone są z wspólnym sterownikiem (2) zarządzającym wszystkimi urządzeniami układu (1), a także ich zasilaniem i komunikacją.

7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że z akumulatorem energii (4) połączony jest co najmniej jeden panel fotowoltaiczny (5).

8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że urządzenia do monitoringu wizyjnego posiadają kamerę (9) zamocowaną na obrotowej głowicy o zakresie ruchu 360°.

9. Układ według dowolnego z zastrz. od 6 do 8, znamienny tym, że sterownik (2) posiada zabezpieczenia wewnętrzne, w tym czujnik wstrząsów lub przechylenia.

10. Układ według dowolnego z zastrz. od 6 do 9, znamienny tym, że sterownik (2) połączony jest z urządzeniami układu (1) poprzez dodatkowe urządzenie do pomiaru zużycia energii.

11. Układ według dowolnego z zastrz. od 6 do 10, znamienny tym, że sterownik (2) posiada podłączone urządzenia do pomiaru warunków meteorologicznych, w szczególności do pomiaru temperatury (T1, T2).

12. Układ według dowolnego z zastrz. od 6 do 11, znamienny tym, że akumulator energii (4) i sterownik (2) połączone są poprzez zasilacz sieciowy (7).

13. Układ według dowolnego z zastrz. od 6 do 12, znamienny tym, że sterownik (2) połączony jest z mikrofonem.