Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Охранные самоорганизующиеся радиосети: новые возможности построения

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Охранные самоорганизующиеся радиосети: новые возможности построения

Опыт охраны объектов различных категорий показал, что наиболее эффективным и экономически выгодным ее видом является централизованная охрана с использованием систем передачи извещений. Последние годы характеризуются активным развитием и внедрением радиоканальных систем передачи извещений (РСПИ).


Г.Г. Плотников

Заведующий лабораторией систем передачи извещений Воронежского института МВД России, к.т.н.


B.C. Зарубин

Начальник кафедры технических систем безопасности и связи Воронежского института МВД России, к.т.н., доцент

Внедрение охранных систем, использующих радиочастотные каналы связи, позволяет:

  • расширить сферу деятельности как подразделений вневедомственной охраны, так и частных мониторинговых компаний путем организации охраны объектов, не имеющих надежные каналы связи, которые бы обеспечили оперативную передачу информации;
  • повысить надежность систем охраны особо важных объектов за счет дублирования проводных каналов связи;
  • обеспечить при необходимости оперативную установку оборудования на объекте, нуждающемся в охране.

Современные разработки в данной области направлены на удешевление оборудования радиосистем с целью повышения его доступности для пользователя. В то же время качество систем (как в отношении потребительских свойств, так и в отношении надежности и защищенности передаваемой информации) должно постоянно повышаться. С этой целью перспективным направлением является создание радиосистемы ближнего радиуса действия со сниженной стоимостью объектового оборудования и улучшенными тактико-техническими, стоимостными и эксплуатационными параметрами, позволяющей организовать охрану таких объектов, как гаражные и дачные кооперативы, компактные поселения или другие объекты, расположенные на ограниченной территории.

Технология ZigBee: особенности и преимущества

Оценка возможностей применения современных технологий передачи извещений показала, что наиболее эффективной для систем ближнего радиуса действия является ZigBee -новая технология построения беспроводных сетей передачи данных в семействе IEE 802.15 Low Rate Wireless Personal Area Network, разработанная в интересах одноименного альянса, в который вошло большинство ведущих мировых производителей электронного оборудования.

Особенность ZigBee заключается в том, что в отличие от других беспроводных технологий она предназначена для реализации не только простых соединений "точка - точка" и "звезда", но также и сложных сетей с топологиями "дерево" и "ячеистая сеть", способных поддерживать ретрансляцию и поиск наиболее эффективного маршрута для передачи данных (см. рисунок). За счет реализованной ретрансляции в каждом элементе такой сети отпадает необходимость в прямом канале связи между оконечным устройством и пультом централизованного наблюдения (ПЦН), что в свою очередь позволяет значительно снизить мощность передатчика, а вместе с этим и его стоимость.


Сети ZigBee являются самообразующимися и самовосстанавливающимися. Благодаря встроенному программному обеспечению их устройства умеют сами обнаруживать друг друга и наводить устойчивый информационный обмен.  В случае выхода  из строя какого-либо прибора они способны прокладывать новые маршруты передачи извещений.


Радиус действия устройств ZigBee зависит от очень многих параметров, но в первую очередь -от чувствительности приемника и мощности передатчика. На открытом пространстве расстояние между узлами в сети ZigBee измеряется от сотен метров до километров, а в помещении - десятками или сотнями метров. Зона покрытия ZigBee значительно шире, чем расстояние между узлами, так как за счет ретрансляции сообщений осуществляется наращивание сети. ZigBee-модули самостоятельно образуют сеть и поддерживают ретрансляцию сообщений.

Модули ZigBee не требуют конфигурирования и содержат встроенный протокол пакетной передачи данных с проверкой целостности передаваемых сообщений.

Как проверяли ZigBee

Чтобы оценить возможности построения в городских условиях охранных сетей с использованием технологии ZigBee, сотрудники Воронежского института МВД РФ совместно с представителями Воронежского института государственной противопожарной службы МЧС РФ на базе частной мониторинговой компании провели эксперимент. Для эксперимента были использованы специально адаптированные охранные приборы и модули ZigBee со следующими техническими параметрами:

  • • рабочий диапазон частот 2400-2483,5 МГц;
  • • 16 частотных подканалов;
  • • разрешенная мощность 100 мВт;
  • • скорость передачи данных до 250 кбит/c;
  • • максимальный   размер сети до 65 536 узлов.

Базовая станция располагалась на втором этаже здания мониторинговой компании со штатной антенной, расположенной внутри пультового помещения.


Охранные приборы с модулями ZigBee планировалось использовать мобильно (их должен был нести один человек), поэтому питание приборов осуществлялось от встроенных аккумуляторных батарей. Эксперимент проводился в дневное время в условиях постоянного движения городского транспорта, в отсутствие прямой видимости при использовании вместе с модулями стандартных компактных ненаправленных антенн. На первом этапе было решено провести оценку максимальной дальности устойчивого прохождения всех извещений: от портативного до базового модуля. На втором этапе, исходя из результатов первого испытания, была построена сеть радиально-цепочечного типа. Были предприняты действия, инициирующие различные режимы работы охранных приборов. Проводилась оценка оперативности и достоверности прихода извещений.

Результаты испытаний: преимущества технологии

В результате эксперимента было установлено, что максимальная дальность устойчивого прохождения всех извещений в сети ZigBee между двумя модулями в приведенных выше условиях составляет свыше 500 м. Исходя из ограничений, связанных с применением мобильных модулей с капота автомобиля или уровня пояса взрослого человека, дальней шее построен ие сети было решено производить путем расположения остальных модулей через 400-450 м. Таким образом была построена радиально-цепочечная сеть глубиной от базовой станции в 4 модуля общей длиной по цепи до 1800 м. Было отмечено прохождение всех сигналов и запросов от всех модулей внутри сети -как раздельно, так и параллельно во времени.

Перспективным направлением является создание радиосистемы ближнего радиуса действия со сниженной стоимостью объектового оборудования и улучшенными тактико-техническими, стоимостными и эксплуатационными параметрами

Проведенный эксперимент позволяет говорить о возможности построения высоконадежных радиоканальных систем передачи извещений на основе сетей ZigBee для охраны компактно расположенных объектов в городских условиях при наличии интенсивных индустриальных помех без применения специальных антенных или иных устройств, улучшающих радиообмен. Проведя многочисленные повторяющиеся действия с охранными приборами, можно отметить простоту и удобство работы, что связанно в первую очередь с высокоинтеллектуальными алгоритмами работы модулей ZigBee, а также с отсутствием ограничений, присущих традиционным радиоканальным системам.                    

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #2, 2010
Посещений: 8508


  Автор
Зарубин В. С.

Зарубин В. С.

Начальник кафедры технических систем безопасности и связи Воронежского института МВД России, к.т.н., доцент

Всего статей:  1


  Автор
Плотников Г. Г.

Плотников Г. Г.

Заведующий лабораторией систем передачи извещений Воронежского института МВД России, к.т.н.

Всего статей:  2

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций