Устройство дистанционной сигнализации

 

Изобретение относится к устройствам дистанционной сигнализации и управления, в частности к домофонам. Техническим результатом является увеличение надежности устройства за счет передачи сигналов управления по сети электропитания. Технический результат достигается тем что, устройство содержит первичный источник питания, вторичный источник питания, блок управления, клавиатуру, замковое устройство, этажные коммутаторы, а также управляемый источник питания, причем замковое устройство содержит датчик состояния двери, триггер, усилитель, ключевое устройство, исполнительное устройство, источник питания замкового устройства, а этажный коммутатор содержит формирователь нулей, формирователь единиц, микропроцессорный блок, усилители, резисторы, блоки сигнализации и источник питания этажного коммутатора, причем каждый блок сигнализации содержит конденсатор и громкоговоритель и подключенную к ним кнопку дистанционного отпирания входной двери, а управляемый источник питания содержит инвертор и четыре электронных ключа. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Устройство дистанционной сигнализации предназначено для адресной подачи сигнала вызова одному из множества абонентов, а также дистанционного или местного управления исполнительным устройством и может быть использовано в качестве устройства, подающего сигнал вызова в многоквартирных домах.

Известно устройство, представляющее собой домофон, содержащее центральный пульт управления, клавиатуру, замковое устройство, блоки питания, этажные коммутаторы и кабельную сеть, соответствующее техническим условиям ЕНСК.465214.000 ТУ.

К недостаткам такого устройства можно отнести наличие специальной многоканальной кабельной сети для передачи сигналов вызова и, как следствие, снижение надежности устройства, увеличение его стоимости за счет того, что к каждому абоненту проложена отдельная линия связи.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности заявляемому (прототипом) является домофон по заявке 98106811/09, МПК⁷ Н 04 М 11/02, 2000 г., содержащий центральный пульт управления, включающий процессор и клавиатуру, замковое устройство, блоки звуковой и световой сигнализации, блок питания, этажные коммутаторы с дешифраторами, узлами коммутации.

К недостаткам известного устройства можно отнести наличие отдельной кабельной сети для передачи сигналов вызова и передачи напряжения питания и, как следствие, снижение надежности устройства, увеличение его стоимости.

Задачей изобретения является увеличение надежности устройства за счет передачи сигналов управления по сети электропитания.

Указанная задача достигается тем, что в устройство дистанционной сигнализации, содержащее первичный источник питания, вторичный источник питания, блок управления, клавиатуру, замковое устройство, этажные коммутаторы, причем выходы первичного источника питания через вторичный источник питания соединены с силовыми входами блока управления, информационные входы которого соединены с выходами клавиатуры, выходы этажных коммутаторов объединены и подключены ко входу замкового устройства, введен управляемый источник питания, силовые входы которого подключены к выходу первичного источника питания, управляющий вход подключен к выходу блока управления, а выходы подключены ко входам этажных коммутаторов, причем один из выходов подключен к силовому входу замкового устройства, замковое устройство содержит датчик состояния двери, триггер, усилитель, ключевое устройство, исполнительное устройство, источник питания замкового устройства, причем силовой вход замкового устройства образован входом источника питания замкового устройства, а выходы источника питания замкового устройства подключены к силовым входам усилителя и триггера, первый вход которого подключен к датчику состояния двери, управляющий вход замкового устройства образован вторым входом триггера, а выход триггера соединен с управляющим входом усилителя, выход которого подключен ко входу исполнительного устройства, которое имеет кинематическую связь с ключевым устройством, этажный коммутатор содержит формирователь нулей, формирователь единиц, микропроцессорный блок, усилители, резисторы, блоки сигнализации, источник питания этажного коммутатора, входы этажного коммутатора образованы входами источника питания этажного коммутатора, причем первый вход этажного коммутатора подключен к первому управляющему входу формирователя нулей, а второй вход подключен к первому управляющему входу формирователя единиц, силовые выходы источника питания этажного коммутатора подключены к силовым входам формирователя нулей, формирователя единиц, микропроцессорного блока и усилителей, выходы формирователя нулей и формирователя единиц подключены к первой группе входов микропроцессорного блока, первая группа выходов которого подключена через усилители и резисторы ко второй группе входов микропроцессорного блока и к первым входам блоков сигнализации, вторые входы которых объединены и подключены к одному из выходов источника питания; выход этажного коммутатора образован вторым выходом микропроцессорного блока, причем каждый блок сигнализации содержит соединенные последовательно конденсатор и громкоговоритель и подключенную к ним параллельно кнопку дистанционного отпирания входной двери, управляемый источник питания содержит инвертор и четыре электронных ключа, включенных по мостовой схеме, причем выходы управляемого источника питания образованы выходами мостовой схемы, силовые входы управляемого источника питания образованы силовыми входами мостовой схемы, а управляющие входы соединены со входом и выходом инвертора, причем управляющий вход управляемого источника питания образован входом инвертора.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Фиг.1 - структурная схема устройства дистанционной сигнализации;

фиг.2 - структурная схема управляемого источника питания;

фиг.3 - структурная схема замкового устройства;

фиг.4 - структурная схема этажного коммутатора;

фиг.5 - структурная схема блока сигнализации;

фиг.6 - возможная реализация управляющего источника питания;

фиг.7 - возможная реализация формирователя нулей, формирователя единиц и источника питания этажного коммутатора;

фиг.8 - диаграмма сигналов устройства дистанционной сигнализации.

В устройство дистанционной сигнализации, приведенное на фиг.1, входят: первичный источник 1 питания, выходы которого подключены ко входам вторичного источника 2 питания и управляемого источника 3 питания, причем выход вторичного источника питания соединен со входом блока 5 управления, второй вход которого подключен к выходу клавиатуры 4, а выход блока 5 управления подключен ко второму входу управляемого источника 3 питания, выходы которого подключены к первому входу замкового устройства 6 и ко входам этажных коммутаторов 7, причем выходы этажных коммутаторов объединены и подключены ко второму входу замкового устройства 6.

В управляемый источник 3 питания, приведенный на фиг.2, входят: инвертор 8, соединенный с ключами 9, 10, 11, 12, включенными по мостовой схеме, причем входы ключей 9, 10, 11, 12 образуют силовые входы управляемого источника 3 питания, а выходы ключей 9, 10, 11, 12 образуют выходы управляемого источника 3 питания.

В замковое устройство, приведенное на фиг.3, входят: датчик 13 состояния двери, подключенный к триггеру 14, второй вход которого образует управляющий вход замкового устройства 6, источник 15 питания замкового устройства, вход которого подключен к выходу управляемого источника 3 питания, а выходы подключены к триггеру 14 и усилителю 16, причем вход усилителя 16 соединен с выходом триггера 14, ключевое устройство 17, выход которого соединен со входом исполнительного устройства 18, второй вход которого подключен к выходу усилителя 16.

В этажный коммутатор, приведенный на фиг.4, входят: источник 19 питания этажного коммутатора, формирователь нулей 20, формирователь единиц 21, причем входы источника 19 питания, формирователя нулей 20 и формирователя единиц 21 подключены к выходам управляемого источника 3 питания, первый выход источника 19 питания этажного коммутатора подключен ко вторым входам формирователя нулей 20 и формирователя единиц 21, микропроцессорный блок 22, первый вход которого подключен ко второму выходу источника 19 питания этажного коммутатора, соединенного с первыми выходами формирователя нулей 20 и формирователя единиц 21, вторые входы микропроцессорного блока 22 подключены ко вторым выходам формирователя нулей 20 и формирователя единиц 21, усилители 23, соединенные с первыми выходами микропроцессорного блока 22, резисторы 25 входы которых соединены с выходами усилителей 23, усилители 24, входы которых подключены к выходам резисторов 25, а выходы соединены с третьими входами микропроцессорного блока 22, второй выход которого образует выход этажного коммутатора 7, блоки 26 сигнализации, первые входы которых подключены к выходам резисторов 25, а вторые входы подключены к выходу источника 19 питания этажного коммутатора 7.

В блок сигнализации 26, приведенный на фиг.5, входят: конденсатор 27 вход которого образует первый вход блока 26 сигнализации, а выход соединен с громкоговорителем 28, кнопка 29 дистанционного отпирания входной двери, параллельно подключенная к конденсатору 27 и громкоговорителю 28, причем вход кнопки 29 дистанционного отпирания входной двери образует второй вход блока сигнализации 26.

Управляемый источник питания возможно реализовать, используя элементы, приведенные на фиг.6: оптопары 30, 47, входы которых образуют управляющие входы управляемого источника 3 питания, причем выход оптопары 30 подключен через резистор 31 к резистору 32 и транзистору 35, второй вход которого через резистор 34 подключен к резистору 33 и транзистору 37, а выход подключен к резистору 36 и транзистору 38, выход оптопары 47 подключен через резистор 46 к резистору 45 и транзистору 44, второй вход которого через резистор 43 подключен к резистору 42 и транзистору 39, а выход подключен к резистору 41 и транзистору 40, причем транзистор 37 соединен с транзистором 40, а транзистор 38 соединен с транзистором 39, входы оптопары 30, резистора 33, транзисторов 37 и 39, резистора 42 и оптопары 47 соединены и образуют первый силовой вход управляемого источника 3 питания, а входы резисторов 32, 36, 41, 45 и выходы транзисторов 38, 40 соединены и образуют второй силовой вход управляемого источника 3 питания.

Формирователь нулей 20, формирователь единиц 21 и источник 19 питания этажного коммутатора возможно реализовать, используя элементы, приведенные на фиг.7: резистор 48, соединенный с резистором 49, резистор 50, соединенный с резистором 51, диодный мост 52, соединенный с резисторами 48, 50, конденсатором 58 через конденсатор 55 и стабилизатор напряжения 56, инвертор 53 соединенный с резисторами 48, 49 и элементом 2ИЛИ 57, инвертор 54 соединенный с резисторами 50, 51 и элементом 2ИЛИ 57.

В диаграмме сигналов, приведенной на фиг.8, применены следующие обозначения: стартовые биты 59 кода, поступающего с выходов блока 5 управления на управляющие входы управляемого источника 3 питания, информационные биты 60 того же кода, стоповые биты 61 того же кода, код 62 этажного коммутатора 7, код 63 абонента.

Устройство работает следующим образом. Первичный источник 1 питания понижает сетевое напряжение и осуществляет гальваническую развязку вторичного источника 2 питания от сети электроснабжения. Вторичный источник 2 питания преобразует выходное напряжение 8, вид которого представлен на диаграмме 64, первичного источника 1 питания в постоянное напряжение, вид которого представлен на диаграмме 65, которое подается на силовые входы блока 5 управления. На клавиатуре 4 последовательным нажатием клавиш формируется двоично-десятичный код вызываемого абонента, который передается в блок 5 управления, где преобразуется в двоичный код, вид которого представлен на диаграмме 66, который поступает на управляющие входы управляемого источника 3 питания, причем двоичный код, представленный на диаграмме 66, состоит из семнадцати бит и имеет следующую структуру: биты 59 являются стартовыми битами, биты 60 являются информационными битами, а биты 61 являются стоповыми битами. Информационные биты 60 имеют следующую структуру: в первых четырех битах 62 содержится код этажного коммутатора, который обслуживает абонента (не показан), код которого содержится в следующих трех битах 63. Управляемый источник 3 питания формирует код, вид которого представлен на диаграмме 67, и передает его на этажные коммутаторы 7. Этажный коммутатор 7, получив код, представленный на диаграмме 67, и преобразовав его в цифровой сигнал, выдает звуковой сигнал вызываемому абоненту. После нажатия кнопки 29 дистанционного отпирания входной двери абонентом, сигнал передается этажным коммутатором 7 на замковое устройство 6, в результате чего оно срабатывает.

Двоичный код, представленный на диаграмме 66, от блока 5 управления поступает на вход инвертора 8 управляемого 3 источника питания и на управляющие входы ключей 10 и 11. Инвертированный управляющий сигнал поступает от инвертора 8 на управляющие входы ключей 9 и 12. Этажные коммутаторы 7, подключается к выходам управляемого источника питания как его нагрузка. Силовое напряжение, подаваемое на входы ключей 9, 11 и 10, 12 по входным линиям с выходов первичного источника 1 питания, коммутируется путем параллельного срабатывания пар ключей (9, 12) и (10, 11) на выходные линии, формируя таким образом напряжение, вид которого представлен на диаграмме 67, фиг.8.

Напряжение управляемого источника 3 питания поступает на силовой вход замкового устройства. Источник питания замкового устройства 15 преобразует это напряжение в постоянное напряжение. Датчик 13 состояния двери выдает на триггер 14 сигнал о том, что входная дверь находится в закрытом состоянии. При поступлении сигнала с выхода этажного коммутатора 7, на управляющий вход замкового устройства 6 триггер 14 срабатывает и выдает сигнал на усилитель 16, который, в свою очередь, включает исполнительное устройство 18, которое срабатывает освобождая входную дверь (в материалах заявки не представлена). После открытия входной двери датчик 13 состояния двери снимает сигнал о том, что дверь закрыта. Триггер 14 предназначен для ограничения времени содержания двери в открытом состоянии. Входная дверь может быть освобождена и в результате воздействия на исполнительное устройство 18 ключевым устройством 17 через кинематическую связь с исполнительным устройством 18.

На силовые входы управляемого источника 3 питания поступает знакопеременный сигнал, представленный на диаграмме 64 фиг.8. В зависимости от кода, сформированного в блоке 5 управления и поступившего на управляющий вход управляемого источника 3 питания, на выходах управляемого источника 3 питания формируется положительная полуволна, если в коде, поступившем от блока 5 управления, сформирована логическая единица или отрицательная полуволна, если в этом коде сформирован логический ноль.

Это обеспечивается тем, что при поступлении управляющего сигнала на вход оптопары 30, соответствующего логической единице в коде, сформированном в блоке 5 управления, открываются транзисторы 35, 37, 38. При этом в линии формируется положительная полуволна.

При поступлении управляющего сигнала на вход оптопары 47, соответствующего логическому нулю в коде, сформированном в блоке 5 управления, открываются транзисторы 44, 39, 40. При этом в нагрузке выделяется отрицательная полуволна.

Сигналы на входах оптопар 30 и 47 являются парафазными, т.е. формируются в блоке 5 управления таким образом, что если сигнал на входе оптопары 30 представляет собой логическую единицу, то сигнал на входе оптопары 47 представляет собой логический ноль и наоборот, если сигнал на входе оптопары 30 представляет собой логический ноль, то сигнал на входе оптопары 47 представляет собой логическую единицу.

На входы этажного коммутатора 7 поступает сигнал с выходов управляемого 3 источника питания, содержащий код вызываемого абонента. Источник питания 19 этажного коммутатора, состоящий из блоков 52, 55, 56, 58, преобразует входной сигнал в постоянное напряжение. Сигнал с одного из входов этажного коммутатора 7 поступает на вход формирователя 20 нулей, а сигнал с другого входа этажного коммутатора 7 поступает на вход формирователя 21 единиц и далее от них на микропроцессорный блок 22. В микропроцессорном блоке 22 происходит дешифрация, т.е. натуральный двоичный код вызываемого абонента преобразуется в унитарный код, в соответствии с которым сигнал, соответствующий логической единице, поступает только на тот усилитель 23, номер которого соответствует номеру вызываемого абонента, а на остальные усилители 23 поступают сигналы с уровнем, соответствующим уровню логического нуля. Далее сигнал через резисторы 25, служащие для ограничения тока при нажатии абонентом кнопки 29 дистанционного отпирания входной двери, поступает на один из усилителей 23, откуда поступает на первый вход одного из блоков 26 сигнализации, порядковый номер которого соответствует коду, набранному на клавиатуре. В блоке 26 сигнализации сигнал от первого входа проходит через конденсатор 27 на громкоговоритель 28, который выдает звуковой сигнал, который модулируется микропроцессорным блоком 22, т.е. формируются чередующиеся нули и единицы со звуковой частотой.

При нажатии абонентом кнопки 29 дистанционного отпирания входной двери, сигнал поступает на второй вход блока 26 сигнализации и далее через один из усилителей 24 поступает на микропроцессорный блок 22, который формирует на выходе этажного коммутатора 7 сигнал, передаваемый на управляющий вход замкового устройства 6. Подключенные к выходу этажного коммутатора 7 другие этажные коммутаторы 7 в моменты формирования и выдачи данным этажным коммутатором 7 сигнала на управляющий вход замкового устройства 6 не активны, т.е. не выдают сигналов на управляющий вход замкового устройства 6.

Временные диаграммы сигналов приведены на фиг.8. На диаграмме 64 представлен вид переменного напряжения на выходах первичного источника 1 питания, на диаграмме 65 представлен вид постоянного напряжения на выходах вторичного источника 2 питания, на диаграмме 66 представлен вид кода, формируемого блоком 5 управления, на диаграмме 67 представлен вид переменного напряжения, формируемого управляемым источником 3 питания, причем верхняя полуволна сигнала на диаграмме 67 соответствует логической единице кода сформированного в блоке 5 управления, нижняя полуволна сигнала на диаграмме 67 соответствует логическому нулю кода, сформированного в блоке 5 управления.

Формула изобретения

1. Устройство дистанционной сигнализации, содержащее первичный источник питания, вторичный источник питания, блок управления, клавиатуру, замковое устройство, этажные коммутаторы, причем выходы первичного источника питания через вторичный источник питания соединены с силовыми входами блока управления, информационные входы которого соединены с выходами клавиатуры, выходы этажных коммутаторов объединены и подключены к управляющему входу замкового устройства, отличающееся тем, что в устройство введен управляемый источник питания, силовые входы которого подключены к выходу первичного источника питания, управляющий вход подключен к выходу блока управления, а выходы подключены ко входам этажных коммутаторов, причем один из выходов подключен к силовому входу замкового устройства, замковое устройство содержит датчик состояния двери, триггер, усилитель, ключевое устройство, исполнительное устройство, источник питания замкового устройства, причем силовой вход замкового устройства образован входом источника питания замкового устройства, а выходы источника питания замкового устройства подключены к силовым входам усилителя и триггера, первый вход которого подключен к датчику состояния двери, управляющий вход замкового устройства образован вторым входом триггера, а выход триггера соединен с управляющим входом усилителя, выход которого подключен ко входу исполнительного устройства, которое имеет кинематическую связь с ключевым устройством, этажный коммутатор содержит формирователь нулей, формирователь единиц, микропроцессорный блок, усилители, резисторы, блоки сигнализации, источник питания этажного коммутатора, входы этажного коммутатора образованы входами источника питания этажного коммутатора, причем первый вход этажного коммутатора подключен к первому управляющему входу формирователя нулей, а второй вход подключен к первому управляющему входу формирователя единиц, силовые выходы источника питания этажного коммутатора подключены к силовым входам формирователя нулей, формирователя единиц, микропроцессорного блока и усилителей, выходы формирователя нулей и формирователя единиц подключены к первой группе входов микропроцессорного блока, первая группа выходов которого подключена через усилители и резисторы ко второй группе входов микропроцессорного блока и к первым входам блоков сигнализации, вторые входы которых объединены и подключены к одному из выходов источника питания этажного коммутатора; выход этажного коммутатора образован вторым выходом микропроцессорного блока, причем каждый блок сигнализации содержит соединенные последовательно конденсатор и громкоговоритель и подключенную к ним параллельно кнопку дистанционного отпирания входной двери.

2. Устройство дистанционной сигнализации, по п.1 отличающееся тем, что управляемый источник питания содержит инвертор и четыре электронных ключа, включенных по мостовой схеме, причем выходы управляемого источника питания образованы выходами мостовой схемы, силовые входы управляемого источника питания образованы силовыми входами мостовой схемы, а управляющие входы мостовой схемы соединены со входом и выходом инвертора, причем управляющий вход управляемого источника питания образован входом инвертора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8