автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Акустические приборы контроля колебаний дверного полотна для систем охранной сигнализации

На правах рукописи

гN О"

Чумаков Иван Александрович

АКУСТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ КОЛЕБАНИЙ ДВЕРНОГО ПОЛОТНА ДЛЯ СИСТЕМ ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Специальность: 05.11.13 ~ приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул - 2006

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Якунин Алексей Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Поляков Виктор Владимирович

кандидат технических наук, доцент Седалищев Виктор Николаевич

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

НИИ интроскопии при ТГГУ, г.Томск

Защита состоится 11 апреля 2006 г. в 17 часов на заседании диссертационного совета Д212.004.06 Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова по адресу: 656038, Барнаул, пр.-Ленина, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета.

Автореферат разослан 10 марта 2006 г.

/ !

, ' Г* -

У

Ученый секретарь /

диссертационного совета, д.т.н., профессор Пронин С.П.

>У

ЛООб й

аШГ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность работы

В современных электронных системах охранной сигнализации один из перспективных путей повышения защищенности охраняемого объекта заключается в использовании так называемого режима раннего обнаружения. Другой путь, особенно эффективный при защите объектов относительно небольшой стоимости - использование упреждающего режима, заключающегося в активной реакции системы на попытку проникновения. И в том, и в другом случае требуется обеспечение как можно более раннего обнаружения тревожного воздействия. Одним из эффективных способов является анализ акустических колебаний и вибраций, возникающих при различных воздействиях.

Акустические приборы контроля пассивного типа применительно к системам охранной сигнализации используются достаточно широко. Преимуществами данных приборов являются высокая эффективность, малое энергопотребление, связанное с отсутствием активного излучения, простота установки. К недостаткам следует отнести узкую специализацию приборов. Так, наиболее часто используемые приборы предназначены для защиты стеклянных полотен, другой тип - для защиты крупных строительных конструкций. Вместе с тем, часто проникновение осуществляется путем повреждения полотна или запорных механизмов дверей. В связи с вышесказанным, расширение области применения пассивных акустических приборов в электронных системах охранных сигнализаций является актуальной задачей.

Делью работы является совершенствование пассивных акустических приборов систем охранных сигнализаций упреждающего типа для решения задачи защиты дверей и их запорных механизмов от взлома путем разработки новых принципов выделения информационной составляющей регистрируемых сигналов, нахождения оптимальных схемотехнических решений, а также совершенствования методов обработки сигналов.

Задачи исследований: 1. Разработка математической модели контролируемого объекта с целью предварительного определения параметров сигнала и оценки влияния на его свойства конструктивно-технологических факторов;

2. Выбор и обоснование первичного измерительного преобразователя с целью обеспечения наилучшего сочетания эксплутационных, технических и экономических характеристик;

3. Исследования сигналов на реальном объекте контроля с целью выявления структурных параметров сигнала и выделения из него информационных характеристик;

4. Разработка алгоритмов обнаружения сигналов с их последующей идентификацией;

5. Разработка акустических приборов пассивного типа для систем охранной сигнализации, реализующих разработанные алгоритмы.

Методы исследования. Для решения поставленных задач при выполнении работы использовались как теоретические, так и экспериментальные методы исследования. Теоретические исследования проводились путем математического моделирования. Использовались методы цифрового анализа сигналов, численные методы. На всех этапах работы производилось сопоставление теоретических и экспериментальных результатов. Экспериментальные исследования выполнялись на базе Центра «Медицина и электроника» АлтГТУ и в ряде организаций г. Барнаула.

Научная новизна выполненных исследований и разработок заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель контролируемого объекта, позволяющая установить связи конструктивно-технологического характера с параметрами сигнала;

2. Определены параметры структуры акустических сигналов при воздействиях на контролируемый объект;

3. Разработан метод обнаружения и идентификации нештатных воздействий на запорные механизмы на основе анализа длительности и очередности следования частотных выбросов в спектре акустического сигнала (патент РФ №2254613 от 20.06.2005г ).

Практическая ценность

Использование акустических приборов контроля упреждающего типа позволяет обеспечить более ранее обнаружение опасных воздействий на дверное полотно и запорные механизмы и, тем самым, предупредить проникновение на охраняемый объект;

Применение алгоритма обнаружения акустических сигналов на основе анализа длительности и очередности следования частотных выбросов в спектре сигнала позволяет повысить надежность, чувствительность и селективность пассивных акустических приборов.

■т/

Реализация и внедрение

В результате проведенных исследований было разработано и внедрено несколько типов акустических приборов контроля, которые входили в состав следующих систем охранной сигнализации: ЭЦСК-1/15, Сарйиагс! МА.01, Сарвиагс! МА.02, Сарвиагс! АТ5.01, СарОиаг<1 АТ8.02. В различных учреждениях Алтайского края работают 7 систем с использованием акустических приборов контроля.

К защите представлены:

1. Модель объекта контроля, связывающая конструктивные параметры объекта с параметрами акустического сигнала;

2. Алгоритм обнаружения сигнала, основанный на анализе очередности частотных всплесков в спектре сигнала;

3. Методы увеличения надежности распознавания акустического сигнала в условиях сильных помех.

Публикации

По материалам выполненных в диссертации исследований опубликовано 10 печатных работ, из них: 1 патент на изобретение, 2 статьи, 7 тезисов докладов.

Апробация работы

Материалы работы обсуждались на научно-технических семинарах кафедры «Автоматика и вычислительные системы» АлтГТУ, а также на конференциях: «Студенты и аспираты - малому наукоемкому бизнесу (ползуновские гранты)», «Измерение, контроль, информатизация», «Наука, технологии, инновации», «Анализ и синтез как методы научного познания», «Наука и молодежь».

Личный вклад

Автору принадлежат основные научные результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Структура и обьем работы

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 95 наименований, изложена на 121 странице машинописного текста, содержит 52 рисунка, 6 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность, научная и практическая значимость проблемы, сформулирована цель работы и ее научная новизна, приведена краткая характеристика работы.

В первой главе рассмотрены основные методы и средства контроля помещений от несанкционированного проникновения, вопросы организации современных электронных охранных систем, обоснована

актуальность разработки новых приборов контроля для охранных систем; сформулированы задачи диссертационных исследований.

В главе рассмотрены совокупность мероприятий по обеспечению безопасности объектов, рассмотрены направления дальнейшего развития логики функционирования охранных систем с целью повышения вероятности задержания нарушителя и повышения вероятности предотвращения преступления. Рассмотрены преимущества упреждающего режима функционирования охранных систем. Сформулированы требования к охранным приборам раннего обнаружения несанкционированного проникновения, рассмотрены принципы работы и характеристики некоторых существующих типов охранных приборов контроля и произведен анализ возможности их применения в системах охранных сигнализаций упреждающего типа.

Также в главе произведен анализ основных действий, раннее обнаружение которых позволит упредить попытку проникновения. Результаты анализа показали, что на сегодняшний день наименее защищенными в объектах среднего и малого класса являются двери и запорные механизмы дверей, которые и были выбраны в качестве объекта контроля. Обоснованы преимущества использования акустических приборов контроля пассивного типа действия, применительно к выбранному объекту контроля.

На основании произведенного анализа сформулированы направления исследований, обеспечивающие решение задач, сформулированных во введении.

Во второй главе приведены результаты разработки и исследования математической модели контролируемого объекта с целью получения наиболее общей информации о характере сигнала при различных воздействиях, а также исследования влияния конструктивно-технологических особенностей, возникающих при изготовлении контролируемого объекта, на параметры сигнала.

В подавляющем большинстве практических случаев дверное полотно в первом приближении можно представить прямоугольной однородной пластиной постоянной толщины. Свободные поперечные колебания пластины при упругих деформациях описываются дифференциальным уравнением в частных производных вида:

&4 дх2ду2 ду4 D Ыг (!)

где 12а ^ - цилиндрическая жесткость на изгиб, у - удельный вес материала на единицу ббъема, Е - модуль упругости, сг - коэффициент Пуассона, h - толщина пластины, - отклонение точки поверхности от состояния равновесия.

Краевые условия для уравнения (1) записываются как для свободно опертых или шарнирно закрепленных краев пластины:

дгсо д2Ф . д2са дга —г+ег—г-= 0 а—г + —j- = 0

ф = 0 > дх~ ду ? дх ду £>)

Совместное решение (1) и (2) можно записать в виде ряда, каждое слагаемое которого будет представлять собственную форму колебаний:

(0(х,у,0 = £ Y Л • sm(~- х) • sinf-7-^ - у) ■ sin(PlJ-t + v:j)

MM a b ; (3)

гдеа, b - геометрические размеры пластины, pi5J - собственные частоты пластины.

, Л W1

Рц ~ 71 ' ("~Г+ 7т)' 1) ,

Уравнение а ь V Г-Л (4)

будет являться уравнением собственных частот пластины. Постоянные А у и уу, определяющие амплитуду и начальную фазу колебаний по соответствующей собственной форме, находятся из начальных условий.

Исследование колебаний объекта было решено провести при импульсном воздействии, соответствующего ударному воздействию на контролируемый объект. Как известно, спектр колебаний при импульсном воздействии дает частотную характеристику исследуемого объекта. Общие параметры колебаний, возникающих при любом другом внешнем вынуждающем воздействии можно получить, используя теорему свертки: сигнал на выходе линейной системы у© при входном сигнале х(0 можно представить как:

у(1) = ]х(т)Ы1-т)с1т о

>

где Ь - импульсный отклик системы.

Если Х(ю) - спектр сигнала, обусловленного внешним воздействием, Н(ф) - частотная характеристика контролируемого объекта, то

спектр колебаний контролируемого объекта У(ш), вызванного таким воздействием, будет определяться, как = Щ&) ■ Х(в>). Если известен спектр собственных колебаний дверного полотна, то можно утверждать, что частоты колебаний, вызванные любым внешним воздействием, будут находиться в той же полосе частот. Этого будет достаточно для приближенного определения сигнала первичного преобразователя при любом другом воздействии.

Импульсное воздействие вызывает свободные колебания пластины. Подставив в (3) конкретные значения координат, можно получить закон движения требуемой точки пластины. Выполнив над полученной функцией прямое преобразование Фурье можно получить спектральный состав колебаний в заданной точке дверного полотна.

Исследования показали, что спектр колебаний пластины будет линейчатым, притом наибольшая плотность спектра будет наблюдаться в области низких частот, при этом коэффициенты Ау в (3), определяющие значение амплитуды соответствующей спектральной составляющей, быстро убывают с ростом номера собственной формы. Для форм порядка большего, чем 15, значение амплитуды составляет величину, меньшую 1% от амплитуды основной формы, и, в большинстве случаев их влияние будет весьма незначительным. Таким образом, пластина, как колебательная система, по отношению к внешним воздействиям будет представлять собой фильтр нижних частот. Значение верхней частоты колебаний будет определяться конструктивными особенностями моделируемого объекта.

Исследование математической модели показало, что, несмотря на наличие зависимости между координатами воздействия и параметрами сигнала, однозначно определить тип воздействия по частотному составу колебаний невозможно. Основной результат моделирования -ограниченность спектра колебаний дверного полотна для любого ограниченного по интенсивности внешнего воздействия.

Дальнейшие исследования проводились с целью оценки влияния конструктивных особенностей контролируемого объекта на частотный состав колебаний. Были исследованы аналитически и численными методами влияние на ширину спектра колебаний контролируемого объекта изменения жесткости и распределения масс, влияние геометрических размеров полотна, наложение внешних связей, влияние диссипации энергии. Результаты исследований в виде диаграмм, отражающих зависимости собственных частот колебаний дверного полотна от вариаций различных параметров, приведены на рисунках 1-2.

Рисунок 1 - Зависимость основной частоты колебаний от толщины пластины Ь, удельной плотности материала у (А) и от коэффициента жесткости Е и коэффициента Пуассона и (Б)

Рисунок 2 - Зависимость основной частоты колебаний от ширины а и высоты Ь пластины

Анализ результатов моделирования для всех вышеперечисленных факторов показал, что собственные частоты колебаний дверного полотна для любых крайних сочетаний конструктивных параметров будут лежать в диапазоне 1-15000 Гц.

Исходя го того, что выражение (3) позволяет получить абсолютное значение смещения точек пластины от состояния равновесия, а в реальной системе первичный измерительный преобразователь (ПИП) будет воспринимать только деформации, возникающие на площади, ограниченной контуром прибора, было произведено моделирование преобразования колебаний пластины в выходной сигнал ПИП.

Все конструктивные исполнения ПИП можно разделить на две группы: преобразователи непосредственно воспринимающие колебания контролируемого объекта и преобразователи, воспринимающие вторичные акустические волны, возникающие при воздействии на объект. Преобразователи магнитоэлектрического и пьезоэлектрического

тала, наиболее часто используемые в вибрационных приборах охраны, относятся к первой группе. Основным предположением, использованным при моделировании выходного сигнала таких ПИП, было предположение, что значение выходного сигнала находится в прямой зависимости от величины деформации части контролируемого объекта, ограниченной площадью пьезоэлектрического преобразователя и скорости движения точки контакта магнитоэлектрического ПИП. Дополнительно было проведено исследование влияния точки установки первичного преобразователя на частотный состав сигнала и выбрана оптимальная зона расположения ПИП, не превышающая у=0,4 метра от края пластины, что позволит ПИП воспринимать весь спектр колебаний.

Основной результат моделирования системы дверное полотно -ПИП заключается в ограничении спектра выходного сигнала первичного преобразователя рамками 150 Гц-15000 Гц для любого внешнего воздействия.

В третьей главе работы эмпирически получены значения структурных параметров сигнала первичного измерительного преобразователя при различных воздействиях на контролируемый объект. Для этого была разработана методика проведения испытаний, имитирующих различные воздействия на реальный объект. Все воздействия были разделены на две группы: тревожные и штатные (таблица 1). Для измерения параметров сигналов использовался программно-аппаратный комплекс на базе персонального компьютера.

Таблица 1 - Виды используемых воздействий для определения параметров сигнала ПИП. ..........

Шстът .....; ......

> J gdMtAr-'V 1 апшшш К?*'* тревожные ' <

открывание замка ключом внешние акустические шумы легкий стук удар инструментальное воздействие отмычка

В результате исследований были получены следующие данные: Амплитуда сигнала при внешних акустических помехах значительно меньше, чем при непосредственном воздействии. Этот параметр можно использовать для предварительной идентификации сигналов;

Значительная (более 3 секунд) длительность сигнала со средней амплитудой более 100 мВ на выходе ПИП является одним из признаков инструментального воздействия на замок; При ударном воздействии основная энергия сигнала сосредоточена в полосе частот ниже одного килогерца, что позволяет достаточно легко его выделять из других сигналов;

Сигнал, снимаемый с ПИП при инструментальном воздействии, имеет широкий спектр в диапазоне частот от 600 до 6000 Гц, при этом основная энергия колебаний заключена в интервале от 1300 до 2000 Гц.

Сигнал ПИП при штатном открывании замка имеет четко выраженную периодичность, вызванную фиксированной очередностью работы механизмов. Границы спектра сигнала составляют 5003000 Гц.

Для разработки алгоритмов обнаружения и идентификаций воздействий было принято решение дополнительно обработать сигнал, взяв за ключевой признак превышение амплитуд гармоник в трех частотных диапазонах определенного значения, что позволило получить дополнительную информацию о динамике изменения частотного состава сигнала. Полученные данные приведены на рисунках 3-5. 1, гц . ~

3.

4.

5.

:> Я Ш Я'^ШШ. Рисунок 3 - Очередность и временные параметры частотных выбросов в спектра сигнала при ударном воздействии

и ^ 3 • Ц (] пш - , ^ЦЩ/ ' ■

Рисунок 4 - Очередность возникновения частотных выбросов в спектре сигнала при слабом инструментальном воздействии (отмычка) ъщ

ц- 2128 «

55

Ш - ПвМ 777 311 132 224 255 <

874 1..МС

за ж ГфрЯЧь-т

Рисунок 5 - Очередность возникновения частотных выбросов в спектре сигнала при штатном открывании замка

Обработанные спектрограммы приведены на рисунках схематично, без соблюдения масштаба по осям частоты и времени. Серому полю соответствует превышение гармоникой амплитуды в -65 дБ от эффективного значения 500 мВ для диапазона 5000-6000 Гц и -50 дБ для остальных диапазонов.

Основная энергия сигнала при ударном воздействии находится в частотном диапазоне 300-900 Гц в течении всей длительности колебательного процесса (до 600 мс). Всплеск высоких частот в диапазоне 1300-2000 Гц возникает с задержкой в 3-7 мс, имеет длительность до 200 мс и может состоять из нескольких серий. Также могут наблюдаться относительно непродолжительные (до 30 мс) всплески на более высоких частотах. Частоты выше 2300 Гц при слабом воздействии (стуке)

имеют амплитуду Меньшую -60 дБ и во внимание могут не приниматься.

При воздействии отмычкой основная энергия сигнала находится в диапазоне 1300-2000 Гц. В начале воздействия в спектре сигнала наблюдается широкополосный выброс длительностью от 20 до 80 мс после чего наблюдаются затухающие колебания в диапазоне частот 300 -2000 Гц. При длительном воздействии (более 200 мс) сигнал содержит несколько серий частотных выбросов, общий вид которых совпадает с приведенным на рисунке 4. Наиболее характерным признаком для спектрограммы такого типа воздействия является то, что низкочастотные всплески в диапазоне 300-900 Гц всегда отстают на 2-8 мс от появления гармоник с частотами 1300-2000 Гц.

При штатном открывании замка некоторые участки спектрограммы по параметрам совпадают с спектрограммами сигналов, соответствующим тревожным воздействиям. Так, спектрограмма сигнала, соответствующего свободному ходу ключа совпадает по виду со спектрограммой сигнала слабого инструментального воздействия. Движение сувальд при освобождении и установке ригеля сопровождается короткими (5-20 мс) высокочастотными выбросами с верхней границей Частоты до 6000 Гц. Движение ригеля вызывает сигнал с выбросами во всех исследуемых диапазонах частот.

Несмотря на хорошо выраженные различия в частотном составе сигналов, прямая идентификация типа воздействия по присутствию в спектре той или иной частотной составляющей затруднительна, хотя и возможна. Обусловлено это тем, что спектр сигнала штатного воздействия содержит частотные всплески, близкие по виду к спектру сигналов тревожных воздействий. Кроме того, сложно однозначно определить амплитуду гармоники, превышение которой можно было бы классифицировать как тревожное воздействие, так как амплитуда сигнала сильно зависит от типа и интенсивности воздействия.

В связи с вышесказанным, алгоритм идентификации воздействий был реализован в несколько этапов. На первом этапе наиболее эффективно осуществлять идентификацию сигналов по амплитудным параметрам. Так, сигнал с уровнем менее двух милливольт можно однозначно отнести к штатным воздействиям (шум). Амплитуда сигнала в диапазоне от 2 до 100 мВ также может быть отнесена к классу штатных воздействий, но при наличии требования повышенной надежности следует дополнительно произвести разбор такого сигнала, взяв за основу другие информационные признаки (например, общую продолжительность информационного сигнала), с целью более надежного разде-

ления стука и легких ударов, как штатных воздействий, и слабого инструментального воздействия (воздействия отмычкой). Изменением верхней границы диапазона амплитуды можно варьировать чувствительность прибора.

Вторым этапом идентификации воздействий является задача выделения сигнала штатного открывания замка. Для ее решения было предложено два варианта алгоритма обработки сигнала. В первом варианте идентификация основывается на сравнении значения амплитуды сигнала в различных частотных диапазонах. При ударном воздействии основная энергия сигнала заключена в низкочастотной части спектра, что позволяет легко выделить этот тип воздействия. Так как и при штатном открывании замка и при инструментальном воздействии в спектре сигнала преобладают высокие частоты, разделение этих воздействий может быть осуществлено на основании измерения времени общей продолжительности воздействия.

В качестве основной информационной характеристики во втором варианте алгоритма идентификации воздействия было предложено использование очередности следования выбросов в спектре сигнала. Как можно видеть из спектрограмм сигналов (рисунки 3 - 5), при ударном воздействии всплеск амплитуды низкочастотных составляющих (300-900 Гц) опережает высокочастотные составляющие (13002700 Гц) на несколько миллисекунд. Измерение задержки появления выбросов амплитуды на частотах свыше 5000 Гц позволяет однозначно классифицировать инструментальное воздействие и штатное открывание замка.

Далее в главе были рассмотрены варианты реализации алгоритмов самообучения для повышения надежности распознавания сигналов штатного открывания замка и дифференциального метода контроля для повышения помехоустойчивости алгоритма обнаружения.

Основной идеей алгоритма обучения является создание образа сигнала, возникающего при штатном открывании замка. Для этого, после установки на конкретный объект, прибор переводится в режим обучения и производится несколько циклов штатного открывания замка. Образ сигнала представляется совокупностью временных задержек между отдельными участками спектрограммы штатного открывания замка (рисунок 5). Значения временных интервалов усредняются и запоминаются. При этом сохранение и последующий учет не только усредненного значения, но и диапазона изменения параметров позволяет дополнительно уменьшить вероятность ложного срабатывания прибора.

Для увеличения помехоустойчивости прибора при его использовании для защиты объектов в местах с большим уровнем внешних акустических и вибрационных помех (объекты, расположенные вблизи железнодорожных путей, производственные помещения и т. п.), был предложен сравнительный анализ сигналов, снимаемых с двух разнесенных измерительных преобразователей. Как было получено при исследованиях, уровень сигнала ПИП, установленного непосредственно в районе замка и на некотором расстоянии (20-30 см), при непосредственном воздействии на замок отличается не менее чем на 20 дБ, тогда как при внешних помехах уровень сигнала ПИП примерно одинаков. Таким образом, сравнение сигналов с основного ПИП, установленного в непосредственной близости от замка, и сигнала вспомогательного ПИП, установленного не некотором расстоянии от основного, позволяет получить дополнительную информацию о типе воздействия.

В четвертой главе описано применение разработанного метода обнаружения и идентификации акустических сигналов в приборах контроля охранных сигнализаций упреждающего типа. Кроме реализации предложенных алгоритмов, прибор охранной сигнализации должен выполнять ряд специальных требований, которые были учтены при разработке. В главе приведены три варианта приборов, реализующие разработанные в третьей главе алгоритмы. Первые два прибора построены на дискретной элементной базе с цель минимизации стоимости, третий прибор реализован на основе однокристального микроконтроллера.

При использовании микропроцессорной обработки сигналов в акустических приборах контроля появляется возможность применения программных методов повышения их надежности. Работа в этой области велась в следующих направлениях:

1. Обработка предварительно разделенных по частотным диапазонам сигналов от первичного преобразователя посредством программного измерения их временных и амплитудных характеристик. Данное решение позволяет упростить аппаратную реализацию устройств, повысить их гибкость, а также увеличить надежность системы.

2. Реализация алгоритмов обучения, позволяющих измерить и сохранить минимаксные значения параметров сигналов для повышения селективности прибора.

3. Создание процедуры для связи с удаленными устройствами. Использование объединенных в единую сеть адресных устройств с

питанием от одной приемопередающей линии значительно упрощает монтаж и настройку систем охранной сигнализации. 4. Введение программных и аппаратных модулей, позволяющих осуществлять самодиагностику прибора и управление энергопотреблением, что значительно увеличивает надежность функционирования всей охранной системы.

Далее в главе приводятся методики настройки приборов для адаптации к конкретному месту установки с целью достижения наилучших показателей по чувствительности и помехоустойчивости. В зависимости от используемого варианта идентификации воздействия, коррекции могут подвергаться уровни чувствительности по амплитудным характеристикам сигнала, чувствительность в каждом частотном диапазоне, временные параметры алгоритма обнаружения сигнала.

В работе была произведена оценка достоверности обнаружения и идентификации воздействий на контролируемый объект разработанными приборами, для чего был разработан комплекс испытаний, включающий серию из 30 воздействий каждого типа. Таким образом, каждый прибор подвергался 180 испытаниям. Все ошибки обнаружения воздействия были разделены на три группы: игнорирование тревожного сигнала (пропуск цели), ошибки обнаружения штатного сигнала (ложная тревога) и ошибки идентификации тревожного воздействия. Результаты испытаний приведены на рисунке 6.

Рисунок 6 - Результаты испытаний акустических приборов

контроля пассивного типа На основании анализа результатов испытаний в работе были рассмотрены причины некорректной работы приборов и разработаны рекомендации по увеличению надежности алгоритмов обнаружения и

ошибок, %

3

Ш ложных тревог

□ошибок пропуска цели

■ ошибок идентификации

Вариант реализации прибора

идентификаций воздействий. Исходя из результатов испытаний, были сделаны следующие выводы:

1. Так как приборы, реализующие аппаратными средствами алгоритмы обнаружения тревожного воздействия, описанные в третьей главе, по сложности примерно одинаковы, предпочтительнее использовать второй вариант, как показывающий более высокие результаты. Рекомендуемой областью применения является защита дверей на внутренних зонах средних объектов либо на внешнем периметре малых объектов в составе недорогих электронных систем защиты.

2. Прибор на основе микроконтроллера является наиболее надежным и гибким, но включает некоторые избыточные функции. Может использоваться в случаях необходимости получения надежной защиты дверей, установленных на внешнем периметре, либо имеющих нестандартные конструкцию и размеры. Также прибор будет эффективен при использовании в составе адаптивных подсистем охраны, так как поддерживает передачу более информативных оповещений.

Хотя использование акустических приборов в составе уже существующих охранных систем позволяет уменьшить время прибытия группы задержания за счет сокращения времени обнаружения нарушителя и, соответственно, повысить вероятность предотвращения преступления, в большинстве практических случаев прямое подключение устройства к существующим приемно-контрольным приборам охранных систем вызовет увеличение числа ложных вызовов группы задержания, что нежелательно. В связи с вышесказанным, в работе рассмотрены особенности применения разработанных приборов в составе охранных систем для защиты малых объектов и комплексных систем жизнеобеспечения здания «интеллектуальное здание». Описаны разработанные системы охранной сигнализации, которые используют акустические приборы как средство превентивного контроля доступа к охраняемым объектам.

В процессе исследований были разработаны и внедрены несколько систем и приборов охранной сигнализации, которые в своем составе имеют акустические приборы контроля. Энергонезависимая централизованная система ЭЦСК-1/15 предназначена для осуществления зонального контроля посредством сканирующего опроса адресных приборов. Максимальное число подключаемых к нему адресных устройств - 15 (в схеме предусмотрена возможность расширения до 31). Все устройства объединены в сеть с топологией типа «шина», реализо-

ванной в виде двухпроводной линии. Используется протокол передачи, оптимизированный для совмещения приема, передачи информации и питания устройств. При этом обеспечивается возможность отключения на терминале любой контролируемой зоны.

Устройства CapGuard МА.01 / МА.02 (Autonomic Multi-Address Guarding System) представляют собой энергонезависимые системы охранной сигнализации, содержащие терминал и приборы превентивного контроля, выполненные в виде адресных консолей. Терминал содержит систему контроля состояния адресных консолей, резервный источник питания и устройство звукового оповещения, включающегося при нарушении режима охраны. К терминалу подключаются адресные консоли, контроль состояния и питание которых осуществляется из терминала по одному двухжильному кабелю. Консоли содержат систему автоматики для включения и выключения режима охраны помещения или объекта и систему формирования сигналов с нескольких типов устройств: акустического прибора контроля, емкостного преобразователя, шлейфа или других стандартных приборов охранной сигнализации.

В заключении сформулированы основные выводы и результаты работы, а также задачи, требующие дальнейшего решения.

В приложения вынесены акты внедрения разработанных акустических приборов контроля, функционирующих в составе комплексов охранной сигнализации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационных исследований заключаются в следующем:

1. Предложена математическая модель объекта контроля, связывающая конструктивные параметры объекта с параметрами акустического сигнала.

2. С помощью предложенной модели проведены исследования основных параметров акустических колебаний, возбуждаемых в объекте контроля при механических воздействиях на этот объект.

3. По результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований выявлены параметры структуры акустических сигналов, возбуждаемых в контролируемом объекте при механических воздействиях, а также сформулированы требования, предъявляемые к используемым в приборах охраны акустического типа первичным измерительным преобразователям.

4. Разработан метод обнаружения и идентификации воздействий на двери и запорные механизмы дверей, основанный на анализе акустических шумов и вибраций, возникающих при воздействии, и позволяющий повысить надежность функционирования охранных систем за счет уменьшения времени задержки обнаружения тревожного воздействия и повышения вероятности правильной идентификации осуществляемых механических воздействий и уменьшения вероятности ложных срабатываний.

5. Проведены исследования надежности функционирования приборов контроля, реализующих разработанный метод, и предложены методики настройки, позволяющие дополнительно улучшить чувствительность и селективность приборов. Предложенные решения позволили получить вероятность ошибки пропуска цели не более 0,005, вероятность ложной тревоги не более 0,01, вероятность ошибки идентификации не более 0,05 для широкого класса конст-рукторско-технологических исполнений контролируемых объектов.

6. Предложены аппаратный состав и алгоритмы функционирования электронных систем охраны с применением разработанных приборов контроля, ориентированных на использование для защита малых и удаленных объектов, а также для интегрированных систем жизнеобеспечения здания.

7. На основе проведенных исследований были разработаны и внедрены на различных объектах г. Барнаула акустические приборы контроля пассивного типа, за время эксплуатации подтвердившие высокую эффективность предложенных в работе технических решений.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в следующих работах:

1. Чумаков И.А. Акустический датчик в системах охранной сигнализации// Студенты и аспиранты - малому наукоемкому бизнесу (ползуновские гранты). - Казань, 2001. - С. 138-139.

2. Чумаков И.А. Акустический датчик в системах охранной сигнализации// Измерение, контроль, информатизация: Материалы второй международной научно-технической конференции. - Барнаул, 2001.-С.268-269.

3. Чумаков И.А Экспериментальное исследование акустических сигналов в приборах контроля охранных сигнализаций// Измерение, контроль, информатизация: Материалы четвертой международной научно-технической конференции. - Барнаул, 2003. - С. 188-190.

11-36 *1оом

параметров аку

4. Якунин А.Г., Чумаков И.А. Оценка структурных параметров акустических сигналов в приборах охранной сигнализации// 61-я на-1—„ . ~ ' учно-техническая конференция студентов, аспирантов и профес- л*-/ сорско-преподавательского состава. Часть П. - Барнаул, 2003. -

С. 26-27. http://edu.secna.ru/main/reviw.

5. Чумаков И.А. Акустический прибор контроля системы охранной сигнализации// Наука, технологии, инновации: Материалы докладов всероссийской научной конференции молодых ученых. Часть П. - Новосибирск, 2003. - С. 63-65.

6. Чумаков И.А. Анализ параметров сигнала в акустическом приборе охранной сигнализации// Анализ и синтез как методы научного познания: материалы международной научной конференции. Часть П. - Таганрог, 2004. - С. 68-70.

7. Чумаков И.А. Исследование параметров сигналов в вибрационном приборе охранной сигнализации// Ползуновский альманах. - 2004. -№3. Стр. 92-95

8. Чумаков И.А. Прибор охранной сигнализации// Патент РФ № 2254613. Опубликован в Бюллетене изобретений от 20.06.2005г.

9. Гулидов Е.В., Рябов В.П., Чумаков И.А. Микропроцессорные модули технической поддержки информационно-аналитического комплекса контроля систем жизнеобеспечения предприятия// Вторая Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь». - Барнаул, 2005. - С. 46-49. http://edu.secna.ru/main/reviw.

10. Чумаков И.А. Реализация упреждающего режима в охранных системах// Информационные технологии, измерение и контроль: Приложение к изданию «Ползуновский вестник»// Алт. гос. тех. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2005.

Подписано в печать 09.03.2006. Формат 60x84 1/16. Печать - ризография. Усл.пл. 1,16, Уч.изд. л.0,875 Тираж 100 экз. Заказ 20/2006. Издательство Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46. Лицензии: ЛР № 020822 от21.09.98 года, ПЛД № 28-35 от 15.07.97 Отпечатано в ЦОП АлтГТУ 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТКА ПРОБЛЕМЫ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЕЕ РЕШЕНИЯ.

1.1 Применение упреждающего режима в приборах контроля систем охранных сигнализаций.

1.1.1 Основные направления защиты помещений от несанкционированного проникновения.

1.1.2 Охранные системы раннего обнаружения.

1.1.3 Классификация приборов контроля систем охранной сигнализации и оценка возможности их использования в упреждающем режиме.

1.2 Применение существующих приборов контроля для упреждающей защиты дверей и дверных механизмов.

1.2.1 Фотоэлектрические и электроконтактные приборы

1.2.2 Вибрационные приборы контроля.

1.2.3 Акустические приборы контроля пассивного типа действия

1.3 Постановка задачи исследований.

1.4 Выводы.

2 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ

МОДЕЛИ КОНТРОЛИРУЕМОГО ОБЪЕКТА.

2.1 Выбор и обоснование математической модели контролируемого объекта.

2.2 Оценка частотного состава колебаний контролируемого объекта при внешних воздействиях.

2.2.1 Моделирование импульсного воздействия на контролируемый объект.

2.2.2 Оценка влияния координат точки воздействия на частотный состав сигнала.

2.3 Оценка влияния конструктивных особенностей контролируемого объекта на частотный состав колебаний

2.3.1 Оценка влияния изменения жесткости и распределения масс

2.3.2 Оценка влияния геометрических размеров полотна на собственные частоты колебаний.

2.3.3 Оценка влияния наложения внешних связей.

2.3.4 Оценка влияния потерь

2.4 Моделирование преобразования колебаний пластины в выходной сигнал первичного измерительного преобразователя.

2.4.1 Моделирование выходного сигнала измерительного преобразователя пьезоэлектрического типа.

2.4.2 Моделирование выходного сигнала измерительного преобразователя магнитоэлектрического типа

2.4.3 Исследование влияния точки установки первичного преобразователя на частотный состав сигнала.

2.5 Выводы.

3 РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОБНАРУЖЕНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА

ОХРАНЯЕМЫЙ ОБЪЕКТ НА ОСНОВЕ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА И ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ СТРУКТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО СИГНАЛА.

3.1 Исследование параметров структуры акустических сигналов при воздействии на объект контроля.

3.1.1 Выбор первичного преобразователя.

3.1.2 Схема экспериментальной установки.

3.1.3 Общая оценка сигнала первичного преобразователя для различных воздействий и оценка влияния конструктивных особенностей на характеристики сигнала.

3.1.4 Анализ частотного состава сигнала.

3.2 Разработка алгоритмов обработки сигналов первичного преобразователя для обнаружения тревожных воздействий на контролируемый объект

3.2.1 Выбор информационных параметров сигнала и разработка алгоритма классификации воздействий

3.2.2 Разработка алгоритма самообучения для повышения надежности распознавания сигналов штатного открывания замка.

3.2.3 Разработка дифференциального метода контроля для повышения помехоустойчивости алгоритма обнаружения

3.3 Выводы.

4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛА И ИХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИСС ЛЕДОВ АНИЕ.

4.1 Реализация метода обнаружения тревожного воздействия в приборе контроля

4.1.1 Аппаратная реализация алгоритма обработки сигнала

4.1.2 Программно-аппаратная реализация алгоритма обработки сигнала на основе однокристального микроконтроллера.

4.1.3 Описание методики настройки прибора

4.1.4 Оценка достоверности обнаружения и классификации воздействий на контролируемый объект

4.2 Особенности практического использования разработанных приборов контроля в системах охранной сигнализации

4.2.1 Использование прибора в охранных системах малых и удаленных объектов.

4.2.2 Использование прибора в системах обеспечения комплексной безопасности сооружений типа «интеллектуальное здание»

4.4 Выводы

В настоящее время кражи как частного, так и государственного имущества занимают лидирующие позиции в сводках УВД. При этом кражи, в основном, совершаются на объектах средней и малой величины, где достаточную степень защищенности по ряду причин сложно обеспечить. Вместе с тем общий ущерб от краж оказывается довольно значительным. Так, возможность заработать на сдаче лома цветных металлов активизировала целую волну разрушений металлосодержащего электрооборудования. Варварски вырезаются медные блоки из телефонных шкафов, и целые поселки остаются без телефонной связи. Даже вероятность быть пораженным электрическим током не останавливает злоумышленников от воровства латунных контактов и трансформаторов из электрощитовых, что приводит к отсутствию электричества в прилегающих районах. Ущерб от таких преступлений включает в себя не только стоимость металла, которая относительно невелика, но и затраты на восстановительные работы, а также ущерб от отсутствия связи или электроснабжения. Еще более тяжелые последствия могут иметь кражи с промышленных и транспортных объектов, таких как газо- и нефтеперекачивающие станции, оборудование железной дороги и т.п. Относительная удаленность таких объектов делает их еще более привлекательными для преступников. Почти полное отсутствие каких либо средств сигнализации делает подобные преступления почти не поддающимися противостоянию.

Одним из вариантов повышения защищенности таких объектов является использование относительно недорогих электронных приборов охранной сигнализации, создающих так называемый «эффект присутствия». Такие приборы в большинстве случаев являются автономными, хотя могут использоваться и в составе более крупных систем охраны. Выявление попытки нарушения охраняемой зоны вызывает включение охранных изве-щателей - сирен, световых сигналов, речевых сигнализаторов. Такой подход предназначен для привлечения внимания или для отпугивания преступника. Использование подобных систем будет тем более эффективно, чем раньше будет выявлена попытка нарушения.

Другими объектами, привлекающими внимание преступников своей доступностью, являются объекты частной собственности: квартиры, гаражи, дачи. Во многих случаях кражи происходят очень быстро: взламываются пассивные средства защиты, забираются наиболее ценные вещи и нарушитель скрывается до приезда наряда милиции. Использование стандартных приборов охранной сигнализации является в таких случаях недостаточно эффективным, так как они рассчитаны лишь на обнаружение проникновения в охраняемую зону и время между передачей тревожного сигнала и появлением группы задержания оказывается слишком велико для предотвращения преступления.

Повысить защищенность таких объектов возможно при использовании режима раннего обнаружения несанкционированного проникновения (упреждающего режима), в котором тревожный сигнал передается уже при попытке нарушения целостности пассивных средств защиты [1].

Электронные приборы контроля систем охранных сигнализаций (называемые также извещателями, устройствами обнаружения или датчиками) - один из важнейших элементов системы охранной сигнализации, от свойств которого будут во многом зависеть свойства всей системы в целом.

В настоящее время используется большое количество различных датчиков: контактных, ультразвуковых, радиоволновых, инфракрасных, пьезоэлектрических, емкостных, акустических и других [2,3]. Однако многие из них имеют существенные ограничения при использовании для защиты объектов в упреждающем режиме. Наиболее эффективными приборами для использования в режиме раннего обнаружения являются пассивные акустические и вибрационные устройства («Арфа», «Стекло», «Шорох», «Грань» и др.)[4-8]. Но, к сожалению, первые из них применимы только для защиты стеклянных полотен, а вторые - для защиты достаточно крупных строительных конструкций: стен, перекрытий, перегородок. Вместе с тем, статистика показывает, что достаточно часто вместо грубого разрушения защитных конструкций преступники выводят из строя запорные механизмы дверей, подбирая отмычку или разрушая отдельные элементы механизма, что, для большинства случаев, не представляет большой сложности [9]. Подобное воздействие ни один из существующих приборов не может обнаружить.

Целью настоящей работы является совершенствование пассивных акустических приборов систем охранных сигнализаций упреждающего типа для решения задачи защиты дверей и их запорных механизмов от взлома путем разработки новых принципов выделения информационной составляющей регистрируемых сигналов, нахождения оптимальных схемотехнических решений, а также совершенствования методов обработки сигналов.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработка математической модели контролируемого объекта с целью предварительного определения параметров сигнала и оценки влияния на его свойства конструктивно-технологических факторов;

2. Выбор и обоснование первичного измерительного преобразователя с целью обеспечения наилучшего сочетания эксплутационных, технических и экономических характеристик;

3. Исследования сигналов на реальном объекте контроля с целью выявления структурных параметров сигнала и выделения из него информационных характеристик;

4. Разработка алгоритмов обнаружения сигналов с их последующей идентификацией;

5. Разработка акустических приборов пассивного типа для систем охранной сигнализации, реализующих разработанные алгоритмы.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель контролируемого объекта, позволяющая установить связи конструктивно-технологического характера с параметрами сигнала;

2. Определены параметры структуры акустических сигналов при воздействиях на контролируемый объект;

3. Разработан метод обнаружения и идентификации нештатных воздействий на запорные механизмы на основе анализа длительности и очередности следования частотных выбросов в спектре акустического сигнала (патент РФ №2254613 от 20.06.2005г ).

Автор защищает:

1. Модель объекта контроля, связывающая конструктивные параметры объекта с параметрами акустического сигнала;

2. Алгоритм обнаружения сигнала, основанный на анализе очередности частотных всплесков в спектре сигнала;

3. Методы увеличения надежности распознавания акустического сигнала в условиях сильных помех.

Практическая ценность:

Использование акустических приборов контроля упреждающего типа позволяет обеспечить более ранее обнаружение опасных воздействий на дверное полотно и запорные механизмы и, тем самым, предупредить проникновение на охраняемый объект;

Применение алгоритма обнаружения акустических сигналов на основе анализа длительности и очередности следования частотных выбросов в спектре сигнала позволяет повысить надежность, чувствительность и селективность пассивных акустических приборов.

Реализация результатов работы:

В результате проведенных исследований было разработано и внедрено несколько типов акустических приборов контроля, которые входили в состав следующих систем охранной сигнализации: ЭЦСК-1/15, Сарвиагё МА.01, Сарвиагс! МА.02, Сарвиагс! АТ8.01, СарСиагё АТ8.02. В различных учреждениях Алтайского края работают 7 систем с использованием акустических приборов контроля.

Апробация работы и публикации:

По материалам выполненных в диссертации исследований опубликовано 10 печатных работ, из них: 1 патент на изобретение, 2 статьи, 7 тезисов докладов.

Материалы работы обсуждались на научно-технических семинарах кафедры «Медицинская кибернетика» АлтГТУ, а также на конференциях: «Студенты и аспиранты - малому наукоемкому бизнесу (ползуновские гранты)», «Измерение, контроль, информатизация», «Наука, технологии, инновации», «Анализ и синтез как методы научного познания», «Наука и молодежь».

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Основной текст работы изложен на страницах машинописного текста, включая рисунки на страницах, таблиц, список литературы из наименований.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Предложена математическая модель объекта контроля, связывающая конструктивные параметры объекта с параметрами акустического сигнала.

2. С помощью предложенной модели проведены исследования основных параметров акустических колебаний, возбуждаемых в объекте контроля при механических воздействиях на этот объект.

3. По результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований выявлены параметры структуры акустических сигналов, возбуждаемых в контролируемом объекте при механических воздействиях, а также сформулированы требования, предъявляемые к используемым в приборах охраны акустического типа первичным измерительным преобразователям.

4. Разработан метод обнаружения и идентификации воздействий на двери и запорные механизмы дверей, основанный на анализе акустических шумов и вибраций, возникающих при воздействии, и позволяющий повысить надежность функционирования охранных систем за счет уменьшения времени задержки обнаружения тревожного воздействия и повышения вероятности правильной идентификации осуществляемых механических воздействий и уменьшения вероятности ложных срабатываний.

5. Проведены исследования надежности функционирования приборов контроля, реализующих разработанный метод, и предложены методики настройки, позволяющие дополнительно улучшить чувствительность и селективность приборов. Предложенные решения позволили получить вероятность ошибки пропуска цели не более 0,005, вероятность ложной тревоги не более 0,01, вероятность ошибки идентификации не более 0,05 для широкого класса конструктор-ско-технологических исполнений контролируемых объектов.

6. Предложены аппаратный состав и алгоритмы функционирования электронных систем охраны с применением разработанных приборов контроля, ориентированных на использование для защиты малых и удаленных объектов, а также для интегрированных систем жизнеобеспечения здания.

7. На основе проведенных исследований были разработаны и внедрены на различных объектах г. Барнаула акустические приборы контроля пассивного типа, за время эксплуатации подтвердившие высокую эффективность предложенных в работе технических решений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.- Журнал Техника охраны 1997. - №2. - С. 23 - 25

2. Справочник инженерно-технических работников и электромонтеров технических средств охранно-пожарной сигнализации.-М., НИЦ «Охрана» ВНИИПО МВД России, 1997.

3. Технические средства охраны, безопасности и сигнализации. Справочник. М.: ВИМИ,1994.

4. Извещатель охранный поверхностный вибрационный ИОЗ13-5 «Шо-рох-2», Паспорт ЯЖГ.425139.003 ПС, 2002 г.

5. Извещатель охранный поверхностный звуковой И0329-4 «Стекло-3», Паспорт ЯЛКГ.425132.004 ПС, 2002 г.

6. Извещатель охранный объемный ультразвуковой И0408-3 «Витрина», Руководство по эксплуатации ЯЖГ.425133.002 РЭ, 1999 г.

7. Извещатель охранный поверхностный звуковой ИОЗ29-3 «Арфа», Паспорт СПНК.425132.001 ПС, 2000 г.

8. Извещатель охранный поверхностный звуковой ИОЗ29-3 «Арфа», Руководство по эксплуатации СПНК.425132.001 РЭ, 2000 г.

9. Результаты испытания лаборатории «Консультант» охранных свойств некоторых замков, проведенных в 1999 г. -http://www.dafor.net/wir/crime/trial99.htm

10. Алексеенко В.Н., Сокольский Б.Е. Система защиты коммерческих объектов. Технические средства защиты. -М.: Радио и связь, 1992.

11. Типовые решения по обеспечению безопасности на различных объектах. НПК Союзспецавтоматика. http://www.securityworld.ru/reshenia13.html

12. Применение технических средств раннего обнаружения несанкционированного проникновения,- Журнал Техника охраны 2001.-№1

13. Вибрационные системы охраны периметров. Обзорная информация. -М.: МВД СССР, ВНИИПО, 1981.

14. Патент SU 1012296, МПК G 08 В 13/02, 15.04.1983 г.; электроконтактный датчик для устройства сигнализации

15. Патент РФ 2143742, МПК6 G 08 В 13/04; Звуковой извещатель разрушения стекла для охранной тревожной сигнализации

16. United States Patent 5,552,770; Glass break detection using multiple frequency ranges, http://www.uspto.gov

17. United States Patent 5,117,220 26.05.92; Glass breakage detector. http://www.uspto.gov.

18. В. Ковалев. Защита замков в стальных дверях. Журнал «Идеи вашего дома» №5, 2005.

19. П.Михалев. Замки и безопасность квартир. http.7/kriminalist.com/zamki.htm.

20. Рейке Ч.Д. 55 электронных схем сигнализации: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1991

21. Чумаков И.А. Акустический датчик в системах охранной сигнализации// Студенты и аспиранты малому наукоемкому бизнесу (ползуновские гранты). - Казань, 2001. - С. 138-139.

22. Чумаков И.А. Акустический датчик в системах охранной сигнализации// Измерение, контроль, информатизация: Материалы второй международной научно-технической конференции. Барнаул, 2001. -С. 268-269.

23. Чумаков И.А. Исследование параметров сигналов в вибрационном приборе охранной сигнализации// Ползуновский альманах. -2004. №3. Стр. 92-95

24. И.М. Бабаков, Теория колебаний. М., Наука, 1968г.

25. И.М. Рабинович, Расчет сооружений на импульсивные воздействия. -М.-Наука, 1970г.

26. Вибрации в технике: справочник в шести томах. Том 1. Колебания линейных систем / К.В. Фролов, В.В. Болотин и др.; М. Наука, 1999г.

27. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1970.

28. Сато Ю. Обработка сигналов. Первое знакомство. / Пер. с яп.; под ред. Ёсифуми Амэмия. М.: Издательский дом «Додека-ХХ1», 2002.

29. Г. Корн, Т. Корн, Справочник по математике. М.: Наука, 1974.

30. A.A. Андронов, A.A. Витт, С.Э. Хайкин. Теория колебаний.

31. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1959.

32. Светлицкий В.А. Случайные колебания механических систем. -М.: Мир, 1991

33. Шубин М.А. Лекции об уравнениях математической физики. -М.: МЦ НМО, 2001.

34. Стеклов В.А. Основные задачи математической физики. М.: Наука, 1983.

35. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Краткий курс теоретической физики. Книга 1. Механика, электродинамика. М.: Наука, 1969.

36. Б.М. Яворский, A.A. Детлаф, Справочник по физике; М., Наука, 1968г.

37. Пейн Г. Физика колебаний и волн. М.: Мир, 1979.

38. Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике. Справочник.-Л.: Энергия, 1967.

39. Кирьянов Д.В. Особенности применения MathCAD для решения дифференциальных уравнений в частных производных. Журнал Exponenta PRO. - 2003. - №3.

40. В.П. Дьяконов, И.В. Абраменкова; MathCad 7.0 в математике, физике и Internet.-M.: «Нолидж», 1999.-352 е., ил.

41. Плис А.И., Сливина H.A. Mathcad. Математический практикум для инженеров и экономистов: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Финансы и статистика, 2003. - 656 е.: ил.

42. В.Ф. Очков; Mathcad 7 Pro для студентов и инженеров. М.: КомпьютерПресс, 1998.-384 с.

43. Сергиенко А.Б. MathLAB и преобразования Фурье. Журнал Exponenta PRO. -2003. -№3.

44. Максимов JI.C., Шейнин И.С. Измерение вибрации сооружений/ Под ред. Шейнина И.С. JL: Стройиздат, 1974.

45. Маленький В.А., Недужко И.М., Орлов Б.Г. и др. Агрегатный комплекс средств измерения вибрации/ Под ред. O.E. Шведенко. М.: Машиностроение, 1983.

46. Л.Д. Гик. Измерение вибраций. Новосибирск: издательство «Наука», сибирское отделение, 1972.

47. Чедц Г. Звук/ Пер. с англ. Под ред. С.Б. Гуревича. М., Мир, 1975.

48. Иофе В.К., Корольков В.Г., Сапожков М.А. Справочник по акустике/ Под ред. М.А. Сапожкова. М.: Связь, 1979.

49. Справочник по технической акустике/ Под ред. М.Хекла и Х.А. Мюллера. -JL: Судостроение, 1980.

50. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х книгах. Кн.2/ Под ред. В.В. Клюева. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986.

51. ГОСТ 13731-68 Колебания механические. Общие требования к проведению измерений.

52. Мардин В.В., Кривоносов В.И. Справочник по электронным измерительным приборам. -М.: Связь, 1978.

53. Кобринский А.Е., Кобринский A.A. Виброударные системы. М.: Наука, 1973.

54. Сидоров И.Н., Димитров A.A. Микрофоны и телефоны: Справочник. -М.: Радио и связь, 1993.

55. Гориш А.В, Дудкевич В.П., Куприянов М.Ф. и др. Пьезоэлектрическое приборостроение. Т. 1. Физика сегнетоэлектрической керамики/ Под ред. A.B. Гориша. -М.: ИПРЖР, 1999.

56. Азизов A.M., Гордов А.Н. Точность измерительных преобразователей. Л.: Энергия, 1975.

57. Чумаков И.А Экспериментальное исследование акустических сигналов в приборах контроля охранных сигнализаций// Измерение, контроль, информатизация: Материалы четвертой международной научно-технической конференции. Барнаул, 2003. - С. 188-190.

58. Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений: Пер. с англ. М.: Мир, 1990.

59. Автоматический многоканальный прибор для измерения аналоговых сигналов. Приборы и техника эксперимента. 2001. - №2 (март-апрель).

60. Характеристики звонков пьезокерамических. Сайт ООО "Аврора -БиНиБ". http://www.binib.vlink.ru/zvonki.htm.

61. Божко А.Е., Урецкий Я.С. Системы формирования спектра случайных вибраций. — Киев: Наук, думка, 1979.

62. Чумаков И.А. Анализ параметров сигнала в акустическом приборе охранной сигнализации// Анализ и синтез как методы научного познания: материалы международной научной конференции. Часть II. Таганрог, 2004. - С. 68-70.

63. ГОСТ 5089-97 Замки и защелки для дверей. Технические условия.

64. Обработка акустических сигналов на основе методов спектрального анализа и стохастической фильтрации. Приборостроение 2001. №9.

65. Чумаков И.А. Акустический прибор контроля системы охранной сигнализации// Наука, технологии, инновации: Материалы докладов всероссийской научной конференции молодых ученых. Часть II. Новосибирск, 2003.- С. 63-65.

66. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузов по спец. «Радиотехника». 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа., 1988.

67. Ту,Дж, Гонсалес Р. Принципы распознавания образов. М.: Мир 1978.

68. Обобщенный спектрально-аналитический метод обработки информационных массивов/ Ф.Ф. Дедус и др. М.: Машиностроение, 1999.

69. Теория обнаружения сигналов/ П.С. Акимов, П.А. Бакут, В.А. Богданович и др.; Под ред. П.А. Бакута. М.: Радио и сязь, 1984.

70. Розов А.К. Алгоритмы последовательного обнаружения сигналов. -СПб.: Политехника, 1992.

71. Обнаружение радиосигналов/ П.С. Акимов, Ф.Ф. Евстратов и др. М.: Радио и связь, 1989.

72. МикроЭВМ в информационно-измерительных системах/ С.М. Переветкин, Н.И. Гаранин, Ю.Н. Костин, И.И. Миронов. -М.: Машиностроение, 1987.

73. Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов: Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1988.

74. Вениаминов В.Н., Лебедев О.Н., Мирошниченко А.И. Микросхемы и их применение: Справ, пособие. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1989.

75. Джонсон Д. и др. Справочник по активным фильтрам: Пер. с англ./ Д. Джонсон, Дж. Джонсон, Г. Мур.-М.: Энергоатомиздат, 1983.

76. Микроэлектронные устройства автоматики: Учеб. пособие для ву-зов/А.А. Сазонов, А.Ю. Лукичев, В.Т. Николаев и др.; Под ред. A.A. Сазонова.-М. Энергоатомиздат, 1991.

77. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: справочное пособие/ C.B. Якубовский, H.A. Барканов, Л.И. Ниссельсон и др.; Под ред. C.B. Якубовского. 2-е изд., перераб и доп. - М.: Радио и связь, 1984.

78. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 2-х томах. Пер. с англ. М.: Мир, 1983. Т. 1,2.

79. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учеб. пособие для приборо-строит. спец. вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1991.

80. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

81. Чумаков И.А. Прибор охранной сигнализации// Патент РФ № 2254613. Опубликован в Бюллетене изобретений от 20.06.2005г.

82. Интегральные микросхемы: Перспективные изделия. Выпуск 2. М.: Додека, 1996.

83. Грешников В.А., Дробот Ю.В. Акустическая эмиссия. Применение для испытаний материалов и изделий. М.: Изд-во стандартов, 1976.

84. Земляков В.Л., Ю.К. Милославский. О контроле параметров пьезоэлектрического преобразователя-излучателя.// Пьезоэлектрические материалы и преобразователи: Сборник статей/ Под ред. О.П. Крамарова. Издательство ростовского университета. - Ростов, 1989.

85. Основы промышленной электроники: Учебник для вузов./В.Г. Герасимов, О.М. Князьков, А.Е. Краснопольский, В.В. Сухоруков; Под ред. В.Г. Герасимова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1978.

86. Захарченко Н.В. и др. Основы передачи дискретных сообщений: Учеб. пособие для вузов/ Н.В. Захарченко, П.Я. Нудельман, В.Г. Кононович.- М.: Радио и связь, 1990.

87. Андрианов В.И., Бородин В.А., Соколов A.B. Шпионские штучки и устройства для защиты объектов и информации. Справочное пособие.- СПб.: Издательство «Лань», 1998.

88. Кауфман М., Сидман А.Г. Практическое руководство по расчетам схем в электронике: Справочник. В 2-х т. Т.1: Пер. с англ./ Под ред. Ф.Н. Покровского. -М.: Энергоатомиздат, 1991.

89. Уитсон Дж. 500 практических схем на ИС: Пер. с англ. М.: Мир, 1992.

90. Граф Р. Электронные схемы: 1300 примеров: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.

91. Мэндл М. 200 избраных схем электроники: Пер. с англ. 2-е изд., стереотип. М.: Мир, 1985.

92. Чумаков И.А. Реализация упреждающего режима в охранных системах// Информационные технологии, измерение и контроль: Приложение к изданию «Ползуновский вестник»// Алт. гос. тех. ун-т им. И.И. Ползунова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2005.

93. Технология 1-Wire от Dallas Semiconductor. http://www.elin.ru/l-Wire.

94. Уменьшение вероятности ложного срабатывания сигнализации.- Журнал «Радио» 2004. №2.

95. УТВЕРЖДАЮ Проректор по НИР1. О йСКЛ ГТ>/\1. АКТиспользования изобретения П( патенту РФ №22546131. Автор: Чумаков И.А.

96. Название изобретения: Прибор охранной сигнализации

97. Признаки изобретения, перечисленные в формуле изобретения, используются в объекте полностью.

98. Председатель комиссии: С.В.Новоселов

99. Члены комиссии: сШ(еь/ ^-Н. Коржавина

100. Технический директор^^^^^Олифиренко Д.В./1. Ситников М.Ю./