CC BY
219
Куделин О.В., Макаров О.Ю.
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО МОНИТОРИНГА ПОДКОНТРОЛЬНЫХ ЛИЦ.
СЭМПЛ (Системы электронного мониторинга подконтрольных лиц) предназначена для обеспечения дистанционного надзора за лицами, осужденными к наказанию в виде ограничения свободы и контроля выполнения ими предписанных ограничений путем их индивидуальной идентификации и контроля их местонахождения в установленных местах в соответствии с расписанием, в том числе с применением спутниковых навигационных сигналов ГЛОНАСС. Система обеспечивает сбор, накопление, обработку и хранение необходимой для этого информации и ее предоставление путем формирования выходных форм документов и отчетов различного назначения.1
Если рассматривать СЭМПЛ как набор устройств входящих в ее состав, то можно увидеть, что каждый из них имеет свои конструктивные особенности и разные конструкторские решения по их проектированию. Каждый блок представляет собой уникальное изделие со своими требованиями к эксплуатации, в различных агрессивных и неагрессивных средах. Функциональное назначение каждого изделия системы СЭМПЛ и определяет их конструктивные особенности.
В данной статье рассматриваются основные радиоэлектронные устройства системы СЭМПЛ, их первоочередные функциональные назначения, эксплуатационные требования продиктованные особенностями сферы применения которые и определяют различные конструктивные решения.
Сначала рассмотрим предъявляемые конструктивные требования к системе в целом. Конструкция устройств системы в первую очередь должна обеспечивать удобство управления, контроля и обслуживания. Система должна быть построена по блочно-модульному принципу и позволять эксплуатирующему ее персоналу устранять неисправности путем замены неработоспособных блоков и элементов устройств. Сфера применения системы СЭМПЛ диктует и некоторые исключения, это возможность неправильной сборки и подключения к другим устройствам, а также возможность возникновения аварийных ситуаций при ошибочных действиях эксплуатирующего персонала.
Основным компонентом любой системы данного профиля является электронный браслет (ЭБ). К нему предъявляются самые жесткие требования. ЭБ должен быть носимым устройством, иметь герметичный корпус (степень защиты по ГОСТ 14254-96 - код не ниже IP68)2, иметь малый вес (не более 100 граммов) и небольшие размеры (максимальные габаритные размеры передатчика - не более 70 х 50 мм при толщине - не более 20 мм). Ремень ЭБ должен предусматривать возможность крепления прибора как на лодыжке, так и на запястье подконтрольного лица. Встроенный в браслет элемент питания должен обеспечивать непрерывный срок его работы не менее трех лет без подзарядки. Вскрытие корпуса ЭБ в процессе эксплуатации не допускается. Замена элемента питания производится только в производственных условиях специальным учреждением ФСИН России или Исполнителем с обязательной последующей герметизацией корпуса ЭБ. Конструкция ЭБ должна исключать возможность несанкционированного снятия с подконтрольного лица и должна позволять подконтрольному лицу выполнять любые физические действия, в том числе гигиенические процедуры. Система контроля несанкционированного снятия должна полностью исключить формирование ложных тревожных сообщений, обусловленных состоянием подконтрольного лица или его одежды, а также изменением условий окружающей среды (температура, влажность и пр.). Браслет электронный не должен: иметь выступающих острых углов, издавать звуков, источать запаха и вибрировать. ЭБ должен обеспечивать возможность скрытого ношения под одеждой и, при размещении на ноге, позволять ношение поверх носок и не препятствовать ношению мужской и женской зимней обуви для различных климатических условий. Конструкция браслета электронного должна допускать возможность их надевания за время не более 1 минуты. Браслет электронный должны обладать устойчивостью к влаге, вибрации, соленой воде и воздействию горячего пара в бане или сауне. Электронный браслет должен быть оснащены системой контроля повреждения корпуса передатчика и ремня, исключающей возможность сброса сигнала о повреждении без применения специального устройства.
Все перечисленное выше характеризует конструктивные особенности электронного браслета и ставит перед конструктором очень сложные задачи.
Во первых выбор элемента питания и материала из которого будет сделано данное изделие. На сегодняшний, день среди разнообразия технологий изготовления элементов питания можно выделить только одну Li/SOCl2 (литий-тионилхлоридную), так как только эта батарейки с жидкофазным катодом располагают наилучшими удельными характеристиками среди литиевых первичных источников тока. Она имеет малые размеры и большую емкость, широкий температурный диапазон от -55 до 85 °С. Большой срок годности. Очень низкий саморазряд - при температуре хранения 20 °С и сухой среде, потери мощности составляют менее 1% в год, что не маловажно в данной сфере применения. Среди материалов тоже большое разнообразие, но надо учитывать тот факт что это носимое, герметичное ,маленькое, тонкостенное и радио проницаемое изделие. Значит, нам нужен пластиковый корпус, подходящий под требуемые характеристики. Но нельзя и забывать о том, что впоследствии электронный браслет должен получить гигиенический сертификат подтверждающий безопасность длительного контакта с телом человека. Поэтому можно выделить материалы, такие как полиуретан и его смеси, а также АБС.
Во вторых это сложность конструкции ремешка изделия, так как он должен не только крепить электронный браслет, но также являться неким датчиком, контролирующим несанкционированное снятие, разрыв и являться тип размерным для ношения его как на руке, так и на ноге. Поэтому перед конструктором и технологом стоит сложная задача, как сделать изделие технологичным и надежным.
В третьих. Расположение элементов внутри корпуса браслета (компоновка) и его дизайнерская форма. Непосредственная близость тела человека, модуль приемо-передатчика, элемент питания как раз и определяют расположение излучающей антенны таким образом, чтобы можно было получит качественный и мощный сигнал. Отсюда и обусловлена форма электронного браслета, которая должна иметь скругленные формы и углы, не создавать неудобств при ношении и не привлекать излишнего внимания. В тоже время корпус должен быть технологичным в производстве.
Такие компоненты системы СЭМПЛ как мобильное контрольное устройство и стационарное контрольное имеют несколько другие функциональные назначения, но у них тоже имеются свои конструктивные особенности.
Стационарное и мобильное контрольные устройства должны быть оснащены отдельным специальным интерфейсом, обеспечивающим возможность осуществления при помощи специальных устройств управления режимами работы и контроля состояния этих устройств. Стационарное контрольное устройство должно быть оснащено встроенным перезаряжаемым аккумулятором, обеспечивающим возможность его работы при возникновении перерывов в питании СКУ от сети переменного тока в течение не менее 72 часов. Аккумулятор, встроенный в мобильное контрольное устройство, должен обеспечивать его автономную работу в течение не менее 24 часов. Все технические средства, такие как МКУ и СКУ по стойкости, прочности, устойчивости к воздействию механических и климатических факторов должны отвечать требованиям ГОСТ РВ 20.39.304-983 по группе 1.1 исполнения для аппаратуры, устанавливаемой в отапливаемых помещениях. Устройства также должны быть снабжены датчиками движения и контроля вскрытия корпуса, так как мобильное контрольное устройство подразумевает ношение вместе с электронным браслетом, быть всегда в движении. Стационарное контрольное устройство напротив устанавливается жестко, например, крепится на стену и не должно, находится в движении.
Использование несколько диапазонов излучения в устройствах МКУ и СКУ влияет на расположение антенн в корпусе от разных приемо-передатчиков. Поэтому возникают проблемы при конструировании и разработке дизайна корпусов. С выбором материалов и элементов питания для данных устройств ситуация несколько проще чем у электронного браслета, так как условия эксплуатации у них такие же как и у привычных нам современных домашних радиотелефонов.
Таким образом, рассмотрев основные радиоэлектронные средства системы электронного мониторинга поднадзорных лиц, определив их функциональное назначение в данной сфере применения, мы определили уникальные конструктивные особенности каждого блока системы, рассмотрели некоторые возможные варианты по созданию и применению различных современных технологий для создания отдельно взятых блоков системы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Постановление Правительства Российской Федерации от 31.03.2010 № 198 «Об утверждении перечня аудиовизуальных, электронных и иных технических средств надзора и контроля, используемых уголовно-исполнительными инспекциями для обеспечения надзора за осужденными к наказанию в виде ограничения свободы».
2. ГОСТ 14254-96 «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)»
3. ГОСТ РВ 20.39.304-98 Комплексная система общих технических требований. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Требования стойкости к внешним воздействующим факторам
4. Юрков, Н.К. Концепция синтеза сложных наукоемких изделий/Н.К. Юрков// Надежность и качество: Труды международного симпозиума. В 2-х т. Под ред. Н.К. Юркова. Пенза: Изд-во Пенз. гос.
ун-та, 2012. Том 1, С. 3-6
5. Юрков, Н.К. Алгоритм проведения проектных исследований радиотехнических устройств опытно-теоретическим методом / А.В.Затылкин, И.И.Кочегаров, Н.К. Юрков //Надежность и качество: Труды международного симпозиума. В 2-х т. Под ред. Н.К. Юркова. Пенза: Изд-во Пенз. гос. унта, 2012. Том 1, С. 365-367
