CN101211499B - 用于检测家庭自动设备上的风的安全传感器-发送器 - Google Patents

用于检测家庭自动设备上的风的安全传感器-发送器 Download PDF

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Abstract

一种传感器-发送器(20)，用于固定到家庭或建筑物自动设备(10)中的移动结构(11，13，14)并发送安全信号，在其壳体(22，23)中包括：一个自给的电源(36)，一个振动传感器(33)，一个无线发送器(35)，以及一个处理逻辑单元(34)，该单元分析从振动传感器获得的信号，以决定是否将安全信号通过无线发送器发送，其中包括用于检测壳体机械状态的装置(27，32)，该传感器-发送器为在壳体闭合并固定到可移动结构时的操作状态，在这一操作状态能够进行安全信号的发送，以及否则处于禁止状态，在这一禁止状态安全信号的发送被禁止，而其他信号的发送维持可行，或者在这一禁止状态安全信号可被发送，所述安全信号被禁止信号禁止。

Description

用于检测家庭自动设备上的风的安全传感器-发送器
技术领域
本发明涉及位于家庭或建筑物自动设备中机动移动结构，特别是机动挡板或遮蓬上的安全传感器-发送器，涉及对这种传感器-发送器的禁止方法和学习方法。该传感器-发送器包括一个无线发送器，以便发送安全信号。
背景技术
使用振动传感器是已知的，例如其包括加速度计，用来检测因这种可移动结构上的风引起的运动。该传感器固定在可移动结构中风的效果特别显著的地方。它还包括用于分析从加速度计获得的信号的一个装置，以及一个无线发送器，用于当振动水平超过预定的阈值时，向电动机控制单元发送遮蓬缩回的控制。
这种装置例如从专利申请FR 2 811 431可知。
该传感器是自供电，通过原电池或通过可充电电池及光电型板供电。
这类传感器引起的两个问题是设置阈值的指定(为了调节传感器灵敏度)以及电池的更换。
实际上，重要的是传感器要包含良好的防水壳体，因为对风的效果敏感的机动结构也会受到恶劣天气，潮湿或盐雾的影响。
干电池和/或设置阈值的装置只有在壳体被移开之后才能达到，这时常把传感器从结构分离。
现在从这些操作所产生的运动可能导致风检测信号的传送，自动引发可移动结构的关闭。由于其不可预料的性质，这种自动运动可能是特别危险的，例如如果传感器位于臂遮蓬负载杆上，以及如果用户或安装者已使用活梯展开遮蓬更容易到达负载杆。
此外，如果电位计在封闭壳体之内，则设置电位计的调节将是困难的。反之，要使得电位计的控制能够从外部达到，将由于紧封的约束明显增加成本。
对于位于机动卷帘门末叶片中，或在机动车库门底部的安全传感器(障碍检测)出现相同的问题，对此希望在卷帘或门至少部分封闭的位置能够调节检测灵敏度。
专利申请EP 1 598 518公开了启动这种位于末叶片端部的障碍检测传感器，其在卷帘横向滑道中的磁体过渡点处。
专利申请WO 99/36886公开了一种方式，其中在没有来自封装在粘合到风挡玻璃的支撑中的安全装置的通信信号时，用于汽车远程收费应用并包含在一个移动壳体中的一种发射机应答器变得完全不能操作，并使得任何试图破坏粘合点的都是无效的。此外，该安全装置和移动部件是配对的，使得移动部件只能在另一也包含相同类型支撑的汽车上操作。
专利申请EP 1 415 290公开了这样的事实，即遥控装置在家庭自动设备中从人工操作方式切换到自动操作方式，取决于其是否被放置在其支撑上。
最后，专利US 7,123,144公开了，如果发送器模块打开或被移动，通过向接收器发送一种信号，来保护自动门控制***安全(见列6行13-18)。在反偷窃警告***中获得了类似的功能，为此传感器-发送器封装在壳体中，如果警告单元被撕掉或被打开，可自动向警告单元发送警告信号。专利申请JP 05054269公开了这样一种操作。
发明内容
本发明的目的是要提供一种传感器-发送器，其消除了上述缺陷并增强了从现有技术所知的传感器发送器。具体来说，本发明提出了结构简单的一种传感器-发送器，使得易于进行设置操作，特别是发送阈值的设置操作，并减少了危险。本发明还涉及这种传感器发送器的学习方法和操作方法。
根据本发明的传感器-发送器由权利要求1定义。
传感器-发送器的各实施例由权利要求2和3定义。
根据本发明的家庭自动设备由权利要求4定义。
该设备的各实施例由权利要求5和6定义。
根据本发明的传感器-发送器的操作方法由权利要求7定义
操作方法的执行方式由权利要求8定义。
根据本发明的传感器-发送器的学习方法由权利要求9定义。
学习方法的各执行方式由权利要求10和11定义。
附图说明
附图以示例的方式表示根据本发明的传感器-发送器的一个实施例、根据本发明的传感器-发送器的学习方法的执行方式以及根据本发明的传感器-发送器的操作方式。
图1是包括根据本发明的传感器-发送器的设备的示意图。
图2是根据本发明的传感器-发送器剖视图。
图3根据本发明的传感器-发送器电路图。
图4是表示根据本发明的传感器-发送器操作方法的一种执行方式的流程图。
图5是表示根据本发明的传感器-发送器学习方法的一种执行方式的流程图。
具体实施方式
图1表示包括一个机动臂遮蓬的设备10，遮蓬的蓬布11通过固定件12附着在负载杆13上。蓬布卷绕在机动滚筒18上。当电动机把蓬布卷绕在滚筒上时，后者引起负载杆在方向X1的运动，并向方向Y2减小程度地运动。装有弹簧的铰接臂14使得能够对负载杆13在X2方向施加力，并以减少程度在方向Y1施加力，以保持蓬布紧张。铰接臂14通过第一铰节15连接到负载杆。铰接臂包括其他铰节，特别是连接到包括机动卷筒的设备的固定结构17的第二铰节16。负载杆，蓬布和铰接臂组成了可移动结构。
设备10还包括一个传感器-发送器20，固定在负载杆13上。传感器-发送器20可位于任何方向，使得作用在蓬布11上的风(由实箭头WND表示)引起可移动结构的运动，特别是传感器-发送器所在位置的移动。传感器-发送器20向控制单元19发送一安全信号。这控制单元对机动滚筒产生控制命令。其包括一个装有天线的射频接收器，以及适当的一个气象型传感器。
图2详细示出包含在传感器-发送器20中的元件。在优选实施例中，传感器-发送器包括一个固定在可移动结构上的底座22，以及形成盖罩的一个可拆卸部件23，并包括传感器-发送器的电子组件。
盖罩23具有夹具24，使得盖罩23能够快速固定到底座22的凹槽25。通过由圆圈表示的紧固装置26底座被刚性固定到负载杆13。这些装置可以就是螺栓。底座最后包括一个初级壳体闭合检测元件27，例如是一个磁体，一个能够作用于开关的反射片或销子。底座和盖罩形成传感器-发送器的壳体。
传感器-发送器20还包括一个电子电路30。各组件安装在印刷电路31上，通过紧固销子28固定到盖罩23。这些组件包括次级壳体关闭检测元件32，例如是由磁体控制的簧片开关，一个光耦合器或是机械开关。如虚线所示次级元件与初级元件配合，以生成表示壳体关闭状态的电状态。
印刷电路还支持一个振动传感器33，例如一个加速度计或球和接触型惯性检测器，或任何的运动检测装置。
处理逻辑单元34，例如是一个微控制器，一个无线发送器35及其天线，一个干电池36也位于传感器-发送器的印刷电路31上。
这些元件之间的连接在图3描述。
如果被控制的开关37闭合，处理逻辑单元34如同振动传感器33那样由干电池36供电。来自振动传感器33的信号被发送到处理逻辑单元的第一输入ACC。次级壳体关闭元件32具有连接到处理逻辑单元第二输入CLS的输出。只要壳体是关闭的，则这一输入是低逻辑状态。这种情形下，来自振动传感器的信号被处理，并如果它们超过一个或多个预定的阈值，则控制信号从处理逻辑单元的第一输出SGNL发送到无线发送器35的输入RFI，其输出RFO对射频天线供电，且这时发送“风”安全信号。
另外，原级和次级元件检测到壳体没有打开，而是其紧固在移动结构的预定位置。例如，磁体作为原级元件并位于移动结构的一点上，而簧片传感器作为次级元件。原级元件还可包括一个位于移动结构上简单的U形铁磁体部件，而磁体和簧片传感器位于壳体中。当壳体放置在铁磁体部件附近时，后者传导来自磁体的磁通并将其返回到簧片传感器。
为了允许壳体是可互换的，将需要更换检测元件，当它们为相同类型的元件时，任何原级元件可以同任何次级元件协同工作。
如果逻辑输入CLS达到高状态，则处理逻辑单元不再考虑来自振动传感器的信号。在图3所示的实施例中，受控的打开开关37由处理逻辑单元34禁止输出INH驱动，其效果是消除向振动传感器33的供电，因而也就消除了来自后者的任何信号。另外，处理逻辑单元34可以简单地停止出现在其输入ACC的信号的分析处理，或甚至暂时阻挡信号发送命令向无线发送器35的发送，或最后通过类似于受控开关37的装置暂时消除对无线发送器35的供电，或使用同一受控开关37切断向振动传感器及无线发送器的供电。
图4以流程图的形式表示根据本发明的操作方法的执行方式。
在第一步E11，运行一个测试看壳体是否被打开或去除。如果其没有打开或去除，则该方法进到第二步骤E12，其中进行一个测试看是否达到风安全阈值，就是说来自振动传感器的信号是否超过预定的阈值。如果没有达到阈值，该方法循环到第一步骤E11。在返回第一步骤E11之前，最好***一两秒钟休眠状态。
如果达到或超过安全阈值，则该方法进到第三步骤E13，其中传感器-发送器发送一个安全信号，或替代其发送一个缩回命令信号，以便缩回遮蓬。然后该方法循环到第一步骤E11。所有前三个步骤构成了监视方式。这时称传感器-发送器处于操作状态。
如果在第一步骤E11，检测到壳体打开和/或去除，则该方法进到第四步骤E14，其中传感器-发送器被禁止，或更为确切地说其风安全信号或遮蓬缩回控制信号的发送被禁止。这样，在有风的情形下，即使传感器-发送器受到明显的移动，传感器-发送器也不发送无线信息。例如通过切断振动传感器的供电而引起风安全信号的禁止。如上所述，其他简单的装置也可引起这种禁止。这时称传感器-发送器处于禁止状态。
在禁止状态，一些发送功能维持有效。
在后继步骤E15，传感器-发送器切换到节能方式。这一节能方式包括例如每15分钟的有规律的唤醒以发送存在信号。实际上，为了保证较大的安全性，如果其通知在传感器-发送器20的操作中有错误，例如没有收到存在信号，则控制单元19自动引起遮蓬的缩回。传感器-发送器壳体的打开必须不会导致：因为传感器-发送器由于其打开或去除所至的移动和/或因为这一存在信号的发送的结束而自动缩回遮蓬。
作为一个变种，步骤E13包括一种定址到控制单元19的特定信号的发送，以便对其传送关于传感器-发送器干预的信号。控制单元然后取消监听存在信号。因而在节能方式下假如有特定信号的发送，传感器-发送器能够取消存在信号的发送。
壳体的打开和/或其去除能够通过处理逻辑单元第二输入CLS状态的变化检测到。这一状态的变化例如引起对包含在处理逻辑单元中的微控制器的中断请求。
由虚线块表示的第六步骤E16的***，以及在其已检测到已达到安全阈值之后重复步骤E11，使得能够避免不希望有的遮蓬的缩回。实际上，用户或安装者一开始操纵传感器-发送器要去除它或打开其壳体，就有后者将检测到振动的危险，这些振动可能会被解释为由于风的存在并引起缩回命令信号的发送。在第六步骤E16之前有一个延迟T0，例如一秒钟的持续时间，于是可避免以上这种危险。
图5描述了根据本发明的学习方法。
学习方法的第一步骤E21类似于操作方法的步骤E12。
学习方法的第二步骤E22类似于操作方法的步骤E14。
在第三步骤E23中，第一定时器T1被触发。这一定时器是短持续时间的，例如在2到10秒钟之间。
在第四步骤E24，运行一个测试，看在第一步骤E21中检测到的壳体去除和/或打开是否维持了第一定时器的持续时间。如果是，则该方法进到第五步骤E25以切换到节能方式。这一步骤与前面描述的步骤E15相同。
然而，如果在第一定时器持续时间期间壳体已被放回就位，则该方法进到设置步骤E30。
因而希望设置传感器-发送器的灵敏度阈值的安装者必须执行一个很简单的处理：将传感器-发送器壳体从其支架去除，并在几秒钟之后将其放回。这一操作进行的同时至少部分地展开遮蓬。
可通过感官信号对安装者确认进入设置步骤：例如在控制单元19已收到来自传感器-发送器通知其进入设置步骤的无线消息之后，由传感器-发送器或最好通过控制单元19发送的蜂鸣声。
除了没有示出的这一初步的指示子步骤之外，设置步骤包括五个子步骤。
在第一子步骤E31中，第二定时器T2被触发。这一定时器比前一个有较长的持续时间，例如在30秒钟到3分钟之间。
在这期间，安装者人工引起代表风的效果的遮蓬的摇动，这构成了第二子步骤E32。通过构造，遮蓬能够耐受住相当猛烈的阵风，但是结构的摇摆给用户一种担心的感觉。因而希望告知安装者关于遮蓬对应于似乎使用户担心的摇摆运动，而非遮蓬真正可耐受的运动。
在第三子步骤E33，通过振动传感器拾取的振动参数被测量并存储。这一子步骤发生在第二定时器周期。
在第二定时器T2之后，该方法进到第四子步骤E34，其中根据所进行的测量，并根据经验算法或规则确定风检测阈值，或多个风检测阈值。
例如，从最高测量值、或从十个最高值的平均值确定阈值。甚至可对于高振动频率(或对于脉动操作方式)确定第一阈值，而对于低振动频率确定第二阈值。
一旦已计算出该阈值或多个阈值，该方法就进到第四子步骤E35，其中在包含在处理逻辑单元34中的非易失存储器MEM中存储该阈值或多个阈值。
然后设置步骤结束。一个未示出的可选指示子步骤可向安装者指示该步骤的结束。
然后该方法进到由最后步骤E40表示的执行监视方式：传感器-发送器被设置，这是可操作的。
因而根据本发明的教导所设计的传感器-发送器壳体的打开的相同检测能够在一种情形下可简单地禁止由这一传感器-发送器产生的风检测信号，并在另一情形下能够实现非常简单的设备设置方式。
风检测信号(或任何安全信号)的禁止可采取几种形式。在最简单的情形下，这一禁止反映在安全信号的发送被禁止。可替换的，一旦传感器切换到禁止状态，安全信号的发送不被禁止，但发送指示传感器被禁止状态的第二信号。然后通知控制单元19，其不能再考虑已变为无效的安全信号。该第二信号是禁止信号。
当传感器再切换到操作状态时，发送一个第三信号指示安全信号再次有效。
已在传感器-发送器壳体包括底座和盖罩、电子电路连接到盖罩的情形下描述了本发明。在另一实施例中，电子电路位于底座上，而磁***于盖罩上。
本发明还用于包括传感器的壳体保持完全封闭的情形，这种情形对于保证密封性更具价值。当前，用于对传感器供电的干电池可使用长达数年，这使得这种密封结构可用。
这种情形下，检测到的是将壳体从其在移动结构上的固定位置去除的行动。
在以上的描述中，传感器-发送器的壳体可能处于四种机械状态：
-被闭合并安装，
-被打开并安装，
-被闭合并去除，以及
-被打开并去除。
这四种状态具有传感器-发送器两个对应的状态：
-操作(当壳体的机械状态为被闭合并安装时)，以及
-禁止(当壳体的机械状态为被打开并安装或被闭合并去除或被打开并去除时)。
然而，在不背离本发明原理情形下，能够想象壳体的其他的机械状态、传感器-发送器的其他状态、以及壳体的机械状态与传感器-发送器状态之间其他的映射关系。

Claims (10)

1.一种传感器-发送器(20)，用于固定到机动挡板或遮蓬的可移动结构(11，13，14)上并发送风安全信号，在其壳体(22，23)中包括：
一个自给的电源(36)，一个振动传感器(33)，一个无线发送器(35)，以及一个处理逻辑单元(34)，所述处理逻辑单元分析从振动传感器获得的信号，以决定是否将所述风安全信号通过无线发送器发送，其中包括用于检测壳体机械状态的装置(27，32)，该传感器-发送器：
-在壳体闭合并固定到可移动结构时处于操作状态，在这一操作状态能够进行所述风安全信号的发送，以当达到风安全阈值时，缩回所述遮蓬或挡板；以及
-否则处于禁止状态，
在这一禁止状态中，所述风安全信号的发送被禁止，而不同于所述风安全信号的信号的发送维持可行，或者
在这一禁止状态中，所述风安全信号能够被发送，所述风安全信号被禁止信号禁止。
2.如权利要求1所述的传感器-发送器，其中禁止信号包括指示传感器的被禁止状态的信息。
3.如权利要求1或2所述的传感器-发送器，其中所述不同于所述风安全信号的信号包括存在信号。
4.一种机动挡板或遮蓬，包括一个可移动结构(11，13，14)，以及一个包括控制单元(19)的固定结构(17)，控制单元装有无线接收器，并在接收到安全信号时启动电动机(18)，所述设备包括一个如权利要求1所述的传感器-发送器(20)，该传感器-发送器(20)安装在可移动结构上。
5.如权利要求4所述的机动挡板或遮蓬，其中可移动结构包括负载杆，蓬布和铰接臂。
6.一种用于如权利要求1所述的传感器-发送器的操作方法，包括如下步骤：监视壳体的机械状态，根据壳体的机械状态将传感器-发送器置于操作状态或禁止状态。
7.如权利要求6所述的操作方法，其中在禁止状态传感器-发送器周期地发送存在信号。
8.一种用于如权利要求1所述的传感器-发送器的学习方法，包括如下步骤：监视壳体的机械状态，根据壳体的机械状态将传感器-发送器置于操作状态或禁止状态，并当传感器-发送器在禁止状态维持小于第一预定持续时间段的时间段时，触发设置过程。
9.如权利要求8所述的学习方法，其中设置过程包括：
-人工摇动可移动结构的步骤，
-使用振动传感器的测量步骤，以及
-测量结果存储步骤，
然后：
-用来根据存储的测量结果计算至少一个阈值的步骤，以及
-阈值存储步骤。
10.如权利要求8所述的学习方法，其中在设置过程之后传感器-发送器切换到操作状态。
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