DE3623447A1 - Verfahren zum ansteuern eines bewegungsmelders - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern ei­ nes einen Sensor für einen vorgegebenen Überwachungsbe­ reich aufweisenden Bewegungsmelders, der über eine Mel­ dezentrale in einen Scharf- und einen Unscharf-Zustand gesteuert werden kann.

Bekanntlich werden in der Gefahrenmeldetechnik, insbe­ sondere in der Intrusionsschutztechnik, Bewegungsmelder zur Erfassung von bewegten Objekten eingesetzt. Die Be­ wegungsmelder sind mit einem Sensor versehen, der eine vorgegebene Reichweite aufweist, die den zu überwachenden Bereich bestimmt. Es können sowohl Innenräume als auch Außenflächen auf die Bewegung von Personen und Kraftfahr­ zeugen hin überwacht werden.

Zur Realisierung der Sensoren macht man sich unterschied­ liche physikalische Prinzipien zunutze. So sind beispiels­ weise Ultraschallbewegungsmelder bekannt, die auf dem Dopplereffekt beruhen. Bei dieser Art von Bewegungsmel­ dern wird eine vorgegebene Frequenz im Ultraschallwellen­ bereich ausgesendet und die reflektierten Wellen empfan­ gen. Die Empfangsfrequenz weicht zwangsläufig stets dann von der Sendefrequenz ab, wenn Menschen in die Wirkzone eindringen oder Gegenstände ihre Lage nicht beibehalten. Ist die Empfangsfrequenz nicht gleich der Sendefrequenz, so wird ein Alarm ausgelöst.

Zur Raum-, Strecken- oder Objektsicherung in geschlossen­ en Räumen ist auch der Einsatz von Infrarot-Sensoren be­ kannt. Dabei wird die vom menschlichen Körper oder von einer anderen Wärmequelle abgegebenen IR-Strahlung von einer Spiegeloptik einem Pyroelement gebündelt zugeführt und die von diesem Detektor abgegebene Signalspannung frequenzabhängig verarbeitet. Auf diese Weise können auch kleinste Strahlenflußände­ rungen, d. h. eine zeitliche Änderung der Temperatur­ differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der je­ weiligen Oberflächentemperatur des zu überwachenden Objektes bzw. Eindringlings, detektiert werden.

Unabhängig vom physikalischen Effekt sowie von der ver­ wendeten Technologie haben die bekannten Bewegungsmelder eine wesentliche Eigenschaft gemeinsam. Sie sind darauf ausgerichtet, ausschließlich dynamische Änderungen zu er­ fassen und auszuwerten.

Für die zu sichernden Räume muß jedoch auch die Mög­ lichkeit gegeben sein, daß sie zu bestimmten Zeiten oder von bestimmten Personen betreten werden können, ohne daß zwangsläufig die Alarmmeldung ausgelöst wird. Deshalb er­ folgt eine Weiterleitung nur dann, wenn der Bewegungsmel­ der oder eine zentrale Meldeanlage in einen "scharfen" Zustand geschaltet ist. In diesem Fall wird jede ent­ sprechende Änderung im überwachten Bereich erfaßt und führt zu einer Meldung. In einem anderen "unscharfen" Zu­ stand detektiert der Bewegungsmelder zwar ebenfalls die dynamischen Änderungen, eine Alarmmeldung wird jedoch un­ terdrückt oder verhindert. Dieser Zustand besteht bei­ spielsweise, wenn in einer Bankschalterhalle während der üblichen Schalterstunden Publikumsverkehr herrscht, wenn an einem zu überwachenden Zugang eines Industriebetriebes Lieferungen erfolgen oder wenn die Ausstellungsräume ei­ nes Museums der Öffentlichkeit zugänglich sind.

Während der Zeitdauer in welcher ein Bewegungsmelder oder die Meldezentrale unscharf geschaltet ist, besteht die Gefahr, daß der Bewegungsmelder sabotiert wird. Im Falle eines Ultraschall­ melders kann dies beispielsweise durch Abdecken des Sensors mit einer Blende, einem Hut oder einem Pappdeckel erfolgen. Ein Infrarotmelder ist in diesem Zustand beispielsweise durch Besprühen mit einem Farbspray außer Funktion zu setzen.

Die Bewegungsmelder erkennen zwar diese dynamische Veränderung während der Zeitdauer des Sabotageangriffs. Eine Auswertung oder eine Aktivierung einer Meldelinie erfolgt im unscharfen Zustand jedoch nicht. Da sich die Blende nunmehr statisch vor dem Sensor befindet, kann der Melder auch nach dem Einschalten in den Scharfzustand weder die Blende noch eine Bewegung im zu überwachenden Raum erkennen. Eine ordnungsgemäße Funktion des Bewegungsmelders ist also nicht mehr gewährleistet. Das Um­ schalten in den Scharfzustand wird deshalb nicht verhindert, weil die Zwangsläufigkeit, daß keine Meldelinie aktiviert ist, erfüllt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, durch welches verhindert wird, daß die Meldezentrale bzw. die daran angeschlossene Gefahren­ meldeanlage in den Scharfzustand geschaltet werden kann, obwohl einer oder mehrere der zugehörigen Bewegungsmelder nicht funk­ tionsbereit ist oder seine Funktion eingeschränkt ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Bewegungsmelder vor dem Umschalten aus den Unscharf- in den Scharf-Zustand akti­ viert wird, daß das Ausgangssignal des Bewegungsmelders von der Meldezentrale abgefragt wird und daß ein Umschalten in den Scharf-Zustand verhindert wird, wenn nach der Aktivierung des Bewegungsmelders keine Bewegung im Überwachungsbereich detektiert wurde.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß es mit einfachen technischen Maßnahmen möglich ist, die Funktionsfähig­ keit der Bewegungsmelder und der gesamten Alarmanlage zu überprüfen. Diesem Test wird das gleiche physikalische Detektionsverfahren und die gleichen Bedingungen unter­ legt, die beim praktischen Einsatz maßgeblich sind. Durch diese realitätsnahe Überprüfung, bei der der De­ tektionskontrolltest dem physikalischen Auslöseverfahren der Bewegungsmelder genau entspricht, kann ein hohes Maß an Sicherheit erreicht werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels weiter beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines von einem Bewegungsmelder überwachten Raumes.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltungsan­ ordnung in einem Bewegungsmelder zur Durchfüh­ rung eines Funktionstestes.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Anord­ nung zur Durchführung eines Funktionstestes ei­ nes Bewegungsmelders und

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer zur Schal­ tungsanordnung gemäß Fig. 2 alternativen Schaltungsanordnung.

Die Fig. 1 veranschaulicht in einer perspektivischen Wiedergabe rein schematisch einen quaderförmigen Raum 1, der mit einem Bewegungsmelder 2 ausgestattet ist. Dieser ist in dem hier gezeigten Beispiel als Infrarot-Bewe­ gungsmelder ausgebildet, der ein aus 10 in den Raum 1 gerichteten kegelförmigen Überwachungszonen 11 gebilde­ tes aktives Gesichtsfeld aufweist. Die kegelförmigen Überwachungszonen 11 sind aufgefächert, so daß sich der Überwachungsbereich mit zunehmender Entfernung vom Bewe­ gungsmelder 2 vergrößert. Die in der Fig. 1 wiedergege­ bene Verteilung der Überwachungszonen kann als typisch für einen Raummelder bezeichnet werden, da die Überwa­ chungszonen im wesentlichen in den gesamten Raum 1 ge­ richtet sind. Bei einem sogenannten Streckenmelder würden die Überwachungszonen 11 ausschließlich in einer vertika­ len Ebene verlaufen. Soll ein Bereich oder eine Strecke außerhalb eines umbauten Raumes überwacht werden, so wird anstelle eines Infrarot-Bewegungsmelders vorzugsweise ein Ultraschall-Bewegungsmelder eingesetzt.

Gelangt ein sich bewegendes Objekt in die Überwachungs­ zonen 11, so wird diese Bewegung vom Bewegungsmelder 2 detektiert. Ist der Bewegungsmelder 2 in den Scharf-Zu­ stand geschaltet, so wird ein Meldesignal an eine Melde­ zentrale (nicht dargestellt) übertragen. Befindet sich dagegen der Bewegungsmelder 2 in einem Unscharf-Zustand, so wird diese Meldung nur für die Dauer der Detektion zur Anzeige gebracht, jedoch nicht verarbeitet. Das Umschal­ ten zwischen dem Scharf- und dem Unscharf-Zustand erfolgt von der Meldezentrale aus.

Aus dem Blockschaltbild eines Bewegungsmelders gemäß Fig. 2 ist ersichtlich, daß zwei Steuerleitungen 3 vor­ handen sind, um Steuersignale von der Meldezentrale (nicht dargestellt) zu empfangen. Zur Übertragung von Meldesignalen an die Meldezentrale sind zwei Meldelinien 4 vorgesehen. Je nach Anwendung können beide im Bewe­ gungsmelder logisch verknüpft werden. Die Steuerleitun­ gen 3 führen zu einer Detektionskontrollsteuereinheit 5, die zur Übertragung von Steuersignalen mit einer Baugrup­ pe 6 zur Analog/Digitalwandlung, mit einer Detektionsaus­ werteeinheit 7, mit einer Detektionskontrollauswerteein­ heit 8 und mit einer Kenngrößensteuereinheit 9 verbunden ist. Die Detektionskontrollsteuereinheit 5 erhält Nach­ führdaten von der Kenngrößensteuereinheit 9.

Die Baugruppe 6 besteht aus einer Sensorik 60, einem nach­ geschalteten Vor- und Hauptverstärker 61, 62, der auch mehrstufig aufgebaut sein kann, sowie einem Signal-Kon­ ditionierer 63.

Die Sensorik 60 kann als passives oder aktives System ausgebildet sein, wobei Mehrfachkombinationen auch un­ terschiedlicher physikalischer Meßmethoden möglich sind. Zur Analogsignalaufbereitung sind der Vor- und Hauptver­ stärker 61, 62 nachgeschaltet. Der Signal-Konditionierer 63 setzt die unterschiedlichen Signale in eine entsprech­ ende Signalform zur digitalen Weiterverarbeitung um.

Die Detektionsauswerteeinheit 7 wird von der Detektions­ kontrollsteuereinheit 5 aktiviert. Sie wertet die für eine Detektion relevanten Kenngrößen des digitalisierten Ausgangssignales der Baugruppe 6 aus.

Ebenfalls von der Detektionskontrollsteuereinheit 5 wird die Detektionskontrollauswerteeinheit 8 aktiviert, die parallel zur Detektionsauswerteeinheit 7 am Ausgang der Baugruppe 6 liegt. Die Auswertung des Ausgangssignals erfolgt hier aufgrund von spezifischen vorgegebenen Kenn­ größen. Mittels der Detektionskontrollauswerteeinheit 8 können die Kenngrößen der beiden Verstärker 61, 62 in der Baugruppe 6 hinsichtlich Signalverstärkung, Frequenz­ gang sowie Abtastung beeinflußt und entsprechend den An­ forderungen zur Detektion bzw. zur Detektionskontrolle angepaßt werden. Mit der Detektionsauswerteeinheit 7 wer­ den dynamische Änderungen im Strahlengang der Sensorik 60 ausgewertet. Über die Detektionskontrollauswerteein­ heit 8 können auch Veränderungen der Temperaturstrahlung innerhalb des überwachten Bereiches, die beispielsweise durch eine Reflektion oder das Verweilen einer Strah­ lungsquelle hervorgerufen werden, berücksichtigt und aus­ gewertet werden.

Die Ausgangssignale der Detektionsauswerteeinheit 7 und der Detektionskontrollauswerteeinheit 8 werden in der Kenngrößensteuereinheit 9 unterschiedlich gewichtet. Die Wichtung wird von der Detektionskontrollsteuereinheit 5 über eine Steuerleitung 51 vorgegeben. Über eine Leitung 52 erhält die Detektionskontrollsteuereinheit 5 Daten zur Nachführung der Baugruppe 6. Unter den im folgenden noch beschriebenen Bedingungen werden die beiden Meldelinien 4 über Treiber 10 von der Kenngrößensteuereinheit 9 akti­ viert.

In Fig. 3 ist das Blockschaltbild einer Variante der An­ ordnung nach Fig. 2 dargestellt. Dabei sind gleiche Tei­ le mit gleichen Bezugszeichen versehen. Hier ist der Signal-Konditionierer 63 in der Weise ausgebildet, daß bei jeder Detektion eines Auswertekriteriums ein Signal an die Detektionsauswerteeinheit 7 gegeben wird. Auf der Steuerleitung 3 a wird der Detektionsauswerteeinheit 7 und der Detektionskontrollauswerteeinheit 8 der jewei­ lige Zustand "scharf" bzw. "unscharf" der Meldezentrale (nicht dargestellt) übermittelt. Jede Detektion einer Bewegung durch die Sensorik 60 wird in der Detektions­ auswerteeinheit 7 gespeichert und aktiviert den Aktor­ ausgang C, wobei über den Treiber 10 ein Signal in die Meldelinie 4 eingespeist wird. Der Aktorausgang C bleibt so lange aktiviert, bis über die Steuerleitung 3 b ein entsprechendes Signal von der Meldezentrale ansteht, wel­ ches in der Detektionskontrollauswerteeinheit 8 ein zeit­ abhängiges, programmierbares Signal am Ausgang D zur Speicherlöschvorbereitung des Detektionsspeichers akti­ viert. Erfolgt innerhalb der Speicherlöschvorbereitungs­ zeit eine Bewegungsdetektion, so wird diese zurückge­ setzt und das Aktorsignal am Aktorausgang C gesperrt. Nach Ablauf dieser Zeit setzt jede Detektion erneut die­ sen Speicher und aktiviert den Aktorausgang C. Durch das zugehörige Signal auf der Meldelinie 4 wird eine "Scharf­ schaltung" der Meldezentrale verhindert.

In Fig. 4 ist eine von einem digitalen Prozeßrechner ge­ steuerte Ausführungsform einer Anordnung dargestellt. Der Prozeßrechner 5′ erhält über ein serielles Interface 56 über die Leitung 3′ serielle Daten, welche die jeweilige Zustandsinformation der Meldezentrale sowie die jeweils erforderlichen Steuerbefehle enthalten.

Wenn das Interface 56 Daten empfängt, welche die Status- Meldung "UNSCHARF" enthalten, wird über einen Datenbus 53 ein Decoder 54 angesteuert, welcher die Kenngrößen der Analog-Baugruppe 6 diesem Zustand anpaßt. Es erfolgt eine selektive Verstärkungssteuerung, die beispielsweise so ausgelegt sein kann daß der aktive Detektionsbereich der Baugruppe 6 auf eine festgelegte Entfernungszone be­ grenzt bleibt. Angepaßt an diese Ansteuerung wird auch die Detektionskontrollauswertung 8′, die einen Mehrfach- Komparator 80 aufweist, aktiviert. Beim Ansprechen des Mehrfach-Komparators 80 wird in der Kenngrößen-Steuer­ einheit 9′ ein Speicherelement gesetzt, und dieser In­ formation an den Prozessor 5′ über einen bidirek­ tionalen Datenbus 55 übermittelt. Jedem vorgegebenen Vergleichswert des Mehrfach-Komparators 80 ist dabei ein separater Speicherplatz zugeordnet. In Abhängigkeit von den Vergleichsergebnissen wird je nach Systemzustand die selektive Verstärkung der Baugruppe 1 vom Prozessor 5′ gesteuert, um die Detektionsempfindlichkeit anzupassen. Es wird bei­ spielsweise beim Eintritt einer Person in den entfernungs­ mäßig festgelegten Überwachungsbereich die Verstärkung auf einen anderen Vergleichswert geändert. Erfolgt in die­ ser Entfernungszone eine Detektion, so wird in der Kenn­ größensteuereinheit 9′ ein Detektionskontrollspeicher­ element gesetzt, was zur Folge hat, daß ein Datentele­ gramm zur Verhinderung einer Scharf-Schaltung des Bewe­ gungsmelders an die Meldezentrale übermittelt wird.

Zur Scharf-Schaltung des Bewegungsmelders wird über das Interface 56 ein Datentelegramm mit der Information "De­ tektionskontrolle Scharf-Schalten" übermittelt. Darauf­ hin wird die Baugruppe 6 auf einen entsprechenden Ver­ stärkungswert eingestellt und ein analoges Referenzsignal aktiviert, was beispielsweise bei einem Infrarot-Bewe­ gungsmelder an einem Widerstand 65 erfolgen kann. Ent­ spricht der aktiverte Analogwert des Bewegungsmelders der vorgegebenen Komparator-Schwelle, so wird dieser Zustand der Meldezentrale übermitteit. Ein Nicht-Erreichen des Wertes gilt als Störung. Eine entsprechende Meldung wird ebenfalls an die Meldezentrale weitergeleitet. Gieich­ zeitig wird die Baugruppe 6 auf eine Detektionskontrolle eingestellt und ein Mehrfach-Komparator 70 mit vorwähl­ baren Vergleichsschwellen in der Detektionsauswerte-Ein­ heit 7′ aktiviert. Daraufhin muß innerhalb einer vorgegebenen Zeit­ dauer eine Detektion im Überwachungsbereich der Sensorik 60 als Vor­ aussetzung für eine Scharf-Schaltung des Bewegungsmelders erkannt werden. Erfolgt keine Detektion in diesem Zeitraum, so wird eine Scharfschaltung verhindert.

Anhand der vier Figuren wird im folgenden die Funktion der Erfindung beispielhaft beschrieben. Es sei angenom­ men, daß sich der Bewegungsmelder 2 durch ein Steuersig­ nal auf Leitung 3 a im Unscharf-Zustand befindet. In die­ sem Zustand ist die Baugruppe 6 jedoch weiterhin funk­ tionsbereit, d. h. jede Bewegung in den Überwachungsbe­ reichen 11 führt zu einem Signal auf Leitung 64. Im Un­ scharf-Zustand wird dies als Störungssignal an die Zen­ trale statisch übermittelt. In der in Fig. 2 darge­ stellten Ausführungsform kann verhindert werden, daß an einem der Ausgänge der Einheit 9 bzw. 7 ein Signal an­ liegt, das zu einer Aktivierung der Treiber 10 und zu einem Signal auf den Meldelinien 4 führt. Der Unscharf- Zustand der Meldezentrale wird dem Bewegungsmelder 2 über die Leitung 3 a signalisiert. Bevor eine Umschaltung der Meldezentrale in den Scharf-Zustand erfolgen kann, müssen unbedingt folgende Verfahrensschritte ausgeführt und fol­ gende Bedingungen eingehalten werden. Der Wunsch, aus dem Unscharf- in den Scharf-Zustand umzuschalten, wird über ein Signal auf die Steuerleitung 3 b an den Bewegungsmel­ der 2 übermittelt. Dies führt bei dem in Fig. 3 ge­ zeigten Ausführungsbeispiel zu einer Aktivierung der Mel­ delinie 4. Eine Aktivierung der Meldelinie 4 hat zur Fol­ ge daß die Meldezentrale nicht mehr scharf geschaltet werden kann, bis die Meldelinie deaktiviert ist. Es er­ scheint in diesem Zusammenhang wichtig darauf hinzuweisen, daß der geschilderte Vorgang in einer Zeit ausgeführt werden muß, in der angenommen werden kann, daß sich keine unbefugten Personen innerhalb der Überwachungs­ zonen 11 aufhalten. Eine Bewegungsmeldung ist daher zu­ nächst nicht zu erwarten. Die Funktionsprüfung des Bewe­ gungsmelders wird nun dadurch fortgesetzt, daß eine Be­ dienperson in die Überwachungszonen 11 eindringt und da­ durch eine Bewegungsmeldung auf Leitung 64 auslöst, die zu einer Deaktivierung der Meldelinie 4 führt. Da durch das Eindringen der Bedienperson ein Eindringen einer unberechtigten Person unter realistischen Bedingungen simuliert wird, ist die Funktionsfähigkeit des Bewegungs­ melders 2 zweifelsfrei nachgewiesen, wenn die Meldelinie 4 aktiviert ist. Aus sicherheitsrelevanten Gründen muß dieser Funktionstest zeitbegrenzt innerhalb einer nach Beginn und Dauer vorgegebenen Zeit sein.

Erst nachdem die Meldelinie 4 aktiviert wurde, wird von der Meldezentrale auf der Steuerleitung 3 b ein Signal zur Scharfschaltung ausgegeben, das zum Zurücksetzen der Mel­ delinien 4 führt. Nur wenn die Meldelinie 4 wieder zu­ rückgesetzt ist, erfolgt die Umschaltung in den Scharf- Zustand.

Alternativ dazu ist es auch möglich, eine separate Stö­ rungsmeldelinie 4′ vorzusehen. Bei die­ ser Ausführungsform wird die Störungsmeldelinie bei einer Aktivierung des Bewegungsmelders im unscharfen Zustand statisch gesetzt, um zu verhindern, daß der Bewegungsmel­ der von der Meldezentrale aus scharf geschaltet werden kann. Einer Scharf-Schaltung muß - wie oben beschrieben - eine Detektion vorausgehen. Die Störungsmeldelinie über­ mittelt daraufhin eine Zustandsänderung, indem sie in den Ursprungszustand zurückgesetzt wird.

Eine vereinfachte Betriebsform der beschriebenen Anord­ nung besteht darin, daß nur diejenigen Bewegungsmelder einer Funktionsprüfung unterzogen werden, bei welchen im Unscharf-Zustand eine Detektion erfolgte und somit mög­ licherweise ein Versuch unternommen worden sein könnte, den Bewegungsmelder außer Betrieb zu setzen, um eine weitere Detektion zu einem späteren Zeitpunkt zu verhin­ dern. Diese Betriebsform kann auch zweckmäßig sein, wenn ein Bewegungsmelder in einer verschlossenen Räumlichkeit angeordnet ist, für die grundsätzlich keine Zutrittsmög­ lichkeit zur Durchführung der Testfunktion besteht. In diesen Fällen wird der Bewegungsmelder von der Melde­ zentrale in der Weise angesteuert, daß eine Scharfschal­ tung ohne vorherige Detektion erfolgen kann.

Claims (5)

1. Verfahren zum Ansteuern eines einen Sensor für einen vorge­ gebenen Überwachungsbereich aufweisenden Bewegungsmelders, der über eine Meldezentrale in einen Scharf- und einen Unscharf-Zustand gesteuert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsmelder (2) vor dem Umschalten aus den Unscharf­ in den Scharf-Zustand aktiviert wird, daß das Ausgangssignal des Bewegungsmelders (2) von der Meldezentrale abgefragt wird und daß ein Umschalten in den Scharf-Zustand verhindert wird, wenn nach der Aktivierung des Bewegungsmelders (2) keine Be­ wegung im Überwachungsbereich detektiert wurde.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung des Bewegungsmelders (2) selbsttätig er­ folgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung des Bewegungsmelders auf ein Detektions­ aufforderungssignal von der Meldezentrale hin erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Aktivierung des Bewegungsmelders (2) eine Zeitspanne vorgegeben wird, innerhalb der eine Bewegungs­ detektion als Voraussetzung für das Umschalten in den Scharfzustand erfolgen muß.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung des Bewegungsmelders und anschließende Bewegungsdetektion als Voraussetzung für das Umschalten in den Scharf-Zustand nur dann erfolgt, wenn während des vorher­ gehenden Unscharf-Zustandes eine Bewegungsdetektion erfolgt ist.