DE69121474T2 - Volumetrischer Bewegungsdetektor einer Schutzanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Bewegungsmelder für Räume mit automatischer Regelung entsprechend dem überwachten Raum, insbesondere für den Schutz von Automobilen, Wohnungen, usw..
• Die zur Zeit bekannten Vorrichtungen zum Schutz von Automobilen bieten gleichzeitig zwei Arten von Schutz.
• - Den Schutz des Umkreises, wobei man die Originalkontakte der Türöffnungen, der Motorhaube, der Haube des Kofferraums, des Schiebedachs, usw. benutzt.
• - Den raumbezogenen Schutz, welcher den Innenraum des Wagens mit Hilfe von Sensoren schützt, welche allgemein vom Einrichter des Schutzsystems angebracht werden. Diese Sensoren können Infrarot-, Ultraschall-, Infraschall- oder Ultrahochfrequenzsensoren sein.
• Im allgemeinen umfaßt ein gutes Schutzsystem:
• - Eine Zentral für die Regelung, welche die von den unterschiedlichen Sensoren, über welche noch zu sprechen sein wird, gelieferten Informationen verarbeitet;
• - Einen Detektor für den Raum;
• - Ein Signalhorn zum Warnen im Falle eines Eindringens.
• Unter den heutzutage hergestellten Raumdetektoren wird der Ultraschalldetektor am meisten verwendet, welcher ein wirksames Schutzsystem darstellt, jedoch gleichwohl einige Nachteile aufweist, wobei seine Aufstellung eine Anzahl von Einschränkungen mit sich bringt, nämlich:
• - Sämtliche Türfenster und alle Mündungen der Lüftung müssen hermetisch geschlossen sein, um jegliche Vibrationsbewegung in dem geschützten Raum und somit auch jegliches unangebrachte Auslösen zu vermeiden;
• - Die Sender- und Empfangsteile des Systems müssen deutlich sichtbar und ohne dazwischen liegende Hindernisse eingebaut sein, was sie vollständig zufällig macht (Leslösen, Versperren ..);
• - Er kann auf gar keinen Fall in sogenannte "verwandelbare" Wagen eingebaut werden, wie beispielsweise in Cabriolets.
• In der Schrift DE-U 89 12 983 wird eine Überwachungsvorrichtung für ein Lekal beschrieben, welche das empfangene Echo in eine Reihe von Werten zerlegt und sie mit einem Echo vergleicht, welches nach einer anderen Reihe von Werten berechnet und gespeichert ist, wobei der Vergleich dieser beiden Reihen Alarm auslöst, sobald einer der Werte des empfangenen Echos deutlich von den gespeicherten Werten abweicht.
• Diese Vorrichtung bedient sich jedoch eines Rechners, was ihre Herstellung kompliziert und kostspielig macht und andererseits wird der Alarm nur infolge einer Differenz ausgelöst, welche positiv oder negativ sein kann und nicht nur im Falle einer Überschreitung.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der unterschiedlichen Nachteile, in dem eine Vorrichtung vorgeschlagen wird, welche Mittel zur Speicherung eines Grenzsignals umfaßt, welches so definiert ist, daß es das schwächste von einem Detektor in dem überwachten Raum empfangene Signal ist, sowie Mittel zur Verarbeitung des Signals, womit man einen Schwellenwert für die Auslösung festlegen kann.
• Somit umfaßt die der Erfindung zugrundeliegende Vorrichtung einen Sender und einen Empfänger von elektromagnetischen Wellen, Licht- oder Schallwellen, einen Demodulator, der eine Frequenzänderung des vom Empfänger empfangenen Signals registriert und ein Signal aussendet, das schrittweise gemäß dieser Frequenzänderung verändert wird, einen mit dem Demodulator verbundenen Analog-Digital-Wandler, einen mit dem Wandler verbundenen wiederbelegbaren Speicher und einem Komparator, welcher das vom Demodulator kommende Signal mit dem im Speicher gespeicherten Grenzsignal vergleicht und ein Signal aussendet, wenn das erste höher ist als das zweite. Die Speicherung wird vom Anwender bei der Einrichtung der Vorrichtung eingegeben, indem gleichzeitig in dem zu überwachenden Raum eine Bewegung mit geringer Geschwindigkeit ausgeübt wird, so daß das Gerät alle die Bewegungen mit einer größeren Geschwindigkeit als die gespeicherte Bewegung registriert.
• Es muß betont werden, daß die automatische Regelung mehrmals erfolgen kann, beispielsweise bei einer neuen Einrichtung des Gerätes.
• Mehrere Ausführungsarten des Gerätes mit analogen und numerischen Gliedern sind möglich, wobei diese unterschiedlichen Ausführungsarten mit in die vorliegende Erfindung einzubeziehen sind.
• Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich beim Durchlesen der folgenden Beschreibung, die sich auf die anliegende Zeichnung bezieht, wobei selbstverständlich diese Beschreibung der Erfindung keinerlei Einschränkung auferlegt.
• Aus Gründen der Klarheit bietet diese Beschreibung nur die Version der Erfindung für Raumdetektoren mit Dopplereffekt und mit im Ultrahochfrequenzbereich ausgesandten elektromagnetischen Wellen.
• Die anliegende Zeichnung zeigt:
• - In Figur 1 ein Grundschaltbild für eine hauptsächlich numerische Ausführungsart der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• - In Figur 2 ein Grundschaltbild für eine im wesentlichen analoge Ausführungsart der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• - In Figur 3 einen elektronischen Schaltkreis, mit dem man die beiden in den Figuren 1 und 2 wiedergegebenen Ausführungsarten der Vorrichtung erzielen kann.
• - In Figur 4 ein Bild für den Einsatz der der Erfindung zugrundeliegenden Vorrichtung in einer Alarmzentrale.
• Bei Betrachtung der Figur 1 sieht man, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Sender 1, einen Empfänger 2, einen mit dem Empfänger 2 verbundenen Demodulator 3, einen an den Demodulator 3 angeschlossenen Verstärker 4, einen mit dem Verstärker 4 verbundenen Analog-Digital-Wandler 5, einen mit dem Wandler 5 und einem Schalter 7 verbundenen wiederbelegbaren Speicher 6, sowie einen mit dem Speicher 6 und dem Wandler 5 verbundenen numerischen Komparator 8 aufweist.
• Das Gerät funktioniert folgendermaßen:
• Da der Sender 1 und der Empfänger 2 zur Verwendung gleicher Wellenlängen eingerichtet sind, bewirkt die Ortsveränderung eines Gegenstandes im Sende- und Empfangsbereich dieser Komponenten mittels Dopplereffekts eine Veränderung der vom Empfänger 2 empfangenen Frequenz. Der Demodulator 3 siebt diese Veränderung des vom Empfänger 2 aufgenommenen Signals aus und sendet ein Signal, das in Abhängigkeit dieser Frequenzänderung verändert wurde. Der Verstärker 4 verstärkt dieses Signal, welches sodann vom Analog- Digital-Wandler 5 in Informationen umgewandelt wird. Bei geschlossenem Schalter 7 speichert der wiederbelegbare Speicher 6 das numerische Signal entsprechend der Frequenzänderung, die vor der Ortsveränderung des Gegenstandes bewirkt wurde.
• Bei geöffnetem Schalter 7 sendet der Speicher 6 stetig die gespeicherte Information und der numerische Komparator 8 vergleicht das vom Umsetzer 5 kommende Signal mit dem vom Speicher 6 kommenden. Ist das erste Signal höher als das zweite, sendet der Komparator 8 ein der gewünschten Anzeige entsprechendes Signal.
• Es ist festzuhalten, daß der Demodulator 3 und der Verstärker 4 in dem Gerät vertauscht sein können und daß der Versiärker 4 sich am Ausgang des Gerätes auch nach dem Komparator 8 befinden kann.
• Andererseits können der Sender 1, der Empfänger 2 und der Demodulator 3 zu einem einzigen Glied vereinigt sein, insbesondere in einem Glied, welches den zu überwachenden Raum in Resonanz versetzt. Figur 3 zeigt ein solches Glied.
• Unter Bezugnahme auf Figur 2 kann man dort alle die in Figur 1 wiedergegebenen Elemente wiederfinden, mit Ausnahme des numerischen Komparators 8. Am Ausgang des Speichers 6 befindet sich ein Analog-Digital- Wandler 9, der einerseits mit diesem Speicher 6 und andererseits mit einem Analogkomparator 10 verbunden ist. Dieser Komparator 10 ist übrigens mit dem Verstärker 4 verbunden und vergleicht die von diesem Verstärker 4 kommenden Signale mit denen vom Analog-Digital-Wandler 9 kommenden.
• Das Funktionieren der Schaltung ist identisch mit dem in Figur 1 dargestellten, abgesehen von dem Unterschied, daß der Vergleich analog und nicht numerisch erfolgt.
• Bei Bezugnahme auf Figur 3 kann man einen elektronischen Schaltkreis erkennen, mit welchem man die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf eine Aufnahmeschaltung bekannten Typs erreichen kann.
• Dieser elektrische Stromkreis enthält einen geregelten elektrischen Speicherstromkreis 16, einen Oszillatorkreis 11, einen Koppelkondensator 12, einen integrierten Schaltkreis 17, einen Schalter 7, eine elektrische Masse 18 und einen Ausgangskreis 15.
• Der integrierte Schaltkreis 17 ist bevorzugterweise vom Typ "ASIC", d. h., daß er analoge und numerische Teilsysteme umfaßt.
• Im integrierten Schaltkreis 17 sind die in den Figuren 1 und 2 besonders für die Komponenten 5, 6 und 8 zutreffenden Funktionen der analog-numerischen Umwandlung, der Speicherung und des Vergleichs festgelegt.
• Der Oszillatorkreis 11 vollbringt die in den Figuren 1 und 2 wiedergegebenen Funktionen des Sendens, des Empfangens und der Demodulation. Insbesondere wird die Sende- und Empfangsantenne von der Basis 26 des Transistors gebildet. Die Frequenzänderungen beim Empfang werden vom Transistor verstärkt und bewirken, daß die Ladung des Kondensators 12 sich ändert.
• Der Schalter 7 ist mit dem im integrierten Schaltkreis 17 untergebrachten Speicher 17 und mit einer elektrischen Masse 18 so verbunden, daß die Speicherung bei geschlossenem Schalter 7 erfolgt.
• In Abhängigkeit von dem vom im Schaltkreis 17 sitzenden Komparator gelieferten Signal liefert der Ausgangskreis 15 eine positive Spannung oder eine Nullspannung. Die Ausgangsspannung ist null, wenn eine Erfassung stattgefunden hat, d. h., wenn das verstärkte Signal größer ist als das Grenzsignal.
• Die Funktion dieses Schaltkreises ist identisch mit der in den Figuren 1 und 2 beschriebenen und liefert im Falle der Erfassung im überwachten Raum ein Signal, dessen Spannung null ist.
• Unter Bezugnahme auf Figur 4 schließlich erkennt man das Schema einer Alarmzentrale mit automatischer Regelung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Gerätes. Diese Alarmzentrale umfaßt einen Kreis 20 zur Erfassung des Raums, einen Kreis für periphere Überwachung 21, eine Verarbeitungszentrale 22, einen telefonischen Numerierungsapparat 23 und eine elektrische Sirene 24.
• Der Kreis für die Erfassung des Raumes ist so gemacht, wie es in einer der vorhergehenden Figuren dargestellt ist, insbesondere in Fig. 3. Der Kreis für die periphere Überwachung 21 erfaßt das Öffnen von mit Öffnungen des überwachten Raumes, beispielsweise Türen und Fenstern, verbundenen elektrischen Schaltern. Die Verarbeitungszentrale 22 verarbeitet die von den Kreisen 20 und 21 kommenden Informationen und sortiert die nicht verifizierten oder wiederholten Erfassungen aus. Mit dem telefonischen Numerierungsapparat 23 und der Sirene 24 schließlich kann man den Alarm übermitteln.
• Der erfindungsgemäße Detektor ist zur Überwachung von Automobilen und Wohnungen geeignet und bietet den Vorteil, daß es nicht mehr nötig ist, den Raum zu schließen, damit der Alarm funktionieren kann.
• Der erfindungsgemäße Detektor kann leicht an jedes Bewegungsmeldungsgerät mit Schall-, Licht- oder elektromagnetischen Wellen angepaßt werden, da es ein Grenzsignal speichert, das einer Bewegung entspricht, die als schwächste anzuzeigende Bewegung erachtet wird, wobei dieses Grenzsignal als Erfassungsgrenze dient, wie dies weiter oben dargelegt wurde.

Claims (2)

1.Vorrichtung zur Anzeige von Bewegungen mit einem Sender (1) einem Empfänger (2) von im Ultrahochfrequenzbereich ausgesandten elektromagnetischen Wellen, einem mit dem Empfänger (2) verbundenen und zur Lieferung eines je nach erfaßter Bewegung veränderlichen Signals angepaßten Demodulator für Frequenzänderungen (3) dieser Wellen, einem integriertem Schaltkreis (17) mit einem Analog-Digital-Wandler, der dieses Signal in ein numerisches Signal umwandelt, einem mit dem Wandler (5) verbundenen Speicher (6) und einem Komparator (8), der numerisch arbeitet und einerseits mit dem Wandler (5) und andererseits mit dem Speicher (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen mit dem Speicher (6) und einer elektrischen Masse (18) verbundenen Schalter (7) aufweist, mit dem man, im geschlossenen Zustand, im Speicher (6) ein Grenzsignal speichern kann, welches der von einer Bewegung von kleiner Geschwindigkeit in unmittelbarer Näher der Vorrichtung hervorgerufenen Frequenzänderung entspricht, während bei geöffnetem Zustand des Schalters (7) der Speicher (6) ständig die gespeicherte Information sendet, wobei der Komparator (8) ständig das vom Speicher (6) ausgesandte Grenzsignal mit dem vom Demodulator (3) kommenden Signal vergleicht und ein Alarmsignal aussendet, wenn das zweite Signal größer ist als das erste.

2. Vorrichtung zur Anzeige von Bewegungen mit einem Sender (1), einem Empfänger (2) von im Ultrahochfrequenzbereich ausgesandten elektromagnetischen Wellen, einem mit dem Empfänger (2) verbundenen und zur Lieferung eines je nach erfaßter Bewegung veränderlichen Signals angepaßten Demodulator für Frequenzänderungen (3) dieser Wellen, einem integrierten Schaltkreis (17) mit einem Analog-Digital-Wandler, der dieses Signal in ein numerisches Signal umwandelt und einem mit dem Wandler (5) verbundenen Speicher (6), dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Komparator (10) umfaßt, der analog arbeitet und einerseits an den mit dem Speicher (6) verbundenen Analog-Digital-Wandler (9) und andererseits an einen den Demodulator (3) mit dem Analog-Digital-Wandler (5) verbindenden Verstärker (4) angeschlossen ist, und dadurch, daß sie einen mit dem Speicher (6) und einer elektrischen Masse (18) verbundenen Schalter (7) aufweist, mit dem man, im geschlossenen Zustand, im Speicher (6) ein Grenzsignal speichern kann, welches der von einer Bewegung von kleiner Geschwindigkeit in unmittelbarer Nähe der Vorrichtung hervorgerufenen Frequenzänderung entspricht, während bei geöffnetem Zustand des Schalters (7) der Speicher (6) ständig die gespeicherte Information sendet, wobei der Komparator (8) ständig das vom Speicher (6) ausgesandte Grenzsignal mit dem vom Demodulator (3) stammenden Signal vergleicht und ein Alarmsignal aussendet, wenn das zweite Signal größer ist als das erste.