BR112020002302B1 - Dispositivo de detecção de abertura para um elemento de abertura como uma porta ou janela, sistema de alarme, método de monitoramento e detecção por meio de um dispositivo e método de monitoramento e detecção - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE DETECÇÃO DE ABERTURA PARA UM ELEMENTO DE ABERTURA COMO UMA PORTA OU JANELA, SISTEMA DE ALARME, MÉTODO DE MONITORAMENTO E DETECÇÃO POR MEIO DE UM DISPOSITIVO E MÉTODO DE MONITORAMENTO E DETECÇÃO. O objeto da invenção é um dispositivo de detecção de abertura para um elemento de abertura, como uma porta ou janela (21, 22), incluindo um módulo (510) que é aplicado a um lado interno do elemento de abertura, em que o módulo incluir meios (511, 520, 521) para detectar o movimento do elemento de abertura, o primeiro meio de detecção de presença forma um feixe cônico (221) definindo o que é chamado de perímetro de confiança que abrange uma distância operacional na qual um operador opera o mecanismo de abertura (23, 24) do elemento de abertura no primeiro lado do elemento de abertura, um segundo meio de detecção de presença para detectar uma presença no que é chamado de perímetro de desconfiança (215) circunscrito em torno do elemento de abertura e meios (513) para processar dados dos meios de detecção, para armazenamento em memória e para computação que são conectados aos meios de detecção.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de alarme com detecção de abertura de um elemento de abertura, tal como uma porta ou janela, provido de meios que permitem uma discriminação entre um ocupante legal e um intruso, em particular quando o elemento de abertura é operado.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Existem muitos detectores de abertura em sistemas de alarme. Eles são usados, em particular, para proteger residências, instalações comerciais ou escritórios. Em geral, eles são incorporados a um sistema de segurança e conectados por uma conexão com fio ou rádio a uma unidade de alarme central.

[003] Para proteger essas instalações, na maioria das vezes os sistemas de alarme possuem dois tipos de sensores, detectores de abertura de elementos de abertura como portas e janelas e detectores de movimento por ultrassom ou infravermelho.

[004] Para uma residência, por exemplo, quando a residência está vazia, os dois tipos de sensores estão em serviço. Por outro lado, quando a residência está ocupada, por exemplo, à noite, apenas os detectores de abertura de porta ou janela são ativados. Essa proteção é chamada de proteção periférica.

[005] Nesse caso, é obviamente necessário desativar o alarme antes de abrir as portas e/ou janelas.

[006] Esse sistema é, portanto, restritivo e a abertura de um elemento de abertura, como uma porta ou janela de dentro das instalações, aciona alarmes falsos.

[007] No entanto, pode ser necessário ser capaz de abrir determinadas portas e janelas de dentro das instalações protegidas sem disparar o alarme.

[008] Da mesma forma, para instalações comerciais, pode ser necessário verificar de que lado uma porta ou janela está aberta, por exemplo, para uma instalação para a qual o acesso é restrito, mas para a qual a saída é irrestrita.

[009] Os documentos US 2008/0157964 A1, US 2016/0247370 A1 e WO 2016/109335 A1 são conhecidos neste campo e propõem a confirmação ou não confirmação de um alarme de elemento de abertura dependendo da presença ou não de um ocupante nas instalações a serem protegidas.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[010] Neste contexto, a presente invenção propõe um dispositivo para detectar abertura, idealmente adequada para discriminar tentativas de abrir um elemento de abertura, dependendo do lado em que a tentativa de abertura está localizada, a fim de acionar um alarme no caso em que um intruso é detectado e para não acionar um alarme no caso de um ocupante legal ser detectado, esse dispositivo permanece utilizável mesmo quando um elemento de abertura estiver parcialmente aberto.

[011] Mais precisamente, a presente invenção propõe um dispositivo de detecção de abertura para um elemento de abertura, como uma porta ou janela, compreendendo um módulo que é aplicado a um lado interno do referido elemento de abertura, em que o módulo inclui meios para detectar o movimento do referido elemento de abertura, primeira detecção de presença significa formar um feixe cônico definindo um chamado perímetro de confiança que abrange uma distância operacional sobre a qual um operador opera o mecanismo para abrir o elemento de abertura no primeiro lado do elemento de abertura, segundo meio de detecção de presença para detectar uma presença sobre um o chamado perímetro de desconfiança circunscrito ao redor do elemento de abertura e meios para processar dados dos referidos meios de detecção, para armazenamento em memória e para computação, conectados aos referidos meios de detecção.

[012] Os referidos meios de processamento são preferencialmente configurados para discriminar: a - sequências de eventos de disparo de alarme, incluindo: - uma detecção de movimento do elemento de abertura pelos meios de detecção de movimento, sem detecção de um operador dentro do referido perímetro de confiança pelos primeiros meios de detecção de presença, - uma detecção de presença no interior do perímetro de desconfiança pelo segundo meio de detecção de presença, sem ou antes da detecção de presença de um operador dentro do referido perímetro de confiança pelo primeiro meio de detecção de presença, e - - sequências de eventos que não acionam alarme, incluindo - uma detecção de um operador dentro do perímetro de confiança e, em seguida, detecção de movimento do elemento de abertura, - uma detecção de um operador dentro do perímetro de confiança, abrangendo uma detecção de presença dentro do perímetro de confiança; o módulo também compreende meios de transmissão para transmitir um alarme que pode ser ativado pelos meios de processamento de acordo com a ocorrência de um ou outro tipo de evento.

[013] No caso em que o elemento de abertura tem uma posição estável de abertura restrita, insuficiente para a passagem de uma pessoa e uma posição totalmente aberta, permitindo a passagem de uma pessoa; o dispositivo compreende preferencialmente meios para detectar a posição do elemento de abertura, capaz de discriminar entre as posições fechada, de abertura restrita e totalmente aberta do elemento de abertura.

[014] Os meios de processamento, armazenamento em memória e computação são vantajosamente conectados aos meios de detecção de posição e configurados para acionar o alarme na detecção de uma alteração da posição de abertura restrita para a posição totalmente aberta, sem detecção prévia pelos primeiros meios de detecção de presença de um operador dentro do perímetro de confiança.

[015] Os meios de transmissão são de preferência componentes de rádio que permitem a transmissão de um sinal de alerta para uma unidade de alarme central.

[016] O dispositivo de acordo com a invenção também pode, de maneira alternativa ou complementar, compreender meios de rádio LPWAN e ser capaz de operar como um módulo autônomo para transmitir informações e alarmes para um centro de alarme remoto.

[017] Vantajosamente, a lógica de programação do dispositivo e sua configuração de parâmetros operacionais podem ser modificadas por meio de uma ferramenta de programação externa que se comunica com o dispositivo por conexão Bluetooth que pode ou não estar com pouca energia.

[018] O módulo é produzido com vantagem em um invólucro fornecido por uma ou mais baterias ou por uma célula solar e sistema de bateria.

[019] Os meios de detecção de movimento podem ser meios magnéticos, um acelerômetro, um magnetômetro ou qualquer combinação desses elementos dispostos no módulo.

[020] O primeiro e/ou o segundo meios de detecção de presença são de preferência meios infravermelhos ou meios de radar direcionais de alta frequência.

[021] De acordo com uma forma de realização específica, os primeiros meios de detecção de presença são formados a partir de uma combinação de fotodiodos emissores e receptores de infravermelho configurados para produzir um primeiro cone de detecção direcionado para o interior das instalações equipadas com o elemento de abertura.

[022] De acordo com uma forma de realização vantajosa, os primeiros meios de detecção de presença também compreendem um sensor PIR (sensor infravermelho passivo) equipado com uma lente que produz um segundo cone de detecção circundando ou sobreposto ao primeiro cone, sendo a detecção de presença confirmada quando o primeiro e o segundo meios de detecção detectarem uma presença.

[023] O segundo meio de detecção de presença é vantajosamente formado a partir de um emissor/receptor de infravermelho e um espelho de foco cônico produzindo um perímetro de detecção na forma de um disco ao redor do dispositivo, de preferência paralelo ao elemento de abertura.

[024] A invenção também se refere a um sistema de alarme que compreende pelo menos um dispositivo de acordo com a invenção conectado a uma unidade de alarme central local ou remota.

[025] Vantajosamente, o dispositivo compreende, após colocar o dispositivo em um primeiro lado do elemento de abertura e ligar o dispositivo ou sistema de alarme, um procedimento de detecção compreendendo: - um primeiro loop de espera, com o elemento de abertura fechado, compreendendo a espera de um evento de detecção de presença nos meios de detecção de presença da zona de confiança; - uma detecção do grau de abertura do elemento de abertura, possibilitando discriminar uma abertura completa que leva à desativação do alarme de uma abertura parcial, acionando um segundo loop de espera, aguardando um dos seguintes eventos: a) detecção de movimento do elemento de abertura com detecção de presença dentro do perímetro de confiança; b) detectar a abertura do elemento de abertura sem detecção prévia de presença dentro do perímetro de confiança; c) detecção de presença dentro do perímetro de confiança; - uma etapa de acionar o alarme com a ocorrência de eventos de detecção de abertura do elemento de abertura sem detecção prévia de presença dentro do perímetro de confiança (evento b)) ou detecção de presença dentro do perímetro de desconfiança (evento c)); - uma etapa de desativar o alarme e retornar ao modo de espera no caso de uma detecção do evento de detecção de abertura do elemento de abertura com detecção de presença dentro do perímetro de confiança (evento a)).

[026] O dispositivo que compreende meios para medir a abertura do elemento de abertura, o método pode vantajosamente compreender um loop para detectar uma posição semiaberta incorreta e acionar um aviso até atingir a posição semiaberta correta do elemento de abertura.

[027] O dispositivo compreendendo meios para medir a abertura do elemento de abertura, o método compreende preferencialmente uma reativação do monitoramento ao sair da abertura total do elemento de abertura e um retorno ao primeiro loop de espera no retorno do elemento de abertura para a posição fechada ou um retorno ao segundo loop de espera no retorno do elemento de abertura à posição semiaberta.

[028] O dispositivo que compreende um sensor de choque, uma detecção de choque aciona o alarme durante um loop de espera.

[029] O dispositivo que compreende um sensor magnético de efeito Hall, uma detecção de variação de campo aciona o alarme com o elemento de abertura fechado, sem detecção de movimento do elemento de abertura ou detecção de presença na zona de confiança.

[030] Quando o dispositivo compreende meios de comunicação LPWAN, o acionamento do alarme inicia o envio de um ou mais quadros de alarme pela rede LPWAN.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[031] Outras características e vantagens da invenção serão evidentes ao ler a descrição a seguir de uma forma de realização não limitativa da invenção, com referência aos desenhos que mostram: - Na Figura 1: uma representação esquemática de um dispositivo para detectar a abertura de um elemento de abertura equipado com um sensor de presença em um local a ser protegido; - Na Figura 2: um exemplo do dispositivo da Figura 1 posicionado em uma porta; - Na Figura 3: um exemplo do dispositivo da Figura 1 posicionado em uma janela; - Na Figura 4: um fluxograma da operação do dispositivo de acordo com as Figuras 1 a 3; - Na Figura 5: uma vista lateral de um detector de infravermelho de acordo com uma forma de realização da invenção; - Nas Figuras 6A e 6B: vista lateral e vista superior de um dispositivo de acordo com a invenção com detector infravermelho para zona de confiança e zona de desconfiança; - Na Figura 6C: uma vista em perspectiva esquemática de um dispositivo de detecção na zona de confiança; - Nas Figuras 7A a 7E: vistas em perspectiva de vários elementos de abertura equipados com um dispositivo de acordo com a invenção; - Na Figura 8: uma vista esquemática de um dispositivo de acordo com a invenção; - Na Figura 9: uma vista em perspectiva de uma realização alternativa do dispositivo com dupla detecção na zona de confiança; e - Nas Figuras 10A a 10C: diagramas de fluxo que ilustram as fases operacionais do dispositivo de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[032] A presente invenção tem, por exemplo, o objetivo de permitir a ativação de um sistema de alarme no modo periférico, continuando a viver normalmente dentro de uma residência, sem ter medo de causar alarmes falsos devido às atividades da vida cotidiana, como abrir uma janela a fim de fechar as venezianas ou arejar uma sala, abrir a porta para retirar o lixo ou permitir que o cão saia, ou qualquer outra ação sobre os elementos de abertura de dentro do perímetro seguro, enquanto uma tentativa de abrir os elementos de abertura do lado de fora acionará um alarme.

[033] O dispositivo mostrado esquematicamente na Figura 1 é uma forma de realização de um dispositivo para proteger um elemento de abertura com detecção de presença interna única, que compreende um módulo 10 produzido na forma de um invólucro 15 destinado a ser aplicado por colagem, parafusamento ou outro método a um primeiro lado de um elemento de abertura, como mostrado nas Figuras 2 e 3.

[034] Este módulo pode ser equipado com o chamado dispositivo “anti-adulteração” que detecta automaticamente a alteração em sua posição inicial, como, por exemplo, no caso de um ato de vandalismo.

[035] O módulo da Figura 1 compreende meios 11 para detectar o movimento do referido elemento de abertura.

[036] Esses meios de detecção podem ser de vários tipos, como: - meios magnéticos, neste caso, um módulo adicional, como um ímã ou uma massa de metal, está disposto oposto ao módulo 10 em uma parte da estrutura estacionária do elemento de abertura a ser protegido; - um magnetômetro que detecta diretamente a mudança na direção do campo magnético da Terra quando o elemento de abertura é acionado; - meio do tipo acelerômetro que detecta o elemento de abertura que está sendo acionado, ou qualquer outro meio capaz de detectar uma configuração em movimento do elemento de abertura.

[037] O módulo também compreende meios 12 para detectar presença em um perímetro restrito e localizado em apenas um lado do elemento de abertura.

[038] O perímetro de detecção é circunscrito a uma distância operacional do mecanismo de abertura 23, 24 do elemento de abertura operado por um operador.

[039] O meio de detecção de presença também pode ser de vários tipos, como: - meio de infravermelho direcional detectando o calor de um operador próximo ao dispositivo conectado ao elemento de abertura; - meio de radar detectando o reflexo da onda pelo operador próximo ao dispositivo conectado ao elemento de abertura.

[040] O meio de detecção de presença é preferencialmente direcional ou tem um cone estreito de detecção e é, por exemplo, capaz de detectar uma presença a uma distância reduzida, por exemplo, até 50 cm ou até 1 m do mecanismo de abertura do elemento de abertura.

[041] O dispositivo ilustrado também compreende meios 13 para processamento, armazenamento e computação em memória e meios de transmissão 14.

[042] Os meios de processamento, armazenamento em memória e computação são, por exemplo, compostos de um microprocessador ou microcontrolador compreendendo um conversor analógico para digital e entradas e saídas digitais e memórias ROM e RAM. O meio de transmissão 14 é composto de componentes de rádio que permitem a transmissão de um sinal de alerta seguro AES.

[043] Os meios de processamento, armazenamento em memória e computação são capazes de processar dados provenientes do meio de detecção de presença, de acordo com um programa armazenado no dispositivo, conforme discutido abaixo, a fim de permitir o acionamento de um alarme por meio do meios de transmissão 14 a uma unidade de alarme central ou outro centro de monitoramento de acordo com um protocolo programado nos meios de memória de computação e armazenamento do dispositivo.

[044] O dispositivo também compreende uma bateria de lítio ou fonte de tensão de alta capacidade, para proporcionar um longo tempo de operação de vários anos. Para melhorar esse tempo de operação, este dispositivo pode ser complementado ou substituído por uma célula solar e sistema de bateria.

[045] Finalmente, o dispositivo pode compreender um indicador luminoso (16) que dará uma indicação visual durante as fases de detecção selecionadas.

[046] O objetivo da invenção é discriminar as tentativas de abertura que ocorrem no primeiro lado do elemento de abertura das tentativas de abertura que ocorrem no outro lado do elemento de abertura.

[047] Para fazer isso, o módulo 10 é programado para discriminar, por um lado, um evento de detecção de movimento do elemento de abertura com uma detecção de presença e, por outro lado, um evento de detecção de movimento do elemento de abertura sem uma detecção de presença.

[048] De acordo com as Figuras 2 e 3, o invólucro 15 está disposto no elemento de abertura, porta 20 ou janela 22, em um local que permite a detecção confiável de uma pessoa operando o dispositivo de abertura do elemento de abertura, por exemplo, a maçaneta 23, 24 de uma porta ou janela, com meio de detecção de presença. Em particular, o módulo pode ser posicionado onde o sensor de movimento pode ser configurado para detectar apenas pessoas a uma distância operacional do elemento de abertura, em particular oposto ao elemento de abertura.

[049] O módulo compreende um programa para baixo consumo de espera por eventos e um sistema de ativação, por exemplo, por interrupções em um microprocessador ou microcontrolador dos meios de computação 13 quando os meios de detecção de movimento 11 são ativados por um movimento do elemento de abertura.

[050] Para garantir esse aspecto de baixo consumo, são usadas, por exemplo, arquiteturas de hardware baseadas em núcleos ARM Cortex de 32 bits e voltagem muito baixa.

[051] O módulo entra então em um procedimento que procura a presença de um operador no lado monitorado pelo meio de detecção de presença 12, ativando o sensor infravermelho ou o radar HF.

[052] Dependendo da programação do módulo de acordo com a detecção ou não de presença, nenhum alarme é enviado ou um alarme é enviado.

[053] Um exemplo de um método de monitoramento e detecção para um dispositivo tão simples é mostrado esquematicamente na Figura 4. Ele compreende, depois de colocar o dispositivo ao lado do elemento de abertura autorizado para abertura, um procedimento de detecção que compreende: - um modo de espera 110 compreendendo a espera 111 por um evento de detecção de abertura e/ou um evento de presença; - na ocorrência de uma detecção de abertura, uma etapa 112 de busca por detecção de presença no lado de abertura autorizado por meio do detector de movimento, permitindo uma discriminação entre a) detecção de abertura sem detecção de presença e b) detecção de abertura com detecção de presença; no caso descrito, uma etapa de enviar um alarme 115 no caso de detectar abertura sem detecção de presença.

[054] No caso oposto, onde, ao detectar a presença na etapa 112, um alarme enviando a etapa 115’ (mostrado como uma linha pontilhada) é executado, enquanto o alarme não é enviado se nenhuma presença for detectada também é possível, dependendo da programação do módulo.

[055] De acordo com a presente invenção, o dispositivo da Figura 1 é otimizado usando duas zonas principais de detecção.

[056] Com referência à Figura 8, fornecendo uma vista esquemática de uma forma de realização de um dispositivo da presente invenção, uma primeira zona principal de detecção, chamada perímetro de confiança, é uma zona 221 materializada por um feixe ou zona de detecção, permitindo o monitoramento de um volume cônico. A zona ou perímetro de confiança é direcionado para o interior das instalações. De acordo com o exemplo, a detecção utiliza um dispositivo de sensor infravermelho ativo com diodos emissores 19a, 19b e fotorreceptor para detectar uma pessoa que se aproxima do elemento de abertura do interior da instalação a ser protegida.

[057] Uma segunda zona de detecção principal, chamada perímetro de desconfiança, é produzida usando um sensor ativo ou passivo 17 equipado com um dispositivo óptico que forma um disco de detecção 18 o mais próximo possível do elemento de abertura.

[058] De acordo com uma realização preferencial, uma zona de detecção secundária é produzida. Essa maior zona de detecção 522 envolve a primeira para especificar a detecção no perímetro de confiança. Para produzir essa zona, é preferencialmente usado um sensor infravermelho passivo (sensor PIR) 512, que, quando a primeira zona é coberta por um sensor infravermelho ativo, possibilita o trabalho em dois comprimentos de onda diferentes, o que melhora a detecção. Nesse caso, a detecção na zona de confiança é confirmada quando os dois detectores detectam uma presença. Na zona de detecção comum, que é a zona 221.

[059] Quando uma pessoa se aproxima, essa pessoa é detectada pela primeira vez pelo sensor PIR 512 na zona 522 e o dispositivo aguarda uma confirmação de detecção usando o sensor infravermelho ativo que cobre a zona 221, que corresponde às etapas 1111a, 1111b e 1119a, 1119b da Figura 10A.

[060] O posicionamento da zona de confiança correspondente ao cone de detecção 221 é materializado, por exemplo, na Figura 9, sendo esta zona direcionada para o interior da instalação, a fim de detectar uma pessoa 600 autorizada a operar o elemento de abertura.

[061] Voltando à Figura 8, o dispositivo compreende um módulo 510 produzido na forma de um invólucro destinado a ser aplicado por colagem, parafusamento ou outro método a um lado interno de um elemento de abertura, exatamente como o dispositivo da Figura 1.

[062] O módulo compreende meios de detecção de movimento 511 do referido elemento de abertura na forma de um acelerômetro, compreende um dispositivo de sensor magnético 520 que interage com um elemento complementar na estrutura estacionária, a fim de detectar a abertura e o fechamento do elemento de abertura, e compreende um dispositivo de detecção de choque 521 para acionar um alarme no caso de um intruso atingir o elemento de abertura.

[063] O sensor magnético de efeito Hall permite uma medição de campo capaz de detectar uma variação de campo representativa de uma tentativa de intrusão que irá gerar um alarme.

[064] De acordo com a invenção, o módulo também compreende uma pluralidade de meios de detecção de presença 512, 200, 220a, 220b, sendo estes meios destinados a: - para meios 512, 220a, 220b, detectar uma presença dentro de um perímetro de confiança e, - para o meio 200, detectar uma presença dentro de um perímetro de desconfiança.

[065] Para sua operação, o módulo compreende meios convencionais de processamento de dados 513 que compreendem, como no módulo da Figura 1, um microprocessador ou microcontrolador, entradas/saídas digitais e/ou analógicas, uma ou mais memórias RAM e ROM ou reprogramáveis e que são conectadas aos periféricos do módulo, aos meios de detecção 511, 520, 521, 200, 220a, 220b, 512 e ao dispositivo emissor de rádio 514.

[066] Os dispositivos de detecção por infravermelho são preferencialmente usados no modo pulsado, a fim de reduzir o consumo elétrico do invólucro.

[067] A Figura 5 mostra um detalhe de um dispositivo de detecção de infravermelho 220 atribuído à zona de desconfiança.

[068] Ele compreende um sensor infravermelho 211 atrás de um dispositivo de lente 212 e em frente a um espelho cônico 213.

[069] Este dispositivo 220 pode monitorar uma zona 215 na forma de um disco ao redor do dispositivo, como mostrado nas Figuras 6A vista de lado e 6B vista de cima.

[070] O sensor é posicionado no dispositivo de modo que, quando o dispositivo é conectado ao elemento de abertura, o disco de detecção fica substancialmente paralelo ao elemento de abertura e corre ao longo do elemento de abertura.

[071] O dispositivo 220 usa um sensor ativo e o sensor infravermelho 211 combina um emissor e um receptor que são deslocados ao longo do eixo do espelho para não interferir diretamente um no outro.

[072] As Figuras 6A e 6B também mostram o perímetro de detecção cônica 221 da zona de confiança produzida por meio de um sensor infravermelho ativo 220 compreendendo um ou mais LEDs emissores e um fotorreceptor infravermelho.

[073] De acordo com a Figura 6A, pode-se ver que o disco de detecção da zona de desconfiança é paralelo ao dispositivo e, portanto, paralelo ao elemento de abertura ao qual o dispositivo está conectado. O perímetro de detecção da zona de confiança é, por sua vez, direcionado para baixo dentro da instalação a ser protegida, como também mostrado na Figura 9, a fim de detectar usuários legais se movendo em direção ao elemento de abertura.

[074] De acordo com a Figura 6B vista de cima, o perímetro de detecção da zona de confiança 221 também é distribuído igualmente à direita e à esquerda do sensor 220. Configurações adequadas para instalações e elementos de abertura podem ser consideradas alterando o ângulo de detecção do sensor no plano vertical ou horizontal.

[075] Como mostrado esquematicamente na Figura 6C, o sensor de detecção da zona de confiança pode ser produzido usando uma pluralidade de LEDs infravermelhos 220a, 220b, 220c cobrindo uma zona angular aumentada e um sensor 220d, como um fotodiodo, recebendo a luz infravermelha emitida pelo LEDs infravermelhos e refletidos por uma pessoa localizada na zona coberta.

[076] As Figuras 7A a 7E ilustram as zonas de cobertura para vários tipos de elementos de abertura.

[077] A Figura 7A mostra uma janela com abertura lateral.

[078] Quando esta janela está semiaberta, como mostrado, o dispositivo está ativo e monitora a zona de desconfiança 215 em torno do elemento de abertura e a zona de confiança 221 oposta ao elemento de abertura.

[079] Por outro lado, no caso em que a janela está bem aberta, o dispositivo está desativado.

[080] A Figura 7B mostra uma janela da tremonha que se abre por rotação em torno de um eixo horizontal inferior e das zonas de monitoramento: zona de desconfiança 215 ao redor do elemento de abertura e zona de confiança 221 oposta ao elemento de abertura quando a janela está entreaberta.

[081] No caso em que um invasor passar uma mão para abrir essas janelas, a detecção na zona de desconfiança dispara o alarme.

[082] O mesmo se aplica à janela basculante da Figura 7C e à janela de toldo que se abre em torno de um eixo horizontal superior da Figura 7D.

[083] A Figura 7E mostra uma janela deslizante e, neste caso, um dispositivo é usado por painel.

[084] Neste último caso, o dispositivo pode permanecer ativo mesmo quando a janela deslizante estiver totalmente aberta.

[085] Como visto acima, a zona de confiança pode compreender dois sensores que permitem detectar uma abordagem ampliada 522 e uma abordagem reduzida 221, sendo a presença confirmada quando os dois sensores detectam uma presença, em outras palavras, no perímetro comum 221 que é considerado como sendo o perímetro de confiança. Isso torna possível aumentar a precisão da detecção do dispositivo.

[086] De fato, o uso de dois sensores permite reconhecer melhor um ocupante que se aproxima do elemento de abertura e depois é posicionado em frente ao mecanismo de abertura/fechamento ou que, uma vez usado o mecanismo, afasta-se do elemento de abertura, que torna possível obter uma sequência lógica de eventos confirmando uma ação legal operando o mecanismo de abertura ou fechamento do elemento de abertura.

[087] No método de detecção, o dispositivo discriminará uma pluralidade de situações, dependendo da posição do elemento de abertura e do sensor que é ativado primeiro.

[088] Três situações principais são distinguidas: - Elemento de abertura fechado/elemento de abertura semiaberto/elemento de abertura totalmente aberto.

[089] Na situação de abertura total do elemento de abertura, detectada pelos sensores de posição do elemento de abertura, o dispositivo é desativado porque não é utilizável.

[090] Quando o elemento de abertura está na posição entreaberta ou semiaberta, o dispositivo, ao contrário de um dispositivo com sensor único, permanece ativo e operacional. Nessa situação, ele é capaz de discriminar entre um operador que se aproxima de dentro para entrar na zona de confiança e um intruso passando seu braço ou tentando entrar ou tentando abrir o elemento de abertura e entrando na zona de desconfiança.

[091] Isso permite manter a proteção da instalação ou residência com janelas semiabertas ou janelas deslizantes, o que proporciona conforto adicional aos ocupantes em relação a um sistema que deve ser desativado quando os elementos de abertura são abertos.

[092] O módulo 510 conectado a um lado interno do referido elemento de abertura torna possível, devido a: - os meios de detecção de movimento 511, 520, 521 do elemento de abertura, - o primeiro meio de detecção de presença formando um feixe cônico 221 definindo um perímetro de confiança que abrange uma distância operacional sobre a qual um operador opera o mecanismo de abertura 23 do elemento de abertura no primeiro lado do elemento de abertura, - segundo meio para detectar a presença em um perímetro de desconfiança (215) circunscrito ao redor do elemento de abertura e, - meios para processar dados provenientes dos referidos meios de detecção de presença, de armazenamento em memória e de computação 513, conectados aos referidos meios de detecção de presença; para discriminar: a - sequências de eventos de disparo de alarme, incluindo: - uma detecção de movimento do elemento de abertura pelos meios de detecção de movimento, sem detecção de um operador dentro do referido perímetro de confiança 221 pelo primeiro meio de detecção de presença, - uma detecção de presença no interior do perímetro de desconfiança 215 pelo segundo meio de detecção de presença, sem ou antes da detecção de presença de um operador dentro do referido perímetro de confiança pelo primeiro meio de detecção de presença, e b - sequências de eventos que não acionam alarme, incluindo - uma detecção de um operador dentro do perímetro de confiança 221 e, em seguida, uma detecção do movimento do elemento de abertura, - uma detecção de um operador dentro do perímetro de confiança 221, que abrange uma detecção de presença dentro do perímetro de confiança 215.

[093] Outras sequências podem ser programadas de acordo com a configuração da instalação ou dos elementos de abertura, os principais elementos desencadeadores sendo a detecção de uma presença dentro da zona/perímetro de desconfiança ou a detecção de um movimento do elemento de abertura sem a detecção de presença dentro do zona/perímetro de confiança.

[094] O módulo é conectado a uma unidade de alarme central por meios de transmissão para transmitir um alarme que pode ser ativado pelos meios de processamento de acordo com a ocorrência de um ou outro tipo de evento para acionar o alarme na detecção de um intruso.

[095] Como visto acima, o elemento de abertura 300b, 300c tem uma posição de abertura restrita estável, insuficiente para a passagem de uma pessoa e uma posição totalmente aberta, permitindo a passagem de uma pessoa; o dispositivo compreende ainda meios 511 para detectar a posição do elemento de abertura, capazes de discriminar entre as posições fechada, de abertura restrita e totalmente aberta do elemento de abertura, a fim de manter a proteção da instalação não apenas quando o elemento de abertura estiver fechado, mas também quando o elemento de abertura estiver em uma abertura restrita.

[096] Neste contexto, os meios de processamento, de armazenamento em memória e de computação 513, conectados aos meios para detectar a posição e/ou o movimento do elemento de abertura, são configurados para disparar o alarme na detecção de uma alteração da posição de abertura restrita para a posição totalmente aberta, sem detecção prévia pelo primeiro meio de detecção de presença de um operador dentro do perímetro de confiança 221. Isso pode ser alcançado por meio de um detector de inclinação ou um acelerômetro.

[097] As Figuras 10A a 10C mostram certos modos de operação do método de detecção. Deve-se notar que a saída do modo de espera em particular pode ser feita ao receber qualquer informação dos sensores que gera interrupções. A representação pelo diagrama de blocos sequencial é, portanto, uma representação simplificada.

[098] O método é tal que, após colocar o dispositivo em um primeiro lado do elemento de abertura e ativar o dispositivo, um procedimento de detecção é iniciado.

[099] O procedimento de detecção compreende, de acordo com o exemplo mostrado na Figura 10A: - um primeiro loop de espera 1110a que é ativado quando o elemento de abertura é fechado. Esse loop compreende esperar pelo evento de detecção de presença 1111 nos atuais meios de detecção da zona de confiança. Esta detecção de presença é baseada na detecção pelo sensor PIR 1111a, seguida e concluída por uma detecção no sensor infravermelho 1111b.

[100] Após esta detecção, quando o elemento operacional é operado, é iniciada uma detecção do grau de abertura do elemento de abertura 1120, 1117. Essa detecção torna possível discriminar uma abertura total 1120, levando à desativação do alarme 1116 de uma abertura parcial 1117 acionando um segundo loop de espera 1110b aguardando um dos seguintes eventos: a) detecção de movimento do elemento de abertura 1113b com detecção de presença dentro do perímetro de confiança 1119; b) detecção de abertura do elemento de abertura sem detecção prévia de presença dentro do perímetro de confiança 1113a; c) detecção de presença dentro do perímetro de confiança 1115.

[101] Nos casos b) e c), o método compreende uma etapa de acionamento do alarme 1116.

[102] No caso a), o método compreende a desativação do alarme e o retorno ao modo de espera.

[103] No caso em que o dispositivo compreende meios para medir a abertura do elemento de abertura, o método compreende um loop para detectar uma posição entreaberta incorreta e acionar um aviso até atingir a posição entreaberta correta do elemento de abertura. Isso pode fazer com que os usuários posicionem o elemento de abertura na posição correta se isso não for materializado por um ponto difícil, por exemplo.

[104] A Figura 10C corresponde ao caso em que o dispositivo compreende meios para medir a abertura do elemento de abertura e em que o método compreende uma reativação do monitoramento ao sair da abertura total do elemento de abertura. Neste caso, o processo retorna ao primeiro loop de espera 1110a ao retornar 1122 o elemento de abertura para a posição fechada e retorna ao segundo loop de espera 1110b ao retornar 1123 o elemento de abertura para a posição semiaberta 1117.

[105] Quando o dispositivo compreende um sensor de choque, uma detecção de choque 1124 aciona o alarme 1116 durante um loop de espera, o primeiro loop 1110a na Figura 10A, mas também, se necessário, o segundo loop 1110b.

[106] A Figura 10B mostra o caso em que, o dispositivo compreendendo um sensor de efeito magnético Hall, uma detecção de variação de campo 1130 aciona o alarme 1116 com a abertura fechada sem detecção de movimento do elemento de abertura ou detecção de presença na zona de confiança.

[107] Essa detecção é feita no contexto do primeiro loop 1110a.

[108] De forma similar, a Figura 10B mostra o caso em que, o dispositivo compreendendo meios de comunicação LPWAN, o acionamento do alarme 1116 inicia o envio de um ou mais quadros de alarme 1140 através da rede LPWAN usada pelo dispositivo.

[109] Outra funcionalidade do dispositivo, aplicável em particular no caso de um dispositivo que compreende meios de detecção de obstrução, deve ser capaz de disparar um alarme no caso de obstrução por rádio.

[110] Em uma configuração básica, o dispositivo é formado a partir de um módulo periférico de uma unidade de alarme central local e se comunica com este na banda ISM. Em uma versão aprimorada, o dispositivo compreende meios de rádio LPWAN, (Rede de área ampla de baixa energia), em outras palavras, uma rede estendida de baixa potência, por exemplo, uma rede como a desenvolvida pela Sigfox ou uma rede conhecida sob o nome LoRa. Nesse caso, o dispositivo pode operar como um módulo autônomo para transmitir informações e alarmes através da rede LPWAN para um centro de alarme remoto no caso de uma falha de comunicação com a unidade central, por exemplo, no caso de uma obstrução de rádio. Em uma versão totalmente autônoma, o dispositivo não está conectado a uma unidade de alarme local, mas apenas a um centro remoto e transmite suas informações e alarmes diretamente ao centro de alarme remoto através da rede LPWAN.

[111] Os meios de rádio 514 do dispositivo compreendem, dependendo das versões dos meios de rádio que se comunicam na banda ISM, meios de rádio que se comunicam nas bandas adequadas para as redes LPWAN escolhidas (ISM ou outra banda).

[112] Em uma versão que compreende detecção de obstrução, os meios de rádio são capazes de detectar obstruções em uma pluralidade de bandas, incluindo a banda ISM e a banda GSM, porque um intruso equipado com um dispositivo de obstrução tentará obstruir todas as comunicações de rádio ao redor e dentro do instalações.

[113] Nessas versões, providas de meios de comunicação com um centro remoto, no caso de detecção de obstrução, o dispositivo é capaz de enviar quadros em formatos e usar modos de transmissão que não são sensíveis à obstrução, como banda estreita ou banda de espectro espalhado.

[114] Para definir os parâmetros do dispositivo ou adaptar sua lógica operacional, a fim de modificar, por exemplo, o nível dos sinais de infravermelho, a sensibilidade do PIR detectada, a velocidade do movimento, o ângulo de desconfiança ou as zonas de confiança, as frequências obstruídas e sequências de detecção, o módulo do dispositivo também pode compreender uma conexão de rádio Bluetooth 514a, que pode ou não ser de baixa potência, permitindo a conexão a uma ferramenta de programação externa.

[115] O dispositivo pode ser produzido em um módulo retangular, que é colocado horizontal ou verticalmente em uma parte da estrutura do elemento de abertura.

[116] O sensor ou sensores dos meios de detecção da zona de confiança podem ser girados no módulo para orientar o feixe ou o cone para baixo, qualquer que seja a posição do módulo no elemento de abertura.

[117] A invenção não se limita ao exemplo mostrado e, por exemplo, no caso de uma porta, o dispositivo pode ser programado para desativar após uma abertura da porta por dentro a partir da zona de confiança e reativar após o fechamento subsequente da porta, que permite ao ocupante sair e entrar novamente sem ter que desativar o alarme periférico. Além disso, os meios de detecção de presença podem ter uma distância de detecção orientável e ajustável.

Claims (19)

1. DISPOSITIVO DE DETECÇÃO DE ABERTURA PARA UM ELEMENTO DE ABERTURA COMO UMA PORTA OU JANELA (21, 22), caracterizado por compreender um módulo (510) que é aplicado a um lado interno do elemento de abertura, em que o módulo compreende meios (511, 520, 521) para detectar o movimento do elemento de abertura, o primeiro meio de detecção de presença forma um feixe cônico (221) definindo um chamado perímetro de confiança que abrange uma distância operacional sobre a qual um operador opera o mecanismo (23, 24) para abrir o elemento de abertura no primeiro lado do elemento de abertura, segundo meio de detecção de presença para detectar uma presença em um chamado perímetro de confiança (215) circunscrito ao redor do elemento de abertura e meios (513) para processar dados dos meios de detecção, para armazenamento em memória e para computação, conectados aos meios de detecção, e em que os referidos meios de processamento são configurados para discriminar entre: a) sequências de eventos de disparo de alarme, incluindo: - uma detecção de movimento do elemento de abertura pelos meios de detecção de movimento, sem detecção de um operador dentro do perímetro de confiança pelo primeiro meio de detecção de presença, - uma detecção de presença no interior do perímetro de desconfiança pelo segundo meio de detecção de presença, sem ou antes da detecção de presença de um operador dentro do perímetro de confiança pelo primeiro meio de detecção de presença, e b) sequências de eventos que não acionam o alarme, incluindo: - uma detecção de um operador dentro do perímetro de confiança e, em seguida, detecção de movimento do elemento de abertura, - uma detecção de um operador dentro do perímetro de confiança, abrangendo uma detecção de presença dentro do perímetro de confiança; o módulo também compreende meios de transmissão (514) para transmitir um alarme que pode ser ativado pelos meios de processamento de acordo com a ocorrência de um ou outro tipo de evento.

2. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo elemento de abertura (300b, 300c) ter uma posição de abertura restrita estável, insuficiente para a passagem de uma pessoa e uma posição totalmente aberta, permitindo a passagem de uma pessoa; o dispositivo compreende ainda meios (511) para detectar a posição do elemento de abertura capaz de discriminar as posições fechada, de abertura restrita e de totalmente aberta do elemento de abertura.

3. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelos meios de processamento, de armazenamento em memória e de computação (513) são conectados aos meios de detecção de posição e configurados para disparar o alarme na detecção de uma alteração da posição de abertura restrita para a posição totalmente posição aberta, sem detecção prévia pelo primeiro meio de detecção de presença de um operador dentro do perímetro de confiança (221).

4. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender meios de rádio LPWAN capazes de operar como um módulo autônomo para transmitir informações e alarmes para um centro de alarme remoto.

5. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelos meios de transmissão (514) serem componentes de rádio que permitem que um sinal de alerta seja transmitido a uma unidade de alarme central local.

6. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela lógica de programação do dispositivo e sua configuração de parâmetros operacionais poderem ser modificadas usando uma ferramenta de programação externa que se comunica com o dispositivo por conexão Bluetooth que pode ou não ser de baixa potência.

7. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo módulo (510) ser produzido em um invólucro tendo uma ou mais baterias ou uma célula solar e sistema de bateria.

8. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelos meios de detecção de movimento (511) serem meios magnéticos e/ou um acelerômetro e/ou um magnetômetro dispostos no módulo.

9. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo primeiro e/ou o segundo meios de detecção de presença (220, 512, 220) serem meios infravermelhos ou meios de radar direcionais de alta frequência.

10. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo primeiro meio de detecção de presença (220) compreender um sensor infravermelho ativo fornecido com fotodiodos emissores de infravermelho (220a, 220b, 220c) e recebendo (220d) fotodiodos configurados para produzir um primeiro cone de detecção (221) direcionado para o interior da instalação equipada com o elemento de abertura.

11. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelos primeiros meio de detecção de presença também compreenderem um sensor PIR (512) (sensor infravermelho passivo) equipado com uma lente que produz um segundo cone de detecção (522) circundante ou sobreposto ao primeiro cone, a detecção de presença sendo confirmada quando o primeiro e o segundo meios de detecção detectam uma presença.

12. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo segundo meio de detecção de presença (200) ser formado a partir de um emissor/receptor de infravermelho (211) e um espelho de foco cônico (213) produzindo um perímetro de detecção na forma de um disco ao redor do dispositivo.

13. SISTEMA DE ALARME, caracterizado por compreender pelo menos um dispositivo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, conectado a uma unidade de alarme central local ou remota.

14. MÉTODO DE MONITORAMENTO E DETECÇÃO POR MEIO DE UM DISPOSITIVO, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por compreender, após colocar o dispositivo em um primeiro lado do elemento de abertura e ligar o dispositivo ou o sistema de alarme, um procedimento de detecção compreendendo: - um primeiro loop de espera (1110a), com o elemento de abertura fechado, compreendendo a espera de um evento de detecção de presença (1111) nos meios de detecção de presença da zona de confiança; - uma detecção do grau de abertura do elemento de abertura (1120, 1117), possibilitando discriminar uma abertura completa (1120) levando à desativação do alarme (1116) de uma abertura parcial (1117), acionando um segundo loop de espera (1110b) aguardando um dos seguintes eventos: - detectar movimento do elemento de abertura (1113b) com detecção de presença dentro do perímetro de confiança (1119); - detectar a abertura do elemento de abertura sem detecção prévia da presença dentro do perímetro de confiança (1113a); - detecção de presença dentro do perímetro de confiança (1115); - uma etapa de acionar o alarme (1116) na ocorrência de eventos que detectam a abertura do elemento de abertura sem detecção prévia de presença dentro do perímetro de confiança (1113a) ou detecção de presença dentro do perímetro de confiança (1115); - uma etapa de desativar o alarme e retornar ao modo de espera no caso de detectar um evento de detecção de abertura do elemento de abertura (1113b) com detecção de presença dentro do perímetro de confiança (1119).

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, em que o dispositivo compreende meios para medir a abertura do elemento de abertura, caracterizado pelo método compreender um loop para detectar uma posição semiaberta incorreta e acionar um aviso (1152, 1153) até atingir a posição semiaberta correta do elemento de abertura (1151).

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, em que o dispositivo compreende meios para medir a abertura do elemento de abertura, caracterizado pelo método compreender uma reativação do monitoramento ao sair da abertura total do elemento de abertura e um retorno ao primeiro loop de espera (1110a) no retorno do elemento de abertura para a posição fechada (1122) ou um retorno ao segundo loop de espera (1110b) no retorno do elemento de abertura para a posição semiaberta (1123).

17. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo dispositivo compreender um sensor de choque, uma detecção de choque (1124) aciona o alarme (1116) durante um loop de espera.

18. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado pelo dispositivo compreender um sensor magnético de efeito Hall, uma detecção de variação de campo (1130) aciona o alarme (1116) com o elemento de abertura fechado, sem detecção de movimento do elemento de abertura ou detecção de presença na zona de confiança.

19. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 18, caracterizado pelo dispositivo compreender meios de comunicação LPWAN, o acionamento do alarme (1116) inicia o envio de um ou mais quadros de alarme (1140) pela rede LPWAN.