CN103154413A - 用于在壁与在该壁上固定的翼扇之间无接触传输电能和/或电信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法和装置用于在壁与在该壁上固定的翼扇之间无接触传输电能和/或电信号，其中在固定在壁上的第一线圈与在翼扇上固定的第二线圈之间转送双向的控制信号和响应控制信号。

Description

用于在壁与在该壁上固定的翼扇之间无接触传输电能和/或电信号的方法和装置

技术领域

特别是建筑物如房屋、商店或生产车间的门的翼扇以日益增大的程度具有改进安全性或舒适性的装置，通过在门之外设置的监视或操纵装置监视或操纵其总是当前的工作状况和其操作并且将那些工作状况变化或可能出现的由传感器接收的各信号发送给监视或操纵装置。

背景技术

在这里应示例性列举在楼房中安装的入室盗窃报警中心，它与在门上设置的例如用于打开、穿过、关闭、破坏活动或电机锁闭的监视的各装置通信。

为了在监视装置与处在门上的装置之间传输相应的状况变化或数据，在现有技术中使用电缆，其柔性地设置在翼扇与框架之间并且经常为了保护由柔性的金属软管包围。

这样的电缆过渡大大损害视觉的形象并且在关闭翼扇时可能被夹住，这可以导致电缆的损坏或甚至导致破坏。此外电缆过渡对于可能的不正当操纵而言构成薄弱环节，为此为了防破坏活动也在电缆过渡中实现传感器或触点的所谓Z形布线。

由DE102004017341A1已知一种铰链，其包括装入的变压器用于无接触的能量传输。该铰链包括在框架铰链件上设置的初级线圈和在翼扇铰链件上设置的次级线圈。一个穿过这两个线圈的铁芯用于将次级线圈向初级线圈磁性耦合（它们沿铰接轴线的方向彼此保持间距），该铁芯同时形成铰链销。

虽然原则上利用该设置可以在壁与在该壁上固定的翼扇之间无接触传输电能和/或电信号，但这样的Z形布线的连续的构成在该感应的能量和/或信号传输的情况下是不可能的，这对于防破坏活动保护是有损害的。

在DE4322811A1中描述一种装置，借其通过变压器的耦合可以在汽车门中设置的门模块与在汽车中在门之外设置的中心的控制仪之间传输双向的数据。在该装置中未设置防破坏活动保护。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于在壁与在该壁上固定的翼扇之间无接触传输电能和/或电信号的、在破坏活动保护方面改进的方法和一种设置用于实施该方法的装置，其中设置固定在壁上的第一线圈和固定在翼扇上的第二线圈，该第一和第二线圈处于感应的作用连接。

通过权利要求1中描述的方法和通过权利要求11中描述的装置达到该目的。

在按照本发明的方法中，在确定的重复的控制时间间隔内向第一线圈供给至少一个第一控制信号并且检测至少一个由此在第二线圈中感应的第一信号。此外在该控制时间间隔内向第二线圈供给至少一个响应控制信号并且检测至少一个由此在第一线圈中感应的信号。如果在该双向的信号传输情况下，一个线圈在该控制时间间隔内未被供给预期的控制信号或感应的信号的至少一部分，则产生故障信号。如果将故障信号转送给例如一报警组、例如入室盗窃报警中心以便触发警报，则通过按照本发明的方法显著地改进防破坏活动保护，但也可以将故障信号供给所谓的“看门狗”，以便这样在出现技术干扰时避免触发错误警报。

实验已表明，在控制信号和感应的信号的双向的传输和检测的情况下在个别情况下可以导致信号干扰。为了避免，这样的干扰总是导致警报触发，在按照本发明的方法的优选的进一步构成中，在一个控制时间间隔内向第一和第二线圈分别供给两个控制信号。只在第一和/或第二线圈中未供给或未检测到两个控制信号时才产生故障信号。

在按照本发明的方法的一特别优选的进一步构成中，在产生通过控制信号感应的信号后第二线圈被供给响应控制信号，该响应控制信号又在第一线圈中产生感应的信号。

重复的控制时间间隔（在其中产生或检测到相互相关的信号）优选为在100ms（毫秒）与500ms之间、特别优选为约200ms。

优选在一个第一时间间隔20ms至350ms、优选约140ms内产生两个依次相继的控制信号。

控制信号和所属的响应控制信号优选在一第二时间间隔20ms至100ms、特别优选约40ms内产生。

控制信号原则上可以是任意的类型，其能够在相应另一线圈中以感应的方式产生信号。但特别优选的是，控制信号（特别优选响应控制信号也）通过载波电压的调制产生。为此考虑基本上所有的用于信号调制的已知方法。但特别优选的是，为了双向的传输，为产生控制信号载波电压被振幅调制，而为产生响应控制信号载波电压被频率调制。

载波电压优选具有一载波频率至少20kHz、特别优选在约30kHz与200kHz之间。很特别优选载流频率为约40kHz。

虽然上述方法已显著地提高反破坏活动的保护。为了仍要提高也对广泛的破坏活动的保护，按照本发明的方法的进一步构成设定在时间间隔内询问在翼扇侧模拟的控制阻力的数值。如果转送的数值偏离存储的基准值优选40%，则将这作为破坏企图的提示。在控制时间间隔内转送对比的结果。

控制信号和响应控制信号包为了进一步提高安全性借助于滚动码加密，其可以由相应的接收侧解码。

为了进一步提高反破坏活动的安全性，按照本发明的方法包括与第一线圈电连接的初级电子装置和与第二线圈电连接的次级电子装置的相互证实的方法步骤。

按照本发明用于实施上述按照本发明的方法的装置包括：在壁上设置的初级线圈和在翼扇上设置的次级线圈，其中初级线圈和次级线圈处于感应的作用连接；以及连接于初级线圈的初级电子装置和连接于次级线圈的次级电子装置，其中初级电子装置和次级电子装置包括用于产生和检测控制信号和响应控制信号的装置。

优选初级电子装置和次级电子装置包括用于利用控制信号调制载波电压的装置，在双向的数据传输的情况下优选在初级侧包括频率调制器和在次级侧包括振幅调制器。

此外优选设置用于证实初级电子装置和次级电子装置的装置。

为了初级电子装置和次级电子装置在翼扇关闭时没有破坏是不能达到的，初级电子装置和次级电子装置分别包括一壳体，它适合于装入框架型材中或翼扇型材中、特别装入在翼扇关闭时相互面对的各侧面上的型材凹槽中。

为了一方面避免初级电子装置或次级电子装置受外部的电磁场的干扰，另一方面阻止从壳体产生电磁辐射，它们可以构成屏蔽的。壳体也可以设有盖和/或取走传感器，其在打开或取走的企图时产生报警信号。

为了防止在各壳体中设置的各电子构件（它们通常自身发展一定的热量）的过热，优选由导热材料制造，为了简化制造，壳体特别优选由导热的塑料材料制造。

此外初级电子装置和次级电子装置优选包括调制-解调器用于待传输的信号和控制信号的8-Bit（二进制数位）加密和解码。传输率可以例如为9600Baud（巴特，发极速率单位）。借助于该调制-解调器也可以例如调制和对干扰不敏感地传输从在翼扇上设置的装置和传感器转送的模拟信号，初级电子装置和次级电子装置还可以分别包括一BUS（总线）系统，在其上可以分别连接多个传感器，于是借助于各传感器提供的测量值或状态状况信息的传输在调制和解调以后可以连续例如在使用可以符合RS485标准的协议的情况下实现。

附图说明

以下拟借助附图中示出的实施例进一步说明本发明。其中：

图1简化示出按照本发明的装置透视图，其中部分撕开示出铰链件和翼扇件，包括示意示出的初级电子装置和次级电子装置；

图2再次示意示出按图1的装置在框架型材和翼扇型材上的安装状态，翼扇型材绕一铰接轴线铰链地与框架连接；

图3该装置的总电路图；

图4该装置的框架侧的初级电子装置的方框图；

图5该装置的翼扇侧的次级电子装置的方框图；

图6简化示出数据传输方法的流程；

图7控制信号和响应控制信号的时间的延伸和时间的相关性，它们包括待传输的数据和/或状况信息，如在报警组和看门狗的输出端上的所属的状况的一示例性工作状况；以及

图8一第二工作状况的符合图7的视图。

具体实施方式

附图1作为整体用100标记的装置在外观上模拟一所谓三件式的铰链。它按需要同时可以达到具有的铰链功能并因此代替一传统的铰链。或它只用作电能和/或电信号的无接触的传输并且附加于传统的铰链设置在一翼扇/铰链装置上。

装置100包括一铰链件1，该铰链件用于固定在一个固定的框架R1上。它具有两个铰链部分2、2′，它们沿铰接轴线S的纵向方向彼此间隔开一间隔空间3。

在上铰链部分2与下铰链部分2′之间在间隔空间3中设置一翼扇件5的铰链部分4，它在附图所示的实施例中安装在一翼扇框架F上。为了固定，铰链件1包括铰链固定件6、6′，翼扇件5包括一翼扇固定件7。

通过一穿过铰链部分2、2′和4的铰链销8确定铰接轴线S，铰链销8以已知方式穿过在铰链销容纳部中的各铰链件，铰链销容纳部为了清楚起见在附图中未示出。

在铰链件1的上铰链部分2中设置初级线圈19，它由螺旋弹簧18施加按图1向下作用的弹簧力。初级线圈19借助于双股的优选屏蔽的电导线17连接于初级电子装置PE。

在翼扇件5的铰链部分4中装入次级线圈20，它借助于螺旋弹簧21施加一按图1向上作用的弹簧力。第一和第二线圈在螺旋弹簧18、21的作用下相互贴紧。

次级线圈20经由一至少双股的优选屏蔽的导线22连接于一次级电子装置SE。

初级电子装置PE（图4）具有一初级处理器38，其包括一输入端40，该输入端用于经由一切换调节器54连接到一能量供给源41上，切换调节器54将由能量供给源提供的电压变为初级处理器的工作电压。在这方面如图3中可看出的，其可以涉及一危险报警装置GMA的一电源部分42的备用电源缓冲的输出端。它提供例如13.8V的供应直流电压。初级电子装置PE包括直流交流变换器，它将输入端直流电压转变为一适合于供给第一线圈19的交流电压，其例如为12V并且具有40kHz的载波频率。

初级处理器38具有端口44a和44b，在其上接入例如打开、穿过、关闭和破坏活动监视装置的信号和例如危险报警装置GMA的报警组MG的控制信号例如用以插销操纵。这些控制信号由初级电子装置借助于总线系统在例如使用符合RS485标准的协议的情况下转变成串行数据记录。

初级处理器38也包括看门狗WD，它监视初级和次级电子装置的功能和在初级和次级电子装置上连接的各部件和系统的功能。在识别到故障的情况下该故障经由初级处理器38的输出端58给危险报警装置发送这样的信号，以便避免在出现故障时触发错误警报。此外看门狗可以启动初级处理器38的程序指令以便消除问题。

此外初级电子装置PE包括调制器53，借助于调制器通过待传输的数据组对载波频率进行调制。调制的载波电压存在于端口45上并且经由电导线17导向初级线圈19。

在次级线圈20中感应一次级电压并且次级电压经由导线22导向次级电子装置SE的端口46。次级电子装置包括解调器55，其解调通过信号调制的次级电压并且例如将信号转送给次级处理器39，例如打开、穿过、关闭和破坏活动的监视装置

。在次级处理器上经由输入/输出导线连接用以状况询问和操纵的传感器和装置。

次级处理器39与能量供给源47连接，能量供给源例如向输入端48供给12V直流电压，因此经由在次级线圈20中感应产生的供电电压实现次级电子装置的能量供应。

此外次级电子装置SE还包括调制器56，该调制器将由各上述监视装置的传感器经由端口49提供的各信号以对应于初级电子装置中的方式变成串行信号包。将这样调制的载波电压经由导线22加到第二线圈20上。由此在初级线圈19中感应的交流电压经由导线17导向初级电子装置PE并且在初级电子装置中在解调器57中解调和经由端口44b供给危险报警装置GMA。

为了产生尽可能对于干扰不敏感的和损失少的信号传输，对从初级侧向次级侧待传输的数据进行频率调制，对从次级侧向初级侧待传输的数据进行振幅调制。

以8Bit分辨率和例如9600Baud的传输率实现因此建立的双向的数据传输。

为了提高防破坏活动保护，从次级电子装置SE在重复的约200ms的时间间隔内将控制信号KS以约140ms的间距经由导线22和17以及次级线圈和初级线圈20和19转送给初级电子装置PE。由于在描述的实施例中向次级线圈供给控制信号并且初级电子装置通过发出响应控制信号而确认接收到控制信号，次级线圈20按照工作流程形成第一线圈，而初级线圈19相应地形成第二线圈。将各控制信号与数据组相结合，其包括各部件向初级电子装置传输的数据和/或状况信息。与之相应地，响应控制信号RKS包括数据组，其例如包括向这些部件的控制信号。初级电子装置PE通过在40ms时间间隔内向次级电子装置SE反馈响应控制信号包RKS而确认接收到控制信号。如果次级电子装置SE在该时间间隔内没有接收响应控制信号RKS，则再次在约60ms以后向初级电子装置发出控制信号包KS。如果初级电子装置PE在时间间隔200ms内未从次级电子装置SE接收到响应控制信号包RKS，则产生故障信号。这适用于这样的情况下：两个依次相继的控制信号包KS是有错误的。

为了进一步提高防破坏活动保护，在翼扇侧的控制阻力由次级电子装置SE模拟和询问，并且与在次级电子装置中存储的基准值对比。如果转送的测量值偏离额定值优选40%，则将这看成破坏活动企图的提示。将该对比结果在该时间间隔内转送给初级电子装置PE。

数据和控制信号和响应控制信号包为了进一步提高安全性借助于滚动码加密，其可以由相应接收的初级电子装置PE或次级电子装置SE解码。

以下拟具体地描述工作流程，其简化示于图6a）和b）中。

在框架侧投入运行和滚动码加密模式在两侧激活以后（图6a），翼扇电子装置周期地以约140ms的第一时间间隔的间距向框架电子装置发送数据组（也被称为生命信息组），它包括解码地向框架电子装置待传输的数据和/或状况信息，例如打开、穿过、关闭和破坏活动的监视装置的数据和/或状况信息。因此在这种情况下翼扇电子装置对应于初级电子装置，框架电子装置对应于次级电子装置。框架电子装置等待可利用的数据并检验到达的数据组。针对翼扇电子装置的生命信息检验解码的数据流。为了正操纵，框架电子装置向翼扇电子装置发送正确认（ACK组）。该正确认也包括向翼扇电子装置待传输的用于数据和/或状况信息，其用于玻璃破裂传感器和翼扇电子装置的控制输出和/或数据输出的复原脉冲。

翼扇电子装置等待可利用的数据和状况信息并检验到达的数据流。针对框架电子装置的正确认组（ACK packet）检验解码的数据流。

在连接于翼扇电子装置的各部件的状况改变时中断上述周期性的流程并且立即以滚动码解码的方式重新传送生命信息，该生命信息包含在翼扇电子装置中的各部件的状况。在评价生命信息时在框架电子装置中识别翼扇电子装置中的各部件的状况改变并且相应地控制控制输出和/或数据输出（例如危险报警中心GMA的报警组输出）。

在各框架侧的部件、例如进路控制装置的状况改变时，在框架电子装置中识别该信息并且在框架电子装置的下一正确认时转送给翼扇电子装置。

如果在从翼扇电子装置向框架电子装置的路线上未在控制间隔内转送数据组，则在时间超过典型地约140ms的第一时间间隔以后由在框架电子装置中的最近的有效的被接收的数据组提高故障计数，向翼扇电子装置传送负确认（NACK packet）并且在确定的第二时间间隔（其短于第一时间间隔和典型地为60ms）内从翼扇电子装置向框架电子装置发送另一数据组。如果由框架电子装置正确地接收、通过ACK组证实和评价该数据组，则将故障计数器复原和不触发警报。由于第二信号传输顺利地在预定的控制时间间隔内完成，所述将其不看成故障情况。如果不正确地或甚至未接收立即发送的该第二生命信息，则故障计数被增加1到2并因此看成故障情况。由于现在存在故障情况并且可能超过控制时间间隔，所以开动在框架电子装置中的全部报警组并因此在例如入室盗窃报警装置上触发警报。

如果数据组在翼扇电子装置向框架电子装置的路线上改变，则借助于检验总数和滚动码的解码通过框架电子装置和翼扇电子装置识别该故障。识别到故障的电子装置将相应的故障计数增加1。如果在框架电子装置中识别到故障，则从那里发送具有负确认（NACK组）的数据组。如果在翼扇电子装置中识别到故障或它得到框架电子装置的负确认，则在第二时间间隔内再次发送数据组。如果由框架电子装置正确地接收和评价该数据组，则将故障计数器复原和不触发警报。

图7中示出控制信号KS和响应控制信号KKS的时间分布和时间相关性，其包括待传输的数据和/或状况信息，并且示出在第一示例性工作状况下报警组MG和看门狗WD的输出端上所属的状况。借助于次级电子装置以约140ms的间隔向第二线圈20、亦即翼扇侧的次级线圈供给控制信号KS，其可以包括数据和/或状况信息。由于该信号在框架侧的初级线圈19中感应的电压通过由初级电子装置产生的响应控制信号RKS在约40ms的间隔内确认。如果，如图7中在第四控制信号以后所示，响应控制信号RKS未到，则向第二线圈在约60ms以后供给第二控制信号KS。在图7所示的情况下在框架侧通过响应控制信号RKS确认接收到该第二控制信号。不触发警报，因为已确认第二控制信号的传输。在图7所示的信号流程中第三控制信号KS包括一报警组MG的状况改变信息，其已由第三控制信号传送。

图8中所示的工作状况示出在多个有错误的传输时的状况。在这些情况下四个依次相继的控制信号KS没有通过响应控制信号RKS确认。在至少在第二控制信号KS以后预期的响应控制信号RKS未到以后，不仅报警组输出MG而且看门狗输出WD被置于故障状况。在第五控制信号KS已通过一响应控制信号RKS确认以后，将各输出端复原。

在端口44a上产生相应的信号。

初级电子装置PE和次级电子装置SE安装于机械牢固的可很好导热的壳体50、51中，它们只简化地示于图2中。

初级电子装置PE的壳体50装入一壁侧的框架型件中，次级电子装置SE的壳体51装入一翼扇型材中。如图2可看出的，从在翼扇关闭时各相互面对的型材侧实现安装。通过该措施壳体50、51从外面是看不见的并且可以通过破坏接触（其在取走企图时产生警报信号和/或故障信号）防止不正当操纵。

为了继续提高防破坏活动安全性，初级电子装置PE和次级电子装置SE还没有用于相互证实的装置，从而至少显著地增加通过以前被篡改的电子装置来不可觉察地替换初级电子装置或次级电子装置PE、SE的困难。

为了进一步提高防破坏活动安全性，各电子装置的壳体设有盖传感器和/或取走传感器。如果它们探测到相应的壳体的打开和/或取走，则将看成为破坏活动企图并且在输出端44a上产生相应的信号。

附图标记清单

100      装置

1        铰链件

2、2′   铰链部分

3        间隔空间

4        铰链部分

5        翼扇件

6、6′   壁固定件

7        翼扇固定件

8        铰链销

17       电导线

18       螺旋弹簧

19       初级线圈

20       次级线圈

21       螺旋弹簧

22       电导线

38       初级处理器

39       次级处理器

40       输入端

41       能量供给源

42       电源部分

44a、44b 端口

45       端口

46       端口

47       能量供给源

48       输入端

49       端口

50       壳体

51       壳体

52       直流交流变换器

53       调制器

54       切换调节器

55       解调器

56       调制器

57       解调器

58       输出端

F        翼扇框架

R        框架

S        铰接轴线

PE       初级电子装置

GMA      危险报警装置

SE       次级电子装置

MG       报警组

WD       看门狗

KS       控制信号

RKS      响应控制信号

      监视装置

Claims (15)

1.一种用于在壁与固定在该壁上的翼扇之间无接触传输电能和/或电信号的方法，其中设置在壁上固定的第一线圈和在翼扇上固定的第二线圈，第一线圈和第二线圈处于感应的作用连接；其特征在于，

在确定的、重复的控制时间间隔内向第一线圈（20）供给至少一个第一控制信号并且检测至少一个由此在第二线圈（19）中感应的第一信号，

在该控制时间间隔内向第二线圈（19）供给至少一个第二控制信号并且检测至少一个在第一线圈中感应的第二信号，并且

在未供给或未检测到在该控制时间间隔内预期的控制信号或其一预定部分的情况下，产生第一故障信号。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在该控制时间间隔内向第一线圈和第二线圈分别供给两个控制信号，并且在未供给或未检测到第一和/或第二线圈的这两个控制信号时或在该控制时间间隔内产生故障信号。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在向第一或第二线圈供给初始控制信号以后，向另一线圈供给对感应的信号的响应控制信号。

4.按照权利要求1至3之一项所述的方法，其特征在于，控制间隔在100ms与500ms之间、优选为约200ms。

5.按照权利要求1至4之一项所述的方法，其特征在于，在一个第一时间间隔内产生两个依次相继的控制信号和两个依次相继的响应控制信号，该第一时间间隔为70ms至350ms、优选约140ms。

6.按照权利要求1至4之一项所述的方法，其特征在于，在一个第二时间间隔内产生一个控制信号和一个响应控制信号，该第二时间间隔为20ms至100ms、优选40ms。

7.按照权利要求1至6之一项所述的方法，其特征在于，该方法包括在该控制时间间隔内询问在翼扇侧模拟的控制阻力的数值。

8.按照权利要求1至7之一项所述的方法，其特征在于，将控制信号和响应控制信号加密。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，将控制信号和响应控制信号借助于滚动码加密。

10.按照权利要求1至9之一项所述的方法，其特征在于，该方法包括与第一线圈（19）电连接的初级电子装置（38）和与第二线圈（20）电连接的次级电子装置（39）的相互证实的方法步骤。

11.一种用于实施一种按照权利要求1至10之一项所述的方法的装置，包括：第一线圈（19）和第二线圈（20），第一和第二线圈（19、20）处于感应的作用连接；以及与第一线圈（19）连接的初级电子装置（38）和与第二线圈连接的次级电子装置（39），初级电子装置和次级电子装置包括用于产生和检测控制信号和响应控制信号的装置。

12.按照权利要求11所述的装置，其特征在于，初级电子装置和次级电子装置（38、39）包括用于利用控制信号和响应控制信号调制载波电压的装置。

13.按照权利要求12所述的装置，其特征在于，初级电子装置包括利用控制信号对载波电压进行频率调制的装置，并且次级电子装置包括利用响应控制信号对载波电压进行振幅调制的装置。

14.按照权利要求11至13之一项所述的装置，其特征在于，初级电子装置和次级电子装置（38、39）分别包括一个壳体（50、51），其至少部分地由导热材料、优选由导热塑料构成。

15.按照权利要求11至14之一项所述的装置，其特征在于，初级电子装置和次级电子装置（38、39）分别包括一个壳体（50、51），其用于装入框架型材或翼扇型材中、优选装入在翼扇关闭时相互面对的各侧面上的型材凹槽中。

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