CN105612565B - 用于确定待监视的对象的状态的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本分明创造用于确定待监视的对象、例如窗或门的状态的设备和方法。在此，融合并且共同地分析处理多个传感器、尤其磁力计和加速度传感器的测量值。为了从一组预确定的状态确定新的状态，在此仅仅考虑实际上可能的状态过渡。不可能的或不允许的状态过渡保持不考虑。

Description

用于确定待监视的对象的状态的设备和方法
技术领域
本分明涉及用于确定待监视的对象的状态的设备和方法。
背景技术
用于门和窗的状态监视的传感器是已知的。所述传感器通常两件式地实施。在此，所述传感器的第一部分由永磁体组成。传感器的第二部分具有磁传感器、例如干簧触点(Reed-Kontakt)，其可以通过传感器的第一部分中的永磁体断开或闭合。在此，所述传感器的一部分必须安装在待监视的窗或待监视的门的可运动的框上并且所述传感器的另一部分必须固定在所述可运动的框之外，例如固定在墙上。如果门或窗关闭，则通过永磁体的磁场触发干簧触点。如果门或窗打开，则在此不触发干簧触点。
德国专利申请DE 103 35 126 A1公开了一种用于对象的状态监视的装置，其中干簧触点可以通过永磁体触发。该装置还具有发送单元，通过所述发送单元可以传送对象的所求取的状态或状态变化。
因此，存在对用于对象的状态监视的单件式实施的设备的需求。
发明内容
根据第一方面，本发明创造一种用于求取待监视的对象的状态的设备，所述设备具有磁力计、加速度传感器和处理装置，所述磁力计设计用于检测磁场并且根据所检测的磁场提供第一测量值，所述加速度传感器设计用于检测加速度并且根据所检测的加速度提供第二测量值，所述处理装置设计用于在使用由磁力计和/或加速度传感器提供的测量值的情况下从多个预确定的状态中确定待监视的对象的状态。
根据另一方面，本发明还创造一种用于求取对象的状态的方法，所述方法具有检测磁场并且提供与所述磁场相应的第一测量值的步骤；检测待监视的对象的加速度并且提供与所检测的加速度相应的第二测量值的步骤；以及在使用与所检测的磁场相应的第一测量值和/或与所检测的加速度相应的第二测量值的情况下从多个预确定的状态中确定待监视的对象的状态的步骤。
本发明优点
本发明基于以下构思：单件式地实施用于对象的状态监视的设备。为此，对于所述状态监视所需的所有元件布置在一个共同的壳体中。为了监视状态，在此动用传感器的测量值，其可以在不使用另外的辅助装置、例如附加的永磁体等的情况下确定空间中的运动和/或位置变化。在此，相互融合多个所述传感器的测量值。
用于求取对象的状态的设备和方法在此遵循以下方案：监视的对象仅仅能够处在多个先前所确定的状态中。因此，可以根据由传感器提供的测量值分别选择所述预确定的状态中的一个状态作为对象的新的状态。在此，可以进一步提高状态的求取的可靠性，其方式是，在确定新的状态时分别将对象的当前确定的状态一同包含到新的状态的确定中。
对于对象的新的状态的确定而言，还可以确定并且限制从当前的状态到新的状态的状态过渡的可能性。因此，可以限定所允许的或不允许的状态过渡。通过这种方式可以改善状态求取的可靠性，因为不允许的状态过渡从一开始就被排除。
因此，可以借助单件式实施的传感器实现对象的高效且非常可靠的状态监视。
在一种实施方式中，所述设备还包括存储器，所述存储器设计用于存储由处理装置确定的状态和磁力计的和/或加速度传感器的与对象的确定的状态相应的测量值。所存储的数据不仅可以为了协议目的存储，而是尤其也可以用作用于状态监视的逐渐校准的数据。所存储的确定的状态和与所述状态相应的测量值例如可以被限制到预确定数量的数据记录上。在此，在添加另一数据记录时优选删除最早存储的数据记录。
在一种实施方式中，处理装置在使用存储在存储器中的状态和相应的测量值的情况下确定待监视的对象的状态。通过使用这些存储在存储器中的数据，可以持续地改善待监视的对象的状态的确定。由此，尤其也能够实现状态监视与变化的外部影响的永久匹配和重新校准。因此，当所述设备重新放置在待监视的对象上或者所述设备布置在另一待监视的对象上时，状态监视自身才可以正确工作。
在一种实施方式中，所述设备还包括通信接口，所述通信接口设计用于传输由处理装置确定的状态。通过所述通信接口可以传递所确定的状态以及状态变化。例如，能够实现所确定的状态的数据向中央建筑物监视装置的传递。
在一种实施方式中，通信接口无线地传输由处理装置确定的状态。这种无线的数据传输尤其能够在可运动的对象的情况下实现所求取的状态数据的非常轻松的传送。
在一种实施方式中，可以通过处理装置禁用磁力计和/或加速度传感器。因此，例如可以首先通过仅仅一个传感器监视对象的状态变化。一旦所述一个传感器探测出可能的状态变化，随后就可以通过处理装置也激活另外的传感器。通过这种方式，一方面能够实现对象的特别节能的监视，其中同时可以通过另外的传感器的根据需求的激活来进行状态变化的可靠确定。
在一种实施方式中，监视的对象是门或窗。优选地，预确定的状态在此包括状态“打开”、“关闭”和“倾斜”。门和窗是由于其明确限定地数量的可能的状态所以特别适于根据本发明的状态监视的对象。
在用于求取对象的状态的方法的一种实施方式中，用于确定状态的步骤对于每一个预确定的状态计算概率并且随后确定具有最大概率的状态。这种方式可以进行状态和状态过渡的高效且可靠的求取。
本发明还包括一种具有根据本发明的用于求取待监视的对象的状态的设备的建筑物管理系统。
附图说明
本发明的优点的其他实施方式由参照示意性附图的随后描述得出。在此示出：
图1：根据一种实施方式的用于求取待监视的对象的状态的设备的框图的示意图；
图2：根据另一实施方式的在打开的窗上的用于求取状态的设备的示意图；
图3：根据另一实施方式的在倾斜的窗上用于求取状态的设备的示意图；
图4：用于求取状态的方法的示意图，如其基于本发明的另一实施方式的那样。
具体实施方式
图1示出根据一种实施方式的用于求取待监视的对象的状态的设备1的框图的示意图。在此，设备1包括磁力计11和加速度传感器12，它们与处理装置13连接。所述处理装置13还与存储器14和通信接口15连接。
磁力计11优选涉及三轴磁力计。所述磁力计检测所有三个空间方向上的磁场。特别地，所述磁力计也能够分开地探测一个或多个空间方向上的磁场的变化。在此，磁力计11将其测量结果以测量信号的形式传送到处理装置13上。因此，磁力计11可以通过静态磁场、例如地磁场的持续监视识别磁力计11在所述磁场中的运动。
加速度传感器12同样优选是三轴加速度传感器，其可以检测所有三个空间方向上的不仅正的而且负的加速度。在此，加速度传感器12将其测量结果同样以测量信号的形式传送到处理装置13上。
在此，为了降低用于求取状态的设备1的能量消耗，处理装置13可以在准备状态中首先禁用两个传感器11或12中的一个。例如，首先可以禁用磁力计11并且仅仅借助加速度传感器12监视待监视的对象。如果加速度传感器12识别出运动并且随后将相应的信号传送到处理单元13上，则随后磁力计11被激活并且同样将测量值提供到处理单元13上。
替代地，同样可能的是，首先禁用加速度传感器12并且仅仅分析处理磁力计11的测量信号。在这种情形中，可以在通过磁力计11已经识别出了待监视的对象的运动之后激活加速度传感器12，以便与磁力计11的测量信号共同地也分析处理加速度传感器12的测量信号。
如果处理装置13从磁力计11和/或加速度传感器12接收指示待监视的对象的运动的测量值，则所述信号由处理装置13分析处理并且随后确定待监视的对象的可能的新的状态。在此，共同地分析处理磁力计11和加速度传感器12的测量信号。
在此，处理装置13分析由磁力计11和加速度传感器12提供的测量信号并且随后在使用所提供的测量信号的情况下从待监视的对象的多个预确定的可能的状态确定待监视的对象的可能的新的状态。
如果待监视的对象例如涉及窗，则所述对象通常可以具有三个可能的状态：关闭、打开或倾斜。
图2示出在打开状态中的窗2。在此，在窗2上安装有用于求取状态的设备1。为了打开窗2，窗在此在铰链(未示出)处围绕Z轴转动。
此外，图3示出在倾斜状态中的窗2。在此，窗2在铰链(同样未示出)处围绕X轴倾斜。
因此，在图2和3中示出的窗可以取三个状态“打开”、“关闭”或“倾斜”，其中不能从每一个状态直接过渡到每一个另外的状态。如果窗2例如处在打开的状态中，则不能直接过渡到倾斜的状态中。更确切地说，强制需要的是，先关闭窗2。相反地，同样也能够实现从倾斜的状态仅仅到关闭的状态的过渡。随后，才可以打开窗2。
处理装置13考虑这些另外的强制条件，通过所述强制条件限定所允许的或不允许的状态过渡。因此，在待监视的对象2的已知的当前状态时，处理装置13在使用所提供的测量信号的情况下仅仅确定根据预确定的强制条件也允许的新的状态。在此，从当前确定的状态出发排除一个或多个预确定的状态的不允许的状态过渡引起：不能将所排除的相应的预确定的状态确定为新的状态。
在此，为了确定监视对象2的新的状态，处理装置13可以对于所有预确定的状态、优选至少对于所有允许的预确定的新的状态根据所提供的测量信号分别计算概率。在此，为了计算预确定的状态的概率，例如可以分析磁力计11和/或加速度传感器12在一个时间段期间的信号变化曲线。在此，可以对于所有空间方向分开地或必要时也共同地分析信号变化曲线。也能够对于所有空间方向共同地或分开地实现信号变化曲线的量值的分析处理。此外，处理装置13也可以仅仅分析处理磁力计11和/或加速度传感器12的测量值的变化。在此，能够对于所用空间方向共同地或分开地实现测量值的分析处理。在此同样能够实现，仅仅分析处理测量值的量值。
例如，在从关闭的窗2到打开的窗2的状态过渡时可能探测出在Y方向上和X方向上的加速度，而在Z方向上加速度(近乎)是零。在此，通过磁力计11，也可以通过设备1的位置变化探测所监视的地磁场的相应变化。
处理装置13可以直接分析处理磁力计11和加速度传感器12的测量信号并且随后根据预确定的规则求取待监视的对象2的预确定的状态中的一个。
此外也能够实现，为了求取待监视的对象2的状态，使用磁力计11和加速度传感器12的先前的测量值。在此，在存储设备14中可以存储磁力计11和加速度传感器12的先前的测量值。处理装置13可以从存储设备14读取所存储的测量值和对象的与所述测量值相应的状态并且考虑用于求取对象的新的状态。
例如，可以将当前由磁力计11和加速度传感器12提供的测量值或信号变化曲线与先前存储的参考值进行比较。例如可以计算相关函数或另外的分析，以便将当前的测量值与参考值进行比较。为此，也可以将多个参考值的平均值与当前的测量值进行比较。
例如，对于待监视的对象2的预确定的可能的状态中的每一个而言可以存储具有测量值的矩阵X，如其在下面的公式中示出的那样：
Figure BDA0000958538090000061
其中，Axi、Ayi和Azi分别是加速度传感器12在相应的空间方向x、y和z上的测量值，Mxi、Myi和Mzi分别是磁力计11在相应的空间方向x、y和z上的测量值。计数i在此表示单个的测量。表述“状态”在此代表待监视的对象可以取的单个的预确定的状态。如果达到存储器的最大存储能力14并且进行另一测量或状态确定，则优选删除具有最早的测量的行并且将所有另外的行分别向下移位一行，从而最新的测量可以插入到第一行中。
优选地，对于待监视的对象2的每一个预确定的状态建立分开的矩阵X(状态)。
通过这种方式，用于求取对象的状态的设备1可以在运行期间自主地校准。因此，事先不需要所述设备1与相应的使用地点的特定匹配。如果在运行期间框架条件变化，则设备1可以自主地与已变化的框架条件自动匹配。因此，例如在附近设置的金属体、例如柜可能包含由磁力计11探测的地磁场的变化。然而，通过逐渐的自动校准，可以非常迅速地均衡所述干扰。因此，也补偿在活节(Gelenken)中可能出现的磨损现象，待监视的窗2沿着所述活节运动，所述磨损现象可以引起在窗2的打开、关闭和倾斜时加速度的变化。
待监视的对象2的由处理装置13求取的状态可以传送到通信接口15上。通信接口15随后将所求取的状态或所求取的状态变化传送到适合的接收器上。在此，基本上能够实现线缆连接的数据传输。在这种情形中，通过线缆连接的数据传输同时也可以实现设备1的能量供给。
优选地，从通信接口15到相对位置处的数据传输然而通过无线的无线电连接实现。所述数据传输例如可以借助已知的协议——如DECT、蓝牙、WLAN等实现。在这种情形中，设备1优选由电池供给。
对应位置例如可以涉及本地的无线电接收器或者优选涉及中央建筑物管理装置的接收器。优选地，可以由相应的接收器接收并且分析处理用于求取待监视的对象的状态的多个设备1的无线电信号。在此，在无线的传输时尤其能够实现单个设备1彼此的和/或与中央接收位置的自动的网络化。
图4示出用于求取待监视的对象的状态的方法100的流程的示意图。在步骤110中，检测磁场、优选地磁场并且提供与所检测的磁场相应的测量值。在步骤120中，检测待监视的对象的加速度并且提供与所检测的加速度相应的第二测量值。随后，在步骤130中，在使用与所检测的磁场相应的第一测量值和/或与所检测的加速度相应的第二测量值的情况下从多个预确定的状态中确定待监视的对象的状态。
在此，步骤130优选可以对于每一个预确定的状态计算概率。优选地，在此仅仅计算能够从对象的当前状态(如其先前已经确定的那样)出发实现的可能的状态的概率。随后，在这种情形中，将具有最大概率的状态确定为待监视的对象的新的状态。
综上所述，本发明涉及用于确定待监视的对象、例如窗或门的状态的设备和方法。在此，融合并且共同地分析处理多个传感器、尤其磁力计和加速度传感器的测量值。为了从一组预确定的状态确定新的状态，在此仅仅考虑实际上可能的状态过渡。不可能的或不允许的状态过渡保持不考虑。

Claims (9)

1.一种用于求取待监视的对象(2)的状态的设备(1)，所述设备具有：
磁力计(11)，其设计用于检测所述待监视的对象(2)的周围环境中的磁场并且根据所检测的磁场提供第一测量值；
加速度传感器(12)，其设计用于检测所述待监视的对象(2)的加速度并且根据所检测的加速度提供第二测量值；以及
处理装置(13)，其设计用于在使用由所述磁力计(11)和/或所述加速度传感器(12)提供的测量值的情况下从多个预确定的状态中确定所述待监视的对象的状态，
其中，所述磁力计(11)和加速度传感器(12)中的一个通过所述处理装置(13)首先能被禁用，随后在通过所述磁力计(11)和加速度传感器(12)中的另一个识别出所述待监视的对象(2)的运动之后才能被激活，及其中，所述处理装置(13)考虑另外的强制条件，通过所述强制条件限定所允许的或不允许的状态过渡。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，所述设备具有存储器(14)，所述存储器(14)设计用于存储由所述处理装置(13)确定的状态和所述磁力计(11)的和/或所述加速度传感器(12)的与所述对象的所确定的状态相应的测量值。
3.根据权利要求2所述的设备(1)，其中，所述处理装置(13)在使用存储在所述存储器(14)中的状态和所述相应的测量值的情况下确定所述待监视的对象(2)的状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(1)，所述设备具有通信接口(15)，所述通信接口设计用于传输由所述处理装置(13)确定的状态。
5.根据权利要求4所述的设备(1)，其中，所述通信接口(15)无线地传输由所述处理装置(13)确定的状态。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(1)，其中，所述待监视的对象(2)是门或窗。
7.一种建筑物管理系统，其具有根据以上权利要求1至6中任一项所述的设备(1)。
8.一种用于求取待监视的对象(2)的状态的方法(100)，所述方法具有以下步骤：
通过磁力计(11)检测(110)所述待监视的对象(2)的周围环境中的磁场并且提供与所检测的磁场相应的第一测量值；
通过加速度传感器(12)检测(120)所述待监视的对象的加速度并且提供与所检测的加速度相应的第二测量值；
通过处理装置(13)在应用与所检测的磁场相应的第一测量值和/或与所检测的加速度相应的第二测量值的情况下从多个预确定的状态中确定(130)所述待监视的对象(2)的状态，
其中，所述磁力计(11)和加速度传感器(12)中的一个通过所述处理装置(13)首先能被禁用，随后在通过所述磁力计(11)和加速度传感器(12)中的另一个识别出所述待监视的对象(2)的运动之后才能被激活，及其中，所述处理装置(13)考虑另外的强制条件，通过所述强制条件限定所允许的或不允许的状态过渡。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述用于确定状态的步骤(130)对于每一个预确定的状态计算概率并且确定具有最大概率的状态。
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