CN107849896A - 家用安全系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安装在围护结构、窗户或门中的家用安全系统，所述系统包括用于检测受控磁场并且连接至被配置为单个电极的天线(4)的传感器(3)，使得传感器测量天线周围磁场中的扰动。该家用安全系统的特点在于受控磁场传感器被配置为检测由天线检测到的磁场中的扰动并依据扰动的强度来确定是否有人存在；并发送表示人的存在的警报。

Description

家用安全系统

技术领域

本发明的目的是一种家用安全系统。本发明在安全领域具有实际应用，并且更具体地在私人或家庭财产安全领域具有实际应用，其主要目的是通过门、窗户、或围栏的入侵检测，尽管如此，其可以被用于诸如围护结构或墙壁的其它位置中。

背景技术

目前，在针对室内空间的私人安全领域中，使用能够检测侵入家中或类似的不同类型的设备。在不同类型的检测设备中有如下几种：

a)容积传感器，其检测测量区域的体积变化并将变化转化为运动检测。

b)门开启传感器，其检测门或窗户何时是开启或关闭的。

c)红外屏障传感器，其检测在其发射器与接收器之间的物体的通过。

d)振动或玻璃破裂传感器，其检测晶体在被敲击或遭受破裂时晶体中的振动。

所有这些装置的共同之处在于它们都被安装在住宅内部。因此，它们不提供预防性安全，因为它们仅能在入侵已经发生时检测到入侵。因此，这种装置不是预防性安全系统，而是事件提醒或报警系统。另一方面，容积传感器和红外屏障传感器两者都不能够辨别在其范围内发生的不同的移动或移动物体的类型。

为了避免这些问题，最好的解决方案是静电场传感器。然而，大多数文献都是基于不受控的信号并且基于取决于信号的谐振频率和/或其阻抗的变化的电容的间接测量。

例如，文献ES 2152335 T3描述了一种连接至天线的用于检测天线周围的电场或电磁场中的小的电容变化的探测器设备，所述设备包括：发生装置，用于在所述天线周围产生电场或电磁场；平衡装置，用于保持所述天线周围产生的电场或电磁场处于平衡状态；滤波装置，用于防止探测器设备受到温度和湿度变化的影响；检测装置，用于检测所述天线周围产生的电场或电磁场的小的变化；以及指示装置，用于表示电场或电磁场发生了变化；并且其特点在于，发生装置是方波发生器，优选地产生在50Hz和5000Hz之间的方波，并且在于来自所述发生器的未受影响的方波和受到围绕天线的场的电容性影响的方波被反馈至放大器装置以放大它们的差异。

得益于该探测器设备，在以下存在区域中实现了安全系统：第一存在区域，其表示入侵者已经在100cm至150cm之间的距离处接近被保护对象；第二存在区域，其表示入侵者已经在30cm的距离处接近被保护对象；以及第三存在区域，其表示入侵者几乎与被保护对象接触。

因此，该发明产生方波，其中，根据方波的频率的变化，可以计算相关电容。该信号在导体中产生不受控制的磁场，即磁场的场线在所有方向上延伸，并且还随着温度、湿度和其它条件的变化而经历变化，所以需要校正这些问题。

总的来说，在现有技术中没有一个文献描述下述的系统，所述系统能够测量单个天线中的扰动，并且随后推断人的存在，通过对单个天线上的扰动本身的测量将人的存在与动物或物体区分开来。这种扰动检测还涉及针对具有发射器和接收器解决方案的解决方案所使用的电路拓扑的变化(如文献US2004090234和US5914610中所述)。

发明内容

本发明的目的是一种家用安全系统，所述家用安全系统能够测量由于在用作电极或天线的探针附近的人员存在而在探针周围的静电场中发生的扰动。该静电场还以受控的方式通过屏蔽不需要的发射区域而重新定向以将它们的影响集中在某一区域上。此外，传感器能够根据变化的大小来将人与其它生物或物质对象区分开来。所有这些根据所附的通过引用并入本文的权利要求。

本发明基于本发明的传感器实物的电容来测量在受到诸如人体的带电体的影响时在单个导电元件——在本发明的情况下为同轴电缆，用作探针或天线——周围存在的静电场中的变化。

像任何其它现有物体一样，人体具有依赖于物质、密度、体积、温度和电导率的自身的电气特性。不同物体之间的电势差导致当物体接触或彼此接近时从一物体到另一物体的静电相互作用。这种效果被本发明的传感器实物使用以实现所述场在与传感器实物连接的电子电路中引起的波动的连续测量。这种电路通过场强的变化能够区分不同类型的身体或物体，并将人员存在与其它物质或动物存在区分开来。实际上，在进行电容的连续测量时，其模拟天线上产生的并通过无限的场线的电场，与之相连的处理器允许确定在天线上产生场波动的物质的体积和密度。

本发明应用于家庭中的安全系统，给予前瞻性地检测门、窗和围栏或墙壁中的入侵的能力，即入侵发生之前的检测能力。

在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”及其变体并不旨在排除其它技术特征、附加物、部件或步骤。对于本领域技术人员来说，本发明的其它目的、优点和特点将部分地从本发明的描述中产生并且部分地从本发明的实践中产生。以下示例和附图通过说明的方式提供，并且不意图成为本发明的限制。以下示例和附图通过说明的方式提供，并且不意图成为本发明的限制。此外，本发明涵盖了本文所说明的特定实施方式和优选实施方式的所有可能的组合。

附图说明

以下是对一系列附图的简单描述，这些附图有助于提供对本发明的更好理解，并且明确地与作为本发明的非限制性示例而提供的所述发明的实施方式相关联。

图1-具有非集成安全系统的门的总体示意图。

图2-图1中的门的示意性详图。

图3-具有集成安全系统的门的总体示意图。

图4-具有非集成安全系统的窗户的总体示意图。

图5-具有集成通用系统的窗户的总体示意图。

图6-具有集成系统的内围护结构的总体示意图。

图7-具有非集成系统的外围护结构的总体示意图。

图8-根据本发明的传感器的框图。

具体实施方式

本发明的对象是一种家用安全系统，所述家用安全系统可互换地包括门、窗户、墙壁或上述的任何组合。下面详细说明构成本发明的系统对象的部件的各个具体实施方式。

具有非集成安全系统的门的实施方式

图1和图2示出了现在提出“非集成智能门”的构思的实施方式，其包括为通道门提供所需的电子设备(基于受控磁场技术加上附加的电子设备)，以便所述门能够通过自身检测在其附近的人的存在，并且当这些人在使用者预定义的接近半径内时(以预防的方式，即当他们仍然在屋外时)对这些人进行拍照。这种电子设备将是门的附加元件。

该产品整体由以下构成(参见图1和图2)：

-具有集成摄像头的电子窥视孔(1)。摄像头可以具有取决于型号的高分辨率或低分辨率，并且可以根据型号而具有孔径在60度与140度之间的光学元件。该窥视孔在顶级型号中可以包括用于音频捕获的麦克风。

-用于实时图像可视化的LCD显示器(2)。这种电路将包括用以与传感器通信的有线或无线通信电路。取决于型号，屏幕可以是具有或不具有触摸界面的LCD或LED。这种显示器在顶级型号中可以具有扬声器来再现来自前面段落中提到的麦克风的声音。

-定位于把手附近的门表面上的如PCT/ES2014/070719中所述的受控磁场传感器(3)。该电路将包括与显示器/窥视孔通信的有线或无线通信电路。传感器可以具有允许检测门的运动的加速度计或倾角计。传感器可以包括身份识别电路以识别使用者并且抑制进入和离开过程中的警报。在这种情况下，传感器天线将附接至门的例如框架内部的任何位置。

-传感器和加上显示器的电子窥视孔这两种元件都将由可充电电池供电。

一方面，窥视孔和显示器可以独立于传感器使用，使得设备可以显示在安装有系统的门的另一侧发生的事件的图像或视频。为此，该设备配备有LCD显示屏和将打开和关闭系统的按钮。

另一方面，传感器-窥视孔功能性组合，其中，受控磁场传感器以使用者预设的测量频率进行测量，并且当检测到人的存在时，受控磁场传感器发送存在警报以及由摄像头拍摄的图像。获得的图像的数量和检测阈值两者均可以是由使用者可编程的。

传感器将配备有可以是有线或无线的、将被用作用以将警报和图像发送到中央系统的装置的通信电路，其中，中央系统可以是用于随后从移动终端(电话或平板电脑)或个人电脑进行查看和控制的云或物理设备。

具有集成安全系统的门的实施方式

在如图3所示的集成智能门的情况下，系统的功能与前一种情况相同，区别在于所有的元件将被集成在门自身中，而无需使用者的安装工作，并且传感器将电连接至门的金属部件，在这种情况下，门的金属部件将作为单个天线的电极，通过该电极可以测量扰动。在这种情况下，取决于型号和用户，系统可以由可充电电池供电或直接由电源供电。

操作将与前一种情况相同，能够在通过按钮先前激活之后来查看显示器上的图片或视频，检测系统人的存在以及通过附加的警报以及图像和警报来发出警告。

具有非集成安全系统的窗户的实施方式

非集成智能窗户(图4)的构思由与门相同的构思组成，但不包括显示器。因此，非集成智能窗户包括为窗户提供通过受控的磁场传感器和可以在传感器检测到存在并进入警报模式时拍摄照片或视频的摄像头检测在窗户附近的人员存在所需的电子设备。

该产品整体由以下构成：

-摄像头，其可以是取决于型号的高分辨率或低分辨率，并且可以取决于型号而具有孔径在60度与140度之间的光学元件。

-定位于窗户表面的依照PCT/ES2014/070719的受控磁场传感器。该电路将包括有线或无线通信电路以与摄像头通信。传感器可以具有允许检测窗户的运动的加速度计或倾角计。传感器可以包括身份识别电路以识别使用者并且禁止窗户开启过程中的警报。

-传感器和摄像头这两种元件都将由可充电电池供电。

受控磁场传感器以使用者预设的测量频率进行测量，并且当检测到人的存在时，受控磁场传感器发送存在警报以及由摄像头拍摄的图像。获得的图像的数量和检测阈值两者均可以是由使用者可编程的。

传感器将配备有可以是有线或无线的、将被用作用以将警报和图像发送到中央系统的装置的通信电路，其中，中央系统可以是用于随后从移动终端(电话或平板电脑)或个人电脑进行查看和控制的云或物理设备。

具有集成安全系统的窗户的实施方式

在集成智能窗户(图5)的情况下，系统的功能与非集成窗户(图4)的情况相同，区别在于所有元件将被集成在窗户的自身中，而无需使用者的安装工作。因此，窗户的金属部件是电连接到传感器的构成天线自身的电极的金属部件，传感器通过该电极测量扰动。在这种情况下，取决于型号和用户，系统可以由可充电电池供电或直接由电源供电。操作将与前一种情况相同。

具有集成安全系统的墙壁或内围护结构的实施方式

对于外部周边解决方案，“智能墙壁”的构思开发为具有如以前的情况的集成和非集成版式。在这种情况下，该解决方案包括在墙壁中结合入具有受控磁场传感器的电子设备以及通过胶带(图6)安装的一个或更多个电极(尽管每个电极是发射接收天线)，以便在墙壁的外侧创建半径大约1米的检测区域(朝向墙壁内部的部分将被屏蔽)。以这种方式，传感器能够检测在墙壁附近的人员存在，减小了通过墙壁中钻洞(hole-in-wall)的手法盗窃等的可能性。

该产品整体由以下构成(参见图6)：

-定位于墙壁表面的受控磁场传感器。该电路将包括有线或无线通信电路以与中央系统通信。传感器可以包括身份识别电路用于识别使用者并且在必要时禁止警报。

-用作磁场产生和测量元件的具有10米的最大长度的由粘性材料制成的电极。所述电极将被构造在柔性和粘性基底上并且将由金属合金组成。

-其由可充电电池或电源供电。

受控磁场传感器(3)以使用者预设的测量频率进行测量，并且当检测到人的存在时，受控磁场传感器发送存在警报。所述传感器将配备有可以是有线或无线的、将被用作用以将警报和图像发送到中央系统的装置的通信电路，其中，中央系统可以是用于随后从移动终端(电话或平板电脑)或个人电脑进行查看和控制的云或物理设备。

具有集成安全系统的墙壁或外围护结构的实施方式

对于外部周边解决方案，“智能外墙”的构思开发为具有如以前的情况的集成和非集成版式。在这种情况下，该解决方案包括在墙壁中结合具有受控磁场传感器的电子设备以及一个或更多个电极，以便在墙壁的内侧和外侧创建半径大约1米的检测区域。以这种方式，传感器能够检测在墙壁附近的人员存在，从而减小入侵或破坏尝试的可能性。

该产品整体由以下构成(参见图7)：

-定位于墙壁表面上的受控磁场传感器。该电路将包括有线或无线通信电路以与中央系统通信。传感器可以包括身份识别电路以识别使用者并且在必要时禁止警报。

-用作磁场产生和测量元件的具有10米的最大长度的电极。

-元件将由可充电电池或电源供电。

受控磁场传感器(3)以使用者预设的测量频率进行测量，并且当检测到人的存在时，受控磁场传感器发送存在警报。传感器将配备有可以是有线或无线的、将被用作用以将警报和图像发送到中央系统的装置的通信电路，其中，中央系统可以是用于随后从移动终端(电话或平板电脑)或个人电脑进行查看和控制的云或物理设备。

受控磁场传感器(3)

受控磁场传感器是一种如文献PCT/ES2013/070719中所描述的传感器。然而，图8描述了所述传感器的替代实施方式。如所述图8中可以看到的，静电场传感器包括由同是发射器和接收器的单个电极(发送接收电极)组成的天线(4)，并且所述天线是上述实施方式的全部和每一者中所使用的天线(4)，尽管在一些情况下所述天线与门或窗户的金属部件连接(图3、图5和图6中的实施方式)。必须考虑到，在一些实施方式中，若干个天线可以并行共存，即使它们中的每一者保持同时作为发射器和接收器的特殊性。

然而，受控磁场传感器还包括场产生和测量电路，优选地是具有小于5MHz的工作频率的包括RLC电路和相位稳定电路的调谐电路。在测量之后，在天线处接收的信号经过滤波阶段并且随后，所述信号传递到模拟-数字转换器，模拟-数字转换器又连接到配置成检测静电场中的变化的处理器，从而建立一种具有这种变化的三维图像并能够确定所述变化所产生的对象的体积和密度。处理器又连接到射频电路，该射频电路向控制整个设备的交换机或外部集成监视系统发射加密信号。电路由数据存储器闭合。

Claims (13)

1.一种门，所述门包括：具有集成摄像头(1)的电子窥视孔；显示器(2)；以及受控磁场传感器(3)，所述受控磁场传感器(3)连接至被配置为单个电极的天线(4)，使得所述传感器测量所述天线周围的磁场的扰动；并且其特征在于，所述受控磁场传感器被配置成检测由所述受控磁场传感器的天线检测到的磁场中的扰动并依据扰动的强度来确定是否有人的存在；并且发送针对人的存在的警报以及由所述摄像头拍摄的图像。

2.根据权利要求1所述的门，其中，所述天线(4)电连接至与所述门结合的至少一个金属部件。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的门，包括倾角计。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的门，包括加速度计。

5.一种窗户，所述窗户包括集成摄像头(1)和受控磁场传感器(3)，所述受控磁场传感器(3)连接至被配置为单个电极的天线(4)，使得所述传感器测量所述天线周围的磁场的扰动；并且其特征在于，所述受控磁场传感器被配置成检测由所述受控磁场传感器的天线检测到的磁场中的扰动并依据扰动的强度来确定是否有人的存在；并且发送针对人的存在的警报以及由所述摄像头拍摄的图像。

6.根据权利要求5所述的窗户，其中，所述单个天线电连接至与所述窗户结合的至少一个金属部件。

7.根据权利要求5至6中的任一项所述的窗户，包括倾角计。

8.根据权利要求5至7中的任一项所述的窗户，包括加速度计。

9.一种建筑围护结构，所述建筑围护结构包括受控磁场传感器(3)，所述受控磁场传感器(3)连接至被配置为单个电极的天线(4)，使得所述传感器测量所述天线周围的磁场的扰动；并且其特征在于，所述电极由粘性材料制成并且具有10米的最大长度，所述电极被配置为连接至所述受控磁场传感器的磁场产生和测量元件；并且其中，所述电极将被构造在柔性和粘性基底上并将由金属合金构成；并且其中，所述受控磁场传感器被配置成检测由至少一个天线检测到的磁场中的扰动并依据扰动的强度来确定是否有人的存在；并且发送针对人的存在的警报。

10.根据权利要求9所述的围护结构，其中，所述电极集成在所述围护结构内部。

11.根据权利要求9至10所述的围护结构，所述围护结构是外围护结构。

12.根据权利要求9至10所述的围护结构，所述围护结构是内围护结构。

13.一种家用安全系统，所述家用安全系统至少包括：根据权利要求1至4中的任一项的门、和/或根据权利要求5至8中的任一项的窗户、和/或根据权利要求9至12中的任一项的建筑围护结构，并且其特征在于，所述家用安全系统连接至外部集成的监视系统。