CN108291407B

CN108291407B - 检测屏障的位置

Info

Publication number: CN108291407B
Application number: CN201680067356.4A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·琼森
Original assignee: Assa Abloy AB
Current assignee: Assa Abloy AB
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2020-05-05
Anticipated expiration: 2036-12-06
Also published as: WO2017097771A1; US20180357867A1; US10475305B2; EP3387201A1; IL259326A; IL259326B; CN108291407A; EP3387201B1

Abstract

给出了用于检测屏障的位置的方法。该方法在状态监测设备中执行并且包括以下步骤：使用第一传感器检测屏障的屏障位置，该屏障位置指示屏障的打开程度；使用第二传感器检测屏障何时处于关闭位置；以及每当检测到屏障处于关闭位置时，将第一传感器校准成指示关闭位置。

Description

检测屏障的位置

技术领域

本发明涉及用于检测屏障例如门或窗的位置的方法、状态监测设备、计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

检测屏障例如门和窗的打开/关闭状态通常是有用的。这样的信息可以例如用于报警系统等。

US 6310549 B1提出了无线安全系统。每个报警传感器都包括三个磁阻传感器并且能够检测磁场的三维矢量。传感器根据地球的磁极来检测门或窗的方向。磁阻传感器的三维矢量输出由报警传感器上的微处理器接收。微处理器不断地将磁阻传感器输出与门或窗的最大允许位置进行比较。为了校准报警传感器，在使用报警传感器之前，必须使用复位开关对门的初始“关闭”位置进行编程。复位开关是每当报警传感器首次被安装时允许报警传感器被初始化的磁簧继电器。为了安装报警传感器，报警传感器应安装至单元的外部，安装在为单元提供入口的门或窗上。在门或窗处于关闭位置的情况下，安装者将通过使用外部磁体迫使报警传感器复位。在从报警传感器移除外部磁体之后，报警传感器将在某个时间段内对关闭位置读数进行校准。

US 2014/0001779 A1提出了用于改变窗和/或门的逆转(kicking)状态的系统，包括能够以旋转固定方式连接至窗和/或门的至少一个把手壳体以及相对于把手壳体旋转地安装的把手。该系统还包括用于检测把手的位置的至少一个电子评估电路，其中，该评估电路设置有至少部分地布置在把手壳体和/或把手内部并且容纳第一传感器的至少一个印制电路板。可以通过在不同位置特别是锁定位置之间以预定方式来回例如在锁定位置与解锁位置之间两次移动把手来启动校准模式。这样做时，经由传感器检测到在与锁定位置和解锁位置接合时的180°移动事件和锁定事件两者以及通过部分解锁位置的移动。一旦开启了该校准模式，则可以以预定方式启动把手的各个锁定位置，同时可以设置门或窗的不同位置，特别是完全打开位置、完全关闭位置、倾斜位置以及把手和窗的位置的组合，其中特别做出以下规定：在到达相应的窗位置时，又以预定方式在各个锁定位置之间移动把手，以通知系统已经到达了窗或门的相应位置。

然而，所给出的校准要求将系统设置为校准模式。这可以在安装时执行，但是由于校准需要来自用户的特定校准动作，存在在此之后校准不能足够经常发生的重大风险，因此来自传感器的信号可能偏离校准。

发明内容

如果屏障位置的位置传感器可以被校准的方式与现有技术相比被简化，那将是非常有益的。

根据第一方面，给出了一种用于检测屏障位置的方法。该方法在状态监测设备中执行并且包括以下步骤：使用第一传感器检测屏障的屏障位置，该屏障位置指示屏障的打开程度；使用第二传感器检测屏障何时处于关闭位置；以及每当检测到屏障处于关闭位置时，将第一传感器校准成指示关闭位置。通过每当检测到屏障处于关闭位置时执行校准，不需要特定的校准模式。在用户没有明确地指示要执行校准的情况下，在正常使用期间执行校准。这解决用户记住如果定位变得不可靠要校准传感器的问题。事实上，由于每当屏障关闭时都会发生校准，因此与校准相比传感器读数的偏离极不可能发生，从而提高了位置感测的可靠性。

在检测屏障位置的步骤中，第一传感器可以基于固定至屏障的加速度计。

在检测屏障位置的步骤中，第一传感器可以基于测量从安装至屏障的发送器的无线信号传播的时间。

在检测屏障何时处于关闭位置的步骤中，第二传感器可以基于接近传感器。在一个实施方式中，第二传感器是接近传感器。

在检测屏障何时处于关闭位置的步骤中，第二传感器可以基于屏障锁定传感器。在一个实施方式中，第二传感器是屏障锁定传感器。

该方法还可以包括以下步骤：基于屏障位置来执行动作。

该方法还可以包括以下步骤：检测当前天气状况。在这种情况下，执行动作的步骤包括：在当前天气状况指示恶劣天气并且屏障位置指示屏障处于打开时，呈现警告警报。

根据第二方面，给出了一种用于检测屏障位置的状态监测设备。该状态监测设备包括：处理器；以及存储指令的存储器，所述指令当由处理器执行时使状态监测设备：使用第一传感器检测屏障的屏障位置，该屏障位置指示屏障的打开程度；使用第二传感器检测屏障何时处于关闭位置；以及每当检测到屏障处于关闭位置时，将第一传感器校准成指示关闭位置。

第一传感器可以基于固定至屏障的加速度计。

第一传感器可以基于测量从安装至屏障的发送器的无线信号传播的时间。

第二传感器可以基于接近传感器。

根据第三方面，给出了一种用于检测屏障的位置的计算机程序。该计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码当在状态监测设备上运行时使状态监测设备：使用第一传感器检测屏障的屏障位置，该屏障位置指示屏障的打开程度；使用第二传感器检测屏障何时处于关闭位置；以及每当检测到屏障处于关闭位置时，将第一传感器校准成指示关闭位置。

根据第四方面，给出了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括根据第三方面的计算机程序以及其上存储有该计算机程序的计算机可读装置。

通常，除非在本文中以其他方式明确限定，否则权利要求中所使用的所有术语都将根据它们在技术领域中的普通含义来解释。除非以其他方式明确说明，否则对“一个(a)/一个(an)/元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有提及将公开地被解释为指代元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确规定，否则本文中公开的任何方法的步骤无须按照所公开的确切顺序来执行。

附图说明

现在参照附图借助于示例来描述本发明，在附图中：

图1A至图1B是示出了屏障的不同位置的示意图；

图2A至图2C是示出了用于检测屏障何时关闭的传感器的实施方式的示意图；

图3A至图3B是示出了用于检测屏障的位置的传感器的实施方式的示意图；

图4是示出了可以应用于图1A至图1B、图2A至图2C以及图3A至图3B所示的实施方式中的任一实施方式中的状态监测设备的环境的示意图；

图5是示出了在用于检测屏障位置的状态监测设备中执行的方法的实施方式的流程图；

图6是示出了图4的状态监测设备的一些部件的示意图；以及

图7示出了包括计算机可读装置的计算机程序产品的一个示例。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的某些实施方式。然而，本发明可以以许多不同形式来实现，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式；相反，借助于示例提供这些实施方式使得本公开内容将是透彻的和完整的，并且这些实施方式将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。贯穿该说明书，相同的附图标记指代相同的元件。

图1A至图1B是示出了屏障15的不同位置的示意图。屏障15可以是窗、门、大门、舱口、抽屉、车库门、装载码头门等。可选地，屏障15是可锁定的。屏障15是可打开的，并且可以如图1A所示处于打开状态或者如图1B所示处于关闭状态。在屏障15的任一侧上存在包围结构14。包围结构14可以例如是墙壁、围栏、天花板、地板等。屏障15的打开和关闭可以使用如在此所示的侧铰链来实现。然而，可以使用实现用于打开屏障的机构的任何其他方式，例如，用于倾斜打开的顶部(或底部)铰链、百叶窗、卷帘门(例如，用于车库)、滑动机构、框格机构(例如，框格窗)等。

屏障15可以打开到不同程度。第一传感器5是被配置成检测屏障位置的位置传感器，其中屏障位置指示屏障15的打开程度。例如，屏障位置可以指示关闭、完全打开、打开90度、打开15度等。可替代地，屏障的打开程度可以被表达为完全打开的百分比，使得关闭产生0，完全打开产生100，其他打开程度产生0与100之间的数字。只要屏障位置不是仅反映打开、关闭和/或处于打开与关闭之间的简单的状态指示符，就可以同样很好地使用其他标度(scale)。

然而，位置传感器可能不可靠，并且其校准可能随时间偏离。本文中给出的实施方式基于以下实现：每当屏障关闭时，都可以校准位置传感器(第一传感器5)。以这种方式，第一传感器的定期校准防止位置检测中的累积误差积累(build up)并致使位置数据不可靠。

图2A至图2C是示出了用于检测屏障何时关闭的传感器的实施方式的示意图。第二传感器6用于检测屏障何时关闭。

在图2A至图2B中，第二传感器基于接近传感器。接近传感器可以基于电容量、电感应率、红外光、磁(例如，霍尔传感器)、光电池、声纳、机械开关等中的任一个或更多个。在图2A中，第二传感器6是安装在屏障15中的接近传感器。接近传感器检测何时存在相邻的包围结构14，例如，如图2A所示，从而检测屏障15何时关闭。可选地，包围结构14设置有合适的材料(例如金属和/或磁性材料)以提高接近传感器的检测能力。

在图2B中，第二传感器6是安装在包围结构14中的接近传感器。接近传感器检测何时存在相邻的屏障15，例如，如图2A所示，从而检测屏障15何时关闭。可选地，屏障15设置有合适的材料(例如金属和/或磁性材料)以提高接近传感器的检测能力。

在图2C中，第二传感器6基于屏障锁定传感器。屏障锁定传感器可以检测何时例如使用把手、锁或类似物机械地关闭屏障。例如，屏障锁定传感器可以检测门闩何时从屏障15到包围结构14被移动到位或者门闩何时从包围结构14到屏障15被移动到位。屏障锁定传感器可以设置在屏障中或者包围结构14中。

可选地，第二传感器6也可以使用机械传感器例如开关来实现，当屏障处于关闭位置时，其被激活。

图3A至图3B是示出了用于检测屏障位置的传感器的实施方式的示意图。

在图3A中，第一传感器5基于固定至屏障15的加速度计和/或陀螺仪。加速度值被二重积分以获得位置值。由于二重积分，有限的数字容量和/或噪声、误差确实发生，并且可能随着时间逐渐变得非常显著。然而，如本文中所提出的，由于每当屏障关闭时都进行校准，因此这个问题显著减少或者甚至实际上被消除。

在一个实施方式中，加速度计集成在(或固定至)屏障的把手。以这种方式，第一传感器也可以检测用户何时操作把手。这也使得能够检测把手的位置和/或运动(例如，当把手被转动时)。这可以例如使得能够检测把手何时被转动以将屏障固定在某个位置，即使它不处于关闭位置，例如处于通风位置。以这种方式，能够检测屏障何时处于相对安全的这种位置，在该位置处例如风猛击使屏障打开或关闭的风险低。

在一个实施方式中，加速度计是三维加速度计。以这种方式，当应用于可以以两种方式(垂直和水平)打开的倾斜/铰链窗时，加速度计可以检测窗被打开的方式。

在图3B中，第一传感器5基于测量从安装至屏障的发送器7的无线信号传播的时间。第一传感器5包括一个或更多个天线9a至9b。通过测量来自发送器7的无线信号到达一个或更多个天线9a至9b所花费的时间(到达时间，ToA)，可以得到发送器7的位置，从而可以得到屏障15的位置。当发送器7在正常操作期间只能沿着单个给定路径行进时，例如，通过如图3B所示的绕轴旋转，在第一传感器5中具有一个天线可能就足够了。当屏障15可以打开成使得屏障15的发送器17可以沿着多个路径移动时，第一传感器5应至少包括两个天线，以允许在二维坐标系中定位。

例如，到达角度(AoA)可以用于确定位置。当第一传感器5从发送器7接收到无线信号时，可以检测两个天线9a至9b接收无线信号的时间差。这可以例如使用所接收到的信号之间的相位差来检测。使用时间差，计算这对天线的AoA。如果第一传感器5包括第三天线，则可以计算第二对天线(一个天线可以与另一对共用)的AoA。以这种方式，可以将位置确定为满足两个AoA计算的位置。

可替代地或另外地，可以采用ToA来检测距两个天线9a至9b中的每一个的距离。然后可以将发送器7的位置推导为满足到两个天线9a至9b的距离的点。通常，当存在两个可能的点时，由于不在发送器7的正常操作区域内，因此可以丢弃一个点。

图4是示出了可以应用于图1A至图1B、图2A至图2C以及图3A至图3B所示的实施方式中的任一实施方式中的状态监测设备的环境的示意图。

状态监测设备1连接至用于一个或更多个屏障的第一传感器5和第二传感器6。如上所述，第一传感器5提供位置数据，而第二传感器6提供指示屏障何时关闭的数据。

状态监测设备1提供输出数据3，例如以基于所提供的屏障位置或屏障的位置数据向其他系统(例如，报警系统、HVAC(加热通风空气调节)等)通知屏障的状态。例如，可以通知报警系统或HVAC系统任意打开的门或窗，以调节通风和/或加热/冷却。出于能源效率目的，可以使用屏障位置数据，通知门/窗何时打开以及打开多少，使得能够基于此信息来计算能源效率。

可选地，还可以检测并通知打开/关闭的速度。例如，这可以用于警告用户门和窗何时被猛击到具有损坏窗或门的风险的程度。

可选地，设置有一个或更多个天气传感器4以向状态监测设备1提供天气数据。天气传感器4可以例如检测风、雨、温度、湿度等。这允许状态监测设备1检测恶劣天气(例如，使用风、雨、温度和湿度中的任何一个或更多个的阈值)，并且将这与屏障位置数据进行组合，例如以当存在恶劣天气并且屏障位置指示屏障处于打开时将警告警报呈现为输出数据3。可选地，如果窗仅打开少量例如在特定的新鲜空气位置，则不呈现警告警报。

图5是示出了在用于检测屏障位置的状态监测设备中执行的方法的实施方式的流程图。

在检测屏障位置步骤40中，使用第一传感器检测屏障的屏障位置。屏障位置指示屏障的打开程度，例如，关闭、打开15度、打开90度等。如上面参照图3A所说明的，第一传感器可以基于固定至屏障的加速度计。可替代地或另外地，如上面参照图3B所说明的，第一传感器可以基于测量从安装至屏障的发送器的无线信号传播的时间。可替代地或另外地，第一传感器可以基于磁力计。

在可选的检测天气步骤41中，例如使用上述图4的天气传感器4检测当前天气状况。天气状况可以例如基于风、雨、温度、湿度等的检测。

在可选的执行动作步骤42中，基于屏障位置来执行动作。在一个实施方式中，当检测天气步骤41已经被执行时，这包括：在当前天气状况指示恶劣天气并且屏障位置指示屏障处于打开时，呈现警告警报。例如当风、雨、温度和湿度中的任一个或更多个的相应阈值被超过时，可以定义恶劣天气。可选地，在此可以将打开定义为大于阈值量的打开。

执行动作的其他示例可以是基于所提供的屏障位置向其他系统(例如，报警系统、HVAC等)通知屏障的状态。例如，可以向报警系统或HVAC系统通知任意打开的门或窗，以调节通风和/或加热/冷却。出于能源效率目的，可以使用屏障位置数据，通知门/窗何时打开和/或使用此信息来计算能源效率。

在条件关闭步骤43中，使用第二传感器确定屏障何时处于关闭位置。如上面参照图2A至图2B所说明的，第二传感器可以基于接近传感器。可替代地或另外地，如上面参照图2C所说明的，第二传感器可以基于屏障锁定传感器。如果确定屏障关闭，则该方法进行至校准步骤。否则，该方法返回至检测屏障位置步骤40。

在校准步骤44中，第一传感器被校准成指示关闭位置。每当第一传感器指示关闭位置时执行该步骤，从而确保尽可能经常地进行适当的校准。这防止传感器值与先前校准相比偏离。可选地，如果第一传感器位于把手中，则当在步骤43中确定屏障关闭时，可以在此校准两个维度。另外，当在步骤43中确定屏障也被锁定时，可以在步骤44中校准第一传感器的第三维度。当屏障被锁定时，这指示把手被转动到(已知的)锁定位置。确定屏障是否被锁定可以例如基于能够检测门闩何时处于延伸位置的第二传感器。

使用这种方法，位置传感器的最终不可靠性不再是问题。由于使用第二传感器6每当屏障关闭时都校准位置传感器(第一传感器5)，因此不需要特殊的用户参与来执行校准。以这种方式，自动实现定期校准，从而防止位置检测中的累积误差积累并致使位置数据不可靠。

图6是示出了图4的状态监测设备1的一些部件的示意图。使用能够执行存储器64中存储的软件指令66的合适的中央处理单元(CPU)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路等中的一个或更多个的任意组合来提供处理器60，由此存储器64可以为计算机程序产品。处理器60可以被配置成执行上面参照图4所描述的方法。

存储器64可以是读写存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的任意组合。存储器64还包括永久存储装置，永久存储装置例如可以是磁存储器、光存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器中的任何单独一个或组合。

还设置了数据存储器65用于在处理器60中执行软件指令期间读取和/或存储数据。数据存储器65可以是读写存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的任意组合。

状态监测设备1还包括用于与其他外部实体例如第一传感器5和第二传感器6以及其他外部系统例如报警系统和/或HVAC系统进行通信的I/O接口67。可选地，I/O接口67还包括用户接口。

为了不模糊本文中给出的概念，省略了状态监测设备1的其他部件。

图7示出了包括计算机可读装置的计算机程序产品的一个示例。可以在该计算机可读装置上存储计算机程序91，该计算机程序可以使处理器执行根据本文中描述的实施方式所述的方法。在该示例中，计算机程序产品为光盘例如CD(致密盘)或DVD(数字多功能盘)或蓝光盘。如上所述，计算机程序产品也可以以设备的存储器来实现，例如图6的计算机程序产品64。虽然计算机程序91在此被示意性示出为所描绘的光盘上的轨道，但是计算机程序可以以适合于计算机程序产品例如可移除固态存储器的任何方式例如通用串行总线(USB)驱动器来存储。

上面参照几个实施方式主要描述了本发明。然而，如本领域技术人员容易理解的，除了上面公开的实施方式以外的其他实施方式同样可能在如由所附专利权利要求限定的本发明的范围内。

Claims

1.一种用于检测屏障(15)的位置的方法，所述方法在状态监测设备(1)中执行并且包括以下步骤：

使用第一传感器(5)检测所述屏障(15)的屏障位置，所述屏障位置指示所述屏障(15)的打开程度；

使用第二传感器(6)检测所述屏障(15)何时处于关闭位置；以及

每当检测到所述屏障(15)处于所述关闭位置时，将所述第一传感器(5)校准成指示关闭位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在检测屏障位置的步骤中，所述第一传感器(5)基于固定至所述屏障的加速度计。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在检测屏障位置的步骤中，所述第一传感器(5)基于测量从安装至所述屏障的发送器(7)的无线信号传播的时间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在检测所述屏障何时处于关闭位置的步骤中，所述第二传感器(6)基于接近传感器。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在检测所述屏障何时处于关闭位置的步骤中，所述第二传感器(6)基于屏障锁定传感器。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

基于所述屏障位置执行动作。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括以下步骤：

检测当前天气状况；以及

其中，执行动作的步骤包括：当所述当前天气状况指示恶劣天气并且所述屏障位置指示所述屏障处于打开时，呈现警告警报。

8.一种用于检测屏障(15)的位置的状态监测设备(1)，所述状态监测设备(1)包括：

处理器(60)；以及

存储指令(66)的存储器(64)，所述指令当由所述处理器执行时使所述状态监测设备(1)：

使用第二传感器(6)检测所述屏障(15)何时处于关闭位置；以及

每当检测到所述屏障(15)处于关闭位置时，将所述第一传感器(5)校准成指示关闭位置。

9.根据权利要求8所述的状态监测设备(1)，其中，所述第一传感器(5)基于固定至所述屏障的加速度计。

10.根据权利要求8所述的状态监测设备(1)，其中，所述第一传感器(5)基于测量从安装至所述屏障的发送器(7)的无线信号传播的时间。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的状态监测设备(1)，其中，所述第二传感器(6)基于接近传感器。

12.一种用于检测屏障(15)的位置的计算机程序(91)，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码当在状态监测设备(1)上运行时使所述状态监测设备(1)：

使用第二传感器(6)检测所述屏障(15)何时处于关闭位置；以及

13.一种计算机程序产品(90)，所述计算机程序产品包括根据权利要求12所述的计算机程序以及其上存储有所述计算机程序的计算机可读装置。