CZ309021B6 - Poplachový detektor rozbíjení skla - Google Patents

Abstract

Poplachový detektor je tvořen snímací částí (3) integrovanou do skleněné výplně (2) a vyhodnocovací částí (5) integrovanou do okenního rámu (6) s tím, že obě tyto části obsahují speciální konektor (7) ke vzájemnému propojení. Snímací část (3) obsahuje akcelerometr (9) umístěný na vnějším panelu (4) skleněné výplně (2) ke snímání vibrací s gyroskopem (19) k detekci otevření, naklonění nebo vypáčení samotného okna a senzor (10) kvality vzduchu k periodickému měření koncentrace plynu uvnitř skleněné výplně (2) pro detekci změny celistvosti skleněné výplně (2). Vyhodnocovací část (5) obsahuje mikročip (12) propojený prostřednictvím speciálního konektoru (7) s akcelerometrem (9), gyroskopem (19) a senzorem (10) kvality vzduchu a dále přes sériový převodník (11) a výstupní konektor (14) s poplachovou ústřednou. Akcelerometr (9) s gyroskopem (19) a senzor (10) kvality vzduchu jsou umístěny na konec flexibilního pásku (8), který je umístěn do skleněné výplně (2).

Description

Poplachový detektor rozbíjení skla

Oblast techniky

Vynález se týká poplachového detektoru rozbíjení skla (Glass Break detektor) instalovaného v budovách, konkrétně ve dveřích, oknech nebo kabinách, přes které lze narušit monitorovaný prostor.

Dosavadní stav techniky

Detektor rozbíjení skla podle patentu USA US 10089851 B1 (přihl. US 2019012897 Al) obsahuje senzorovou jednotku dimenzovanou a tvarovanou tak, aby se vešla mezi tabule skla, například v okně s více tabulemi. Jednotka senzoru zahrnuje senzor, obvod detektoru rozbití skla nakonfigurovaný pro vstup ze senzoru a deklaruje událost rozbití skla, pokud jsou splněna specifikovaná kritéria. Obvod aktivace je konfigurován tak, aby detekoval událost aktivace a aktivoval obvod detektoru rozbití skla, když je splněno jedno nebo více kritérií aktivace: detekce zvuku, který má frekvenci ve specifikovaném frekvenčním rozsahu a má amplitudu přesahující prahovou hodnotu, detekce zrychlení a detekce změny tlaku v prostoru definovaném protilehlými povrchy prvního panelu a druhého panelu.

Detektor rozbíjení skla podle čínského patentu CN 102930679 B je založený na fyzickém umístění poplachového detektoru přímo na skleněnou výplň, kde snímá vytvořené vibrace. Nicméně model snímá vytvořené vibrace fyzikální cestou konkrétně pomocí dvou kovových plíšků, díky kterým lze redukovat počet falešných poplachů.

Detektor rozbíjení skla podle patentové přihlášky US 2017008491 Al je založen na akustických vlnách vytvořených při rozbití skla. Jedná se o bezkontaktní poplachový detektor.

Nedostatkem známých poplachových detektorů rozbíjení skla je především vysoký počet falešných poplachů, které jsou zapříčiněny konstrukcí komorových oken. Energie nárazu z vnější strany do skleněného panelu je z vysoké části pohlcena skleněnou výplní a okenním rámem než se dostane k detektoru na vnitřní straně skleněné výplně. Tyto ztráty jsou kompenzovány vyšší citlivostí. Nicméně vyšší citlivost zasahuje do pásma falešných poplachů, na které detektor nesmí reagovat. Další nevýhodou detektorů je absence nejvyššího stupně zabezpečení IV., který je stanoven normou. Tento stupeň zabezpečení vyžaduje detekci „změny celistvosti skleněné výplně“, která je pomocí vibrací nebo pomocí akustických vln nedetekovatelná. Posledním nedostatkem detektorů je zaměření pouze na detekci rozbíjení skla, nicméně samotné útoky pomocí rozbití skla tvoří pouze 10 % ze všech možných útoků. Nejvíce útoků (až 70 %) je tvořeno vypáčením okenního rámu bez poškození skleněné výplně.

Podstata vynálezu

K odstranění výše uvedených nedostatků přispívá do značné míry poplachový detektor rozbíjení skla podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že je tvořen snímací částí integrovanou do skleněné výplně a vyhodnocovací částí integrovanou do okenního rámu s tím, že obě tyto části obsahují speciální konektor k vzájemnému propojení. Snímací část obsahuje akcelerometr umístěný na vnějším panelu skleněné výplně ke snímání vibrací panelu, senzor kvality vzduchu k periodickému měření koncentrace plynu uvnitř skleněné výplně a gyroskop pro detekování otevření, naklonění nebo vypáčení samotného okna. Vyhodnocovací část obsahuje mikročip propojený prostřednictvím speciálního konektoru s akcelerometrem a senzorem kvality vzduchu a dále přes sériový převodník a výstupní konektor s poplachovou ústřednou.

- 1 CZ 309021 B6

Pro splnění požadavků pro nejvyšší stupeň zabezpečení IV. je nutné, aby detektor byl schopen detektovat již zmíněnou „změnu celistvosti skleněné výplně.“ Pro tuto detekci je do skleněné výplně umístěn senzor kvality vzduchu, který periodicky vyhodnocuje koncentraci inertního plynu. Pokud dojde ke „změně celistvosti skleněné výplně“ tak se koncentrace inertního plynu změní. Tuto změnu lze detekovat pomocí senzoru kvality vzduchu.

Akcelerometr, senzor kvality vzduchu a gyroskop j sou umístěny na konec flexibilního pásku, který je umístěn do skleněné výplně. Díky umístění snímací části na vnější stranu skleněné výplně nedochází ke zkreslení snímaných dat.

Poplachový detektor je napájen z poplachové ústředny přes hlavní konektor, který je zároveň i datovým konektorem. Vyhodnocovací část může obsahovat stabilizátory vstupního napětí, napěťový měřič a mikrospínač k detekci odejmutí detektoru z montážní plochy.

Hlavními přínosy poplachového detektoru rozbíjení skla podle vynálezu je především schopnost detekovat „změnu celistvosti skleněné výplně“, která je klíčová pro stupeň zabezpečení IV. Pomocí gyroskopu lze také detekovat otevření nebo vypáčení okenního křídla, což přispívá k pokrytí většiny způsobů útoků na skleněné výplně.

Objasnění výkresů

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží přiložený výkres, kde představuje:

obr. 1 - Umístění detektoru do skleněné výplně a okenního rámu.

obr. 2 - Grafická reprezentace snímací části detektoru.

obr. 3 - Grafická reprezentace vyhodnocovací části detektoru (pohled shora).

obr. 4 - Grafická reprezentace vyhodnocovací části detektoru (pohled zezdola).

obr. 5 - Správné umístění snímací části detektoru do skleněné výplně.

Příklady uskutečnění vynálezu

Poplachový detektor rozbíjení skla (Glass Break detektor) - viz obr. 1 a 2 je založen na snímání vibrací vnějšího skleněného panelu 4 pomocí akcelerometru 9, dále na měření koncentrace plynu uvnitř skleněné výplně 2 pomocí senzoru 10 kvality vzduchu a je doplněn gyroskopem 19. díky kterému lze detekovat otevření, naklonění nebo vypáčení okenního rámu. Samotný model je rozdělen na dvě části, které jsou integrovány do okenního rámu 6 a do skleněné výplně 2. Konkrétně se jedná o snímací část 3 umístěnou do skleněné výplně 2 a vyhodnocovací část 5 umístěnou do okenního rámu 6. Obě části jsou při výrobě integrovány do okna, čímž je zamezeno neoprávněnému přístupu nebo manipulaci s detektorem.

Akcelerometr 9 je umístěn na vnějším panelu 4 skleněné výplně 2 a snímá jeho vibrace, které mohou být vytvořeny potenciálním narušitelem. Poplach je vyvolán, pokud intenzita průhybu skla překročí stanovenou hranici. Senzor 10 kvality vzduchu periodicky měří koncentraci plynu uvnitř skleněné výplně 2. Vlivem rozbití nebo narušení skleněné výplně 2 unikne inertní plyn ze skleněné výplně 2 a tím se změní jeho koncentrace. Pokud tato koncentrace klesne pod stanovenou úroveň, tak je vyvolán poplach. Akcelerometr 9 a senzor 10 kvality vzduchu jsou umístěny na konec flexibilního pásku 8, který je umístěn do skleněné výplně 2 (viz obr. 2). Obě části obsahují speciální konektor 7, díky kterému lze části mezi sebou propojit.

-2CZ 309021 B6

Akcelerometr 9 společně s gyroskopem 19 použité na snímací části detektoru v příkladném provedení mají označení MPU-6050. Senzor 10 kvality vzduchu použitý na snímací části 3 detektoru v příkladném provedení má označení CCS811. Obě zařízení obsahují sériovou sběrnici I2C, díky které komunikují s hlavním mikročipem 12 vyhodnocovací části 5 (viz obr. 3).

Hlavní prvek vyhodnocovací části 5 poplachového detektoru (viz obr. 3) je mikročip s označením ATmega8 12, který přijímá a vyhodnocuje data z připojeného akcelerometru 9, gyroskopu 19 a senzoru 10 kvality vzduchu. Externí komunikace pomocí sériové linky RS-485 mezi poplachovým detektorem a poplachovou ústřednou je vytvořena pomocí sériového převodníku 11 s označením LTS485S. Zmíněný mikročip 12 je dále připojen k externímu krystalu 13 naladěnému na frekvenci 8 MHz. Napájení je poskytováno z poplachové ústředny pomocí hlavního konektoru 14, který zároveň slouží jako datový konektor (viz obr. 3 a 4). Vstupní napájení je dále stabilizováno pomocí dvou stabilizátorů napětí - stabilizátoru 16 vstupního napětí 3,3 V a stabilizátoru 18 vstupního napětí 5 V (viz obr. 4). Na základní desce se také nachází napěťový měřič 17 s označením ACS712 a také mikrospínač 15, který je použit pro detekování odejmutí detektoru z montážní plochy. Odejmutí poplachového detektoru z montážní plochy není možné, nicméně se jedná o požadavek daný normou.

Snímací část musí být do okenního rámu nainstalována firmou zabývající se výrobou samotných oken. Flexibilní pásek 8 snímací části 3 (viz obr. 2) musí být přilepen na vnější stranu skleněné výplně 2 uprostřed skleněného panelu 4 (viz obr. 5). Rozměry oken se mohou lišit a přesná pozice snímací části 3 musí být vypočtena pro konkrétní rozměry daného okna. Vertikální pozice snímací části 3 se nachází v polovině š/2 celkové šířky š panelu 4 skleněné výplně 2. Horizontální pozice snímací 3 se nachází v polovině v/2 celkové výšky v panelu 4 skleněné výplně 2.

Průmyslová využitelnost

Poplachový detektor rozbíjení skla (Glass Break detektor) podle vynálezu je použitelný v budovách, konkrétně ve dveřích, oknech nebo kabinách, přes které lze narušit monitorovaný prostor.

Díky použití senzoru kvality vzduchu lze detekovat „změnu celistvosti skleněné výplně“, která je klíčová pro klasifikaci poplachového detektoru pro nejvyšší stupeň zabezpečení IV. Tím je zaručeno, že poplachový detektor dokáže detekovat, např. leptání nebo řezání plamenem.

Použitý gyroskop dokáže také detekovat otevření, naklonění nebo vypáčení okenního křídla, což přispívá k pokrytí většiny způsobů útoků na skleněné výplně.

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Poplachový detektor rozbíjení skla, vyznačující se tím, že je tvořen snímací částí (3) integrovanou do skleněné výplně (2) a vyhodnocovací částí (5) integrovanou do okenního rámu (6) s tím, že obě tyto části obsahují speciální konektor (7) ke vzájemnému propojení, snímací část (3) obsahuje akcelerometr (9) umístěný na vnějším panelu (4) skleněné výplně (2) ke snímání vibrací s gyroskopem (19) k detekci otevření, naklonění nebo vypáčení samotného okna, senzor (10) kvality vzduchu k periodickému měření koncentrace plynu uvnitř skleněné výplně (2) pro detekci změny celistvosti skleněné výplně (2) a že vyhodnocovací část (5) obsahuje mikročip (12) propojený prostřednictvím speciálního konektoru (7) s akcelerometrem (9), gyroskopem (19) a senzorem (10) kvality vzduchu a dále přes sériový převodník (11) a výstupní konektor (14) s poplachovou ústřednou.

2. Poplachový detektor podle nároku 1, vyznačující se tím, že akcelerometr (9) s gyroskopem (19) a senzor (10) kvality vzduchu jsou umístěny na konec flexibilního pásku (8), který je umístěn do skleněné výplně (2).

3. Poplachový detektor podle nároku 1, vyznačující se tím, že je napájen z poplachové ústředny přes výstupní konektor (14), který je zároveň i datovým konektorem.

4. Poplachový detektor podle nároku 1, vyznačující se tím, že vyhodnocovací část (5) dále obsahuje stabilizátor (16) vstupního napětí 3,3 V, stabilizátor (18) vstupního napětí

5 V, napěťový měřič (17) a mikrospínač (15) k detekci odejmutí detektoru z montážní plochy.