DE10161761A1 - Mikroprozessor gesteuerte Fensterzustandskontrolle zur drahtlosen Übermittlung des Öffnungszustandes eines Fensters oder einer Tür - Google Patents

Abstract

Zielsetzung dieser Erfindung ist ein Verfahren, mit dem man mit nur einem Sensor den Zustand eines Fensters, also ob offen, gekippt oder zu, per Funk an eine Zentralstation weitergeben kann. Bisherige Lösungen können mit einem Reed-Kontakt lediglich ermitteln, ob das Fenster offen oder zu ist und erfordern einen hohen Verkabelungsaufwand, da noch keine Funktechnik verwendet wurde. DOLLAR A In dieser Erfindung wird ausgenutzt, dass der Abstand zwischen Fensterrahmen und Flügel bei allen drei Fensterzuständen unterschiedlich ist. Ein mit einer Druckfeder verbundener Metallstift misst diesen Abstand und gibt ihn über die Feder an einen Drucksensor weiter. Der Drucksensorwert wird über einen A/D-Wandler an einen Mikroprozessor weitergegeben, der daraus den Zustand ermittelt und zur Abfrage bereitstellt. DOLLAR A Eine Zentralstation funkt den Mikroprozessor an und fordert zur Übergabe des Wertes auf. Der Mikroprozessor startet daraufhin einen Sender zur Übermittlung des Wertes. Jeder Sender ist mit einer individuellen Sicherheitscodierung versehen, mit der die Fenster unterschieden werden können. Die Zentralstation tastet so zyklisch alle zu überwachenden Fenster ab. Das Verfahren ist natürlich 1 : 1 auf die Überwachung von Türen übertragbar. DOLLAR A Das Verfahren soll in der Überwachung von Gebäuden zur Anwendung kommen. Von einer zentralen Stelle kann eine Fernüberwachung aller Fenster und Türen durchgeführt werden. Unberechtigtes Öffnen kann sofort in der Zentrale festgestellt werden. Durch ...

Description

• Das im folgenden beschriebene Verfahren soll in der Überwachung von Gebäuden zur Anwendung kommen. Von einer Zentralen Stelle kann eine Fernüberwachung aller Fenster und Türen durchgeführt werden. Unberechtigtes Öffnen kann sofort in der Zentrale festgestellt werden. Durch Aufzeichnung der Fensterzustände kann aber z. B. auch ermittelt werden, ob ein Raum ausreichend belüftet wurde.
• Bisherige Lösungen von Fenster- und Beschlagsherstellern verwenden zur Ermittlung des Zustandes einen Reed- Kontakt. Dieser ist jedoch mit einem Permanentmagneten leicht ausser Funktion zu setzen. Zum anderen erfordern bisherige Lösungen einen hohen Verkabelungsaufwand. Eine Nachrüstung in Altbauten wäre damit sehr kostspielig und aufwändig. Um den Zustand gekipptes Fenster zu ermitteln ist zudem ein zweiter Reed- Kontakt notwendig. Die im folgenden beschriebene Lösung benötigt nur noch einen Sensor zur Ermittlung aller drei Fensterzustände und lässt sich in Altbauten Problemlos nachrüsten. Aufgrund der Funktechnik ist kein Verkabelungsaufwand nötig.
• Mit ein am Fensterrahmen angebrachten Drucksensor ermittelt die oben genannte Erfindung den Öffnungszustand eines Fensters oder einer Tür. Dabei wird ausgenutzt, dass der Abstand zwischen dem Fensterrahmen und dem Fensterflügel in den unterschiedlichen Zuständen offen, gekippt und zu jeweils Unterschiedlich ist. Der Fensterflügel presst hierbei einen geführten Metallstift über eine Druckfeder auf einen handelsüblichen Drucksensor, der dabei seinen elektrischen Widerstand verändert.
• Die 1 zeigt den Zustand des geschlossenen Fensters. Der Metallstift wird in die Führung gedrückt und erhöht den elektrischen Widerstand des Drucksensors, der hinter der Feder angebracht ist, auf eine Wert von mehreren Megaohm.
• Im gekippten Zustand (Abb. 2) drückt die Feder den Metallstift gegen den un etwas weiter entfernt stehenden Fensterflügel. Der Widerstandswert des Drucksensors sinkt in den Bereich von einigen Hundert Kiloohm.
• Ist das Fenster vollständig geöffnet (Abb. 3), wird der Metallstift vollständig nach außen gedrückt. Der Widerstandswert des Drucksensors sinkt auf nahezu 0 Ohm.
• In das Sensormodul ist eine Platine integriert, die mittels eines Spannungsteilers den Widerstandswert in eine elektrische Spannung umwandelt. (Abb. 4) Der Drucksensor entspricht dem Widerstand R13 in der in Abb. 4 dargestellten Schaltung. Die Spannung wird an einen AD-Wandler Eingang eines Mikroprozessors (IC1) weitergegeben.
• Die Firmware des Mikroprozessors ermittelt aus dieser Spannung den Zustand des Fensters und hält diesen zur Ausgabe bereit. Die Ausgabe erfolgt kodiert über einen Handelsüblichen Telemetriesender., der an K4 angeschlossen wird. Ein in der Schaltung integrierter handelsüblicher Telemetrieempfänger (Anschuß K4) wartet auf die Aufforderung der Zentralstation zum Senden des Fensterzustandes. Wird dieses Signal empfangen und stimmt es mit der eingestellten Kodierung überein, gelangt das Signal zum Mikroprozessor, der dann seinerseits den Sendevorgang des Fensterzustandes auslöst. Nachdem Das Signal übertragen ist, stellt der Mikroprozessor den Sender ab und geht wieder in Empfangsbereitschaft. Die Kodierung des Sende und Empfangssignals wird mittels der Jumperblöcke K1 und K2 eingestellt. Die Kodierung dient sowohl zur Signalverschlüsselung, als auch zur Unterscheidung der überwachten Fenster. Als Encoder wird der Baustein HT600 (IC3); als Decoder der Baustein HT615 (IC4) verwendet. Als Sendebaustein für die Zentrale wurde das Fertigmodul HFS 300 der Fa. ELV Elektronik auf der Basis von 433 MHz eingesetzt, Als Empfangsbaustein diente das Fertigmodul HFS 301 der Fa. ELV Elektronik.
• Gesteuert werden die einzelnen Sensormodule von einer Zentraleinheit. Diese Zentrale tastet Softwaregesteuert die dem System zugrundeliegenden Sensoreinheiten ab und fordert diese mit einem Impuls auf, den zur Zeit vorliegenden Wert zu übermitteln. Die zugrundeliegenden Sende- und Empfangsbausteine entsprechen denen der Sensormodule.
• Die unterschiedlichen Kodiereinstellungen, die in der Sensoreinheit per Jumper fest eingestellt werden, steuert die Zentrale mittels 4016 CMOS-Bausteinen (Abb. 5). Die Steuerung dieser Bausteine erfolgt über einen PC mit digitalen Ausgängen, die mit K1 verbunden werden und einer zugehörigen Windows-Software oder mit einer separaten Mikroprozessorplatine (Abb. 6). Eine 1 veranlaßt den 4016 Schaltbaustein den Schalter zu schließen und bewirkt so eine geschlossene Jumperstellung, eine 0 dementsprechend eine offene Jumperstellung. Diese Information wird über die Anschlüsse K4, K5 und K6 an den Sendebauste bzw. den Empfangsbaustein weitergegeben. Um eine unterschiedliche Kodierung des Sende- und Empfangsbausteins zu erreichen werden diese entgegengesetzt angeschlossen. (Pin 1 des Sendebaustein entspricht Pin 9 des Empfangsbausteins usw.).
• Die Datenkanäle des Senders und des Empfängers werden über K7 und K8 auf den Anschluß K2 gegeben. K2 wird ebenfalls an digitale Ein/Ausgabekanäle an den PC bzw. die Mikroprozessorplatine angeschlossen. Die Kontrollsoftware gibt über K7 das Anforderungssignal für das Sensormodul an den Sendebaustein weiter und erhält die übermittelten Werte über K8. Wurde der Wert übermittelt, wird über K2 das nächste Sensormodul ausgewählt. Die zu überwachenden Sensormodule werden so zyklisch abgetastet und das Meßergebnis auf einem Kontrollmonitor dargestellt.
• Als Sendebaustein für die Zentrale wurde das Fertigmodul HFS 300 der Fa. ELV Elektronik auf der Basis von 433 MHz eingesetzt, Als Empfangsbaustein diente das Fertigmodul HFS 301 der Fa. ELV Elektronik. Als Decoder und Encoder wurde wie im Sensormodul die Bausteine HT600 bzw. HT615 verwendet.
• Als Ersatz für die PC-Steuerung kann auch eine Mikroprozessorsteuerung (Abb. 6) eingesetzt werden. Die Anschlüsse K2 und K1 beider Schaltungen werden jeweils verbunden. K3 der Mikroprozessorsteuerung ist eine serielle Schnittstelle zum Anschluß eines LCD-Displays mit Tastatur. K7 und K8 der Steuerplatine werden wie in der Sensoreinheit mit handelsüblichen Telemetriesender bzw. Empfänger verbunden.

Claims (3)

1. Für ein Funkgesteuertes Verfahren, welches mit nur einen Drucksensor die Fernüberwachung eines Fensters ermöglicht und alle drei Zustände ermitteln kann.

2. Die Anordnung des Sensors im Fensterbereich, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor im unteren Bereich zwischen Blendrahmen und Flügel montiert ist und den Öffnungszustand über den Abstand von Blendrahmen und Flügel ermittelt, in dem dieser eine Stauchung einer Druckfeder erzeugt.

3. Das Verfahren zur zyklischen Abtastung der zu überwachenden Fenster in Verbindung mit dem elektronischen Ändern der abzufragenden Sicherheitscodierung und der dadurch erreichten Fensteridentifizierung.