DE10161761B4 - Mikroprozessorgesteuerte Fensterzustandskontrolle zur drahtlosen Übermittlung des Öffnungszustandes eines Fensters oder einer Tür - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur funkgestützten Überwachung des Öffnungszustands eines Fensters oder einer Tür mit nur einem einzigen Drucksensor zur Ermittlung der drei Zustände offen", „gekippt" und „zu", wobei der Drucksensor im unteren Bereich zwischen Blendrahmen und Flügel montiert ist und den Öffnungszustand über den Abstand von Blendrahmen und Flügel ermittelt, indem dieser über eine Druckfeder auf einen handelsüblichen Drucksensor presst.

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 Beschlagherstellern 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 aufwendig. Um den Zustand "gekipptes Fenster" zu ermitteltn, ist zudem ein zweiter Reed-Kontakt notwendig.
• Bei einer bekannten Vorrichtung zum Erfassen des Öffnungszustands eines Fensters, wobei über Reed-Kontakte und Neigungssensoren der Öffnungszustand des Fensters aufgenommen wird, kommunizieren die Sensoren über Funk mit einer Basisstation ( DE 198 15 768 C2 ).
• Bekannt ist auch bereits die Erfassung der Absolutposition einer Tür oder eines Fensters über zwei PVDF-Folien, die als Drucksensoren eingesetzt werden ( DE 196 18 487 A1 ). Dabei wird in einem Ausführungsbeispiel eine Rolle, die über eine Feder mit den Foliensensoren verbunden ist, über ein Oberflächenprofil geführt und so Druckkraft auf die Sensoren übertragen. Daraus ergibt sich eine Folge von Spannungssignalen, die gezählt und in eine Relativposition des Türflügels umgerechnet werden.
• Allerdings werden bei dieser bekannten Vorrichtung mindestens zwei Sensoren zur Bestimmung der Position benötigt.
• Schließlich ist bereits ein Verfahren zur Überwachung von Fenstern und Türen mit Riegel oder Magnetkontakten als Detektoren bekannt ( EP 0 253 156 A1 ), wobei die Detektoren einstellbare Adressen aufweisen, so dass sie gezielt von einer Zentrale aus abgefragt werden können und ein sendender Detektor identifiziert werden kann.
• 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 einem am Fensterrahmen angebrachten Drucksensor ermittelt die 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 einen Wert von mehreren Megaohm.
• Im gekippten Zustand (2) drückt die Feder den Metallstift gegen den etwas weiter entfernt stehenden Fensterflügel. Der Widerstandswert des Drucksensors sinkt in den Bereich von einigen hundert Kiloohm.
• Ist das Fenster vollständig geöffnet (3), wird der Metallstift vollständig nach außen gedrückt. Der Widerstandswert des Drucksensors sinkt auf nahezu null Ohm.
• In das Sensormodul ist eine Platine integriert, die mittels eines Spannungsteilers den Widerstandswert in eine elektrische Spannung umwandelt (4). Der Drucksensor entspricht dem Widerstand R13 in der in 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 (Anschluß 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, steuern die Zentrale mittels 4016 CMOS-Bausteinen (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 (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 Sendebaustein 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 des PC bzw. der 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 wird 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 wurden wie im Sensormodul die Bausteine HT600 bzw. HT615 verwendet.
• Als Ersatz für die PC-Steuerung kann auch eine Mikroprozessorsteuerung (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 einem handelsüblichen Telemetriesender bzw. Empfänger verbunden.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur funkgestützten Überwachung des Öffnungszustands eines Fensters oder einer Tür mit nur einem einzigen Drucksensor zur Ermittlung der drei Zustände offen", „gekippt" und „zu", wobei der Drucksensor im unteren Bereich zwischen Blendrahmen und Flügel montiert ist und den Öffnungszustand über den Abstand von Blendrahmen und Flügel ermittelt, indem dieser über eine Druckfeder auf einen handelsüblichen Drucksensor presst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein handelsüblicher Telemetriesender zum Senden des Fensterzustands verwendet wird, wobei das übertragene Signal zur Verschlüsselung und Unterscheidung der Fenster kodiert ist.