DE102006046859A1

DE102006046859A1 - Verfahren zur Überwachung von Räumen über Sicherheitsisolierglaseinheiten

Info

Publication number: DE102006046859A1
Application number: DE200610046859
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Phys. Scheller; Nils Steinhagen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2008-04-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem mittels einer drahtlosen und energieautarken integrierten Sensorzelle in einem Isolierglasfenster eine Einbruchsüberwachung realisiert wird. Hierbei kann mittels eines Funkempfängers der Zustand des Fensters speziell auf Glasbruch, Öffnen und Bewegen sowie Temperatur hin, zentral überwacht werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Systemverbund aus Thermo-, Feuchte-, Gyro-, Drucksensor, Antenne und Solarmodul, die im Rahmen zwischen Sicherheitsglasscheiben unsichtbar und energieautark integriert sind und ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Systemverbundes.
Das im Folgenden beschriebene Verfahren soll in der Überwachung von Gebäuden zur Anwendung kommen. Von einer zentralen Stelle kann eine Fernüberwachung aller Fenster durchgeführt werden. Das Öffnen und Kippen des Fensters sowie Glasbruch kann sofort in der Zentrale festgestellt werden.
Die wichtigsten und empfindlichsten Einbruchschwachstellen in Gebäuden sind Fenster und Glastüren. Zur ihrer Überwachung werden verschiedene Instrumente benutzt, die einer Alarmierung und zur Abschreckung potenzieller Einbrecher dienen.
Stand der Technik
Es ist eine Alarmscheibe (Isolierglasscheibe) bekannt, wobei eine Scheibe aus ESG (Einscheiben-Sicherheitsglas) besteht, welches im Zerstörungsfall an jeder Stelle der Scheibe in kleine Würfel zerspringt. Eine aufgeklebte Alarmspinne (elektrische Leiterschleife) wird hierdurch zerstört und der Stromkreis wird unterbrochen. Eine angeschlossene Alarmanlage kann hierauf reagieren. Die Alarmscheibe muss natürlich auf der Seite eingebaut werden, von der ein Einbruchsversuch zu erwarten ist. Die Alarmspinne wird so angebracht, dass sie im Scheibenzwischenraum der Isolierglasscheibe liegt. Die andere Scheibe des Isolierglases ist dann die angriffhemmende Scheibe.
Die DE 43 00 350 A1 beschreibt eine Alarmgeberanordnung mit einem gekoppelten Schwingkreis aus einem Kondensator und einer Spule. Im Alarmfall wird die Leistungsveränderung durch eine Veränderung der Resonanzfrequenz gemessen. Die Alarmgeberanordnung weist somit einen in einem beweglichen Element angeordneten sensorseitigen Schwingkreis und einen stationär angeordneten senderseitigen Schwingkreis auf, wobei eine Lageänderung des beweglichen Elementes durch Ermitteln der Energieentnahme des senderseitigen Schwingkreises festgestellt wird. Stellglied für den Alarm ist somit die Leistungsänderung bei der induktiven Kopplung zweier Schwingkreise. Eine derartige induktive Kopplung kann die bei anderen Systemen durch die Kontaktierung auftretenden Probleme zum Teil beheben; es ist jedoch z.B., eine unberechtigte Einkopplung eines anderen Signals mit nachfolgender Zerstörung der die Alarmschleife tragenden Glasscheibe möglich. Weiterhin ist eine separate Abfrage jedes Fensters auch eines größeren Glasfensterverbundes durch eigene Zuleitungen erforderlich.
In der DE 10 354 350 ist eine Alarmglasscheibeneinheit, eine Kopplung von drei Antennen vorgesehen, nämlich einer außerhalb der Glasscheibe der Einheit vorgesehenen Primärantenne, einer auf der Glasscheibe verlaufenden, bei Bruch der Glasscheibe zerstörbaren Sekundärantenne und einer mit dem Transponder verbundenen Tertiärantenne. Bei Bruch der Glasscheibe wird somit die Verbindung zwischen Primärantenne und Tertiärantenne unterbrochen. Als Stellglied dient somit der Empfang des Antwortsignals des Transponders auf das Abfragesignal hin und nicht das Ausgabesignal eines z.B. kapazitiven oder induktiven Sensors. Für jede Alarmglasscheibeneinheit ist ein Transponder mit einer eigenen, einmaligen, spezifischen Kennung vorgesehen, die nicht verändert werden kann, so dass spezifische Abfragen und eine genaue Identifizierung der Einheit auch in einem größeren Verbund möglich sind. Der Transponder erzeugt hierbei ein digitales Signal aufgrund der spezifischen Kennung, so dass eine Überbrückung oder ein missbräuchlicher Ersatz durch ein von außen aufgelegtes, induktiv ankoppelndes System nicht möglich ist. Hierbei erfolgt auch eine Verschlüsselung bzw. kryptische Chiffrierung des Transpondersignals. Neben dem Alarmmodus kann auch ein Normal-Betriebsmodus zur Überprüfung der Alarmglasscheibeneinheiten z.B. tagsüber durchgeführt werden, in denen ein geschlossener Zustand von einem geöffneten Zustand, z. B. bei gekippter, aufgeschwenkter oder aufgeschobener Alarmglaseinheit, unterschieden werden kann.
In DE 10 025 561 A1 ist ein energieautarker Hochfrequenzsender beschrieben, bei dem in einem elektromechanischen Wandler mechanische Energie in elektrische Energie gewandelt, gleichgerichtet und unter Einwirkung einer Logikbaugruppe einer Hochfrequenzsendestufe zugeführt wird. Dabei wird die Erzeugung der Energie für die durch den energieautarken Hochfrequenzsender zu sendenden Information und der Erzeugung der Energie, die für den Sendevorgang selbst benötigt wird, getrennt. Die aus der vor Ort verfügbaren Energie abgeleitete Wechselgröße wird dazu genutzt, einen Funkwellenreflektor in seinen Reflexionseigenschaften, insbesondere seinem Reflexionsfaktor, zu modulieren. Der Reflektor ist vorzugsweise ein Reflektor für ein elektromagnetisches Signal, insbesondere für ein Hochfrequenzsignal. Dieser Funkwellenreflektor ist aus der Distanz von einer Basisstation mit einem Funksignal bestrahlbar. Dieses Funksignal liegt vorzugsweise im Frequenzbereich 100 kHz bis 100 GHz. Das von der Basisstation gesendete Signal wird an dem Funkwellenreflektor reflektiert. Dazu weist die Vorrichtung vorzugsweise eine Antenne auf. Die Vorrichtung bildet damit einen energieautarken Backscatter- Transponder.
Zur Ermittlung des Fensterzustandes wurde bisher ein Reed- Kontakt von Fenster- und Beschlagsherstellern verwendet. 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 in der DE 10 161 761 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 jeweils unterschiedlich ist. Der Fensterflügel presst hierbei einen geführten Metallstift über eine Druckfeder auf einen handelsüblichen Drucksensor, der dabei seinen elektrischen Widerstand verändert. In das Sensormodul ist eine Platine integriert, die mittels eines Spannungsteilers den Widerstandswert in eine elektrische Spannung umwandelt. Die Spannung wird an einen AD-Wandler Eingang eines Mikroprozessors 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.
In der DE 19 909 811 ist eine Parkhilfe beschrieben, bei der die Parkhilfe einen Gyrosensor aufweist, mit dem der Verdrehwinkel des Fahrzeuges um die Hochachse des Fahrzeuges messbar ist, und mit dem Signalgeber bei Erreichen eines vorgegebenen Verdrehwinkels gegenüber einer Ausgangsstellung des Fahrzeuges das Warnsignal ausgebbar ist.
Aufgabenstellung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige Sicherheits-Isolierglaseinheit zu schaffen, die mit einer passiven Energiequelle auskommt und die sich durch extrem hohe Empfindlichkeit, geringen Stromverbrauch, geringe Störanfälligkeit sowie durch leichte Nachrüstbarkeit auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Überwachung von Räumen über Sicherheitsisolierglaseinheiten erfolgt, bei denen in einem umschließenden Rahmen Sensoren, Antenne und Solarmodule unsichtbar und autark integriert sind und bei Ansprechen der Sensoren über Funkimpulse zu einem Funkempfänger Alarm ausgelöst wird.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:
Es zeigen:
1 eine Sicherheitsisolierglaseinheit mit Rahmen
2 eine Ausschnittsvergrößerung des Rahmens mit Sendemodul
3 Sendemodul in der Draufsicht
4 Sendmodul in der Seitenansicht
Die 1 zeigt eine Sicherheitsisolierglaseinheit (1) die aus zwei voneinander beabstandeten Isolierglasscheiben und einem Rahmen (9) besteht der diese beiden Isolierglasscheiben umschließend verbindet.
Die 2 zeigt eine Ausschnittsvergrösserung (9.1) des Rahmens (9) aus 1, welche zwei durch den Rahmen (9) verbundene Isolierglasscheiben (10) aufweist. Im Rahmen (9) zwischen den beiden Isolierglasscheiben (10) sind Solarmodule (7) und eine Antenne (6) angeordnet, über die periodische Funkimpulse (13) mit Sensordaten gesendet und durch einen Funkempfänger (12) empfangen werden.
In 3 ist ein Sendemodul in der Draufsicht dargestellt, der eine Antenne (6) und Solarmodule (7) aufweist. Die Solarmodule versorgen das System mit Strom.
In 4 ist ein Sendemodul in der Seitenansicht dargestellt. Es sind folgende Sensoren in dem Modul enthalten: ein Feuchtesensor (2), ein Temperatursensor (3), ein Drucksensor (4), ein Gyrosensor (5) und ein Funksendemodul (8). Mittels des integrierten Drucksensors (4) und Feuchtesensors (2) erfolgt die Erfassung von Druck- und Feuchtigkeitsänderungen im Zwischenraum der beiden Sicherheitsglasscheiben (10). Der Temperatursensor (3) erfasst die Zwischenraumtemperatur. Mit dem Gyrosensor (5) wird eine Bewegung des Fensters detektiert. Die erfassten Sensordaten werden mittels Funksendemodul (8) an den Funkempfänger (12) gesendet. Das Sendemodul verfügt über eine eindeutige Seriennummer (11), so dass beim Auswerten der Sensordaten im Funkempfänger (12) eine eindeutige Identifikation gewährleistet ist und damit sichere räumliche Zuordnung des Einbruchs angezeigt wird.

1: Sicherheitsisolierglaseinheit
2: Feuchtesensor
3: Temperatursensor
4: Drucksensor
5: Gyrosensor
6: Antenne
7: Solarmodul
8: Funksendemodul
9: Rahmen
9.1: Ausschnitt aus dem Rahmen
10: Sicherheitsglasscheiben
11: Seriennummer
12: Funkempfänger
13: Funkimpulse
14: Alarmsignal
15: Alarmanlage (Standard)

Claims

Verfahren zur Überwachung von Räumen über Sicherheitsisolierglaseinheiten, bestehend aus voneinander beabstandeten Sicherheitsglasscheiben die von einem Rahmen umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen (9) der Sicherheitsisolierglaseinheit (1), Sensoren (2, 3, 4, 5), eine Antenne (6) und Solarmodul (7) unsichtbar und autark integriert sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise ein Feuchtesensor (2), Temperatursensor (3), Drucksensor (4) sowie Gyrosensor (5) im Rahmen (9) integriert sind.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Zerstörungen und Beschädigungen an der Sicherheitsisoliereinheit (1) sowie ein Öffnen über die Sensoren (5) erkannt und drahtlos an einen Funkempfänger (12) weitergemeldet werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie über ein im Rahmen (9) integriertes Solarmodul (7) gewonnen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Daten der Sensoren (3) zur Steuerung und Regelung, z. B. der Raumtemperatur oder der Einstellung der Rollläden genutzt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Öffnen oder Kippen der Sicherheitsisolierglaseinheit (1) berührungslos über einen Gyrosensor (5), bei einem Bruch der Sicherheitsglasscheiben (10) über einen Feuchtesensor (2) und über einen Drucksensor (4), eine Funkmeldung an Funkempfänger (12) erfolgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sicherheitsisolierglaseinheit (1) eine eingeprägte unverwechselbare Seriennummer (11) aufweist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass pro Funkempfänger (12) periodische Funkimpulse (13) von bis zu 160 Sicherheitsisolierglaseinheiten (1) empfangen werden können.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausbleiben von Funkimpulsen mit einer eindeutigen Seriennummer (11) oder Funkimpulsen (13) mit Sensordaten die einen vorgegebenen Wertebereich verlassen, ein Alarmsignal (14) an eine Alarmanlage (15) gemeldet wird.