DE102010037944A1 - Method for contactless transmission of electrical energy and/or electric signal between wall and wing of door of e.g. house, involves producing interference signal during unloading or non detection of preset part of expected control signals - Google Patents
Method for contactless transmission of electrical energy and/or electric signal between wall and wing of door of e.g. house, involves producing interference signal during unloading or non detection of preset part of expected control signals Download PDFInfo
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Abstract
Description
Insbesondere Flügel von Türen für Objekte wie Häuser, Geschäfte oder Produktionshallen weisen in zunehmendem Maße die Sicherheit oder den Komfort verbessernde Einrichtungen auf, deren jeweils aktueller Betriebszustand und deren Betätigung durch außerhalb der Tür angeordnete Überwachungs- oder Betätigungseinrichtungen überwacht oder betätigt wird und welche Betriebszustandsänderungen oder eventuell von Sensoren empfangene Signale an die Überwachungs- oder Betätigungseinrichtungen senden.In particular, wings of doors for objects such as houses, shops or production halls increasingly have the safety or comfort improving facilities, the current state of operation and their operation is monitored or operated by located outside the door monitoring or actuation devices and which operating state changes or possibly send signals received from sensors to the monitoring or actuation devices.
Beispielhaft sei hier eine in einem Gebäude installierte Einbruchmeldezentrale genannt, die mit an der Tür vorgesehenen Einrichtungen beispielsweise zur Öffnungs-, Durchbruch-, Verschluss-, Sabotage- oder Motorschlossüberwachung kommuniziert.By way of example, a burglar alarm panel installed in a building may be mentioned here, which communicates with devices provided on the door, for example for opening, breakthrough, lock, sabotage or motor lock monitoring.
Zur Übertragung von entsprechenden Signalen und elektrischen Leitungen zwischen der Überwachungseinrichtung und den an der Tür befindlichen Einrichtungen finden im Stand der Technik vieladrige Kabel Verwendung, die zwischen dem Flügel und dem Rahmen flexibel verlegt und häufig zum Schutz von einem flexiblen Metallschlauch umgeben sind.For the transmission of appropriate signals and electrical lines between the monitoring device and the devices located on the door find in the prior art multi-core cables use that are flexibly installed between the wing and the frame and often surrounded for protection by a flexible metal hose.
Diese Kabelübergänge beeinträchtigen das optische Erscheinungsbild erheblich und können beim Schließen des Flügels eingeklemmt werden, was zu Beschädigungen oder sogar zu Zerstörungen der Kabel führen kann. Darüber hinaus stellen die Kabelübergänge hinsichtlich möglicher Manipulationen Schwachstellen dar, weswegen zum Sabotageschutz eine sogenannte Z-Verdrahtung von Sensoren oder Kontakten auch in dem Kabelübergang verwirklicht ist.These cable transitions significantly affect the visual appearance and can be pinched when closing the sash, which can damage or even destroy the cables. In addition, the cable transitions are weak points with regard to possible manipulations, which is why so-called Z-wiring of sensors or contacts is also realized in the cable transition for sabotage protection.
Aus der
Zwar ist prinzipiell eine kontaktlose Übertragung von elektrischer Energie und/oder elektrischen Signalen zwischen einer Wand und einem an dieser Wand befestigten Flügel mit dieser Anordnung möglich, eine durchgehende Ausbildung dieser Z-Verdrahtung ist bei dieser induktiven Energie- und/oder Signalübertragung jedoch nicht möglich, worunter der Sabotageschutz leidet.Although in principle a contactless transmission of electrical energy and / or electrical signals between a wall and attached to this wall wings with this arrangement is possible, a continuous formation of this Z-wiring is not possible in this inductive energy and / or signal transmission, under which sabotage protection suffers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hinsichtlich des Sabotageschutzes verbessertes Verfahren und eine zur Durchführung dieses Verfahrens vorgesehene Vorrichtung zur kontaktlosen Übertragung von elektrischer Energie und/oder von elektrischen Signalen zwischen einer Wand und einem an dieser Wand befestigten Flügel, bei dem eine an der Wand befestigte erste Spule und eine an dem Flügel befestigte zweite Spule vorgesehen sind, die sich in induktiver Wirkverbindung befinden, zu schaffen.The invention is based on the object with respect to the sabotage protection improved method and provided for carrying out this method device for contactless transmission of electrical energy and / or electrical signals between a wall and a wall attached to this wing, in which one on the wall attached first coil and a wing attached to the second coil are provided, which are in inductive operative connection to create.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren und durch die in Anspruch 16 wiedergegebene Vorrichtung gelöst.This object is achieved by the method set forth in
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in einem bestimmten Zeitintervall die erste Spule mit mindestens einem ersten Kontrollsignal beaufschlagt und das mindestens eine in der zweiten Spule induzierte erste Signal wird erfasst. Ferner wird in diesem Zeitintervall die zweite Spule mit mindestens einem zweiten Kontrollsignal beaufschlagt und das mindestens eine in der ersten Spule induzierte zweite Signal wird ebenfalls erfasst. Sollte bei dieser bidirektionalen Signalübertragung eine Spule nicht mit zumindest einem Teil der erwarteten Kontrollsignale beaufschlagt werden oder in den Spulen nicht zumindest ein Teil aufgrund der Kontrollsignale erwarteten, induzierten Signale erfasst werden, so wird ein Störungssignal erzeugt. Wird dieses beispielsweise einer Einbruchmeldezentrale zur Auslösung eines Alarms übermittelt, so wird durch das erfindungsgemäße Verfahren der Sabotageschutz wesentlich verbessert. Das Störungssignal kann jedoch auch einem sogenannten „Watchdog” zugeführt werden, um so eine Fehlalarmauslösung beim Auftreten einer technischen Störung zu vermeiden.In the method according to the invention, at least one first control signal is applied to the first coil in a specific time interval, and the at least one first signal induced in the second coil is detected. Furthermore, in this time interval, the second coil is acted upon by at least one second control signal and the at least one second signal induced in the first coil is likewise detected. If, in this bidirectional signal transmission, a coil is not acted upon by at least part of the expected control signals or if at least some of the expected signals due to the control signals are detected in the coils, a fault signal is generated. If this is transmitted, for example, a burglar alarm panel to trigger an alarm, so the sabotage protection is significantly improved by the inventive method. However, the fault signal can also be supplied to a so-called "watchdog" so as to avoid false alarm triggering when a technical fault occurs.
Versuche haben gezeigt, dass es bei der bidirektionalen Übertragung und Erfassung der Kontrollsignale und der induzierten Signale in Einzelfällen zu Signalstörungen kommen kann. Um zu vermeiden, dass eine derartige Störung jeweils zu einer Alarmauslösung führt, wird bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens innerhalb des Zeitintervalls die erste und die zweite Spule jeweils mit zwei Kontrollsignalen beaufschlagt. Das Störungssignal wird erst bei Nichtbeaufschlagung oder Nichterfassung von beiden Kontrollsignalen oder beiden induzierten, zweiten Signalen erzeugt. Ein Störungssignal wird mit anderen Worten erst dann ausgelöst, wenn zwei aufeinanderfolgende Kontrollsignalzyklen. als fehlerhaft identifiziert werden.Experiments have shown that the bi-directional transmission and detection of the control signals and the induced signals in individual cases can lead to signal interference. In order to avoid that such a disturbance in each case leads to an alarm triggering, in a preferred embodiment of the method according to the invention within the time interval, the first and the second coil are each subjected to two control signals. The perturbation signal is generated only when non-applied or not detected by both control signals or both induced second signals. In other words, a perturbation signal is not triggered until two consecutive control signal cycles. identified as defective.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erste oder die zweite Spule nach Erzeugung des induzierten Signals mit einem Response-Kontrollsignal beaufschlagt, welches wiederum in der jeweils anderen Spule ein induziertes Signal erzeugt.In a particularly preferred embodiment of a method according to the invention, the first or the second coil after generation of the induced signal with a response control signal applied, which in turn generates an induced signal in the other coil.
Das Zeitintervall, in welchem miteinander korrelierte Signale erzeugt oder erfasst werden, beträgt vorzugsweise zwischen 100 ms und 500 ms, besonders bevorzugt etwa 200 ms.The time interval in which correlated signals are generated or detected is preferably between 100 ms and 500 ms, particularly preferably about 200 ms.
Ein Kontrollsignal und ein zugehöriges Response-Kontrollsignal werden vorzugsweise innerhalb eines Zeitraums von 20 ms bis 100 ms, besonders bevorzugt von etwa 40 ms erzeugt.A control signal and an associated response control signal are preferably generated within a period of 20 ms to 100 ms, particularly preferably of about 40 ms.
Das Kontrollsignal kann prinzipiell beliebiger Art sein, die eine Erzeugung eines Signals in der jeweils anderen Spule auf induktive Weise ermöglicht. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn das Kontrollsignal – besonders bevorzugt auch das Response-Kontrollsignal – durch Modulation einer Trägerspannung erzeugt wird. Hierzu kommen grundsätzlich sämtliche zur Modulation von Signalen bekannten Verfahren in Betracht. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn zur bidirektionalen Übertragung die Trägerspannung durch das Kontrollsignal oder das Response-Kontrollsignal amplitudenmoduliert wird.In principle, the control signal can be of any type that allows a signal to be generated in the other coil in an inductive manner. However, it is particularly preferred if the control signal - particularly preferably the response control signal - is generated by modulation of a carrier voltage. In principle, all methods known for modulating signals come into consideration. However, it is particularly preferred if, for bidirectional transmission, the carrier voltage is amplitude-modulated by the control signal or the response control signal.
Die Trägerspannung weist vorzugsweise eine Trägerfrequenz von mindestens 20 kHz, besonders bevorzugt zwischen etwa 80 kHz und 200 kHz auf. Ganz besonders bevorzugt beträgt die Trägerfrequenz etwa 100 kHz.The carrier voltage preferably has a carrier frequency of at least 20 kHz, more preferably between about 80 kHz and 200 kHz. Most preferably, the carrier frequency is about 100 kHz.
Zwar erhöht das vorbeschriebene Verfahren den Schutz gegen Sabotage bereits erheblich. Um den Schutz auch gegen aufwendige Sabotageverfahren zu erhöhen, die beispielsweise eine induktive Ankopplung einer Sabotagespule an die erste Spule anstatt der am Flügel vorgesehenen zweiten Spule beinhalten, sieht eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Abfrage des Wertes eines flügelseitig angeordneten Kontrollwiderstandes innerhalb des Zeitintervalls vor. Hierdurch wird ein weiteres Sabotagehindernis geschaffen, da bei einer induktiven Ankopplung zum Zwecke der Abkopplung der flügelseitigen Spule auch der Widerstandswert bekannt und das entsprechende Signal erzeugt werden müsste.Although the method described above increases protection against sabotage already considerably. In order to increase the protection against expensive sabotage, for example, include an inductive coupling a sabotage coil to the first coil instead of the second coil provided on the wing, a development of the method according to the invention, the query of the value of a wing side arranged control resistor within the time interval before. As a result, a further sabotage obstacle is created because with an inductive coupling for the purpose of decoupling the wing-side coil and the resistance value known and the corresponding signal would have to be generated.
Der Abfragewert des Kontrollwiderstandes kann durch Modulation der an der zweiten Spule anliegenden Trägerspannung auf die erste Spule übertragen und dann mit einem Sollwert verglichen werden. Ein zweites Störungssignal kann dann beispielsweise zur Auslösung eines Alarms verwendet werden, wenn der ermittelte Wert einen bestimmten, noch zulässigen Differenzbetrag von einem Referenzwert übersteigt. Versuche haben gezeigt, dass zur Reduzierung des Fehlalarmrisikos der Differenzbetrag von etwa 40% des Widerstandswertes als Schwellenwert gut geeignet ist.The sample value of the control resistor can be transmitted to the first coil by modulation of the voltage applied to the second coil carrier voltage and then compared with a desired value. A second fault signal can then be used, for example, to trigger an alarm if the determined value exceeds a certain, still permissible difference amount from a reference value. Experiments have shown that to reduce the risk of false alarms, the difference of about 40% of the resistance value is well suited as a threshold value.
Um eine Sabotagemöglichkeit selbst für den Fall erheblich zu erschweren, dass der den Sabotageakt planenden Person auch der Widerstandswert bekannt ist, werden die ersten und zweiten Spulen vorzugsweise zumindest mit verschlüsselten Kontrollsignalen und Response-Kontrollsignalen beaufschlagt.In order to considerably hinder sabotage even in the event that the person planning the sabotage action is also aware of the resistance value, the first and second coils are preferably subjected to at least encrypted control signals and response control signals.
Die Möglichkeit der Entschlüsselung durch Unbefugte wird abermals erschwert, wenn – wie besonders bevorzugt – das Kontrollsignal und das Response-Kontrollsignal mit Hilfe eines Wechselcodes verschlüsselt werden.The possibility of decryption by unauthorized persons is again made more difficult if - as is particularly preferred - the control signal and the response control signal are encrypted with the aid of a switching code.
Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit gegen Sabotage kann das erfindungsgemäße Verfahren den Verfahrensschritt der gegenseitigen Authentifizierung einer mit der ersten Spule elektrisch verbundenen Primärelektronik und einer mit der zweiten Spule verbundenen Sekundärelektronik umfassen.To further increase security against sabotage, the inventive method may include the step of mutual authentication of a primary electronics electrically connected to the first coil and a secondary electronics connected to the second coil.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine an einer Wand vorgesehene erste Spule, eine an einem Flügel vorgesehene zweite Spule, wobei sich die ersten und zweiten Spulen in induktiver Wirkverbindung befinden, eine mit der ersten Spule verbundene Primärelektronik sowie eine mit der zweiten Spule verbundene Sekundärelektronik, wobei die Primär- und die Sekundärelektronik Mittel zur Erzeugung und Erfassung von Kontrollsignalen und Response-Kontrollsignalen umfassen.The device according to the invention for carrying out the above-described method according to the invention comprises a provided on a wall first coil, provided on a wing second coil, wherein the first and second coils are in inductive operative connection, connected to the first coil primary electronics and one with the second coil connected secondary electronics, wherein the primary and the secondary electronics comprise means for generating and detecting control signals and response control signals.
Vorzugsweise umfasst die Primär- und die Sekundärelektronik Mittel zur Modulation einer Trägerspannung mit den Kontrollsignalen, bei einer bidirektionalen Datenübertragung vorzugsweise einen Amplitudenmodulator.Preferably, the primary and the secondary electronics comprise means for modulating a carrier voltage with the control signals, in a bidirectional data transmission preferably an amplitude modulator.
Darüber hinaus sind vorzugsweise Mittel zur Authentifizierung der Primär- und der Sekundärelektronik vorgesehen.In addition, preferably means for authenticating the primary and secondary electronics are provided.
Damit die Primär- und die Sekundärelektronik bei geschlossenem Flügel nicht ohne Zerstörungen erreichbar sind, umfassen die Primär- und die Sekundärelektronik jeweils ein Gehäuse, welches zum Einbau in ein Rahmenprofil oder in ein Flügelprofil, insbesondere in Profilaussparungen auf den bei geschlossenem Flügel einander zugewandten Seiten, geeignet ist.Thus, the primary and the secondary electronics are not accessible without destruction with the wing closed, the primary and the secondary electronics each comprise a housing which, for installation in a frame profile or in a wing profile, in particular in profile recesses on the sides with the wing closed, suitable is.
Um einerseits Störungen der Primär- oder der Sekundärelektronik durch äußere elektrische Magnetfelder zu vermeiden, andererseits ein Austreten elektromagnetischer Strahlungen aus den Gehäusen zu verhindern, sind diese vorzugsweise abgeschirmt ausgebildet.On the one hand to avoid interference of the primary or secondary electronics by external electric magnetic fields, on the other hand to prevent leakage of electromagnetic radiation from the housings, these are preferably formed shielded.
Um Überhitzungen der in den Gehäusen vorgesehenen elektronischen Bauteile, die regelmäßig selbst eine gewisse Wärme entwickeln, zu verhindern, sind die Gehäuse vorzugsweise aus einem Wärme leitenden Material, wegen der Vereinfachung der Herstellung besonders bevorzugt aus einem Wärme leitenden Kunststoffmaterial, hergestellt. In order to prevent overheating of the electronic components provided in the housings, which themselves regularly develop a certain amount of heat, the housings are preferably made of a heat-conducting material, more preferably made of a heat-conducting plastic material because of the simplification of the production.
Ferner umfassen die Primär- und die Sekundärelektronik vorzugsweise Modems zur 8-Bit-Kodierung und Dekodierung von zu übertragenden Signalen und Kontrollsignalen. Mit Hilfe dieser Modems können auch von beispielsweise an dem Flügel vorgesehenen Einrichtungen und Sensoren übermittelte Analogsignale moduliert und störungsunempfindlich übertragen werden. Die Primär- und die Sekundärelektronik kann weiterhin jeweils ein BUS-System umfassen, an welches jeweils mehrere Sensoren angeschlossen sein können. Die Übertragung von mit Hilfe der Sensoren bereitgestellten Messwerten oder Betriebszuständen kann dann seriell nach Modulation und Demodulation beispielsweise unter Verwendung von Protokollen, die zum Beispiel dem
Die Erfindung soll nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to the embodiment shown in the drawing. Show it:
Die in der Zeichnung als Ganzes mit
Die Vorrichtung
Zwischen dem oberen Scharnierteil
Die Scharnierachse S wird definiert durch einen die Scharnierteile
In dem oberen Scharnierteil
In das Scharnierteil
Die zweite Spule
Die Primärelektronik
Ferner weist die Primärelektronik
Ferner umfasst die Primärelektronik einen Modulator, mittels welchem die Trägerfrequenz durch die zu übertragenden Datensätze moduliert wird. Die modulierte Trägerspannung liegt an einem Ausgang
In der zweiten Spule
Die Sekundärelektronik
Ferner umfasst die Sekundärelektronik wiederum einen Modulator, welcher von den Sensoren der vorgenannten Überwachungseinrichtungen über Anschlüsse
Die somit geschaffene bidirektionale Datenübertragung erfolgt mit einer 8-Bit-Auflösung und einer Übertragungsrate von 9600 baud.The thus created bidirectional data transmission takes place with an 8-bit resolution and a transmission rate of 9600 baud.
Zur Erhöhung des Sabotageschutzes wird von der Primärelektronik
Um den Sabotageschutz weiter zu erhöhen, ist flügelseitig ein Kontrollwiderstand vorgesehen, dessen Widerstandswert von der Sekundärelektronik
Die Kontroll- und Response-Kontrollsignalpakete sowie der übermittelte Widerstandswert werden zur weiteren Erhöhung der Sicherheit mit Hilfe eines Wechselcodes verschlüsselt, der von der jeweils empfangenden Primärelektronik
Die Primärelektronik
Das Gehäuse
Um die Sabotagesicherheit weiterhin zu erhöhen, sind gleichwohl die Primärelektronik und die Sekundärelektronik mit Mitteln zur gegenseitigen Authentifizierung versehen, so dass ein unbemerkter Austausch einer Primär- oder Sekundärelektronik durch eine zuvor manipulierte Elektronik zumindest wesentlich erschwert ist.In order to further increase the sabotage security, however, the primary electronics and the secondary electronics are provided with means for mutual authentication, so that an unnoticed exchange of primary or secondary electronics by a previously manipulated electronics is at least substantially more difficult.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Vorrichtungcontraption
- 11
- Bandteilband part
- 2, 2'2, 2 '
- Scharnierteilehinge parts
- 33
- Abstandsraumdistance space
- 44
- Scharnierteilhinge part
- 55
- Flügelteilwing part
- 6, 6'6, 6 '
- WandbefestigungsteileWall Fasteners
- 77
- FlügelbefestigungsteilWing attachment part
- 88th
- Bandbolzenhinge bolts
- 17 17
- elektrische Leitungelectrical line
- 1818
- Schraubenfedercoil spring
- 1919
- erste Spulefirst coil
- 2020
- zweite Spulesecond coil
- 2121
- Schraubenfedercoil spring
- 2222
- elektrische Leitungelectrical line
- 3838
- Primärelektronikprimary electronics
- 3939
- Sekundärelektroniksecondary electronics
- 4040
- Eingangentrance
- 4141
- EnergieversorgungsquellePower source
- 4242
- Netzteilpower adapter
- 4343
- EinbruchmeldezentraleIntrusion Control Panel
- 4444
- Anschlüsseconnections
- 4545
- Anschlussconnection
- 4646
- Anschlussconnection
- 4747
- EnergieversorgungsquellePower source
- 4848
- Eingangentrance
- 4949
- Anschlüsseconnections
- 5050
- Gehäusecasing
- 5151
- Gehäusecasing
- FF
- Flügelrahmencasement
- RR
- Rahmenframe
- SS
- Scharnierachsehinge axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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