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Anlage zur Alarmübertragung über eine Fernverbindung zwischen einem
überwachungskreis und einem Kontrollkreis Die Erfindung betrifft eine Anlage zur
gesicherten Alarmübertragung über eine Fernverbindung zwischen einem überwachungskreis
und einem Kontrollkreis, wobei ein vom Kontrollkreis zum überwachungskreis ausgesandtes
Signal auf demselben Kanal zum Kontrollkreis zurückgesandt wird.
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In den meisten der bisher bekannten Anlagen zur Übertragung von Alarminformationen
von einem unter Überwachung stehenden Raum zu einer Kontrollstelle wird eine Brückenschaltung
angewendet, wobei ein unbefugtes Eingreifen in die Anlage zu einer Verstimmung der
Brückenschaltung führt, wodurch Alarm ausgelöst wird. Dabei können Anlagen dieser
Art mit Einrichtungen versehen sein, die es Unbefugten erschweren, die Anlage durch
Ersetzen der an der überwachungsstelle vorhandenen Stromkreise durch gleichartige
Kreise, wodurch die überwachung der überwachungsstelle aufgehoben wird, außer Betrieb
zu setzen.
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Weiterhin sind Alarmanlagen bekannt, bei denen zwei gegen Eingriffe
besonders geschützte übertragungsleitungen - eine Hin- und eine Rückleitung
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zwischen dem zu überwachenden Ort oder Gegenstand und einer Alarmgeberschaltung
mittels Impulsgeneratoren mit zwei Impulsfolgen erregt werden, zwischen denen feste
Phasenbeziehungen bestehen. Hierbei steuert einer der beiden Generatoren den anderen
über eine einstellbare Verzögerungssehaltung. Sobald diese vorgegebene Phasenbeziehung
geändert oder gestört wird, spricht eine Alarmeinrichtung an.
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Die Erfindung bezweckt, eine Anlage anzugeben, die gegenüber den bisher
bekannten Anlagen eine größere Sicherheit zur Übertragung einer Alarminformation
gibt, das Eingreifen Unbefugter weitgehendst ausschließt und bei der ein vom Kontrollkreis
zum Überwachungskreis ausgesandtes Signal auf demselben Kanal wieder zum Kontrollkreis
zurückgesandt wird.
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Die erflndungsgemäße Anlage ist so ausgebildet, daß das vom überwachungskreis
zurückgesandte Signal und ein im Kontrollkreis erzeugtes Signal nach einer Amplitudenregelung
als Eingangsspannungen einem Phasendetektor zugeführt werden, der einen Vergleich
der beiden Signale vornimmt und der bei Abweichung des im Kontrollkreis erzeugten
Signals vom zurückgesandten Signal Alarm in der Kontrollstelle auslöst.
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Durch eine Anlage mit diesen Merkmalen wird sichergestellt, daß Unbefugte
nicht ohne Auslösen von Alarm die überwachungskreise durch Unterbrechung der Fernverbindung
und Einschalten eines mit dem überwachungskreis äquivalenten Kreislaufs außer Funktion
setzen können, da nach einem solchen Eingriff kein Signal zum Kontrollkreis zurückgesandt
wird, der infolgedessen Alarm geben wird.
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Eine Ausführungsmöglichkeit der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß im Überwachungskreis Mittel vorhanden sind, dem vom Kontrollkreis zum Überwachungskreis
und hiervon zum Kontrollkreis zurückgesandten Signal außer der unvermeidlich auftretenden
Phasendrehung eine Phasendrehung bekannter Größe beizubringen, sowie Mittel zur
Erzeugung einer solchen Phasendrehung des im Kontrollkreis erzeugten Signals, daß
dieses Signal dem im Normalzustand vom Überwachungskreis zurückgesandten Signal
entspricht. Die Ausnutzung einer solchen Phasendrehung in der Anlage ist besonders
vorteilhaft, da es hierdurch Unbefugten erschwert ist, durch Vornahme gewisser Messungen
die Wirkungsweise der Anlage zu erkunden. Außerdem ist das Phasendrehprinzip hinsichtlich
der Empfindlichkeit der Anlage von Vorteil, da Temperaturschwankungen in der Phasendrehung
kleinere Änderungen hervorrufen als in der Amplitudendämpfung in dem Fall, in dem
als Fernverbindung eine Drahtverbindung, z. B. ein Erdkabel, angewendet wird, und
außerdem
wird die Gefahr für Fehlalarmierung infolge normal auftretender
Änderungen in der Anlage herabgesetzt.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die im überwachungskreis
erzeugte Phasendrehung bekannter Größe mittels eines stufenweise variablen Phasendrehglieds
ausgeführt, und zur Beeinflussung des im Kontrollkreis erzeugten Signals wird ein
entsprechend stufenweise variables Phasendrehglied sowie ein zum Ausgleich der unvermeidlichen
Phasendrehung der Anlage bestimmtes variables Phasendrehglied angewendet. Hierdurch
wird es möglich, die Charakteristik der überwachungssignale durch gleichzeitige
Änderung der im Überwachungskreis bzw. im Kontrollkreis vorhandenen stufenweise
variablen Phasendrehglieder zu ändern.
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Um eine feste Beziehung zwischen dem vom Kontrollkreis ausgesandten
und dem erzeugten Signal zu sichern, kann sowohl das zum überwachungskreis gesandte
Signal als auch das im Kontrollkreis lokal erzeugte Signal einem Wechselspannungsgenerator
im Kontrollkreis, vorzugsweise ein LC-Generator, entnommen sein.
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Bei einer weiteren Ausführungsforni enthält der Kontrollkreis eine
Gabelschaltung, deren einer Eingang das Signal zugeführt erhält, das zum überwachungskreis
gesandt werden soll, deren zweiter Eingang mit der Fernverbindung verbunden ist
und deren dritter Eingang über einen Amplitudenregler mit einem Phasendetektor verbunden
ist; der überwachungskreis enthält dabei eine entsprechende Gabelschaltung, deren
einer Eingang mit der Fernverbindung verbunden ist und deren zweiter Eingang über
einen Amplitudenregler mit dem dritten Eingang der Gabelschaltung verbunden ist.
Die oben angegebenen Richtlinien ergeben den Vorteil, daß es Unbefugten nicht möglich
sein wird, ohne Auslösen von Alarm durch Messung Kenntnis von der Betriebsweise
der Anlage oder der benutzten Phasendrehung zu erhalten, da das an der Fernverbindung
liegende Wechselspannungssignal die Resultante des ausgesandten und des zurückgesandten
Signals sein wird.
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Schließlich können die zum Phasendetektor geführten Spannungen durch
eine Gleichrichterschaltung mit den beiden Eingängen eines »UND«-Torkreises verbunden
sein, dessen Ausgang ein überwachungsrelais derart steuert, daß Ausbleiben einer
oder beider der genannten Spannungen den Abfall des Relais bewirkt. Hierdurch wird
eine weitere Sicherung der Wirksamkeit der Anlage erreicht, da Überwachungsausfall
infolge von Fehlern im Kontrollkreis vermieden wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert.
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Die Zeichnung zeigt eine Gesamtanlage zur Übertragung von Alarm von
einem überwachungskreis über eine Fernverbindung zu einem Kontrollkreis. Der überwachungskreis
ist an dem Ort angeordnet, der überwacht werden soll, z. B. im Kassenraum einer
Bank, während der Kontrollkreis in einer Kontrollzentrale, z. B. einer Polizeistation,
liegt.
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Im Kontrollkreis ist ein Wechselspannungsgenerator 1 vorhanden,
der z. B. in Form eines LC-Oszillators aufgebaut sein kann. Dieser Generator kann
z. B. eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 1000 Hz an den Eingang
einer Gabelschaltung 2 abgeben. Ein anderer der Anschlüsse der Gabelschaltung ist
mit einer Fernverbindung 3 verbunden. Diese wird in den meisten Fällen ein
Telefonkabel sein, kann jedoch auch als drahtlose Verbindung ausgeführt sein.
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Im überwachungskreis ist die Fernverbindung 3
über einen Relaiskontakt
4 mit einer der Gabelschaltung 2 entsprechenden Gabelschaltung 5 verbunden.
Ein anderer Anschluß an dieser Gabelschaltung ist mit einem Amplitudenregler
6 verbunden, das über einen Verstärker 7 mit einem stufenweise verstellbaren
Phasendrehglied 8 verbunden ist. Dem Phasendrehglied folgt ein weiterer Verstärker
9, dessen Ausgang über die Gabelschaltung 5 und den Kontakt 4 mit
der Fernleitung 3 verbunden ist.
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Im Kontrollkreis- ist ein Amplitudenregler 10 mit der Gabelschaltung
2 verbunden und über einen Verstärker 11 an den Phasendetektor
16 angeschlossen. Diesem Phasendetektor wird über ein stufenweise variables
Phasendrehglied 12, einen Verstärker 13,
ein variables Phasendrehglied 14
und einen Verstärker 15 ein Wechselspannungssignal vom Wechselspannungsgenerator
1 zugeführt. Der Ausgang am Phasendetektor 16 ist mit einer Multivibratorschaltung
17 verbunden, deren Ausgang ein Relais RL2 steuert.
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Die beiden Verstärker 11 und 15 sind über Gleichrichterkreise
18 und 19 mit einem »UND«-Torkreis 20 verbunden, der über den Verstärker
21 ein Relais RL3 steuert.
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Die beschriebene Anlage wirkt auf folgende Weise. Die als Gabeltransformator
ausgebildete Gabelschaltunc, 2 ist so bemessen und ausbalanciert, daß das vom Generator
1 zugeführte Signal zu dem Eingang geführt wird, der an die Fernverbindung
3 angeschlossen ist, während gegenüber dem dritten der Eingänge der Gabelschaltung
eine derartige Dämpfung vorhanden ist, daß das Signal vom Generator 1
so gut
wie gar nicht zum Amplitudenregler 10 durchdringen kann. Das Wechselspannungssignal
wird über die Fernverbindung 3 zum überwachungskreis geführt, wo es durch
den im Normalzustand der Anlage geschlossenen Kontakt 4 zu dem einen Eingang der
Gabelschaltung 5 gelangt. Diese Gabelschaltung ist in entsprechender Weise
wie die Gabelschaltung 2 im Kontrollkreis so bemessen, daß das von der Fernverbindung
ankommende Signal nur zu dem Eingang geführt wird, der mit dem Amplitudenregler
6 verbunden ist. Nach geeigneter Amplitudenregelung in diesem Glied und Verstärkung
in der Verstärkerschaltung 7 wird dem empfangenen Signal eine Phasendrehung
im Phasendrehglied 8 beigebracht. Dieses Phasendrehglied hat eine Anzahl
verschiedener Stellungen, so daß es möglich ist, die im überwachungskreis erzeugte
Phasendrehung nach Wunsch einzustellen. Nach der Phasendrehung wird das Signal über
die Verstärkerschaltung 9 zurück zur Gabelschaltung 5 geführt. Gegenüber
dem betreffenden Eingang wird die Gabelschaltung die Eigenschaft besitzen, daß das
Signal nur zu dem Eingang geführt wird, der mit der Fernverbindung verbunden ist
und nicht zu dem Eingang, der mit dem Amplitudenregler 6 verbunden ist. Das
im Phasendrehglied 8 phasengedrehte Signal wird also über die Fernverbindung
3 von der Gabelschaltung 5 zur Gabelschaltung 2 im Kontrollkreis gesandt.
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Es werden infolgedessen auf der Fernverbindung zwei Signale vorhanden
sein, nämlich das vom Kontrollkreis zum Überwachungskreis gesandte Signal und das
vom Überwachungskreis mit Phasendrehung
zum Kontrollkreis gesandte
Signal. Infolge des Vorhandenseins dieser beiden Signale wird es für Unbefugte schwierig
sein, durch Messen an der Fernverbindung die Art des angewendeten Übertragungssignals
oder die Größe der Phasendrehung, die im überwachungskreis ausgeführt ist, festzustellen,
da das durch Messen auf der Linie festgestellte Signal eine Sinuskurve sein wird,
die die Resultante der genannten beiden Signale ist und woraus die Charakteristika
dieser Signale nicht abgeleitet werden können.
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Im Kontrollkreis wird das vom Überwachungskreis ausgesandte Signal
durch die Gabelschaltung 2 zum Amplitudenregler 10 geführt. Nach einer geeigneten
Amplitudenregelung im Amplitudenregler 10 und nachfolgender Verstärkung in
der Verstärkerstufe 11
wird das Signal zu dem einen Eingang des Phasendetektors
16 geführt. Um ein Referenzsignal zu erhalten, womit das vom überwachungskreis
ausgesandte Signal verglichen werden kann, wird dem Generator 1 eine Wechselspannung
mit einer Frequenz entnommen, die derjenigen des Signals entspricht, das vom Kontrollkreis
zur Fernverbindung ausgesandt wird. Diesem Signal wird mittels der Phasendrehglieder
12 und 14 und den Verstärkerstufen 13 und 15 eine solche Phasendrehung
und eine solche Amplitude beigebracht, daß das Ausgangssignal vom Verstärker
15 als ein Referenzsignal angewendet werden kann, das zu dem anderen Eingang
des Phasendetektors 16 geführt wird. Das Phasendrehglied 12 ist mit dem im
überwachungskreis angewendeten Phasendrehglied 8 identisch, und es ist mittels
einer entsprechenden Einstellung der beiden Phasendrehglieder möglich, mit geeigneten
Zwischenräumen eine Änderung des Charakters des Überwachungssignals vorzunehmen.
Das Phasendrehglied 14 dient dazu, dem Referenzsignal eine Phasendrehung beizubringen,
die der Phasendrehung für das Signal entspricht, das vom Generator über den überwachungskreis
zurück zum Kontrollkreis gesandt wird.
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Im Normalzustand der Anlage werden - richtige Einstellung der
Phasendrehglieder und der verschiedenen amplituderegulierenden Mittel vorausgesetzt
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an den beiden Eingängen des Phasendetektors Spannungen entstehen, die am
Ausgang des Detektors eine bestimmte Spannung abgeben, z. B. die Spannung Null.
Der monostabile Multivibrator 17 ist mit dem Ausgang am Phasendiskriminator
16 verbunden und so eingestellt, daß, falls das Ausgangssignal vom Phasendetektor
um einen gewissen Wert vom Signal im Normalzustand abweicht, der Multivibrator erregt
wird und ein Umschalten vornimmt, wodurch das Relais RL2 anzieht und Alarmierungsmittel
beeinflußt, wie Schall- oder Lichtsignalgeber.
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Es wird oft zweckmäßig sein, insbesondere wenn Gefahr für Störungen
an der Fernverbindung 3 vorliegen kann, eine solche Abstimmung der Kreisläufe
vorzunehmen, daß nur Signale mit der Frequenz des Generators übertragen werden.
Eine solche Abstimmung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Verstärker
7 und 11 im Überwachungskreis bzw. Kontrollkreis selektive Filter
erhalten, die auf die Frequenz für den Generator 1 abgestimmt sind. Hierdurch
wird die Gefahr für Fehlalarmierung infolge Nebensprechen herabgesetzt.
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Während des Betriebs der beschriebenen Anlage wird bei Kurzschluß
oder Unterbrechung der Fernverbindung Alarm ausgelöst, da die zum Phasendetektor
16 geführten Signale dann ungleiche Phase haben und infolgedessen am Ausgang
des Detektors ein Signal hervorbringen werden, das vom Ausgangssignal des Detektors
im Normalzustand abweicht. Dieses geänderte Ausgangssignal aktiviert den Multivibrator
17, wonach über das Relais RL 2 Alarm ausgelöst wird. Außer Sicherung gegen
Kurzschluß und Unterbrechung der Fernverbindung wird in Abhängigkeit von den angewendeten
Schwellenwerten für den Multivibrator 17 Alarm auch in dem Fall gegeben werden,
wo versucht wird, Messungen an der Fernleitung vorzunehmen mit der Absicht, die
Phasendrehung festzustellen, da solche Messungen stets eine gewisse Phasendrehung
des Signals an der Fernverbindung und infolgedessen Alarmauslösung hervorrufen werden.
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Außerdem wird es nicht möglich sein, Eingriffe in den überwachungskreis
vorzunehmen, ohne daß auch hierdurch eine gewisse Phasendrehung erzeugt wird, die
Alarm auslöst. Infolge des angewendeten Prinzips wird es möglich sein, eine außerordentlich
große Empfindlichkeit der Anlage zu erreichen, so daß selbst sehr kleine Phasendrehungen
im Verhältnis zur Phasendrehung im Normalzustand Alarm hervorrufen werden. Um Fehlmeldungen
infolge kleiner unvermeidlicher Änderungen in der Anlage zu vermeiden, kann es zweckmäßig
sein, daß die Aktivierung des Multivibrators 17 mit einer gewissen einstellbaren
Verzögerung erfolgt.
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Am überwachungsort werden normalerweise ein oder mehrere Sicherungskreise
mit z. B. dem Ruhestrom unterworfenen, in Reihe verbundenen Kontakten, wie Fenster-,
Tür-, Fußkontakte usw., vorhanden sein. Solche Kontakte sind schematisch bei 22
gezeigt und sind im vorliegenden Fall in eine der Speisestromleitungen des überwachungskreises
eingeschaltet, der bei 23 mit einer geeigneten Spannungsquelle verbunden
ist. Das Relais RL1 ist parallel über die genannten Speisestromleitungen verbunden,
die bei 24 zum überwachungskreis geführt sind.
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Falls die Stromversorgung versagt, wird der Strom zum Relais RL1 ausbleiben,
und der Kontakt 4 des Relais wird dann ausfallen und die Fernverbindung unterbrechen,
so daß im Kontrollkreis Alarm ausgelöst werden wird. Entsprechend wird ein öffnen
eines der Kontakte 22 im Sicherungskreis Ausfall des Kontaktes 4 hervorrufen und
damit in entsprechender Weise Auslösen von Alarm. Da der Phasendetektor
16 im Normalzustand der Anlage keine Spannung abgibt, wird kein Alarm abgegeben
werden, wenn einer der Kanäle, aus denen der Kontrollkreis aufgebaut ist, oder beide
Kanäle versagen. Zur Sicherung hiergegen wird ein besonderer überwachungskreislauf
angewendet, der von den Verstärkern 15 und 11
Spannungen entnimmt,
die über die Gleichrichterkreisläufe 18 und 19 zum »UND«-Torkreis
20 geführt werden. Solange die genannten beiden Kanäle intakt sind, werden Spannungen
an beiden Eingängen des Torkreises auftreten, und der Ausgang des Torkreises wird
über den Verstärker 21 das Relais RL3 halten. Wenn jedoch ein oder die beiden genannten
Kanäle ausfallen, verschwindet das Ausgangssignal vom »UND«-Torkreis 20, wonach
das Relais RL3 abfällt und mittels eines Kontaktes einen besonderen Alarm auslöst,
der angibt, daß der Kontrollkreis in Unordnung ist.
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Die in der Anlage vorhandenen Teilschaltungen können in an sich bekannter
Weise ausgeführt und nach den Richtlinien bemessen sein, die von der
Fernsprechtechnik
bekannt sind. Die in der Anlage angewendeten aktiven Elemente können z. B. Transistoren
sein, so daß geringer Platzbedarf und Stromverbrauch erreicht werden.