DE19531082C2 - Drahtlose Alarmanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine drahtlose Alarmanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Anlage ist in der Entgegenhaltung 1., Firmendruck­ schrift der Schütz Dich GmbH: "Funkalarmsystem FA-1" vom Oktober 1994 beschrieben. Das System arbeitet bidirektional und wurde vom Erfinder entwickelt, hat jedoch zum damaligen Zeitpunkt die Erfindung noch nicht beinhaltet.

Drahtlose Alarmanlagen, z. B. Einbruchmeldeanlagen, sind seit einiger Zeit bekannt. Diese bestehen zumeist aus einer netzbetriebenen Auswerteeinheit - im folgenden Zentrale genannt - und batteriebetriebenen Meldern in den einzelnen, zu sichernden Räumen sowie an die Zentrale angeschlossenen Signalgebern wie Sirenen. Im Falle des Auftretens einer Meldung wird diese z. B. über Funk an die Zentrale weitergeleitet, dort ausgewertet und im Bedarfsfall Alarm ausgelöst. Der Vorteil des Funk- und Batterie­ betriebs liegt in der Vermeidung der Verlegung von Kabeln in den einzelnen Räumen.

Die Anlagen nach dem Stand der Technik verfügen hierbei über einen Sender in den Meldern, der im Alarmfall oder bei Zustands­ änderungen über Funk eine ein- oder mehrmalige Meldung an die Zentrale absetzt. Diese führt dann die notwendigen Aktionen, z. B. eine Alarmsignalgabe aus.

Nachteilig hierbei ist die Unsicherheit bei der der Übertragung der Meldungen, die aus Funkstörungen oder einer möglichen Kollision zweier Funkmeldungen resultieren.

Um eine erhöhte Übertragungssicherheit zu ermöglichen, ist es sinnvoll, auch in den Meldern einen Empfangsteil bereitzustellen und die Meldungen zu bestätigen. Nicht bestätigte Meldungen werden dann wiederholt.

Hierbei tritt aber immer noch das Problem des Verhaltens bei Kollisionen von Meldungen zweier Melder auf, insbesondere, da die Melder wiederholt gleiches Verhalten zeigen werden und somit auch bei einer Wiederholung der Meldungen die Kollisionsgefahr groß ist. Dies kann im Alarmfall zu unakzeptablen Verzögerungen bei der Weitergabe des. Alarmmeldungen führen.

Aus dem Bereich der Computernetze und Funktelefondienste ist ein Zugriffsverfahren namens CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) bekannt, dieses erkennt die Störung der Übertragung bei einer Kollision und wiederholt die Übertragung nach einer zufällig bestimmten Zeit. Nachteilig ist aber hier die Notwendigkeit des Vollduplexbetriebes für die Kollisionserkennung (Carrier Sense). Die für die Zeitbestimmung notwendigen Zufalls­ zahlen können gemäß der DE 40 26 841 C2, auch aus pseudostatischen Rauschcodes gewonnen werden. Nachteilig ist hier aber, daß es sich bei den pseudostatischen Rauschcodes nicht um echte Zufallszahlen handelt, somit bleibt die Gefahr wiederholt gleichen Verhaltens der Melder bestehen. Daneben wäre die Verwendung eines separaten Rauschgenerators möglich, was jedoch zusätzlichen technischen Aufwand bedingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, auch im Falle des gleichzeitigen Absetzens zweier Alarmmeldungen auf dem gleichen Funkkanal eine schnelle und sichere Übermittlung beider Meldungen zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die im Patentanspruch 1. beschriebene Anlage gelöst, deren Funktion im folgenden er­ läutert wird:

Wichtiges Merkmal ist die Verwendung eines Rückkanals zusammen mit der Einführung von zufallsabhängigen Wartezeiten, die aus dem Funkrauschen eines zumindest zeitweise unbelegten Funkkanals gewonnen werden.

Sender und Empfänger erhalten beide die Möglichkeit, Über­ tragungen auf mehr als einem Funkkanal durchzuführen, z. B. durch Verwendung eines mittels PLL (Phasenregelschleife) gesteuerten Oszillators. Ein Vollduplexbetrieb ist nicht notwendig.

Eine Meldung wird dann wie folgt durchgeführt (Meldezyklus): Der Melder fragt zunächst den Sendekanal auf Belegungen durch andere Melder über einen innerhalb definierter Grenzen zufällig langen Zeitraum ab. Falls der Sendekanal frei ist, wird die Meldung abgesetzt. Danach wartet der Melder auf eine Bestätigung auf dem Empfangskanal. Sollte diese innerhalb einer bestimmten, ggf. auch zufallsabhängigen Zeit nicht eingehen, so schaltet sich der Melder für einen innerhalb definierter Grenzen zufallsabhängigen Zeitraum aus und wiederholt danach den gesamten Vorgang. Bei Eingang einer Bestätigung gilt die Meldung als erfolgreich abge­ setzt und der Zyklus wird beendet.

Die Gewinnung der für die Festlegung der zufälligen Zeiten not­ wendigen echten Zufallszahlen erfolgt aus dem Funkrauschen eines nicht oder zur Zeit nicht belegten Funkkanals, zum Beispiel aus dem Rauschen des Empfangskanals während des Wartens auf die Bestätigung.

Die Abschaltung des Melders wird vorteilhafterweise durch einen programmierbaren Zeitgeberbaustein oder zweiten Prozessor mit nur sehr geringem Stromverbrauch vorgenommen, um die Energiereserven des Melders zu schonen.

Der gesamte Steuerung wird sinnvollerweise über Mikrocomputer durchgeführt.

Bei Ausbleiben der Bestätigung über eine bestimmte Anzahl der oben beschriebenen Zyklen kann automatisch ein Wechsel auf einen nicht gestörten Funkkanal oder ein nicht gestörtes Funkkanal-Paar durchgeführt werden.

Bei Verwendung von getrennten Sende- und Empfangskanälen gemäß Unteranspruch 2. ist sichergestellt, daß es bei den Bestätigungen der Zentrale an die Melder nicht zu Kollisionen kommen kann, da hier immer nur die Zentrale auf dem Rückkanal sendet.

Für die Übertragung vom Melder zur Zentrale wird im Fall einer Kollision die Meldung aufgrund des Ausbleibens der Bestätigung wiederholt, wobei durch die Anwendung tatsächlich zufällig aus dem Funkrauschen bestimmter Zeiten die Gefahr einer erneuten Kollision deutlich reduziert wird.

Im folgenden sei beispielhaft ein solches Funkalarmsystem be­ schrieben: Bewegungsmelder und Zentrale sind sowohl mit Mikro­ computern als auch mit Funkmodulen ausgestattet, welche über eine PLL (Phasenregelschleife) einen aus 63 Kanälen im 434 MHz ISM Band auswählen können. Jedes Modul kann sowohl senden als auch empfangen. Alarmmeldungen werden von den Meldern ausgehend an die empfangsbereite Zentrale gesandt und von dort auf einem anderen Kanal rückbestätigt.

Bei Fehlen der Rückbestätigung z. B. durch Störungen wird der Melder wie oben beschrieben für einen zufallsbestimmten Zeitraum abgeschaltet und danach die Meldung wiederholt oder ein anderer störungsfreier Kanal ausgewählt. In letzterem Fall wird davon ausgegangen, daß die ständig in Betrieb befindliche Zentrale die Störung ebenfalls erkannt und ihrerseits einen Kanalwechsel nach dem gleichen Kanalschema durchgeführt hat.

Besonders vorteilhaft, da für unberechtigte Dritte nicht ohne weiteres zu durchschauen, ist die Verwendung einer wechselnden anstelle einer statischen Kanalzuteilung.

Die Ermittlung der Zufallszahlen erfolgt durch Kombination aller eingehenden Funkdaten auch während der sendefreien Zeiten, so­ lange wie der Empfänger z. B. beim Warten auf die Bestätigung in Betrieb ist. Mittels Divsion durch die maximale Zeitdifferenz und Addition des Divisionsrestes zur Minimalwartezeit kann dann der Abschaltezeitraum des Melders durch sein Steuerungsprogramm er­ mittelt werden.

Claims (7)

1. Drahtlose Alarmanlage oder Meldeanlage bestehend aus min­ destens einer Auswerteeinheit, zum Beispiel der Alarm­ zentrale, und mindestens einem Melder, welche mittels min­ destens je eines Senders sowie Empfängers pro Melder und Auswerteeinheit jeweils in beide Richtungen miteinander drahtlos Datentelegramme austauschen können, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die Melder der Auswerteeinheit (Zentrale) auf einem gemeinsamen Funkkanal Nachrichten übermitteln, die auf einem Rückkanal von der Auswerteeinheit bestätigt werden, wobei im Falle des Ausbleibens der Bestätigung die Meldung nach einem innerhalb festgelegter Grenzen zufällig bestimm­ ten Zeitraum wiederholt wird, und
• 2. die Erzeugung der für die Bestimmung der zufälligen Zeiträume notwendigen Zufallszahlen aus dem Funkrauschen eines zumindest teilweise nicht belegten Funkkanals erfolgt, dies kann auch der eigene Meldekanal oder Rückkanal ohne an­ stehende Meldungen oder Bestätigungen sein.

2. Anlage nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Nachrichten auf einem vom gemeinsamen Funkkanal unab­ hängigen und der Auswerteeinheit (Zentrale) ausschließlich vorbehaltenen Rückkanal von der Auswerteeinheit (Zentrale) bestätigt werden.

3. Anlage nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Absetzen einer Meldung der eigene Sendekanal des Melders für einen innerhalb bestimmter Grenzen zufällig bestimmten Zeit­ raum auf in Übermittlung befindlicher Meldungen anderer Melder abgefragt wird und beim Feststellen solcher Meldungen die eigene Übertragung verzögert wird.

4. Anlage nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrfachen Ausbleiben der Bestätigung auf andere Funkkanäle (Meldekanal und Rückkanal) gewechselt wird.

5. Anlage nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ausbleiben einer Bestätigung der betreffende Melder für einen zufällig bestimmten Zeitraum abgeschaltet oder in einen Stromsparmodus versetzt wird.

6. Anlage nach Anspruch 5., dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung bzw. erneute Aktivierung mittels eines program­ mierbaren Zeitgebers oder stromverbrauchsreduzierten Mikro­ computers erfolgt.

7. Anlage nach Anspruch 1. sowie wahlweise Unteransprüchen 2. bis 6., dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung Rechen­ werke oder Mikrocomputer verwendet werden und die in den Patentansprüchen beschriebenen Funktionen ganz oder teil­ weise mittels eines Computerprogramms (Software) realisiert werden.