-
Netzungebundenes- und
datenkabelloses IR-Laser-Sicherheitssystem im Sende- und Empfangs-Mast
-
- – Die
Abkürzung
IR steht für
Infrarot.
- – Das
Wort LASER ist eine Abkürzung
für die
englischen Wörter
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Lichtverstärkung durch
erzwungene Strahlenanregung).
- – Die
Abkürzung
USV steht für
Unterbrechungsfreie Strom-Versorgung.
- – Die
Abkürzung
ROM steht für
Read Only Memory, wobei es sich um einen nur lesbaren Informationsspeicher/Festwertspeicher
handelt.
- – Die
Abkürzung
RAM steht für
Random Access Memory und es handelt sich um einen Informationsspeicher,
der sowohl beschrieben als auch gelesen werden kann.
-
Zur
Absicherung und Abschirmung von Objekten im Innen- und Außenbereich
bieten sich IR-Laser- Lichtschranken
an, die mit einem Minimum an Aufwand unauffällig installiert werden können. Mit
IR- Laser-Lichtschranken
lassen sich Distanzen von 100 Meter und mehr überbrücken, womit sich diese zum Absichern
von größeren Gebäuden, Lufträumen und Grenzabschnitten
eignen. Ein System, das diesen Anforderungen gänzlich gerecht wird, ist mit
der Erfindung „Synthesizer
gelenktes IR-Laser-Sicherheitssystem
mit 4D-Barriere und Punkt-Matrix-Anzeige" [Aktenzeichen: 203 01 907.5 * IPC G08B
13/183] gegeben.
-
Das „Synthesizer
gelenkte IR-Laser-Sicherheitssystem mit 4D-Barriere und Punkt-Matrix-Anzeige" kann im Sinne des
Anwenders dahingehend verbessert werden, so das keine spannungsversorgende
Leitungen, als auch keine Datenleitungen in Form von Lichtwellenleiter
mehr von der Zentrale zu den einzelnen Sende- und Empfangs-Masten
verlegt werden müssen.
Vielmehr sorgt eine netzungebundene und unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)
für die
Aufrechterhaltung des Betriebes der Elektronik in den jeweiligen
Sende- und Empfangs-Masten und die Übermittlung relevanter Störungen aus
zu überwachenden
Sektoren erfolgt nicht mehr per Lichtwellenleiter, sondern vielmehr
losgelöst
von Datenleitungen über
geeignete Funk-Sensoren zu einem zentralen Punkt.
-
Soll
beispielsweise ein großes
Industriegelände
entlang der Grenze zusätzlich
zum errichteten Grenzzaun mit IR-Laser-Lichtschranken abgesichert werden,
so wenden bei den Zaunpfosten, welche die äußeren Eckpunkte des Industriegeländes markieren,
die Sende- und Empfangs-Maste errichtet.
-
Bei
jedem Sende- und Empfangs-Mast handelt es sich um einen metallischen
Profil-Pfosten, in der sich eine komplexe Elektronik befindet. Abgesehen
vom ersten Mast (nur Sende-Mast) und dem letzten Mast (nur Empfangs-Mast),
hat jeder Sende- und Empfangs-Mast eine Seite, die ankommendes IR-Laserlicht
empfangen- und auswerten kann und eine Seite, die IR-Laserlicht
zum nächsten
Sende- und Empfangs-Mast senden kann. Der Bereich zwischen zwei
Sende- und Empfangs-Masten bilden einen Sicherheitssektor, der diesen
Grenzabschnitt zur Laufzeit durch parallel, untereinander angeordneten IR-Laser-Strahlen
(IR-Laser-Wand) absichert (Siehe Anmeldung, Aktenzeichen: 203 01
907.5). Dieses IR-Laser-Sicherheitssystem weist den Vorteil auf, das
sich weite Grenzabschnitt mit nur zwei Sende- und Empfangs-Masten
absichern lassen. Soll ein gesamtes Gelände gegen unbefugte Eindringlinge
abgeschirmt werden, werden entsprechend viele Sende- und Empfangs-Masten
errichtet respektive Sicherheitssektoren entlang der Grenze erstellt,
bis das gesamte zu überwachende
Gelände
mit Sicherheitssektoren eingefasst ist.
-
Damit
einerseits die Stromversorgung für
die komplexe Elektronik in einem Sende- und Empfangs-Mast stets sichergestellt
war und anderseits etwaige Störungen
in den zu überwachenden
Sicherheitssektoren umgehend in der unter Umständen fern entlegenen Zentrale
gemeldet werden konnten, mussten ursprünglich mit der Installierung
der Sende- und Empfangs-Masten spannungsführende Leitungen und Kommunikationsleitungen
in Form von Lichtwellenleiter von der Zentrale zu den jeweiligen Sende-
und Empfangs-Masten verlegt werden.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, die Sende- und Empfangs-Maste so vorteilhaft
auszugestalten, dass das Verlegen von Lichtwellenleiter als Kommunikationskanäle, sowie
das Verfegen von spannungsversorgenden Leitungen jetzt gänzlich entfällt, was
mit dem „Netzungebundenen-
und datenkabellosem IR-Laser-Sicherheitssystem im Sende- und Empfangs-Mast" erreicht wird.
-
Die
Anwendung des „Netzungebundenem- und
datenkabellosem IR-Laser-Sicherheitssystem im Sende- und Empfangs-Mast" kennzeichnet sich
nach seinen besonderen Eigenschaften insbesondere in Gegenüberstellung
und im Vergleich mit dem bekannten kabelgebundenen Systemen aus.
-
Gegenüber den
bekannten netzleitungs- und datenleitungsgebundenen Sende- und Empfangs-Anlagen
steht das „Netzungebundene-
und datenkabellose IR-Laser-Sicherheitssystem im Sende- und Empfangs-Mast" mit nachstehenden
Vorteilen:
- – Im oberem Teil vom Profilrohr
(Mast) wird in einer Vertiefung ein Solarzellenelement eingebaut, welches
zum Schutz gegen Nässe
und Staub von einer Glasplatte abgedeckt wird. Zu den hellen Tageszeiten
erzeugt die Solarzelle einen Ladestrom, mit dem die im Profilrohr
(Mast) angeordneten Akkumulatoren geladen werden können.
- – Damit
die Akkumulatoren nicht überladen
werden, ist im Profilrohr (Mast) ein Akku-Ladestrom-Regelelektronik
vorgesehen, die ferner über
eine zusätzliche
Anschlussbuchse verfügt, damit
die Akkumulatoren auch mit einem externen Ladegerät aufgeladen
werden können.
- – In
einer Seite des Profilrohrs (Mast) sind in gleichen Abständen untereinander
Aussparrungen/Bohrungen angebracht, hinter denen sich jeweils ein
Fotosensorik befindet, die das durch die Aussparrungen/Bohrungen
eintreffende modulierte IR-Laser-Licht aufnehmen und zur Auswertung am
nachgeschaltetem Impuls-Demodulator weiterleiten.
- – Mit
den am Ausgang des Impuls-Demodulators erscheinenden Ausgangssignalen
wird einerseits ein Modul-Auswertlogik beaufschlagt, welches unentwegt
eine Auswertung der vorherrschenden Gegebenheiten des zu überwachenden
Sektors vornimmt und eine durchgeführte Analyse direkt über ein
LED-Display zur Anzeige bringt. Die Ausgangssignale des Moduls-Auswertlogik
erreichen aber auch zeitgleich die Eingänge einer Interface-Schaltung,
damit die Informationen potentialfrei an das nachgeschaltete Funk-Sende-Modul weitergereicht
werden können.
Aufgabe des Funk-Sende-Moduls ist es, die aktuellen Informationen
im zu überwachendem
Sektor per Funk zu einer Zentrale zu übermitteln, also kabelungebunden.
- – Mit
den am Ausgang des Impuls-Demodulators erscheinenden Ausgangssignalen
werden anderseits auch die Eingänge
eines Bus-Registers beaufschlagt. Die Ausgangssignale des Bus-Registers
wiederum liegen an den Eingängen
einer Interface-Schaltung zum Funk-Sende-Modul an, damit die Informationen
potentialfrei an das nachgeschaltete Funk-Sende-Modul weitergeleitet werden
können.
- – Daten,
die vom Modul-Auswertlogik per Funk zur Zentrale weitergeleitet
werden, geben Auskunft darüber,
wie viele IR-Laser-Lichtschranken in einem zu überwachendem Sektor unterbrochen sind.
Wenn beispielsweise zwei IR-Laserlichtunterbrechungen vorherrschen,
so werden diese einerseits umgehend per Funk in der Zentrale gemeldet,
aber es erfolgt nicht explizit die Meldung darüber, welche zwei von beispielsweise
zwanzig IR-Laserlichtschranken unterbrochen sind.
- – Wird
in der Zentrale eine präzise
Information erwartet, muss die Information am Ausgang des Bus-Registers über das
Funk-Sende-Modul zur Zentrale gesendet werden. In der Zentrale wird diese
Information einer speziellen Auswertlogik zur Erzeugung einer Anzeige
zugewiesen, die in der Anmeldung [Aktenzeichen: 203 01 907.5 * IPC
G08B 13/183] beschrieben steht.
- – Auf
der anderen Seite des Profilrohrs (Mast), direkt gegenüber den
Aussparrungen/Bohrungen für
die eintreffenden IR-Laser-Strahlen, sind parallel untereinander
IR-Laser-Modu- le
angeordnet, die unentwegt moduliertes IR-Laser-Licht zur nächst benachbarten
IR-Laser-Empfangseinheit aussenden. Für die korrekte Modulation der IR-Laser-Strahlen
ist im Profilrohr (Mast) ein vorgesehener Impulsmodulator zuständig.
- – Damit
das von den IR-Lasermodulen ausgehende IR-Laserlicht präzise auf
den entfernt gelegenen Fotosensor ausgerichtet werden kann, befinden
sich die IR-Lasermodule jeweils in einer Justiervorrichtung, die
eine horizontale und vertikale Ausrichtung des IR-Laserlichtes bzw.
der IR-Lasermodule erlauben.
-
Diese
Aufgabe wird gelöst
mit den Merkmalkombinationen, die den Ansprüchen zu entnehmen sind. Vorteilhafte
Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
-
Im
folgendem wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel
der Erfindung erläutert;
es zeigen:
-
1 Netzungebundenes-
und datenkabelloses IR-Laser-Sicherheitssystem im Sende- und Empfangs-Mast.
-
2 Zeichnung
der erforderlichen Elektronik in einem Sende- und Empfangs-Mast
-
3 Eine
erweiterte Ausführungsform
im Sende- und Empfangs-Mast für
rückreflektiertes IR-Laser-Licht
-
4 Modul:
Auswertlogik mit LED-Display
-
Arbeitsweise des:
-
Netzungebundenes- und
datenkabelloses IR-Laser-Sicherheitssystem im Sende- und Empfangs-Mast
-
Mit 1 wird
der allgemeingültige
Aufbau des Sende- und Empfangs-Mastes – hier: ein Aluminium-Profil-Rohr (1)
mit einer Schutzplatte aus Glas (2) mit einer darunter
angeordneten Solarzelle (3), dem Modul: Akku-Ladestromregelung
(4) mit einer Anschlussbuchse (5) für ein externes
Akku-Ladegerät, den untereinander
angeordneten Aussparrungen/Bohrungen als Eintrittsöffnung für die zugeordneten
IR-Laserstrahlen (7), den IR-Lasermodulen (8),
die sich zur horizontalen- und vertikalen Ausrichtung jeweils in
einer Justiervorrichtung für
IR-Lasermodule (9) befinden, dem Akkumulator (10)
zur Stromversorgung der Elektronik während der dunklen Tageszeiten
bzw. zur Nachtzeit, dem Impuls-Demodulator (11), der Elektronik
zur Sensibilisierung der Fotosensoren (12), den n-Bit-Busregister (13), der
Interfaceschaltung (14) zur Anpassung der zu verarbeitenden
Daten an das Funk-Sendemodul (15), dem Modul: Auswertlogik
(16), dem LED-Display (17) sowie dem Impulsmodulator
(18) gezeigt.
-
Im
oberem Teil vom Aluminium-Profilrohr (1) befindet sich
in einer Vertiefung eine Solarzellen (3), die zum Schutz
gegen Nässe
und Staub von einer Schutzplatte aus Glas (2) abgedeckt
wird. Zu den hellen Tageszeiten erzeugen die Solarzellen (3)
einen Ladestrom, mit dem die im Profilrohr angeordneten Akkumulatoren
(10) einerseits geladen – und anderseits mit dem Überschuss
an Strom die im Aluminium-Profilrohr (1) befindliche Elektronik
betrieben werden kann. Die Solarzellen (3) und die Akkumulatoren
(10) bilden eine Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV),
so das auch zu den Nachtzeiten eine sichere Stromversorgung der
gegebenen Elektronik garantiert werden kann.
-
Damit
die Akkumulatoren nicht überladen werden,
ist das Modul: Akku-Ladestromregelung (4) vorgesehen, welches
ferner über
eine zusätzliche Anschlussbuchse
(5) verfügt,
damit die Akkumulatoren (10) mit einem externen Ladegerät vor der
ersten Inbetriebnahme aufgeladen werden können.
-
In
einer Seite des Aluminium-Profilrohrs (1) sind in gleichen
Abständen
untereinander Eintrittsöffnungen
(6) angebracht, hinter denen sich jeweils entsprechend
der 2 und 3 ein IR-Laserlicht-Sensor (20)
befindet, welches das durch die Aussparrungen/Bohrungen eintreffende
modulierte IR-Laser-Licht
(7) aufnimmt und zur Auswertung am nachgeschaltetem Impuls-Demodulator
(11) weiterleiten. Mit den am Ausgang des Impuls-Demodulators
(11) erscheinenden Ausgangssignalen wird einerseits das
Modul: Auswertlogik (16) beaufschlagt, welches unentwegt
eine Auswertung der vorherrschenden Gegebenheiten des zu überwachenden Sektors
vornimmt und eine durchgeführte
Analyse direkt über
ein LED-Display (17) zur Anzeige bringt. Die Ausgangssignale
des Moduls: Auswertlogik (16) erreichen zeitgleich entsprechend 2 die
Eingänge
eines Interface/Funk-Sendemoduls (14), damit die gewonnenen
Daten potentialfrei an das nachgeschaltete Funk-Sendemodul (15)
weitergereicht werden können.
Aufgabe des Funk-Sendemodul (15) ist es, die aktuellen
Daten aus dem zu überwachendem Sektor
per Funk zur Zentrale zu übermitteln,
also kabelungebunden.
-
Mit
den am Ausgang des Impuls-Demodulators (11) erscheinenden
Ausgangssignalen werden anderseits auch die Eingänge eines n-Bit-Busregisters
(13) beaufschlagt, der entsprechend 2 die an
seinen Eingängen
E1 bis E8 anliegenden
Informationen einerseits zwischenspeichert und anderseits die Daten
direkt zum Interface/Funk-Sendemodul (14) weiterleitet,
damit die Daten potentialfrei an das nachgeschaltete Funk-Sendemodul
(15) weitergeleitet werden können.
-
Daten,
die vom Modul: Auswertlogik (16) per Funk zur Zentrale
weitergeleitet werden, geben Auskunft darüber, wie viele impulsmodulierte
IR-Laserstrahlen (7) in einem zu überwachendem Sektor unterbrochen
sind. Herrschen zwei Unterbrechungen der impulsmodulierte IR-Laserstrahlen
(7) vor, so werden diese einerseits umgehend per Funk in
der Zentrale gemeldet, aber es erfolgt nicht explizit die Meldung
darüber,
welche zwei von beispielsweise zwanzig IR-Laselichtschranken unterbrochen
sind.
-
Wird
in der Zentrale eine präzise
Information erwartet, muss die Information am Ausgang des n-Bit-Busregisters (13) über das
Funk-Sendemodul (14) zur Zentrale gesendet werden. In der
Zentrale wird diese Information einer speziellen Auswertlogik zur
Erzeugung einer Anzeige zugewiesen, die in der Anmeldung [Aktenzeichen:
203 01 907.5 * IPC G08B 13/183] beschrieben steht.
-
Auf
der anderen Seite des Aluminium-Profilrohrs (1), auf gleicher
Höhe zu
den Eintrittsöffnungen für dir IR-Laserstrahlen
(6), sind parallel untereinander IR-Lasermodule (8)
angeordnet, die unentwegt moduliertes IR-Laser-Licht (7)
zur nächst
benachbarten IR-Empfangseinheit aussenden. Für die korrekte Modulation der
IR-Laser-Strahlen (7) ist im Aluminium-Profilrohr (1)
ein angeordneter Impulsmodulator (18) zuständig.
-
Damit
das von einem IR-Lasermodul (8) ausgehende IR-Laserlicht
(7) präzise
auf den entfernt gelegenen IR-Laserlicht-Sensor mit Linsensystem (20)
ausgerichtet werden kann, befindet sich jedes IR-Lasermodule (8)
in einer Justiervorrichtung für IR-Lasermodule
(9), welches eine horizontale und vertikale Ausrichtung
des IR-Laserlichtes (7) ermöglicht.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist mit der umgesetzten Ausführungsform 3 gegeben,
welche dann zum Einsatz kommt, wenn es gilt, nur einen Streckenbereich
durch eine bestimmte Anzahl von IR-Laserlichtschranken zu überwachen,
wobei direkt unterhalb eines jeden IR-Lasermoduls (8) ein
IR-Laserlicht-Sensor mit Linsensystem (20) angeordnet ist,
welches das in einer bestimmten Entfernung von einem Reflektor (22)
rückreflektierte
impulsmodulierte IR-Laserlicht (7) empfängt und zur Auswertung an den
Impuls-Demodulator (11) weiterleitet, womit das impulsmodulierte
IR-Laserlicht (7) dem Aluminium-Profil-Rohr (1)
zur Auswertung zugeführt
wird, von dem aus das impulsmodulierten IR-Laserstrahlen (7)
ausgesandt wurde.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist mit dem Modul: Auswertlogik
(16), 4 gegeben, wobei hier einerseits
die Auswertlogik als eine festverdrahtete Logikverknüpfung dargestellt
wird, die im normalem Hergang über
einen EPROM-Brennen in einem ROM- bzw. RAM-Baustein programmiert
wird und anderseits im Sinne der Überschaubarkeit hier als eine
Ausfühnrungsform
mit vier Eingängen
dargestellt wird, wobei über
den Eingängen
E1 bis E4 des Moduls: Auswertlogik (16) die vom Impuls-Demodulator
(11) binären
Informationen zum gegenwärtig vorherrschendem
Zustand im zu überwachendem Sektor
entgegengenommen werden und die an den Eingängen E1 bis E4 anliegenden
Informationen vom Modul: Auswertlogik (16) ausgewertet
werden und das Resultat der Auswertung an den Ausgängen A1 bis
A3 des Moduls: Auswertlogik (16) erscheint, mit denen die
Eingänge
des nachgeschalteten LED-Displays (17) beaufschlagt werden,
welche hier über
drei Leuchtanzeigen verfügt,
wobei die Anzeige: Maximal eine Unterbrechung (23) erst
dann aufhellt, wenn im zu ü berwachendem
Sektor nur einer der impulsmodulierten IR-Laserstrahlen (7)
unterbrochen wird, und die Anzeige: Mindestens 2 Unterbrechungen
(24) erst dann aufhellt, wenn zwei oder mehr als zwei impulsmodulierten
IR-Laserstrahlen (7) unterbrochen sind, und die Anzeige:
Keine Unterbrechung (25) erst dann aufhellt, wenn keines
der impulsmodulierten IR-Laserstrahlen (7) im zu überwachendem
Sektor unterbrochen ist.