DE2836760A1

DE2836760A1 - Elektrisches alarmanlagen-system

Info

Publication number: DE2836760A1
Application number: DE19782836760
Authority: DE
Inventors: Erich Link; Manfred Ing Grad Neumann
Original assignee: RISTOW KG DR ALFRED
Current assignee: RISTOW KG DR ALFRED
Priority date: 1978-08-23
Filing date: 1978-08-23
Publication date: 1980-03-06
Also published as: CH640964A5; SE7905576L; DE2836760C2; SE439395B

Description

Elektrisches Alarmanlagen-System
Die Erfindung betrifft ein elektrisches (elektronisches) Alarmanlagen-System, bestehend aus einer auswertenden und gegebenenfalls alarmgebenden Zentrale, von der mindestens eine mit mehreren Gebern besetzte Zweidraht-Geberlinie abgeht.
Von Brandmeldeanlagen ist es bekannt, Informationen von mehreren kettenförmig hintereinanderliegenden Meldern über eine Zweidrahtleitung zu übetragen (OS 26 35 763, 26 41 489). Die Identifizierung der einzelnen Melder erfolgt hier durch Abzählen der in der Zentrale einlaufenden Meldungen; die Informationserkennung erfolgt durch Messen der Zeit, die verstreicht, bis jeweils der nächste Melder an die Schleife angeschaltet wird (Analogverfahren).
Sowohl diese analoge Art der eßwertübertragung als auch das Abzählen der einlaufenden Meldungen können Störeinflüssen unterworfen sein, die sich bei langen Leitungen nie ganz vermeiden lassen und zu Fehlineldungen führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Übertragung der Signale verschiedener Geber über eine Zweidrahtleitung anzugeben, das eine möglichst große Störsicherheit sowie eine exakte Identifizierungsmöglichkeit der Geber bietet und das die Verwendung billiger, handelsüblicher Bauteile gestattet.
Erreicht wird dies dadurch, daß die Geber in einer Folgeschaltung miteinander verbunden sind derart, daß jeder Geber nach Abgabe eines Signals den nächstfolgenden Geber an die Geberlinie anschaltet, wobei nach der Abgabe des Signals des letzten Gebers über eine entsprechende Schaltung in der Zentrale eine kurzzeitige Unterbrechung der Linienspannung.bewirkt und sodann ein neuer Abfragezyklus eingeleitet wird.
Hierbei können die Geber jeweils ein zumindest im Alarmfalle nur ihm zugeordnetes spezifisches Signal abgeben, zweckmäßigerweise als codierte, ein Bitmuster darstellende Digitalsignale.
Auch bei diesem erfindungsgemäßen Alarmanlagen-System liegen also die Geber hintereinander in einer Zweidraht-Schleife, geben jedoch keine analoge,sondern sie exakt definierende digitale Signale in Form eines Bitmusters ab. Da außerdem jeder Geber nach Abgabe seiner Meldung den nächstfolgenden Geber zuschaltet, kann unschwer, beispielsweise durch Abzählen der einzelnen Zuschaltimpulse in der Zentrale festgestellt werden, ob alle Geber ordnungsgemäß eine Meldung abgegeben haben. Erst, wenn dies der Fall ist, kann der gesamte Zyklus wieder von vorne beginnen. Es ist also, sowohl durch die Folge- schaltung der einzelnen Geber in der Geberlinie, wie auch durch die Abgabe exakter Bitmuster, äußerste Sicherheit gegen Störungen gegeben, und zwar sowohl gegen Störungen, die durch den Aufbau des Systems auftreten könnten wie auch gegen manipulierte Störungen. Selbstverständlich kann hierbei jeder Geber verschiedene Bitnuster auf die Geberlinie geben, die jeweils einer Information entsprechen. Der gesamte Informationsinhalt setzt sich hierbei zusammen aus der Angabe des Gebers, von dem die Information stammt, sowie der bzw.
den Meldungen. Damit ist nicht nur erkennbar, was gegebenenfalls einen Alarm ausgelöst hat, sondern auch welcher Geber den Alarm gegeben hat, d.h. die Alarmquelle ist unschwer in der Zentrale lokalisierbar.
Das erfindungsgemäße Alarmanlagen-System hat damit eine sehr große Störsicherheit, erlaubt die exakte Identifizierung eines alarmgebenden Gebers sowie auch die deutliche Erkennung der Alarmauslösung.
Um das Alarmanlagen-System nach der Erfindung auch durch die Verwendung handelsüblicher Bauteile zu verbilligen, wird nach der Erfindung weiterhin vorgeschlagen, daß der Bitmuster-Erzeuger, wie auch die zugehörige Bitmuster-Auswertung, handelsübliche, insbesondere zur Fernbedienung von Geräten der Unterhaltungselektronik bestimmte integrierte Schaltungen sind. Diese integrierten Schaltungen, wie sie beispielsweise Anwendung finden zur Infrarot- oder Ultraschallfernbedienung von Fernsehempfängern werden in sehr großen Stückzahlen hergestellt und sind damit äußerst preiswert. Damit ist daher auch der Aufbau des Alarmanlagen-Systems nach der Erfindung äußerst preiswert realisierbar.
Das Alarmanlagen-System nach der Erfindung soll durch einige Schaltschema näher erläutert werden. Hierbei zeigen Fig. 1 schematisch die Zentrale mit einer Geberlinie Fig. 2 schematisch die Ausführung eines Gebers, Fig. 3 detaillierter den Aufbau eines Gebers, Fig. 4 die schematische Anordnung der Bausteine in der Zentrale und Fig. 5 detaillierter deren Aufbau.
Nach Fig. 1 ist erkennbar, daß die Geber 19 hintereinander in einer Zweidrahtschleife 1, die von einer Zentrale 2 ausgeht, liegen. Nach Abgabe eines Meßwertsignals durch die einzelnen Geber 19 werden jeweils Schalter 3 geschlossen, so daß in einer Folgeschaltung immer der in der Zweidraht-Schleife 1 folgende Geber 19 an die Schleife 1 angeschaltet wird. Nachdem sämtliche Geber 19 ihr Signal abgegeben haben, wird in der Zentrale ein Schalter geöffnet und damit die Zweidraht-Schleife 1 spannungslos gemacht. Beim Wiedereinschalten der Schleifenspannung erreicht diese zunächst nur den ersten Geber 19, dieser gibt sein Informationssignal ab und schaltet dann den zweiten Geber 19 an die Schleifenspannung; dieser gibt Meldung, schaltet den dritten Geber 19 an usw. Feder Geber 19 ist in der Lage, verschiedene Bitmuster auf die Leitung 1 zu geben-, die jeweils einer 2 Information entsprechen, die in der Zentral ausgewertet werden; so wird erkannt, welcher Art die Information ist und von welchem Geber 19 sie kommt.
In Fig. 2 ist das Prinzip einer möglichen Ausführung eines Gebers 19 dargestellt. Beim Anschalten an die Schleifenspannung läuft ein Zeitglied 5 an und schaltet einen Bitmuster-Erzeuger 6 an die von der Zentrale 2 kommende Leitung 1. Ist die Meldezeit abgelaufen, so wird der Bitmuster-Erzeuger 6 wieder abgeschaltet und über das Schaltglied Sl der nächste Geber 19 angeschaltet.
Wenn keine ständige Überwachung des Meßobjekts nötig ist und eine periodisch wiederkehrende Abfrage (während der Meldezeit) genügt, so kann auf den eingezeichneten Speicher 7 und die Diode D1 sowie den Kondensator Cf verzich- tet werden.
Von Alarmanlagen wird jedoch meist eine Dauerüberwachung gefordert; hierfür dient der Kondensator C1 als Energiespeicher, der die Meßwert-Erfassung 8 und den Speicher 7 mit Strom versorgt, wenn der Geber 19 nicht an der Schleifenspannung liegt. Die Diode D1 verhindert während dieser Zeit ein Entladen des Kondensators C1 über andere Wege des Systems.
Das Schaltglied S1 kann als techanischer oder als elektronischer Schalter ausgebildet sein. Das Zeitglied 5 kann als Monoflop oder als Oszillator mit Zähler (9) aufgebaut sein; letztere Ausführung ist zweckmäßig, wenn zur Bitmuster-Erzeugung bereIts ein Oszillator notwendig ist. Als Bitmuster-Erzeuger 6 dient vorzugsweise eine handelsübliche integrierte Schaltung, wie sie für Fernsteuerzwecke, in Infrarot- oder Ultraschall-Fernsteuersystemen verwendet wird.
In Fig. 3 ist eine mögliche Ausführungsform eines Gebers 19 unter Verwendung einer das Bitmuster erzeugenden integrierten Schaltung dargestellt. Beim Anschalten der Schleifenspannung U5 liegt der Ausgang eines Zählers 9 zunächst auf O-Potential; der Ausgang des Inverters G1 liefert daher die Speisespannung für die integrierte Schaltung "Bitsuster-Erzeugung" (6) und dessen Oszillator. Gleichzeitig wird T1 gesperrt und der Analogschalter AS 3 durchgeschaltet. Damit gelangt die Information der Meßwert-Erfassung 8 vom Speicher 7 an die Steuereingänge der Analogschalter AS 1 und AS 2. Diese ersetzen die sonst bei Infrarot- oder Ultraschall-Fernsteuersystemen üblichen Bedienungstasten. Je nachdem, welche Information die Meßwert-Erfassung abgibt, wird also AS 1 oder AS 2 geschlossen und im Bitmuster-IC (6) das entsprechende Bitmuster erzeugt. Im Takt dieses Bitmusters geht der Ausgang des Inverters Gl auf O-Potential; dies hat bei einer Betriebs spannung von ca. 12 V Spannungseinbrüche auf der Schleifenleitung von ca. 2 V zur Folge, da in der Zentrale die Betriebsspannung über einen Widerstand von ca. 50 Q (R1 in Fig. 5) an die Schleife 1 gelegt wird und der Ausgangswiderstand des Inverters G1 ca. 25Ci1 beträgt. Der Ausgang von G1 belastet also die Schleifenleitung im Takt des vom IC (6) erzeugten Bitmusters.
Der vom Oszillator des Bitmuster IC (6) getaktete Zähler 9 schaltet nach Ablauf einer zur Abgabe eines Bitmusters ausreichenden Zeit den Ausgang von G2 auf O-Potential, so daß die Speisespannung für Bitmuster-IC (6) und Oszillator entfällt. Es werden also keine weiteren Signale abgegeben; außerderi bleibt der Zähler 9 stehen. Gleichzeitig wird der Transistor T1 durchgeschaltet, so daß der nächste Geber 19 Spannung erhält.
Die Diode D2 ist lediglich eine Entkoppeldiode; C1 und D1 versorgen die Meßwert-Erfassung 8 und den Speicher 7 mit Energie, solange der Geber 19 nicht an der Schleifenspannung liegt. In dieser Zeit darf auch kein Strom in die übrige Schaltung abfließen; dafür sorgt AS3, der nur für die Zeit der Bitmuster-Erzeugung geschlossen wird.
Die Beschränkung auf nur zwei die Bedienungstasten ersetzende Analogschalter ist nicht zwingend; es lassen sich auch Geber 19 mit mehr abrufbaren Bitmustern aufbauen - je Bitmuster ist ein Analogschalter erforderlich.
Die Belastung der Schleifenleitung entsprechend dem Bitmuster kann anstelle des Inverters G1 auch durch einen Lastwiderstand erfolgen, der über ein Schaltglied (z.B. Transistor) an das O-Potential gelegt wird.
Fig. 4 zeigt das Prinzip einer möglichen Ausführungsform der Auswerteschaltung in der Zentrale 2.
Bei Zyklusbeginn wird über das Schaltglied S2 Spannung an die Schleife 1 gelegt. Die auf der Schleifenleitung von den Gebern 19 ankommenden Bitmuster werden in einer Eingangs schaltung 10 verarbeitet und einem Auswertungsglied 11 zugeführt. Hier wird erkannt1 welche Information jeweils einläuft und von welchem Geber 19 sie kommt; die so identifizierten Meldungen können dann einer Speicherung, Anzeige und Weiterverarbeitung (12) zugeführt werden.
Nachdem der letzte Geber 19 sein Signal abgegeben hat, erreicht eine Zählstufe 13 ihre , je nach der Anzahl der Geber 19 programmierbare Endstellung und schaltet die Schleifenspannung ab (Zyklus-Ende). Hierbei wird auch eine Zeitgeber-Schaltung (Taktteiler 14) zurückgesetzt, desgleichen nach Ablauf einer Zyklenpause die Zählstufe 13. Damit beginnt ein neuer Zyklus: Spannung wird an die Schleife 1 gelegt, der erste Geber 19 gibt sein Signal ab usw.
Fig. 5 zeigt eine mögliche Form der Auswerteschaltung unter Verwendung einer die Bitmuster erkennenden integrierten Schaltung, wie sie für Infrarot- oder Ultraschallfernbedienungen von Fernsehempängern auf dem Markt sind.
Die Funktion ist auf eine Alarmanlage zugeschnitten, bei der alle Geber 19 im Ruhezustand das gleiche Signal (Bitmuster) abgeben. Im Falle der Alarmgabe eines Gebers 19 gibt dieser ein nur ihm eigenes Bitmuster ab, so daß die Zentrale 2 erkennen kann, welcher Geber 19 ausgelöst hat.
Die Schleifenspannung U5 wird über den Transistor Tl an die Schleife 1 gelegt. Der Schleifen-Strom fließt hierbei vom +Pol der Betriebsspannung iiber den Widerstand R1 (ca. 50 a ) und den Transistor Tl zur Schleife 1. Der Widerstand R2 ist hochohmig und kann hinsichtlich der Schleifenspannung außer Betracht bleiben.
Wird nun die Schleife 1 durch die Geber 19 im Bitmuster-Takt belastet, so entsteht an Rl ein Spannungsabfall von ca. 2 Volt, wodurch T2 (ebenfalls im Bitmuster-Takt) durchgesteuert wird.
Somit kann das Bitmuster über einen Inverter I mit großem Spannungshub an das IC (11) für die Bitmuster-Auswertung gegeben werden. Der Oszillator taktet einen Takt-Teiler 14, der die Zählstufe 13 weiterschaltet. Je nach Anzahl der angeschlossenen Geber 19 gibt die Zählstufe 13 bei Erreichen eines bestimmten Schrittes ein Potential an das Gatter G, wodurch bei Koinzidenz mit dem Takt-Teiler 14 der Transistor Tl gesperrt wird.
Dadurch wird die Spannung U5 von der Schleife 1 abgeschaltet. Nach Ablauf einer durch ein Zeitglied 15 "Zyklus-Pause" gesteuerten Zwischenzeit wird durch dieses Zeitglied 15 die Zählstufe 13 rückgesetzt; dadurch wird Tl wieder durchgesteuert und der nächste Zyklus beginnt. (Mit Zyklus ist ein ganzer Durchlauf der Geberkette bezeichnet.) Die Bitmuster-Auswertung 11 gibt stets nach Empfang eines erkennbaren Bitmusters einen Impuls an ihren Ausgang, wodurch der Takt-Teiler 14 rückgesetzt wird.
Geschieht dies nicht innerhalb der für einen Geber 19 bzw. ein Bitmuster vorgesehenen Zeit, so wird ein Störungs-Speicher 16 angesteuert. Dies bedeutet ein Vorbereitungs-Potential für einen Störungszähler 17, der während der Zyklus-Pause durch das Zeitglied 15 getaktet wird. In der Zyklus-Pause wird ebenfalls durch das Zeitglied 15 der Störungs-Speicher 16 wieder rückgesetzt.
Falls sich dieser Vorgang in z.B. drei aufeinander fol- genden Zyklen wiederholt, gibt der Störungszähler 17 ein Signal ab, das zur Alarzgabe führt und den Alarmspeicher St setzt.
Das Rücksetzen des Takt-Teilers 14 durch jedes erkannte Signal bewirkt eine ständige Neu-Synchronisierung des gesamten Systems. Der Takt-Teiler 14 wird über den Kondensator C bei Ende der Zyklus-Pause ebenfalls rückgesetzt.
Über die gesamte Betriebszeit des erfindungsgemäßen Alarmanlagen-Systems werden demnach Signale abgegeben; lediglich wenn eine einstellbare Anzahl derartiger O-Signale in der Zentrale 2 nicht erkannt wird, erfolgt über den Störungs-Speicher 16 bzw. den Störungs-Zähler 17 eine Alarmgabe. Eintreffende Alarm-Signale werden jedoch über einen Decoder 18 auf den jeweils zugehörigen Alarmspeicher gegeben, wo die Information festgehalten und zur Anzeige gebracht wird. Gleichzeitig wird über eine Oder-Verknüpfung die weitere, zur Alarmgabe notwendige Logik angesteuert. Dieser Teil der Anlage kann über zur Zentrale 2 führende Steuerleitungen im Bedarfsfalle auch abgeschaltet werden, beispielsweise um zeitweise den gewünschten Zugang zu gesicherten Räumen zu ermöglichen.
Weiter ist es auch möglich, beispielsweise beim Einsatz des erfindungsgemäßen Alarmanlagen-Systems in weitverzweigten Anlagen, als Geber eine Zentrale vorzusehen, die ihrerseits wiederum über eine weitere Geberlinie mit Meldern 19 verbunden ist. Diese t1Unterzentralenfl geben dann genauso wie die Geber 19 ihre spezifischen Ruhe- bzw. Alarmsignale über eine Zweidrahtleitung an die Zentrale 2, so daß dort erkannt werden kann, welche "Unterzentrale" angesprochen hat. Dort kann wieder, wie bereits beschrieben, festgestellt werden, welcher der an diese "Unterzentrale" angeschlossenen Geber'den Alarm ausgelöst hat.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Elektrisches (elektronisches) Alarmanlagen-System, - bestehend aus einer auswertenden und gegebenenfalls alarmgebenden Zentrale, - von der mindestens eine mit mehreren Gebern besetzte Zweidraht-Geberlinie abgeht, dadurch gekennzeichnet, - daß die Geber (19) in einer Folgeschaltung miteinander verbunden sind derart, - daß jeder Geber (19) nach Abgabe eines Signals - den nächstfolgenden Geber (19) an die Geberlinle (1) anschaltet - wobei nach der Abgabe des Signals des letzten Gebers (19) über eine entsprechende Schaltung in der Zentrale (2) eine kurzzeitige Unterbrechung der Iiinienspannung bewirkt - und sodann ein neuer Abfragezyklus eingeleitet wird.
2. Alarmanlagen-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geber (19) jeweils ein zumindest im Alarmfalle nur ihnen zugeordnetes spezifisches Signal abgeben.
3. Alarmanlagen-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebersignale codierte ein Bitmuster darstellende Digitalsignale sind.
4. Alarmanlagen-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bitmuster-Erzeuger (6) eine handelsübliche insbesondre zur Fernbedienung von Geräten der Unterhaltungselektronik bestimmte itegrierte Schaltung ist.
5. Alarmanlagen-System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - daß jeder Geber (19) ein Zeitglied aufweist, - das mit dem Anschalten an die Geberlinie (1) anläuft und nach der zum Absetzen des Bitmusters erforderlichen Zeit den Bitmuster-Erzeuger (6) ausschaltet - und den nächstfolgenden Geber (19) an die Geberlinie (1) anschaltet.
6. Alarmanlagen-System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, - daß das Zeitglied ein vom Oszillator des Bitmuster-Erzeugers (6) gesteuerter - Zähler (9) ist.
7. Alarmanlagen-System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bitmuster-Auswertung (11) eine handelsübliche insbesondere zur Fernbedienung von Geräten der Unterhaltungselektronik bestimmte integrierte Schaltung ist.
8. Alarmanlagen-System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, - daß der Bitmuster-Auswertung (11) - ein rückstellbarer Takt-Teiler (14) nachgeschaltet ist, der nach Empfang eines erkennbaren Bitmusters durch ein Signal derBitmuster-Auswertung (11) rückstellbar ist.
9. Alarmanlagen-System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, - daß der Takt-Teiler (14) - mit einem Störungs-Speicher (16) verbunden ist, der bei ausbleibender Rückstellung des Takt-Teilers (14) anspricht.
10. Alarmanlagen-System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, - daß der Störungs-Speicher (16) - bei einstellbarem Überlauf - einen alarmgebenden Störungs-Zähler (17) schaltet.
11. Alarmanlagen-System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Geber eine Zentrale, die ihrerseits wiederum über eine weitere Geberlinie mit eltern (19) verbunden ist, in die Geberlinie (1) eingefügt ist.