DE3221452A1 - Kabelloses raumueberwachungs- und personenschutzsystem - Google Patents

Abstract

Zur Vermeidung jeglicher Installation von Kabeln für ein die Alarmmelder und -geber, die zentrale Ablaufsteuerung und die Steuereinrichtung (Zahlenschloß) verbindendes Netzwerk werden selbständige, an Netzsteckdosen ansteckbare Relaisfunkstellen in Subminiatur-Bauweise in Gestalt von direkten und indirekten Umsetzern sowie von Gleichkanaltransceivern verwendet, die eine erfindungsmäßig neuartige Verknüpfung und Überschneidung der Frequenzbereiche 697-1633 Hz (amerikanische Telephonwählruftöne), 100 KHz (Langwelle zur Signalübertragung über die Netzinstallation) und 9,4 GHz (Infra-Rot zur drahtlosen Zahlen- und Befehlseingabe an die zentrale Ablaufsteuerung) herstellen. Sämtliche Steuerbefehle werden sowohl unter Ausnutzung vorhandener optischer Sichtverbindungen (IR-Handsender zur IR-LW-Relaisfunkstelle) als auch unter Ausnutzung einer vorhandenen Netzinstallation (IR-LW-Relaisfunkstelle zur zentralen Ablaufsteuerung; von dort ggf. weiter zu den Alarmgebern) übertragen.

Description

• KABELLOSES RAUMÜBERWACHUNGS- UND PERSONENSCHUTZSYSTEM
• Beschreibung-1) Der Hauptnachteil aller bekannten und handelsüblichen Alarmsysteme für die Überwachung von Gebäuden oder Anwesen sowie für Personenschutz hinsichtlich der Abwehr von Finbruchsdiebstählen oder Überfällen ist darin zu erblicken, daß ein hoher Verkabelungsaufwand für die Herstellung eines Netzwerkes - bestehend aus Finbruchs- bzw. Überfallmeldern, Scharfschaltungs- und Entschärfungseinrichtungen, zentraler Ablaufsteuerung und akustischen sowie optischen Alarmgebern -notwendigr ist. Im Bedarfsfall muß eine solche Anlage mit handelsüblichen Systemkomponenten jeweils von einem Fachman individuell realisiert werden.
• Der hohe Verkabelungsaufwand bringt weiter mit sich, daß insbesonders beim nachträglichen Einbau innerhalb eines Gebäudes oder Anwesens in der Regel erhebliche Beeinträchtigungen hinsichtlich innenarchitektonischer und raumisthetischer Gesichtspunkte durch die Installation einer Vielzahl von Kabeln und Verteilerkästen hingenommen werden muß. Herkömmliche Anlagen dieser Art bieten dem Benutzer auch keinerlei Flexibilität in der Anwendung bei Bedarfsverällderunen. So sind stets komplizierte und zeitaufwendige Aus-, win- oder Umbauten schaltungstechnischer Art erforderlich für den Fa.ll eines Umzuges oder bei baulichen Veränderungen an den zu überwachenden Gebäuden oder Anwesen.
• Die Starrheit herkömmlicher Systeme begründet insbesonders eine hohe Gefahr der Verwundbarkeit durch unerwünschten Zugriff oder Sabotage an dem in der Regel überschaubaren Leitungsnetzwerk (Bsp.: hohe Eingriffsmöglichkeit in Türschloßkontakte und in die dazugehörigen Leitungen).
• 2) Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine vollständige Vorrichtung anzugeben, die es ermöglicht, einen optimalen Überwachungsschutz zu gewährleisten bei gleichzeitigem Verzicht au! ein Kabelnetzwerk, ohne daß hierfür irgendwelche zusätzliche fachmännische Installationen vorgenommen werden müssen und ohne jegliche Beeinflussung einer bestehenden Netzinstallation innerhalb eines Gebäudes oder Anwesens. Die Vorrichtung soll zentral steuerbar, weitgehend sabotatresicher, mit minimalem Arbeitsaufwand auch - durch einen technischen Laien jederzeit auf- und abbaubar und problemlos ver.inderten Bedürfnissen (z.B. bei Brweiterungen) anpaßbar sein. Besonders sabotage-gefihrdete Systemteile, wie beispIelsweise die Scharfschaltungs- und Entschärfungseinrichtungen, sollen dem Zugriff nicht-berechtiter Personen gänzlich entzogen werden können. Die Vorrichtung soll zudem einen weitgehend risikolosen Personenschutz für den Fall eines Überfalls des Berechtigten unmittelbar vor dem Betreten seines Gebäudes oder Anwesens durch die für den ITnberechtigten nicht überschaubare Möglichkeit des Auslcjsens eines sog. "stummen Alarms (Polizeinotruf ohne Sirenegehäule) ermöglichen.
• 3) Diese Aufgaben werden erfüllt einerseits durch die Anwendung modulierter Infra-Rot-Strahlen sowie Radar-Wellen und andererseits durch die Umsetzung deren Modulation bzw. Information auf Langwelle, die über eine vorhandene Netzinstallation innerhalb eines Gebäudes oder Anwesens die Verbindung zwischen Alarmmeldern, der zentralen Ablaufsteuerung und den Alarmgebern herstellt (Fig. 1).
• Die einzige leitende Verbindung zwischen diesen drei Systemteilen ist die in der Regel bereits vorhandene Netzinstallation.
• Die Zentrale Ablaufsteuerung steht über einen Langwellenempfänger und -sender (f: 100 KHz, Mod.: FM) mit allen nystemkomponenten in Verbindung (Gleichkanalrelaisbetrieb). Sie wird am zugriffsichersten Ort innerhalb des Gel-udes oder Anwesens plaziert und durch bloßes Anstecken an eine beliebige Netzsteckdose in das gesamte System eingekoppelt. Es gibt keinen direkten Informationsaustausch zwischen den M@ldern und Gebern - alles läuft stets über die zentrale Ablaufsteuerung.
• Die Alarmmelder (indirekte Relaisfunkstellen) sind als kleine steckbare Kompakteinheiten ausgebildet, die durch bloßes Anstecken an eine beliebige Netzsteckdose errichtet und in Betrieb genommen werden. Ihre Überwachungstätigkeit beruht auf bewährten Infra-Rot-Lichtschranken-Konzeptionen (Fig. 2) und }?adar-Doppler-Konzeptionen (Fig. 3).
• Der Informationsfluß voni Melder zur zentralen Ablaufsteuerung geschieht über intermittierende Langwellensendungen an den Netzleitungen entlang, die mit einem oder zwei ausgewählten amerikanischen Telephonwählruftönen (697, 770, 852,941, 1209, 1336, 1447 und 1633 Hz) je nach Informationsgehalt frequenzmoduliert sind.
• Im Überprüfungsfall (Normalfall - Melder läuft störungsfrei ohne einen Eindringling erfaßt zu haben) strahlt jeder Melder in regelmäßigen Zeitabständen einen der acht Grundtöne aus, der in der zentralen Ablaufsteuerung erkannt wird und bei strindiger Wiederholung eine Alarmauslösung verhindert, um ein nicht-berechtigtes Abstecken aus der Netzsteckdose sofort zu signalisieren (Fig. 4).
• Im Alarmfall (eigentlicher "indirekter" Umsetzfall - ein Meßergebnis aus der Infra-Rot-Lichtschranken- oder Radar-Doppler-Auswertungsvorrichtung wird codiert auf Langwelle der zentralen Ablaufsteuerung mitgeteilt) tritt zu dem einen Grundton für Überprüfungszwecke einer von den sieben übrigen hinzu und beide zusammen werden als DospeLtonruf kurzzeitig abgestrahlt (Fig. 4, Mitte). Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild eines RadarXIelders, Fig. 6 den exakten Stromlaufplan des Umsatz-, Codierungs- und Sendteils von jedem Melder.
• Bleibt der Testton eines Melders über eine g(:.nau definierte Zeitspanne hinweg aus (z.B. infolge Absteckens) oder läuft ein Doppeltonruf der zuvor beschriebenen Art über die Netzleitungen, erkennt die zentrale Ablaufsteuerung einen Alarmfall und sendet ihrerseits bestimmte Ruftöne über die Netzleitungen aus, um die gleichfalls aber anderswe ange@teckten Alarmgeber (z.B. im Speicher oder im Keller) ein- bzw.
• nach Ablauf einer vorwählbaren Zeit abzuschalten (Fig. 7).
• Fig. 8 zeigt das Blockschaltbild eines Alarmgebers, Fig. 9 den exakten Stromlaufplan dazu.
• Die Scharfschaltung bzw. Entschärfung der Anlage geschieht über einen Zahlenkomparator. Die Zahleneingabe wird mit einem batteriebetriebenen und leicht tragbaren Infra-Rot-Handsender vorgenommen, den der Benutzer jederzeit mit sich führen kann.Zum Zwecke der Tarnung ist dieser Handsender dem Aussehen eines gewöhnlichen Taschenrechners nachempfunden. Das von ihm ausgehende codierte Infra-Rot-Licht wird von einem Infra-Rot-Empfänger erkannt und sogleich der Informationsgehalt ohne jede Veränderung oder Auswertung auf Laniwelle umgesetzt und in die Netzinstallation eingespeist.
• Diese direkte Relaisfunkstelle nimmt den Code vom Infra-Rot-Lichtträger ab und moduliert ihn ohne jede Einflußnahme simultan dein Langwellen-Sendeträger auf, um in die Netzleitungen abgeschickt zu werden. Fig. 10 zeigt das Blockschaltbild des Infra-Rot-Handsenders, Fig. 11 das Blockschaltbild der direlcten Relaisfunkstelle und Fig. 12 den exakten Stromlaufplan dazu. Fig. 13 und Fig. 14 zeigen dIe praktische Gehüuseausführung der direkten Relaisfunkstelle von vorne und von der Seite.
• Die direkt umgesetzten Signale werden in der zentralen Ahlaufsteuerung von einem Langwellenempfänger erkannt, demoduliert und dem Zahlenkomparator zugeführt. Dieser vergleicht die eingegebene Zahl mit zwei intern bereits vorher eingespeicherten Zahlen. Jede andere als diese beiden als Vergleichsgrundlage gespeicherten Zahlen führt im Falle der Eingabe zur akustischen sowie optischen Alarmauslösung.
• Dazu gehen von der zentralen Ablaufsteuerung auf Langwelle über die Netzinstallation Steuersignale aus, die von allen an diesem Netz angesteckten Alarmgebern über Auswerter erkannt werden und entweder eine Sirene oder einen Scheinwerfer ein- bzw. auch wieder abschalten.
• Wird die eine von den beiden Vergleichszahlen richtig eingegeben, so sperrt die zentrale Ablaufsteuerung die Ton-Umsetzung zur Weitergabe der ankommenden Signale von den Alarmmeldern fdie ständig in Betrieb befindlichen Radar-Bewegungsmelder registrieren laufend die berechtigten Personen) an die die Alarmgeber ei.nscllaltende Steuereinheit (Anlage entschärft).
• Wird die andere von den beiden Vergleichszahlen eingegeben, so sperrt die zentrale Ablaufsteuerung wiederum die Weitergabe der ankommenden Signale von den Alarmmeldern an die die Aiarmgeber einschaltende Steuereinheit, jedoch wird nun vollautomatisch eine vorher gespeicherte Telefonnummer angewählt und nach Erreichen des Teilnchmers eine vorher aufgenommene Tonbanddurchsage iiberspielt (Bsp.: Polizeinotruf mit genauer Ortsangabe, "stummer Alarm").
• Jeder Alarmfall wird in der zentralen Ablaufsteuerung gemäß Uhrzeit, Datum und Ort (Standort des M@lders) gespeichert, um auch nach längerer Abwesenheit im Wege der bei cherabfragung dem Benutzer die Möglichkeit einer umfassenden und lückenlosen Kontrolle des gesamten Systems zu gewährleisten.
• 4) Zwar sind verschiedenste Methoden der Nachrichten- und Signalübertragung sowohl mittels modulierten Infra-Rot-Lichtes als auch mittels Iiochfrequenz über Netzleitungskabel - jeweils isoliert betrachtet - bereits bekannt, doch stellt die hier aufGezeigte Verknüpfung und Uberschneidung der Frequenzbereiche 697 - 1633 Hz; 100 KHz; 9,4 GHz und 100.000 GHz in Gestalt von sowohl direkten und indirekten Umsttzer- als auch Gleichkanalrelaisfunkstellen mit teilweise umkehrbaren Informationslaufrichtungen eine erfindungsmäßige Neuheit dar. Zudem geschieht die ttbertragung der Steuerbefehle nicht nach bekannten Impulslängenabfragungsmethoden, sondern unter erfindungsgemäß ig modifizierter Anwendung der amerikanischen Telephonwählruftöne.
• ist ]-ei.n komplettes Alarmsystem belcannt, das die hier gestellten Aufgaben in ihrer Gesamtheit auf vergleichbar technisch einfache Weise zu lösen vermag.
• - L e e r s e i t e -

Claims (19)

1. Ansprüche: 1) 9,4 GHz - 100 KITz - Relaisfunkstelle (indirekt) Aus Sender und Empfänger im Radar-Band bestellende Vorrichtung zur Überwachung eines Raumes nach dem Dopplerprinzip, die einen FM-,ender im Langwellen-Band hochtastet und mit niederfrequenten Ruftönen moduliert, dadurch gekennzeichnet, daß sich Radarsender, Auswerter, Tastvorrichtung, Tonrufgeber und Langwellensender zusammen mit einer (Not-) ,tromversorgung in einem kleinen Gehäuse befinden, welches an einer Seite mit einem Netzstecker versehen ist, um das Gerät a) mit Strom zu versorgen; b) an jeder beliebigen Netzsteckdose ohne Montagearbeiten mechanisch zu fixieren; c) seine ruftoncodierten LW-FM-Signale in das Haus leitungsnetz einstrahlen zu lassen.
2. 2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß rur im Überprüfungsfall und im Alarmfall der Langwellensender für jeweils kurze Sendezeiten (2...3 Sekunden) getastet wird, um die Netzleitungen weitgehend hochfrequenzfrei zu halten.
3. 3) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dnß QS bei der Übertragung aller Steuerbefehle nicht auf Impulslängen ankommt (hohe Störanfälligkeit durch Zündfunken von Kraftfahrzeugen, Olbrennern, nicht-entstörten Haushaltger@ ten, etc...etc), sondern auf plus/minus 1 TTz genaue, niederfrequente Ruftöne, welche den amerikanischen Telephonwählruftonen entsprechen (697 - 1633 Hz) und von einem 1 NHz-Quarz abgeleitet werden.
4. 4) Vorrichtung nach Anspruch 2 and 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Überprüfungsfall (Normalfall) in regelmäßigen einstellbaren Zeitabständen (TTL-Baustein SN 74.121) einer von den acht Grundtönen ausgesendet wird, der in der zentralen Ablaufsteuerung erkannt wird und bei ständiger Wiederholung eine Alarmauslösung verhindert, um ein nicht-berechtigtes Abstecken der Vorrichtung nach Anspruch 1 aus der Netzsteckdose auch im entschärften Schaltzustand der Anlage sofort zu sinalisicren.
5. 5) Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Alarmfall (eigentlicher Umsetzfall) zu dem einen Grundton für Überprüfungszwecke nach Anspruch 4 einer von den sieben übrigen hinzutritt und beide gemeinsam abgestrahlt werden, um in der zentralen Ablaufsteuerung erkannt zi werden
6. 6) Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonrufauswahl und deren Kombination sowohl auf der Geberseite (Alarmmelder) als auch auf der Auswerterseite (zentrale Ablaufsteuerung und Alarmgeber) beliebig durch einen DIL-Schalter vorgenommen werden kann.
7. 7) Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß entweder nur bestimmte Doppeltonrufaussendungen oder das Ausbleiben eines bestimmten Überprüfungstones zur Al ar auslösung führen.
8. 8) 100.000 GHz - 100 KHz - Relaisfunkstelle (direkt) Aus einem Infra-Rot-Empfänger bestehende Vorrichtung, die im Ansprechenfall durch einen Infra-Rot-Taschensender (Zahlenschloßeingabe) einen FM-Sender im Langwellen-Band hochtastet und die codierten Informationen des ankommenden Infra-Rot-Lichtes ohne jede All wert ung und ohne zeitliche Verzögerung aufmoduliert, dadurch gekennzeichnet, daß sich Infra-Rot-Empfänger, Tastvorrichtung und Langwellensender zusammen mit einer (Not-) Stromversorgung in einem kleinen Gehäuse befinden, welches an einer Seite mit einem Netzstecker versehen ist, um das Gerät a) mit Strom zu versorgen; b) an jeder beliebigen Netzsteckdose ohne Montagearbeiten mechanisch zu fixieren; c) seine auf Langwelle umgesetzten FM-Signale in das Hausleitungsnetz einstrahlen zu lassen.
9. 9) Vorrichtung nach Anspruch 8 wahlweise auch dadurch gekennzeichnet, daß die komplette Relaisfunkstelle über ein ei@enes Netzanschlußkabel in gewisser Entfernung von einer Netzsteckdose beispielsweise i in einem Fenster errichtet von tetrieben werden kann, um die Zahl@@schlo@eingabe auch von außerhalb des Hauses@vornehmen zu können.
10. 10) Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, das die ankommenden Infra-Rot-Signale ohne jede Verinderung oder Auswertung lediglich auf Langwelle umgesetzt und in die Netzleitung eingestrahlt werden, um i.n der zentralen Ablaufsteuerung erkannt und ausgewertet zu werden.

    Ein unbefugter Eingriff in die Relaisfunkstelle oder ihre völlige Zerstörung führt nur zur Beseitigung der Möglichkeit, die Anlage iber den Komparator zu stcuern bzw. zu entschärfen. Ein Angriff auf die Relaisfunkstelle führt jedenfalls ne zu einer die Sicherheit der Anlage gefährdenden Störung.
11. 11) Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß nur im Falle eines Ansprechens der Relaisfunkstelle mit Infra-Rot-Licht der Langwellensender getastet wird, um die Netzleitungen weitgehend hochfrequenzfrei zu halten.
12. 12) Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, ciadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der jeweilige Schaltzustand der Anlage an der Relaisfunkstelle durch zwei I.euchtdioden angezeigt wird (rot: scharf; grün: entschärft). Die Steuerung der Schalt-Zustandsanzeige geht umgekehrt von der zentralen Ablaufsteuerung auf Langwelle aus und wird von zwei Doppeltonrufauswerten gesteuert.
13. 13) Infra-Rot-Handsender Vorrichtung zur Steuerung des Zahlenschlosses in der zentralen Ablaufsteuerung über eine IR-LW-Relaisfunkstelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, d.lß sie in Gestalt eines Handsenders netzunabhängig und leicht tragbar ist.
14. 14) Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Handsenders dem eines handelsüblichen Taschenrechners zum Zwecke der Tannung nachempfunden ist.
15. 1 ) Al Alarmg@b@ r Aus einem Langwellenempfänger, zwei Doppeltonrufauswertern, einem Flip-Flop und einer Schaltstufe bestehende Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß im A].armfall ein von der zentralen Ablaufsteuerung über die Netzinstaliation ankommendes, frequenzmoduliertes Langwellen-Doppeltonrufsignal vom entsprechenden Auswerterzug erkannt, ein Flip-Flop gekippt und über eine Schaltstufe eine Sirene oder ein Scheinwerfer in Betrieb gesetzt wird, solange, bis entweder durch Handabschaltung an der zentralen Ablaufsteuerung (z.B. bei Fehlalarm) oder nach Ablauf einer frei whlbaren Laufzeit eines Zeitgliedes in der zentralen Ablaufsteuerung (TTL-Baustein SN 74.121) über den gleichen Weg ein zweites Tonrufpaar vom zweiten Auswerter erkannt wird, das Flip-Flop wieder zurück gekippt wird und di.e Schaltstufe das akustische oder optisehe Warnsignal abschaltet.
16. 16) Zentrale Ablaufsteuerung - Vorrichtung zur zentralen Überwachung und Steuerung aller Alarmmelder, IR-LE-Umsetzer (Zahlenschloß) und Alarmgeber, dadurch gekennzeichnet, daß jedem schaltbaren Tonrufauswerter Leuchtdioden (Überprüfungsfall: grün; Alarmfall: grün und rot) und Speichervorrichtungen zugeordnet sind, um auf Abruf Uhrzeit, Datum und Ort einer Alarmauslösung über ein Zahlendisplay dem Benutzer anzuzeigen.
17. 17) Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dan die über die IR-LW-Umsetzen ankommenden Zahleninformationen intern mit zwei vorher eingespeisten Nummernfolgen verglichen werden (Komparator) und im Falle keiner tibereinstimmung mit beiden Vergleichszahlen die die Alarmgeber einschaltenden Doppeltonrufsignale abgestrahlt werden.
18. 18) Vorrichtung nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, daß Im Falle der Übereinstimmung der eingegebenen Zahl mit der einen der beiden Vergleichszahlen zwar eine hörbare bzw.

    sichtbare Alarmauslösung verhindert, jedoch nun vollautomatisch eine bereits vorher intern eingespeiste Telephonnummer angewählt und nach Erreichen des Teilnehmers eine vorher besprochene Tonbandaufnahme überspielt wird (Bsp.: Polizeinotruf mit genauer Ortsangabe).
19. 19) Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Übereinstimmung der eingegebenen Zahl mit der anderen der beiden Vergleichszahlen die Tonumsetzung und Weitergabe der ankommenden Doppeltonruf-Signale von den ständig durchlaufenden Alarmmeldern an die Alarmgeber gesperrt wird (Anlage entschärft).