DE3342431A1

DE3342431A1 - Ueberwachungsanlage

Info

Publication number: DE3342431A1
Application number: DE19833342431
Authority: DE
Inventors: Lyndon Didcot Oxfordshire Ellis
Original assignee: Racal Security Ltd Newbridge Midlothian; Racal Security Ltd
Current assignee: Carrier Fire and Security UK Ltd
Priority date: 1982-12-02
Filing date: 1983-11-24
Publication date: 1984-07-12
Also published as: GB2132800B; FR2537308B1; US4761648A; GB2132800A; CA1247198A; FR2537308A1

Description

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DIPL.-PHYS. DR. W. H. RÖHL 1. ™o" O2?i?Itio34

PATENTANWÄLTE TELEX 858 2542 SPKO D ZCOCI.. VSItTBETEB BKIM BtTBOiXlSCKXK IATENTAHT

RACAL SECURITY LIMITED 8/40

Lochend Industrial Estate

Newbridge

Midlothian EH28 8LP

England

Überwachungsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf Fernerfassungssysteme, das heißt auf Überwachungsanlagen mit einem oder mehreren Sensoren zum Erfassen bestimmter Parameter oder Änderungen solcher Parameter und diese Sensoren sind entfernt angeordnet von einer Zentralstation, die dazu dient, auf die von dem Sensor oder den Sensoren empfangene Information zu reagieren. Ein typisches Beispiel für eine solche Anlage ist ein Sicherheitssystem, bei dem eine Mehrzahl von Sensoren an unterschiedlichen Positionen in einem zu über-

1.0 wachenden Bereich angeordnet ist {etwa ein Gebäude oder Haus oder Teil eines Gebäudes, etwa einer Wohnung oder einem Appartement), und diese Sensoren sind so ausgebildet, daß sie (beispielsweise) das Vorhandensein eines Eindringlings, die Bewegung eines Gegenstandes, Feuer oder Rauch oder unbeabsichtigtes Entweichen einer Substanz wie Gas oder Wasser feststellen, wobei jeder Sensor so ausgebildet ist, daß er Signale überträgt, die repräsentativ sind für das, was er erfaßt. Die übertragung erfolgt zu einer Zentralstation, die sich in oder nahe dem zu überwachenden Bereich befindet und die dann reagiert, indem sie entsprechende Maßnahmen einleitet, etwa Aussendung eines Warnsignals oder Auslösung der übertragung eines solchen Signals zu einem entfernteren Ort (etwa über eine Telefonverbindung).

Ausgehend von dem Stand der Technik gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren derart weiterzubilden, daß

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nahe benachbarte, gleichartige Überwachungsanlagen nicht miteinander interferieren, das heißt, daß nicht Signale eines Sensors einer ersten Anlage fälschlicherweise von der Zentralstation einer zweiten gleichartigen Anlage empfangen und -dann fehlinterpretiert werden.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1; die Unteransprüche definieren zweckmäßige Weiterbildungen dieses Vorschlags.

^O Demgemäß ist eine Mehrzahl von Sensoren oder "entfernten Einheiten" vorgesehen, welche die Information zu einer zugeordneten Zentralstation über Funk übertragen. Jedes Signal wird übertragen zusammen mit einem Zugangscode, der das Signal als für die betreffende Zentralstation bestimmt identi-

"15 fiziert. Jede entfernte Einheit oder jeder Sensor überträgt jedes Signal mehrmals in Aufeinanderfolge und die Zentral-

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station umfaßt Erkennungseinrichtungen, die so ausgebildet sind, daß die empfangenen Signale nur unter bestimmten Voraussetzungen als erkannt gemeldet werden. Diese Voraussetzungen sind, daß das Format jedes empfangenen Signals übereinstimmt mit einem vorgegebenen Format, daß jedes empfangene Signal zusammen mit dem Zugangscode empfangen wird und daß mindestens eine vorgegebene Mehrzahl von identischen Signalen innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums empfangei wird.

Eien Überwachungsanlage wird nachstehend als Beispiel beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.

Fig. 1 ist ein'Blockdiagramm einer solchen Anlage.

Fig.· 2 ist ein Blockdiagramm eines Sensors der Anlage nach Fig. 1.

Fig. 3 . zeigt das Format von Datensignalen,

die bei der Anlage nach Fig. 1 übertragen werden und

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ς.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer

Zentralstation bei der Anlage gemäß der Erfindung.

Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt die Anlage in diesem

Beispiel Sensoren S1 , S2 S8, die rund um einen zu überwachenden Bereich angeordnet sind, bei dem es sich um ein Gebäude 4 handeln kann. In oder nahe dem Gebäude ist eine Zentral- oder Hauptstation MS vorgesehen. Jeder Sensor S1 bis S8 ist so ausgebildet, daß er ein bestimmtes Ereignis erfaßt wie oben erläutert: Beispielsweise das Vorhandensein eines Eindringlings, die Bewegung eines Gegenstandes (beispielsweise Wegnahme eines Bildes), Feuer oder Rauch oder unerwünschtes Entweichen einer potentiell zerstör·:: rischen oder gefährlichen Substanz wie Wasser oder Gas. Abhängig von einer solchen Erfassung signalisiert jeder Sensor dies dementsprechend der Zentralstation MS, die dann entsprechende vorbeugende oder Karnmaßnahmen einleitet. Die Kommunikation zwischen den Sensoren und der Zentralstation erfolgt über Funk, womit erheblich die Probleme erleichtert werden, die bei der Installation der Anlage in einem bereits vorhandenen Gebäude auftreten können, im Gegensatz zu Systemen, in denen die Sensoren mit der Zentralstation über Kabelverbindungen verbunden sind. Vorteilhafteres weise haben die Sensoren S1 bis S8 einen sehr niedrigen Energieverbrauch und sind mit eigenen Leistungsquellen versehen .

Fig. 2 zeigt in Diagrammform einen der Sensoren,S1 beispielsweise, im einzelnen. Wie dargestellt umfaßt er ein Kontaktkissen oder eine Kontaktmatte 5 (in diesem Beispiel) , wie man sie beispielsweise unter einem Fußbodenbelag nahe einem Fenster oder einer Tür in dem zu überwachenden Gebäude derart anbringt, daß Kontakte geschlossen werden, wenn ein Eindringling auf den Fußbodenbelag tritt

3^ und ein entsprechendes elektrisches Signal wird auf Lei-

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tungen 6 und 7 erzeugt, die mit einer Eingangseinheit 9
verbunden sind. Die letztere erzeugt ein entsprechendes
elektrisches Ausgangssignal, das zu einer Kodier- und
Zeitlageeinheit 12 übertragen wird. Diese kodiert die

Signale in entsprechende Form, um einen Funksender 14
zu modulieren, der die Signale über eine Antenne 16 zur
Zentralstation MS überträgt.

Die Einheiten des Sensors werden gespeist durch eine
Batteriespeisequelle 18, wobei die Verbindungen zwischen

ihr und den Einheiten des Sensors aus Gründen der deutlicheren Darstellung einfach weggelassen sind.

Die von der Eingangseinheit 9 erzeugten Signale werden
vorzugsweise in Digitalform erzeugt und über die Funkbrücke in irgendeiner geeigneten Weise übertragen, beispielsweise durch Frequenzmodulation.

Es versteht sich, daß Anlagen wie die nach Fig. 1 unvermeidlich nahe beieinander positioniert sein können, etwa in benachbarten Wohnungen eines Wohnblocks. Obwohl die Sensoren so ausgebildet sind, daß sie mit niedriger Leistung senden 0 (dies wird normalerweise ohnehin durch behördliche Vorschriften erforderlich), ist es nicht möglich sicherzustellen,
daß die von den Sensoren einer Anlage abgestrahlten Signale nicht die Zentralstation einer benachbarten Anlage erreichen. Um deshalb zu verhindern, daß die Zentralstation auf Signale reagiert, die von den Sensoren einer anderen Anlage herrühren, gehen den Funksignalen, die von den Sensoren jeder Anlage
übertragen werden "Zugangscode"-Signale voraus, die spezifisch für die betreffende Anlage sind und nur erkannt werden von der Zentralstation der betreffenden Anlage.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, welche die von einem Sensor erzeugte Information haben kann. In diesem Beispiel umfaßt die Information 20 in Blöcketi angeordnete Bits.

Block 1 umfaßt acht Bits und repräsentiert den Zugangscode, der für diese Anlage vorgesehen ist. Block B2 umfaßt vier Bits und identifiziert die Zone (beispielsweise einen

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besonderen Raum), in welchem sich der Sensor befindet.

Block B3 besteht ebenfalls aus vier Bits und identifiziert die Seriennummer des Sensors innerhalb der bestimmten Zone. Schließlich umfaßt der Block 4, der wiederum vier Bits aufweist die eigentlichen Daten, d.h. den Zustand des Sensors (in dem Beispiel der Fig. 2 den Kontaktzustand des Kissens 5).

In der Kodier- und Zeitlageeinheit 12 werden die zwanzig Bits aus Fig. 3 kodiert durch die Einheit 12 (Fig. 2) in eine komplexere Struktur, so daß die ursprünglichen zwanzig Bits als ein Fünfzigbitwort erscheinen. Diese Umsetzung dient dem Zweck zusätzliche Sicherheit zu schaffen.

Genauer gesagt können die zusätzlichen dreizig Bits eine Pseudo-Zufallszahl umfassen (unten noch im einzelnen zu erläutern) , ein Paritätsbits und Fehlerprüf- und Synchronisationsbits.

Das so erzeugte Fünfzigbitwort wird dann seriell vom Sender 14 übertragen (Fig.2) unter Verwendung des Manchester II Kodes einer FSK Übertragung. Die Übertragung wiederholt das Fünfzigbitwort sechzehn mal und die sechzehn Worte bilden ein 'Paket". Jedes solche Paket dauert etwa 50 Millisekunden. Acht solcher Pakete bilden eine "Nachricht".

In der beschriebenen Anlage erkennt man, daß es für zwei oder mehr Sensoren möglich wäre, eine bestimmte Situation oder Situationsänderung im wesentlichen gleichzeitig zu erfassen. Beispielsweise können zwei Sensoren in einem Zimmer gleichzeitig Feuer erfassen oder zwei Sensoren eines Paares von Doppeltüren können gleichzeitig das Öffnen der Tür durch einen Eindringling erfassen. In einem solchen Falle wäre es nachteilig, wenn jeder der beiden oder mehr gleichzeitig aktivierten Sensoren Daten zur Zentralstation übertragen würde Das Signal von einem Sensor kann das Signal von einem andere, maskieren und/oder korrumpieren. Um diese Möglichkeit zu vermeiden, wird jeder Sensor innerhalb einer bestimmten Zone, beispielsweise eines bestimmten Raumes, so ausgebildet, daß

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S.

er die Übertragung seines Signals zur Zentralstation zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach Auftreten der Situation oder Situationsänderung/ die die Ursache für dieses Signal war, einzuleiten, doch sind die nachfolgenden Zeitpausen zwischen den Paketen der gesamten Nachricht unterschiedlich für jeden Sensor in dieser Zone. Beispielsweise hat jeder Sensor innerhalb einer Zone eine bestimmte Sensorenzahl (repräsentiert durch die vier Bits in Block B3, siehe Fig. 3) und die vorgegebene Zeit, die zwischen den übertragenen Paketen bei diesem betreffenden Sensor verstreicht, kann abhängen von der Größe dieser Sensorzahl.

Die Kodierung und Zeitlagebestimmung, die erforderlich sind für die Erzeugung einer Information in diesem Format, werden von der Kodier- und Zeitlageeinheit 12 jedes Sensors ausgeführt.

Die Sensoren können so ausgebildet sein, daß sie in einer Mehrzahl von Arten arbeiten. Beispielsweise können sie normalerweise ruhig sein, jedoch so ausgebildet sein, daß sie auf eine Änderung der zu überwachenden Situation ansprechen (Schließen der Kontakte im Kontaktkissen im Sensor nach Fig. 2), durch Übertragen einer Nachricht, wie oben erläutert, wobei die Nachricht die Daten überträgt, welche die geänderte Situation injizieren. Am Ende der Nachricht wird die überwachte Situation erneut überprüft und, falls sie sich geändert hat, wird eine neue Nachricht übertragen mit entsprec hand revidierten Daten.

Falls erwünscht können die Sensoren auch so ausgebildet sein, daß sie automatisch eine Nachricht in regelmäßigen oder unregelmäßigen Intervallen übertragen, unabhängig davon, ob sich die überwachte Situation geändert hat oder nicht. Fig. 4 zeigt die Zentralstation in Blockform. Die Zentralstation weist eine Empfangsantenne 20 auf, von der die empfangenen Signale zu einem Empfänger 22 gelangen. Die empfangenen Signale werden demoduliert in einem Demodulator 24.und' die demodulierten Signale gelangen zu einer Fonnaterkennungseinheit 26. Diese überprüft, daß die

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Kodestruktur des empfangenen demodulierten Signals korrekt ist, d.h. die Manchester II Form besitzt. Zusätzlich transformiert sie jedes Fünfzigbitwort zurück in die ursprüngliche Zwanzigbitform nach Fig. 3. Dieser Prozeß umfaßt die Wiedergewinnung der Fehlerprüf-Paritäts- und Synchronisationsbits und das Ansprechen auf jedes von ihnen. Zusätzlich umfaßt er die Erkennung der oben erwähnten Pseudo-Zufallszahl.

Die Pseudo-Zufallszahl ist in Wirklichkeit eine speziell gewählte Multibitzahl. In der Zentralstation ist dieselbe Zahl vorab gespeichert und wird Bit um Bit verglichen mit den einlaufenden Fünfzigbitworten. Die Pseudo-Zufallszahl wird speziell so gewählt, daß sie bei Vergleich mit dem empfangenen Wort schlecht korreliert, bis sie in exakter

"15 Bitausfluchtung mit den empfangenen Bits der übertragenen Pseudo-Zufallszahl steht (unter der Annahme natürlich, daß die letztere die korrekte Zahl ist, d.h., daß keine übertragungsfehler vorliegen). Wenn die übertragene Pseudo-Sufallsnummer unkorrekt ist, ist die Korrelation niedrig selbst dann, wenn die Abweichung von der korrekten Zahl klein ist.

In ähnlicher Weise wird die Korrelation schlecht selbst dann, wenn die übertragene Zahl korrekt ist, solange sie nicht in exakter Bitausfluchtung mit der korrekten gespeicherten Zahl ir_; der Zentralstation steht. Die Pseudo-Zufallszahl kann verwendet werden, um den Synchronisationsprozeß einzuleiten (der dann fortgesetzt wird durch die Synchronisationsbits).

Nach Beendigung dieses Prozesses wird das Zwanzigbitwort dann zu einer Kodeerkennungseinheit 28 übertragen. Diese überprüft den Zugangskode (Block B1 , Fig. 3), um festzustellen

³^ ob die empfangene Sendung von einem Sensor der betreffenden Anlage herrührt.

Die Kodeerkennungseinheit 28 zeigt die Erkennung nicht sofort an, wenn sie ein Zwanzigbitwort als von dem Ser.sor innerhalb der richtigen Anlage herrührend erkannt hat. Die Einheit 28 ist vielmehr so programmiert, daß sie die Erkennung nur dann anzeigt, wenn innerhalb eines einzelnen Paketes (aus sechzehn Worten, siehe oben) zwölf aufeinanderfolgende Worte sowie zusätzlich zwei Worte innerhalb des Paketes er-

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/10.

kannt werden, die identisch sind mit den aufeinanderfolgenden Worten, jedoch nicht notwendigerweise mit diesen in Reihenfolge oder miteinander in Reihenfolge stehend. Wenn diese Forderungen erfüllt sind, zeigt die Erkenmingseinheit 28 die Erkennung an und eine Datenausgangseinheit 30 extrahiert die Daten (Block B4) und reagiert entsprechend, etwa durch Auslösen eines Alarms und/oder Übertragung eines Alarmsignals zu einer entfernteren Stelle.

Jedes Paket wird nämlich weitere sieben mal übertragen (in dem Beispiel) und die Einheit 28 zeigt die Erkennung an, wenn sie die oben angeführten Worte in mindestens einem der Pakete erkennt. Falls erforderlich, kann das System so ausgebildet werden, daß die beiden Worten, die nicht notwendigerweise in Reihenfolge sind, in einem abweichenden Paket von den beiden aufeinanderfolgenden Worten liegen (und natürlich identisch mit jenen sind).

Man erkennt demgemäß, daß der Erkennungsprozeß eine Anzahl unterschiedlicher Stufen umfaßt.

Zunächst muß das empfangene Signal das korrekte Formal.

haben, damit es von dem Demodulator 24 demoduliert werden kann. Zweitens müssen die empfangenen Signaleden korrekten Kodeaufbau haben, um von der Einheit 26 erkannt zu werden.

Drittens müssen die Signale den richtigen Zugangskode besitzen, um von der Einheit 28 erkannt zu werden. Es versteht sich jedoch, daß der jeweilige einzelne Vorgang des Kodieren, Dekodierens und des Erkennens wie oben beschrieben, abgewandelt werden kann, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

AA.

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Claims

Patentansprüche

1.) Informationsübertragungsverfahren für die übertragung von Informationen von einer Mehrzahl von Quellen (S1 bis S8) zu einer Zentralstation (MS) über Funk, bei dem jedes Signal zusammen mit einem Zugangskode übertragen wird, welcher das Signal als für die betreffende Zentralstation (MS) bestimmt identifiziert und bei dem jedes Signal mehrere Male hintereinander übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralstation (MS) für die Erkennung der empfangenen Signale nur dann, wenn das Format jedes empfangenen Signals übereinstimmt mit dem vorgegebenen Format, jedes empfangene Signal zusammen mit dem Zugangskode empfangen wird und mindestens eine vorgegebene Anzahl identischer Signale innerhalb einer vorgegebenen Zeit empfangen worden ist, ausgebildet ist.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung nur dann angezeigt wird, wenn vier identische Signale innerhalb einer vorgegebenen Zeit empfangen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung nur dann angezeigt wird, wenn zwei oder mehr identische Signale ummittelbar aufeinanderfolgend empfangen werden und mindestens zwei oder weitere Signale identisch mit den genannten mindestens zwei Signalen, die unmittelbar aufeinanderfolgend empfangen wurden, innerhalb eines vorgegebenen

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Zeitraums empfangen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungszeiten der Signale relativ kurz sind im Vergleich mit den Lücken zwischen..aufeinander folgenden Signalen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernten Einheiten sequenziell senden.

6. Informationsübertragungsanlage für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralstation (MS) eine Erkennungseinheit (26) aufweist, ausgebildet zum Erkennen empfangener Signale nur dann, wenn das Format jedes empfangenen Signals übereinstimm: mit dem vorgegebenen Format, jedes empfangene Signal zusammen mit dem Zugangskode empfangen wird und mindestens eine vorgegebene Anzahl identischer Signale innerhalb einer vorgegebenen Zeit empfangen wird.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinheit derart ausgebildet ist, daß sie die Erkennung nur dann anzeigt, wenn zwei oder mehr identische Signale in unmittelbarer Aufeinanderfolge empfangen werden und mindestens zwei oder mehr weitere Signale, identisch mit den mindestens zwei unmittelbar aufeinanderfolgend empfangenen Signalen, innerhalb einer vorgegebenen Zeit empfangen worden sind.

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