DE60103749T2

DE60103749T2 - Sicherheitsvorrichtung mit zweirichtungsüberwachung

Info

Publication number: DE60103749T2
Application number: DE60103749T
Authority: DE
Inventors: Cristiano Zambon
Original assignee: Pittway Corp
Current assignee: Pittway Corp
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2021-04-11
Also published as: NO20024895L; CA2405018A1; IT1315418B1; ATE268930T1; NO20024895D0; EP1272990A1; DE60103749D1; RU2002129507A; AU2001246756A1; WO2001078026A1; CZ20023375A3; ES2222987T3; EP1272990B1; DK1272990T3; ITPD20000084A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung mit bidirektionaler Kommunikationsverbindung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Sicherheitsvorrichtung, die sowohl über eine Steuereinheit als auch direkt über einen Anwender kommunizieren kann.
Stand der Technik
Es ist bekannt, dass die meisten der derzeit zur Verfügung stehenden kommerziellen Sicherheitssysteme in der Regel das nachstehende Betriebskriterium aufweisen: Eine Steuereinheit betätigt die peripheren Einheiten (normalerweise Sensoren oder Bedienungselemente) über eine Zweidrahtleitung oder über Funksteuersysteme.
Neueste Sicherheitsvorrichtungen [Alarmanlagen] ermöglichen vielmehr, dass die peripheren Einheiten – über Hardware oder Software – ausgeführt werden. In diesem Fall entscheidet die Steuereinheit gemäß dem Steuerprogramm, ob die Umweltparameter, die von den Sensoren erfasst wurden, mit einer Alarmbedingung übereinstimmen, oder ob nicht, und demzufolge aktiviert die Steuereinheit, falls erforderlich, die entsprechenden Alarmvorgänge, wie beispielsweise visuelle oder akustische Signale oder dergleichen.
Im Allgemeinen wird dabei die Kommunikation zwischen den Steuereinheiten und den peripheren Einheiten den anwendereigenen Protokollen anvertraut, die mit den Bedingungen der Energieversorgung kompatibel sind, oder falls vorhanden, mit den Sensoren, und die vor allen Dingen den Bedingungen der Stabilitäts- und Störfestigungsanforderungen zur Abgabe von Lärm entsprechen müssen, was typisch für ein Alarmsystem ist.
Zweifellos erlaubt die Kommunikationsmöglichkeit zwischen der Steuereinheit und den peripheren Einheiten eine größere Flexibilität und ein besseres Instandhaltungsvermögen des Sicherheitssystems [der Alarmanlage] und trägt schließlich zu einem höheren Mehrwert des Systems als Ganzes bei.
Die Kommunikation zwischen der Steuereinheit und den peripheren Einheiten wird jedoch ausschließlich einer vorstehend bereits erwähnten Zweidrahtleitung anvertraut, wie zum Beispiel einem Bus oder Funksystemen. In der Praxis bedeutet dies, dass es nur eine einzige Möglichkeit gibt, um von der Steuereinheit in die Richtung der peripheren Einheiten einzuwirken, und dass es nicht möglich ist, direkt auf die peripheren Einheiten zuzugreifen, und um somit die Steuereinheit zu umgehen.
Offenlegung der Erfindung
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sicherheitsvorrichtung mit einer bidirektionalen Kommunikationsmöglichkeit zur Verfügung zu stellen, die zulässt, dass Anwender direkt auf die peripheren Einheiten zugreifen können, und dass auf diese außerdem über die Steuereinheit eingewirkt werden kann.
Bei diesem Ziel ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitsvorrichtung mit bidirektionaler Kommunikationsmöglichkeit bereitzustellen, die erlaubt, dass man die normale, visuelle Anzeigevorrichtung einer peripheren Einheit für das gekoppelte Zusammenwirken mit der peripheren Einheit verwendet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sicherheitsvorrichtung mit einem bidirektionalem Kommunikationsvermögen vorzusehen, die äußerst zuverlässig und relativ einfach in der Herstellung ist, und zwar zu einem wettbewerbsfähigen Preis.
Dieses Ziel sowie die vorstehenden und weitere Aufgaben, die nachstehend besser verständlich gemacht werden, werden mittels einer Sicherheitsvorrichtung mit bidirektionaler Kommunikationsmöglichkeit erfüllt, welche Logiksteuerungen umfasst, die so ausgelegt sind, um mindestens eine LED-Funktion für das Anzeigen des Betriebsstatus einer peripheren Einheit zu steuern, in welcher die Sicherheitsvorrichtung untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen elektrischen Widerstand aufweist, der mit der mindestens einen LED-Funktion für das Umwandeln in eine Lichtspannungsenergie in Reihe geschaltet ist, die von der mindestens einen LED-Funktion erhalten wird, wobei die LED-Funktion mit einer Vorrichtung für das Auswerten der dadurch generierten Spannung verbunden ist, und wobei dieses System wiederum mit Logiksteuerungen verbunden ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung der bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen, Ausführungsformen der Sicherheitsvorrichtung der vorliegenden Erfindung besser hervor, die aber lediglich anhand von uneingeschränkten Ausführungsbeispielen mit den zugehörigen Zeichnungen veranschaulicht wird, welche zeigen:
1 ist ein Schaltplan der Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Blockdiagramm der Interaktion zwischen einer peripheren Einheit, in der die Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung untergebracht ist, sowie mit einer Außeneinheit.
3 ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform der Interaktion zwischen einer peripheren Einheit, in der die Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut ist, sowie mit einer Außeneinheit.
Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung
Mit Bezug auf die Figuren, und zunächst auf 1, umfasst die allgemein mit Bezugsziffer 10 bezeichnete Sicherheitsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Logiksteuerungsvorrichtungen 12, die mit der Speichereinrichtung 13 und der Managementvorrichtung 14 verbunden sind, die so ausgelegt sind, dass sie den Betrieb von mindestens einer LED-Funktion ausführen können.
Die Logiksteuerungsvorrichtungen 12 sind mit einem Energiebuffer 15 verbunden, der so ausgelegt ist, um mindestens eine LED-Funktion 16 betreiben zu können, die eine Anzeige des Betriebsstatus der peripheren Einheit vorsieht, in der die Sicherheitsvorrichtung untergebracht ist. Die periphere Einheit kann auch zum Beispiel ein Sensor oder ein Bedienelement sein.
Ein elektrischer Widerstand 17 ist zwischen dem Ausgang des Energiebuffers 15 und der LED-Funktion 16 angeordnet und ermöglicht die Reduzierung des Stroms am Ausgang aus dem Energiebuffer 15 für die Stromzufuhr an die LED-Funktion 16.
Die Besonderheit bei dieser Erfindung besteht darin, dass die LED-Funktion 16 nicht nur als Einrichtung für das Signalisieren des Betriebsstatus der peripheren Einheit verwendet wird, sondern auch für den umgekehrten Fall, wie nachstehend im Einzelnen beschrieben wird.
Die LED-Funktion 16 ist eigentlich in der Regel eine Einrichtung, die zum Umwandeln von elektrischer Energie in Lichtenergie ausgelegt ist, die einen photoelektrischen Effekt aufweist, um in so einem Fall eine Anzeige des Betriebsstatus der peripheren Einheit zur Verfügung zu stellen.
Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung funktioniert die LED-Funktion auch als ein photoelektronischer Wandler, das heißt, sie führt auch eine gegenläufige Umwandlung von Lichtenergie in Elektroenergie aus.
Es ist an und für sich bekannt, dass ein p-n-Übergang, wenn er mit Strom durchkreuzt wird, Photonen emittieren kann, deren Energie mit einer Art Aufpräparieren des Übergangs verknüpft ist. Wenn gleichermaßen ein p-n-Übergang von den Photonen mit der entsprechenden Energie illuminiert wird, werden Loch-Elektron-Paare produziert, die durch das Strömen durch den Übergang Strom generieren, der sich zur Intensität des einfallenden Lichtes proportional verhält.
Natürlich ist die Leistung der Quantenkonversion, das heißt die Strommenge, die im Verhältnis zu der vorhandenen, einfallenden Lichtenergie generiert werden kann, für eine LED-Funktion sehr gering, da die LED-Funktion eine optoelektronische Einrichtung ist, die für die gegenläufige Umwandlung, das heißt von Elektroenergie in Lichtenergie, ausgelegt und optimiert ist.
Jedoch der Photoelektronenstrom, der von der LED-Funktion erhalten wird, falls sie von einer Lichtquelle angemessen beleuchtet ist, die auf der gleichen Wellenlänge wie die LED-Funktion liegt, kann ein Signal bereitstellen, dessen Amplitude ausreicht, damit das Weiterverarbeiten mit einem Verstärkerkomparatorblock zugelassen wird.
Auf diese Weise wird ein zusätzlicher Semiduplex-Kommunikationskanal verfügbar, der zu der herkömmlichen Zweidrahtleitung hinzukommt, und der die periphere Einheit mit einer Steuereinheit verbindet, wobei eine Kommunikation mit der Steuereinheit ermöglicht wird.
In der Ausführung umfasst die Sicherheitsvorrichtung 10 gemäß der Erfindung deshalb einen zusätzlichen, elektrischen Widerstand 18, der mit der LED-Funktion 16 parallel geschaltet ist, um so den generierten Strom in Spannung umzuwandeln, wenn die LED-Funktion 16 als Empfänger reagiert. Die Anzahl der Widerstände 18 entspricht selbstverständlich der Anzahl der LED-Funktionen 16, die am Ausgang zu der peripheren Einheit bereitgestellt wird, in welcher die Sicherheitsvorrichtung 10 untergebracht ist.
Ferner sind Schaltmittel 19 vorgesehen, um das durch die LED-Funktion 16 erzeugte Spannungssignal zu schalten, wenn sie mit den Komparatoreinrichtungen 20 erhellt wird, die so ausgelegt sind, um das Spannungssignal mit einer Vergleichsspannung 21 zu vergleichen, um so ein Signal 22 zu generieren, das die Differenz zwischen der von der LED-Funktion 16 erfassten Spannung und der Referenzspannung 21 repräsentiert, die von den Logiksteuerungsvorrichtungen 12 gesendet wird. Der Verstärkerkomparator 20 ermöglicht ferner, dass das Spannungsdifferenzsignal verstärkt wird.
Die Schaltmittel 19 stehen demzufolge in einem betriebsbereiten Arbeitskontakt, wenn die LED-Funktion 16 als eine optoelektronische Einrichtung für das Anzeigen des Betriebsstatus der peripheren Einheit funktioniert, das heißt, wenn sie eine externe Anzeige über den Betrieb der peripheren Einheit bereitstellt.
Umgekehrt, wenn die LED-Funktion 16 als ein empfangendes Element reagiert, werden die Schaltmittel 19 in den Ruhezustand] geschlossen, wobei der Pfad aktiviert wird, der die LED-Funktion 16 mit dem Verstärkerkomparator 20 verbindet, und wobei der Energiebuffer 15 in einen hochohmigen Zustand versetzt wird. Dabei wird im Wesentlichen ein zweiter Kommunikationskanal – dieses Mal ein optischer – längsseits des normalen Zweidraht- oder Funkkommunikationskanals hergestellt, der die periphere Einheit mit der Steuereinheit verbindet (der nicht in den Figuren dargestellt ist).
2 ist eine schematische Darstellung einer peripheren Einheit 30, in welcher die Sicherheitsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung im Innenbereich untergebracht ist. Die Bezugsziffer 16 bezeichnet in diesem Fall wiederum die LED-Funktion für die externe Anzeige des Betriebsstatus der peripheren Einheit.
Um die LED-Funktion 16 von der Außenseite zu beleuchten, und um sie somit als empfangendes Element aktivieren zu können, sieht eine erste Ausführungsform eine Außeneinheit 31 vor, die entsprechend mit einer optischen Eingangs- und Ausgangsvorrichtung ausgestattet ist.
Bei der in 2 dargestellten, ersten Ausführungsform umfasst die Eingangs- und Ausgangsvorrichtung mindestens eine ultrahelle Leuchtdiode 32, die seitlich zu einer Photodiode oder einem Phototransistor 33 angeordnet ist, so dass die Leuchtdiode 32 die LED-Funktion 16 der peripheren Einheit 30 beleuchten kann, um diese Funktion als ein empfangendes Element zu aktivieren. Gleichzeitig lässt die Photodiode 33 der Außeneinheit 31 zu, dass Lichtinformationen von der LED-Funktion 16 der peripheren Einheit 30 empfangen werden können.
Die Außeneinheit 31 ist mit der peripheren Einheit 30 entsprechend mechanisch so gekoppelt, dass die optische Eingangs- und Ausgangsvorrichtung 32, 33 in kurzer Entfernung zur LED-Funktion 16 gehalten wird.
Bei einer zweiten Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, ist die periphere Einheit 30 wiederum mit der Außeneinheit 31 mit einer Schnittstelle gekoppelt, aber in diesem Fall wird die optische Eingangs- und Ausgangsvorrichtung von mindestens einem optischen Lichtwellenleiter 34 ausgebildet.
Die zuletzt genannte Lösung ermöglicht es dem Operator, Daten aus den peripheren Einheiten zu programmieren, zu testen und zu erhalten, selbst wenn sie an schwierigen und ungünstigen Standorten lokalisiert sind, ohne dass dabei die periphere Einheit von deren Träger entfernt werden muss.
Bei dieser Ausführung wurde beachtet, dass die Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung erlaubt, einen zusätzlichen, bidirektionalen Kommunikationskanal zu erhalten, der längsseits des normalen Kommunikationskanals hinzugefügt wird, der zwischen einer peripheren Einheit und einer Steuereinheit angeordnet ist, die den Betrieb der peripheren Einheit steuern soll.
Darüber hinaus ermöglicht der so hergestellte „optische" Kanal, dass der Operator direkt auf die peripheren Einheiten der Betriebsumgebung einwirken kann, das heißt, auf den Installierungsstandort, mit den daraus sich ergebenden Vorteilen in Bezug auf den Betrieb und die Instandhaltung.
Außerdem kann die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung bei einem herkömmlichen Typ einer Steuereinheit mit einer minimalen Erhöhung in deren Abmessungen integriert werden.
Die so konzipierte Vorrichtung lässt zahlreiche Modifikationen und Variationen zu, die alle dem Schutzumfang des Erfindungsgedanken unterliegen, wobei ferner sämtliche Ausführungsdetails mit anderen technischen Äquivalenzelementen ersetzt werden können.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung können die eingesetzten Materialien sowie die Abmessungen gemäß den Anforderungen und dem Stand der Technik von einer jeden beliebigen Art sein, solange sie mit der spezifischen Anwendung kompatibel bleiben.

Claims

Sicherheitsvorrichtung mit bidirektionaler Kommunikationsmöglichkeit, welche Logiksteuerungen umfasst, die so ausgelegt sind, um mindestens eine LED-Funktion für das Anzeigen des Betriebsstatus einer peripheren Einheit zu steuern, in welcher die Sicherheitsvorrichtung untergebracht ist; dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen elektrischen Widerstand aufweist, der mit der mindestens einen LED-Funktion für das Umwandeln in eine Lichtspannungsenergie in Reihe geschaltet ist, die von der mindestens einen LED-Funktion erhalten wird, wobei die LED-Funktion mit Vorrichtungen für das Auswerten der dadurch generierten Spannung verbunden ist, und wobei diese Vorrichtungen wiederum mit Logiksteuerungen verbunden sind, wobei die generierte Spannung die Antwort der Sicherungsvorrichtung auf ein Signal hin anzeigt, das von einer Außeneinheit gesendet worden ist.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung für das Auswerten der Spannung, die von mindestens einer LED-Funktion generiert worden ist, Verstärker- und Komparatoreinrichtungen aufweist, die so ausgelegt sind, um die von der LED-Funktion generierte Spannung mit der von den Logiksteuerungsvorrichtungen generierten Referenzspannung zu vergleichen, um dabei ein Spannungsdifferenzsignal zu erhalten, das zum Senden an die Logiksteuerungsvorrichtungen ausgelegt wird.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärker- und Komparatoreinrichtungen mit mindestens einer LED-Funktion aufgrund von Schaltmittel verbunden sind.
Sicherheitsvorrichtung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Logiksteuerungsvorrichtungen mindestens eine LED-Funktion mittels eines Energiebuffers angetrieben wird.
Sicherheitsvorrichtung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrischer Widerstand zwischen dem Energiebuffer und der mindestens einen LED-Funktion angeordnet ist, und der mit der zumindest einen LED-Funktion in Reihe geschaltet ist.
Sicherheitsvorrichtung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Außeneinheit umfasst, welche so ausgelegt ist, dass diese mit der peripheren Einheit mit einer elektronischen Anpassschaltung gekoppelt ist, in welcher die Sicherheitsvorrichtung untergebracht ist, wobei die Außeneinheit mit einer optischen Eingangs- und Ausgangsvorrichtung ausgestattet ist, die so ausgelegt ist, um mit mindestens einer LED-Funktion kommunizieren zu können.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Eingangs- und Ausgangsvorrichtung der Außeneinheit mindestens eine ultrahelle Leuchtdiode und mindestens eine Photodiode oder einen Phototransistor aufweist.
Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Eingangs- und Ausgangsvorrichtung der Außeneinheit mindestens einen optischen Lichtwellenleiter aufweist.
Sicherheitsvorrichtung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Logiksteuerungsvorrichtungen mit einer Speichereinrichtung und mit Mittel für das Handhaben von mindestens einer LED-Funktion verbunden sind.
Außeneinheit für das Übertragen eines optischen Signals an eine LED-Funktion von einer peripheren Einheit, in der die Sicherheitsvorrichtung gemäß einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Außeneinheit eine optische Eingangs- und Ausgangsvorrichtung umfasst, die so ausgelegt ist, um mit mindestens einer LED-Funktion der peripheren Einheit bidirektional kommunizieren zu können.
Außeneinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Eingangs- und Ausgangsvorrichtung mindestens eine ultrahelle Leuchtdiode und mindestens eine Photodiode oder einen Phototransistor aufweist.
Außeneinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Eingangs- und Ausgangsvorrichtung mindestens einen optischen Lichtwellenleiter aufweist.
Außeneinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit der peripheren Einheit über eine elektronische Anpassschaltung mechanisch gekoppelt ist, um so die optische Eingangs- und Ausgangsvorrichtung in einer Position halten zu können, in der sie der mindestens einen LED-Funktion der peripheren Einheit gegenüberliegt.
Verfahren für das Bereitstellen eines optischen Kommunikationskanals zwischen einer Sicherheitsvorrichtung aus einer peripheren Einheit und einer äußeren Steuereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: Benutzen von mindestens einer LED-Funktion der Sicherheitsvorrichtung aus der peripheren Einheit zum Empfang eines optischen Signals, das von der Außeneinheit gesendet worden ist, wobei die LED-Funktion den Betriebsstatus der peripheren Einheit anzeigt; Umwandeln des optischen Signals in ein Spannungssignal, das von mindestens einer LED-Funktion empfangen worden ist, wobei ein elektrischer Widerstand verwendet wird, der mit mindestens einer LED-Funktion in Reihe geschaltet ist; Auswerten des Spannungssignals mittels Auswertevorrichtungen, die mit den Logiksteuerungsvorrichtungen verbunden sind, die so ausgelegt sind, um mindestens eine LED-Funktion steuern zu können, wobei das Verfahren in der Umgebung ausgeführt wird, in der die periphere Einheit installiert ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Auswertens des Spannungssignals das Verstärken und den Vergleich des Spannungssignals mit einer Referenzspannung aufweist, die von den Logiksteuerungsvorrichtungen gesendet worden ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt des Verbindens von mindestens einer LED-Funktion mit Vorrichtungen für das Auswerten des Spannungssignals über Schaltmittel umfasst.