DE69917775T2

DE69917775T2 - System und verfahren zur detektion eines antennenausfalls

Info

Publication number: DE69917775T2
Application number: DE69917775T
Authority: DE
Inventors: E. Robert BRUNIUS; R. John CHARAIS
Original assignee: Interactive Technologies Inc
Current assignee: Carrier Fire and Security Americas Corp
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2019-06-03
Also published as: AU4228599A; CA2333763A1; DE69917775D1; WO1999063687A1; EP1082827B1; ES2222710T3; US6114955A; EP1082827A1; CA2333763C

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein drahtloses Sicherheitssystem mit Antennen-Ausfall-Detektion.
HINTERGRUNDINFORMATION
Drahtlose Sicherheitssysteme weisen eine oder mehrere an ferngelegenen Positionen im gesamten Gelände angeordnete Sensor-Sender-Einheiten auf, die mit einem System-Controller kommunizieren. Die Sensoren überwachen verschiedene Zustände, die auf eine Bedrohung der Sicherheit hinweisen können, z.B. Feuer, Rauch, Brechen von Glas, Bewegung, gewaltsames Eindringen, oder andere Zustände. Die Sender übermitteln an den System-Controller Betriebssignale, die Information über einen Status oder Zustände angegeben, der bzw. die am Sensor-Sender gegeben sind. Wenn beispielsweise ein Sensor einen sicherheitsrelevanten Zustand detektiert, gibt sein entsprechender Sender ein Alarmsignal an den System-Controller aus.
Der System-Controller ist typischerweise an einer Schaltungsplatine angeordnet und von einer Metall-Box oder einem Metallgehäuse umschlossen. Diese physische Ausgestaltung und Anordnung des Systems wird oft als Steuerkonsole bezeichnet. Die Steuerplatte wird üblicherweise an einer relativ weit im Inneren gelegenen Stelle der Räumlichkeiten wie z.B. dem Untergeschoss oder einem Einbauschrank platziert.
Der System-Controller interpretiert die durch die Sensor-Sender-Einheiten gesendeten Betriebssignale einschließlich von Alarmsignalen. Beispielsweise kann der System-Controller auf ein Alarmsignal hin über eine Telekommunikationsverbindung wie z.B. ein Fernsprech-Ortsnetz eine Alarmhinweis- Meldung an eine zentrale Station senden, wodurch die Polizei, die Feuerwehr oder eine andere zuständige Einrichtung benachrichtigt wird.
Bei einem weiteren Typ eines von den Sendern des drahtlosen Sicherheitssystems übertragenen Betriebssignals handelt es sich um ein Überwachungssignal, das dem System-Controller mitteilt, dass die Sensor-Sender-Einheiten weiterhin betriebsfähig ist. Auf das Überwachungssignal hin kann der System-Controller das Sicherheitssystem benachrichtigen, falls und wenn der eine Sensor-Sender-Einheit nicht funktioniert, so dass der Benutzer Korrekturmaßnahmen vornehmen kann, um eine zukünftige undetektierte Unterbrechung der Sicherheit zu verhindern.
Der System-Controller weist eine oder mehrere Antennen für den Empfang der Betriebssignale auf, die ihm von den Sendern gesendet werden. Die Antennen sind unabdingbar für den korrekten Betrieb des Sicherheitssystems. Falls ein Sender eine Meldung sendet, die einen Alarm oder eine andere Zustandsveränderung anzeigt, muss die Meldung durch den System-Controller empfangen werden. Für diesen Empfang ist eine Antenne erforderlich. Die Antenne konvertiert das vom Sender gesendete Betriebssignal von einer durch die Atmosphäre laufenden elektromagnetischen Welle in eine elektromagnetische Welle, die seitens eines Empfängers erkennbar ist.
Manchmal ist für den System-Controller eine einzige Antenne ausreichend, um ein Signal von einem Sender korrekt zu empfangen. Manchmal jedoch kann ein Signal an einem bestimmten Punkt im Raum nicht empfangen werden, da es an diesem Punkt unwirksam gemacht oder gelöscht wird, z.B. durch ein weiteres Signal oder durch die Auswirkungen einer Mehrfachweg-Verzerrung aufgrund von Signalstreuung im örtlichen Gelände. Die Wahrscheinlichkeit eines korrekten Signalempfangs durch den System-Controller kann verbessert werden, indem zwei oder mehr Antennen verwendet werden, die derart in gegenseitigem Abstand angeordnet sind, dass mehrere Punkte eines möglichen Empfangs oder eine räumliche Diversität erzeugt werden. Bei einem derartigen Empfängersystem mit räumlicher Diversität kann, falls ein Signal an der Stelle einer bestimmten Antenne gelöscht wird, dieses Signal durch eine andere Antenne, die an einem anderen Ort angeordnet ist, empfangen werden.
Zu den Patenten, die sich mit drahtloser Kommunikation und/oder Antennen befassen, zählen die folgenden. US-A-4,603,325 befasst sich mit dem Positionieren von Antennen und dem Auswerten ihrer Positionierung. DE-A-4334216 beschreibt ein Verfahren zum Überwachen von Funk-Mitteilungen, die mittels einer Sende-Antenne und einer Empfangs-Antenne, die an einer stationären Basis-Station angeordnet ist, an entfernt gelegene mobile Einheiten gesendet werden. GB-A-2 314 485 beschreibt das Testen von Funkgeräten auf Interferenz. US-A-3,618,083 beschreibt eine Bewegungs-Alarmvorrichtung, die auf ein Dopplerfrequenzsignal reagiert.
ÜBERBLICK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein drahtloses Sicherheitssystem und ein Verfahren zum Detektieren von Antennen-Versagen bei einem derartigen System gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 6. Spezielle Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem System und dem Verfahren gemäß der Erfindung wird ein für Raum-Diversität ausgelegtes Empfängersystem mit mehreren Antennen verwendet, um ein Versagen einer oder mehrerer der Antennen zu detektieren, wobei mindestens zwei der Antennen zum Senden von Signalen vorgesehen sind. Die Vermeidung eines Antennen-Versagens ist von signifikanter Wichtigkeit. Eine Antenne kann aus verschiedenen Gründen versagen. Beispielsweise kann ein Eindringling auf dem Gelände einen Versuch unternehmen, das Sicherheitssystem zu deaktivieren, um eine Erkennung zu verhindern. Eine Art der Deaktivierung des Systems kann darin bestehen, den System-Controller unwirksam zu machen. Der System-Controller ist oft an einer unzugänglich gelegenen Stelle auf dem Gelände platziert und kann in einem Kasten oder Gehäuse untergebracht sein, der bzw. das ein Maß an Schutz vor den Versuchen eines Eindringlings bietet, die System-Controller-Schaltung zu deaktivieren oder zu zerstören. Falls jedoch der Eindringling die Antenne oder die Antennen des System-Controllers deaktiviert, kann möglicherweise die Fähigkeit des System-Controllers, Sicherheits-Meldungen von dem entfernten Sender zu empfangen, zunichte gemacht werden, selbst falls die interne Schaltung des System-Controllers intakt belassen wird. Zu den weiteren möglichen Gründen von Antennen-Versagen zählen zufälliges unbefugtes Hantieren mit der Antenne, Herstellungsfehler, Umwelteinflüsse und zahllose weitere Faktoren. Unabhängig von der Ursache des Antennen-Versagens besteht die Notwendigkeit, das Versagen einer Antenne unmittelbar festzustellen und den Benutzer des Sicherheitssystems über das Versagen in Kenntnis zu setzen.
Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen und der folgenden Beschreibung aufgeführt. Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung sind aus der Beschreibung und den Zeichnungen und aus den Ansprüchen ersichtlich.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Blockschaltbild eines drahtlosen Sicherheitssystems;
2 zeigt ein Schaubild einer Steuerkonsole und eines entsprechenden Interface;
3 zeigt ein Blockschaltbild eines Detektionssystems für Antennen-Versagen;
4 zeigt ein detaillierteres Blockschaltbild des Detektionssystems für Antennen-Versagen gemäß 3; und
5 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des Systems und der Vorrichtung zur Detektion von Antennen-Versagen.
In den verschiedenen Zeichnungen sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszahlen und -zeichen gekennzeichnet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 zeigt ein Blockschaltbild eines drahtlosen Sicherheitssystems 10. Das drahtlose Sicherheitssystem 10 weist einen System-Controller 12 auf, der Meldungen von mehreren Sendern 14, 16 empfängt, von denen jeder mindestens einen zugehörigen Sensor 18, 20 aufweist. Es kann jede Anzahl von Sendern und zugehörigen Sensoren verwendet werden, und die verwendete Anzahl kann je nach dem Anwendungsfall des drahtlosen Sicherheitssystems 10 variieren. Beispielsweise können in einer Wohnung oder in einem Haus fünf bis zwanzig Sensoren 18, 20 und Sender 14, 16 verwendet werden, während bei einer Anwendung in der industriellen Fertigung oder in einem Lagerhaus Hunderte von Sensoren 18, 20 und Sendern 14, 16 verwendet werden können. Die Sensoren 18, 20 können als beliebige Sensoren aus einer breiten Vielfalt von Sensoren realisiert werden, einschließlich Bewegungsdetektoren, Tür-/Fenster-Kontakten, Rauchmeldern und Geräuschdetektoren.
Die Sender 14, 16 und die zugeordneten Sensoren 18, 20 sind auf dem Gelände an vom System-Controller entfernten Stellen an verschiedenen gewählten Sicherheitspunkten positioniert. Der mit dem Sensor 18 verbundene Sender 14 erzeugt Betriebssignale, die Information in Bezug zu dem zugeordneten Sensor 18 enthält, einschließlich der Information, ob der zugeordnete Sensor 18 einen Alarm-Zustand detektiert hat. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei diesen Betriebssignalen um kodierte Funkfrequenz- (RF-) Signale. Der Sender 14 kann auch Betriebssignale erzeugen, die dem System-Controller 12 mitteilen, dass der Sender 14 und mit ihm verbundene Sensor 18 korrekt funktionieren. Diese bestimmten Betriebssignale werden oft als Überwachungssignale bezeichnet.
Der System-Controller 12 empfängt die vom Sender 14 gesendeten Meldungen und erzeugt auf der Basis des Inhalts dieser Meldungen Antwortsignale. Falls beispielsweise die Meldung einen Alarm-Zustand angibt, kann der System-Controller 12 einen optischen oder akustischen Alarm erzeugen oder über eine Telekommunikationsverbindung 24 an eine zentrale Station 22 einen sicherheitsrelevanten Zustand melden, mit dem Resultat, dass die entsprechende Einrichtung wie z.B. die örtliche Feuerwehr, die örtliche Polizei oder eine private Sicherheitsüberwachungsagentur eine Benachrichtigung erhalten. Die Telekommunikationsverbindung 24 kann eine gewöhnliche Festnetz-Telefonleitung oder eine Handy-Kommunikationsverbindung oder ein anderer Telekommunikationsweg sein.
Somit ist ersichtlich, dass der System-Controller 12 eine wesentliche Rolle beim Betrieb des drahtlosen Sicherheitssystems 10 spielt. Es ist unabdingbar, dass die vom Sender 14 übertragenen Signale auf der Seite des System-Controllers 12 korrekt empfangen werden, falls Alarm-Zustände, die eine Unterbrechung oder Gefährdung der Sicherheit angeben, entdeckt werden sollen.
2 zeigt ein Schaubild der Steuerkonsole 26 und des entsprechenden Interface 28. Die Steuerkonsole 26 weist einen System-Controller 12 auf, der an einer Schaltungsplatine angeordnet und von einer Hülle oder einem Gehäuse umschlossen ist, wobei es sich um eine typische industrielle Konfiguration handelt. Die Steuerkonsole 26 kann auch ein entsprechendes Interface 28 aufweisen, das dem Benutzer des des drahtlosen Sicherheitssystems 10 die Möglichkeit gibt, das drahtlose Sicherheitssystem 10 ganz oder teilweise über die Steuerkonsole 26 zu aktivieren oder zu deaktivieren. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist das Interface 28 ein eine Touchpad-Eingabeeinheit mit digitaler Anzeige. Bei der vorliegenden Erfindung können auch andere Interfaces verwendet werden.
Typischerweise ist ein Code erforderlich, um das drahtlose Sicherheitssystem 10 zu aktivieren oder zu deaktivieren, und ein Befehl zum Aktivieren des Systems wird typischerweise erst nach dem Verstreichen einer Verzögerungsperiode wirksam. Beispielsweise kann der Benutzer vor dem Verlassen des Geländes den korrekten Code über das Touchpad des Interface 28 eingeben, um das Sicherheitssystem 10 zu aktivieren, und die vorbestimmte Verzögerungsperiode des Systems ist dann ausreichend, um dem Benutzer zu ermöglichen, das Gelände zu verlassen, bevor das System aktiviert ist. Wenn der Benutzer später zurückkehrt und das Gelände wieder betritt, kann möglicherweise einer der Sensoren 18, 20 einen Alarm-Zustand detektieren. Der zugeordnete Sender 18, 20 sendet somit ein Alarm-Signal an den System-Controller 12. Der System-Controller 12 veranlasst jedoch eine Verzögerung um eine vorbestimmte Periode, bevor er die zentrale Station 22 über den Alarm benachrichtigt. Diese Verzögerungsperiode sollte ausreichend sein, um dem Benutzer zu ermöglichen, das Gelände zu betreten, sich zu dem Steuerkonsolen-Interface 28 zu begeben und den korrekten Code einzugeben, um den entsprechenden Teil des Systems zu deaktivieren, bevor der System-Controller 12 ein Alarmsignal an die zentrale Station 22 sendet.
Es ist könnte auch möglich sein, dass ein Eindringling den System-Controller 12 deaktiviert, bevor der System-Controller 12 einen Alarm an die zentrale Station 22 ausgeben kann. Als Alternative zum Eingeben des korrekten Codes an dem Interface 28 könnte der Eindringling versuchen, die Steuerkonsole 26 derart zu manipulieren, dass deren Fähigkeit zum Empfang von Alarm-Meldungen von den Sendern 14, 16 her beseitigt wird. Eine Möglichkeit zum Verhindern des Empfangs besteht im Manipulieren oder Beschädigen der Antennen 30 und 32. Die vorliegende Erfindung bietet Schutz vor einer derartigen Manipulation oder Beschädigung.
3 zeigt ein Blockschaltbild eines Detektionssystems für Antennen-Ausfall, wobei die Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche definiert ist und weitere Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen definiert sind. Eine Funktion des System-Controllers 12 besteht darin, Betriebssignale von den mehreren Sendern 14, 16 und den zugeordneten Sensoren 18, 20 zu empfangen und zu verarbeiten. Deshalb weist der System-Controller 12 einen Empfänger 34 auf, der über die Antenne 30 Signale empfängt. Die Antenne 30 kann in Kombination mit einer oder mehreren zusätzlichen Antennen, wie z.B. der Antenne 30, in räumlich diverser Konfiguration angeordnet sein. Physisch kann die Antenne 30 auf verschiedene Arten realisiert sein, u.a. in Form eines geradlinigen äußeren Metall-Vorsprungs, eines gekrümmten Vorsprungs oder eines Drahts. Die Antenne 30 kann alternativ von einem nichtmetallischen Gehäuse umgeben sein und kann zusammen anderen Schaltungselementen des System-Controllers 12 mit auf einer Schaltungsplatine angeordnet sein, die in der Steuerkonsole 26 enthalten ist. Typischerweise handelt es sich bei der Antenne 30 um eine als externer Vorsprung ausgebildete mehrdirektionale Antenne. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die Signale auch über die Antenne 32 empfangen werden, so dass ein räumlich diverses System zum Empfangen von Signalen gebildet wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Antennen 30 und 32 höchstens um zwei Feet voneinander beabstandet, und gemäß einer wiederum weiteren Ausführungsform sind die Antenne 30 und 32 beide an einer einzigen Steuerkonsole angeordnet. Alternativ kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Antenne 30 an einer von der Steuerkonsole 26 entfernten Stelle angeordnet sein.
Der Empfänger 34 empfängt über die Antenne 30 ein Signal, das von dem Sender 14, der dem Sensor 18 zugeordnet ist, gesendet wird, und der Empfänger 34 gibt das Signal oder ein diesem proportionales Signal an eine Steuerschaltung 36 aus. Die Steuerschaltung 36 interpretiert das Signal, wobei sie feststellt, von welchem Sensor 18, 20 das Signal ausgesandt wurde und ob das Signal einen Alarm-Zustand oder einen Überwachungs-Status anzeigt oder eine andere Information enthält. Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung müssen an den mit den Sensoren 18, 20 verbundenen Sendern 14, 16 mehrere Alarmsignale oder ein Alarmsignal mit einer Mindestdauer empfangen werden, damit der System-Controller 12 eine Alarm-Meldung erzeugt und die zentrale Station 22 benachrichtigt. Die Steuerschaltung 36 stellt fest, ob eine hinreichende Anzahl von Alarm-Meldungen empfangen worden ist oder eine hinreichende Zeitdauer verstrichen ist, um die zentrale Station 22 von der Existenz eines Alarm-Zustands in Kenntnis zu setzen. Die Steuerschaltung 36 instruiert den System-Controller 12 dazu, die zentrale Station 22 über einen Alarm-Zustand zu benachrichtigen, falls dies erforderlich ist. Gemäß einer Ausführungsform werden die Funktionen des Feststellens, ob eine Alarm-Meldung erzeugt werden soll und der zentralen Station diese Alarm-Meldung mitgeteilt werden soll, von einem softwareprogrammierten Mikroprozessor durchgeführt. Alternativ können diese Prüf- und Mitteilungs-Funktionen von einer diskreten Logik-Schaltung oder von anderen Vorrichtungen durchgeführt werden.
Da die Antenne 30 und bei einigen Ausführungsformen die Antenne 32 unabdingbar für den korrekten Empfang der von dem Sender 14 und dem zugeordneten Sensor 18 ausgesandten Signale ist, besteht eine Möglichkeit des Unwirksammachens des drahtlosen Sicherheitssystems 10 darin, die Antennen 30 und/oder 32 des System-Controllers 12 zu zerstören oder zu manipulieren. Eine derartige Zerstörung oder Manipulierung, die beabsichtigt oder unbeabsichtigt erfolgen kann, ist deshalb möglich, weil die Antennen im Gegensatz zu den anderen Teilen des System-Controllers 12 typischerweise außerhalb der Steuerkonsole angeordnet sind und somit ohne Schutz exponiert sind. Das System gemäß 3 bietet Schutz vor Zerstörung oder Manipulation der Antennen 30 und 32, indem die Antennen 30 und 32 auf Manipulation überprüft werden und die Steuerschaltung 36 periodisch oder zu beliebigen Zeitpunkten über den Status der Antennen 30 und 32 benachrichtigt werden.
Der System-Controller 12 weist ferner einen Sender 38 zum Senden von Testsignalen über die Antenne 32 auf. Die Sendevorgänge des Senders 38 werden von der Steuerschaltung 36 gesteuert. Wenn die Steuerschaltung 36 den Sender 38 anweist, ein Testsignal über die Antenne 32 zu senden, wartet die Steuerschaltung 36 darauf, das der Empfänger 34 das Testsignal über die Antenne 30 empfängt und das Testsignal oder ein diesem direkt proportionales Signal an die Steuerschaltung 36 weiterleitet. Die Steuerschaltung 36 vergleicht dann einen gewählten Parameter des an sie weitergeleiteten Signals mit einem Schwellwert-Parameter, der auf dem Testsignal basiert, das gesendet wurde. Der Parameter kann ein Wert, der z.B. auf der Signalleistung oder der Signalspannung basiert, oder eine andere messbare Eigenschaft des Signals sein. Falls der Parameter des empfangenen Signals innerhalb eines bestimmten vorbestimmten Bereichs des Schwellwerts liegt, dann hat die Steuerschaltung 36 verifiziert, dass die Antenne 30 und die Antenne 32 korrekt funktionieren. Falls der Parameter des empfangenen Signals außerhalb des erforderlichen Bereichs liegt, z.B. unterhalb einer Minimum-Spannung, oder falls während einer vorbestimmten Zeitdauer überhaupt kein Signal empfangen wird, weist dies auf einen Ausfall der Antenne 30 und/oder der Antenne 32 hin. Typischerweise wird bei der Festlegung des Schwellwerts eine Fehler-Marge gewählt. Diese Marge kann implementiert werden, indem entweder der Schwellwert selbst als ein Bereich statt als ein bestimmter Wert festgelegt wird oder während des Vergleichs des Signal-Parameters mit dem Schwellwert ein Abweichungsbereich berücksichtigt wird.
Ein Antennen-Ausfall kann der zentralen Station 22 mitgeteilt werden. Gemäß einer Ausführungsform sendet der System-Controller 12 nach einer vorbestimmten Anzahl von Antennen-Ausfällen an die zentrale Station 22 eine Meldung, die eine Antennen-Manipulation anzeigt. Gemäß einer Ausführungsform sendet der System-Controller 12 eine eine Antennen-Manipulation anzeigende Meldung an die zentrale Station 22, wenn der durchschnittliche oder mittlere Wert des gemessenen Parameters der empfangenen Signale außerhalb des zulässigen Schwellwert-Bereichs liegt. Abgesehen von einer Mittelung können verschiedene weitere Rechenoperationen an dem gemessenen Parameter der empfangenen Signale vorgenommen werden, bevor festgestellt wird, ob eine Meldung, die eine Antennen-Mani pulation angibt, gesendet werden soll. Gemäß einer Ausführungsform beispielsweise werden mehr als drei Testsignale gesendet, und bei der Bestimmung, ob eine Meldung zur Angabe einer Antennen-Manipulation gesendet werden soll, werden die höchsten und niedrigsten gemessenen Parameter ausgesondert oder ignoriert.
Die Empfänger können ferner über die Antenne 30 von den entfernt angeordneten Sendern 14, 16 Betriebssignale empfangen, die den Status der entfernt angeordneten Sender 14, 16 und der zugeordneten Sensoren 18, 20 angeben. Gemäß der Erfindung ist die Antenne 32 ferner zum Empfang von Betriebssignalen von entfernt angeordneten Sendern 14, 16 konfiguriert, welche mit dem Empfänger 34 oder einem anderen Empfänger betriebsmäßig verbunden sind. Der System-Controller 12 kann derart konfiguriert sein, dass er ein Senden von Testsignalen, das gleichzeitig mit dem Empfang von Betriebssignalen von entfernt angeordneten Sendern 14, 16 erfolgt, verhindert. Zudem kann der System-Controller 12 derart konfiguriert sein, dass er bei Empfang eines Betriebssignals über die Antenne 30 und/oder die Antenne 32 das Senden eines Testsignals abbricht. Gemäß einer wiederum weiteren Ausführungsform können die Antennen 30 und/oder 32 konfiguriert sein zum Senden von Signalen an entfernt angeordnete Empfänger, die mit den Sendern 14, 16 verbunden sind. Diese Sender-Empfänger oder "Transceiver" können somit Information wie z.B. Steuer- oder Status-Information von der Steuerschaltung 36 empfangen.
4 zeigt ein detaillierteres Blockschaltbild des Antennen-Ausfall-Detektionssystems gemäß 3. Gemäß 4 können Signale über die Antenne 30 durch den System-Controller 12 empfangen werden, mittels des Frontend-Verstärkers 40 verstärkt werden und mittels des Filters 42 gefiltert werden, um Rauschen aus dem Signal zu entfernen. Das Ausgangssignal des Filters 42 ist ein Signal, das dem über die Antenne 30 empfangenen Signal direkt proportional ist, und wird über die Steuerschaltung 36 weitergeleitet.
Die Steuerschaltung 36 kann eine Mischvorrichtung 44, einen Detektor 46 und einen Mikroprozessor 48 enthalten. Die Mischvorrichtung 44 demoduliert und reduziert die Frequenz der durch den Empfänger 34 empfangenen Signale. Gemäß einer Ausführungsform demoduliert die Mischvorrichtung 44 das Signal und reduziert die Frequenz von der Größenordung von 433 MHz auf die Größenordnung von 15 MHz. Das Ausgangssignal der Mischvorrichtung 44, das typischerweise ein Analog-Signal ist, wird dem Detektor 46 übermittelt. Der Detektor 46, der von dem Mikroprozessor 48 gesteuert wird, vergleicht den Parameter des Analog-Signals mit dem vom Mikroprozessor 48 angegebenen Schwellwert-Parameter und erzeugt ein digitales Ausgangssignal an den Mikroprozessor 48, welches das Ergebnis des Vergleichs angibt, d.h. ob das über die Antenne 30 empfangene Signal größer oder kleiner als der vorbestimmte Schwellwert-Parameter war. Gemäß einer Ausführungsform ist der Detektor 46 physisch von dem Mikroprozessor 48 getrennt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der Detektor 46 physisch in den Mikroprozessor 48 integriert.
Der Mikroprozessor 48 steuert das Senden von Testsignalen über die Antenne 32 durch Instruieren des Oszillators 52 und des Verstärkers 54. Der Mikroprozessor 48 steuert die Oszillationsrate des Oszillators 52 und schaltet den Verstärker 54 ein und aus, um das Senden eines Testsignals über die Antenne 32 durchzuführen. Gemäß einer Ausführungsform schaltet der Mikroprozessor 48 jeweils 500 Mikrosekunden lang alternierend ein und aus. Der Mikroprozessor 48 steuert ferner den Front-end-Verstärker 56 dahingehend, dass ein Empfang von Signalen über die Antenne 32 zu der Zeit verhindert wird, zu der Signale über die Antenne 32 gesendet werden. Zu diesem Zweck kann der Signal-Invertierer 58 verwendet werden. Gemäß der in 4 gezeigten Ausführungsform werden die Antennen 30 und 32 beide zum Empfang von Betriebssignalen verwendet, die von einem mit einem Sensor 18, 20 verbundenen Sender 14, 16 gesendet werden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann der Front-end-Verstärker 5b permanent ausgeschaltet oder aus der Schaltung entfernt werden, so dass keine Signale über die Antenne 32 empfangen werden können. Gemäß einer wiederum alternativen Ausführungsform kann die Antenne konfiguriert sein zum Senden von Signalen, welche Information an die Sensor-Sender-Einheiten übermitteln.
Der Mikroprozessor 48 steuert das Senden des Testsignals und bestimmt den Schwellwert. Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellwert ab Werk vor der Installierung der Steuerkonsole 26 voreingestellt, und zwar basierend auf Testsignalen, die über die Antenne 32 gesendet und über die Antenne 30 empfangen werden. Der voreingestellte Schwellwert kann auch auf einem voreingestellten Nennwert basieren, ohne dass Testsignale im Werk gemessen werden. Beim Festlegen des Schwellwerts kann eine Fehler-Marge gewählt werden. Diese Marge kann direkt auf dem Schwellwert aufbauen (z.B. durch Verändern des Betrags des Schwellwerts), oder die Marge kann während des Vergleichs mit dem Testsignal berücksichtigt werden. Der Schwellwert kann auf mehrere Arten bestimmt werden, wie z.B. mittels einer diskreten Logik-Schaltung oder durch Programmieren des Mikroprozessors. Der Schwellwert kann auch zu einem Zeitpunkt aus einer beliebigen Anzahl von Zeitpunkten bestimmt werden. Gemäß einer Ausführungsform wird der Schwellwert vom Installierer während des Installierens der Steuerkonsole gesetzt, indem der an der Antenne 32 erfolgende Empfang von Testsignalen gemessen wird und der Schwellwert dementsprechend manuell eingestellt wird. Der vom Installierer gesetzte Schwellwert kann Vorrang vor jedem werkseitig gesetzten Schwellwert haben. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass der Schwellwert ungefähr in der Umgebung gesetzt wird, in der das drahtlose Sicherheitssystem arbeiten wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt der Mikroprozessor 48 während des normalen Betriebs des drahtlosen Sicherheitssystems 10 den Schwellwert automatisch auf der Basis periodischer Tests ein. Bei einer derartigen aktualisierten Einstellung werden Veränderungen der Betriebsumgebung des drahtlosen Sicherheitssystems 10 einbezogen, wie z.B. die Einführung von Interferenz- oder Reflexions-Eigenschaften in der Umgebung nahe der Steuerkonsole 26, aufgrund derer der Empfang von Testsignalen beeinträchtigt werden kann.
Der Mikroprozessor 48 wertet das Ausgangssignal des Detektors 46 aus, das angibt, ob der Parameter des empfangenen Testsignals außerhalb des Zulässigkeitsbereichs des Schwellwert-Parameters liegt, und startet einen Ausfall-Zählvorgang, falls das Ausgangssignal des Detektors anzeigt, dass der Parameter des empfangenen Testsignals außerhalb des Schwellwert-Bereiches lag. Gemäß einer Ausführungsform müssen mehrere Ausfälle eintreten, bevor der Mikroprozessor 48 eine Manipulations-Meldung erzeugt. Nachdem die erforderliche Anzahl von Ausfällen erfolgt ist, erzeugt der Mikroprozessor 48 eine Manipulations-Meldung und leitet die Manipulations-Meldung an die zentrale Station 22 weiter, so dass der zentralen Station 22 mitgeteilt wird, dass die Antenne 30 und/oder die Antenne 32 manipuliert oder unwirksam gemacht wurden.
5 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise eines Systems und eines Verfahrens zur Detektion von Antennen-Ausfall gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Zuerst prüft in Schritt 60 der Mikroprozessor das Ausgangssignal des Detektors, das angibt, ob das empfangene Testsignal größer als der Schwellwert ist. Falls die Antwort nein lautet, setzt der Mikroprozessor ein Ausfall-Flag, das einen Ausfall der Antennen angibt. Zunächst jedoch prüft jedoch der Mikroprozessor in Schritt 62, ob das Ausfall-Flag als Ergebnis eines vorherigen Vergleichs bereits gesetzt worden ist. Falls das Flag nicht gesetzt ist, was ein Nichtvorhandensein vorheriger Ausfälle angibt, setzt der Mikroprozessor in Schritt 64 das Flag, um einen ersten Ausfall anzuzeigen. Dann wird in Schritt 66 ein Ausfall-Zählvorgang gestartet. Gemäß einer Ausführungsform müssen fünf aufeinanderfolgende Ausfälle erfolgen, damit eine Manipulations-Meldung erzeugt werden kann. Dann wird in Schritt 66 der Ausfall-Zählstand auf Vier gesetzt und auf Null heruntergezählt. Falls in Schritt 62 das Ausfall-Flag bei Empfang eines nicht über dem Schwellwert liegenden Signals nicht ungesetzt war, dann wird der Ausfall-Zählstand in Schritt 68 um Eins dekrementiert.
In Schritt 70 prüft der Mikroprozessor, ob sich der Zählstand nun auf Null befindet. Falls dies nicht der Fall ist, wartet der Mikroprozessor 48 lediglich auf das nächste Testsignal. Falls das in Schritt 60 empfange nächste Testsignal größer als der Schwellwert ist, dann wird in Schritt 72 das Ausfall-Flag gelöscht, und in Schritt 66 wird beim nächsten Mal, wenn ein Ausfall eintritt, die Ausfall-Zählung neugestartet. Falls der Ausfall-Zählstand in Schritt 70 Null erreicht, was auf fünf aufeinanderfolgende Ausfälle hinweist, setzt der Mikroprozessor 48 in Schritt 74 das Ausfall-Bit und erzeugt in Schritt 76 eine Manipulations-Meldung.
Es sind mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden. Der Umfang der folgenden Ansprüche umfasst auch weitere Ausführungsformen.

Claims

Drahtloses Sicherheitssystem für Haus- und Grundstücksbereiche, mit – mindestens einer Sensor-Sender-Einheit (14, 18; 16, 20), – einem System-Controller (12) zum Empfangen eines Signals von der mindestens einen Sensor-Sender-Einheit (14, 18; 16, 20) und zum Senden einer Meldung an eine Zentralstation (22) in Abhängigkeit vom Empfang eines Signals aus der mindestens einen Sensor-Sender-Einheit (14, 18; 16, 20) oder aus mindestens einer der Sensor-Sender-Einheiten (14, 18; 16, 20), dadurch gekennzeichnet, dass – der System-Controller (12) aufweist: – eine Detektionseinrichtung zum Detektieren des Ausfalls einer Antenne, wobei die Detektionseinrichtung aufweist: – eine erste Antenne (32), – einen mit der ersten Antenne (32) in Wirkverbindung stehenden Sender (38) zum Senden eines Testsignals über die erste Antenne (32), – eine zweite Antenne (30), – einen mit der zweiten Antenne (30) in Wirkverbindung stehenden Empfänger (34) zum Empfangen des über die erste Antenne (32) gesendeten Testsignals über die zweite Antenne (30), und – eine Steuerschaltung (36), die mit dem Sender (38) und dem Empfänger (34) in Wirkverbindung steht, – wobei die erste Antenne (32) mit dem Empfänger (34) in Wirkverbindung steht, und die erste Antenne (32) und der Empfänger (34) zum Empfang des von einer Sensor-Sender-Einheit (14, 18; 16, 20) ausgehenden Betriebssignals ausgelegt sind, und wobei der Empfänger (34) und die zweite Antenne (30) zum Empfang eines von einer Sensor-Sender-Einheit (14, 18; 16, 20) ausgehenden Betriebssignals ausgelegt sind, und die Steuerschaltung (36) zum Verarbeiten des mittels des Empfängers (34) empfangenen Betriebssignals konfiguriert ist, und – wobei die Steuerschaltung (36) den Sender (38) veranlasst, das Testsignal über die erste Antenne (32) zu senden, einen Parameter des über die zweite Antenne (30) mittels des Empfängers (34) empfangenen Testsignals mit einem Schwellwert-Parameter vergleicht, eine einen Antennen-Ausfall angebende Meldung erzeugt, wenn sich der Parameter des mittels des Empfängers (34) empfangenen Testsignals von dem Schwellwert-Parameter um einen vorbestimmten Betrag unterscheidet oder wenn während einer vorbestimmten Dauer überhaupt kein Signal empfangen wird, und die Meldung über eine Telekommunikationsverbindung (24) an die Zentralstation (22) sendet.
System nach Anspruch 1, bei dem der Parameter eine Funktion der Signalenergie ist.
System nach Anspruch 1, bei dem der Parameter eine Funktion der Signalspannung ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Steuerschaltung (36) den Sender (38) veranlasst, nacheinander mehrere Testsignale über die erste Antenne (32) zu senden, einen Vergleich des Parameters jedes der mehreren über die zweite Antenne (30) mittels des Empfängers (34) empfangenen Testsignale mit dem Schwellwert-Parameter initiiert, und die einen Antennen-Ausfall angebende Meldung auf der Basis des Vergleichs des Parameters jedes der mehreren mittels des Empfängers (34) empfangenen Testsignale mit dem Schwellwert-Parameter erzeugt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Steuerschaltung (36), während der Sender (34) das Betriebssignal empfängt, die durch den Sender (38) erfolgende Übertragung des Testsignals verhindert.
Verfahren zum Detektieren des Ausfalls einer Antenne eines System-Controllers (12) eines drahtlosen Sicherheitssystems, mit: – Senden eines Testsignals über eine erste Antenne (32), die mit dem System-Controller (12) in Wirkverbindung steht, – Empfangen des Testsignals über eine zweite Antenne (30), die mit dem System-Controller (12) in Wirkverbindung steht, – wobei die erste Antenne (32) mit dem Empfänger (34) in Wirkverbindung steht, und die erste Antenne (32) und der Empfänger (34) zum Empfang des von einer Sensor-Sender-Einheit (14, 18; 16, 20) des drahtlosen Sicherheitssystems ausgehenden Betriebssignals ausgefegt sind, und wobei der Empfänger (34) und die zweite Antenne (30) zum Empfang eines von einer Sensor-Sender-Einheit (14, 18; 16, 20) des drahtlosen Sicherheitssystems ausgehenden Betriebssignals ausgelegt sind, und die Steuerschaltung (36) zum Verarbeiten des mittels des Empfängers (34) empfangenen Betriebssignals konfiguriert ist, – Vergleichen eines Parameters des über die zweite Antenne (30) empfangenen Testsignals mit einem Schwellwert-Parameter, – Erzeugen einer einen Antennen-Ausfall angebenden Meldung, wenn sich der Parameter des empfangenen Testsignals von dem Schwellwert-Parameter um einen vorbestimmten Betrag unterscheidet oder wenn während einer vorbestimmten Dauer überhaupt kein Signal empfangen wird, – Senden der Meldung aus dem System-Controller (12) an eine Zentralstation (22) über eine Telekommunikationsverbindung (24).
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem ferner mehrere Testsignale nacheinander über die erste Antenne (32) gesendet werden und die einen Antennen-Ausfall angebende Meldung erzeugt wird, wenn der Parameter jeder der mehreren mittels des Empfängers (34) nacheinander empfangenen Testsignale sich von dem Schwellwert-Parameter um einen vorbestimmten Betrag unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem ferner mehrere Testsignale nacheinander über die erste Antenne (32) gesendet werden und an den Parametern der mehreren mittels des Empfängers (34) empfangenen Testsignale eine Rechenoperation vorgenommen wird, und die einen Antennen-Ausfall angebende Meldung erzeugt wird, wenn sich das Ergebnis der Rechenoperation von dem Schwellwert-Parameter um einen vorbestimmten Betrag unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die an den Parametern vorgenommene Rechenoperation das Berechnen des Mittelwerts der Parameter umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem der Schritt des über eine erste Antenne (32) erfolgenden Senden eines Testsignals während der Zeit verhindert wird, zu der die zweite Antenne (30) das Betriebssignal empfängt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei dem ferner jede der ersten und zweiten Antennen (32, 30) an einer Bedienungstafel (26) des Controllers (12) befestigt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, bei dem der Schwellwert-Parameter durch ein Verfahren mit folgenden Schritten bestimmt wird: – Senden eines Initial-Testsignals über die erste Antenne (32), – Empfangen des Initial-Testsignals über die zweite Antenne (30), und – Messen des Parameters des über die zweite Antenne (30) empfangenen Initial-Testsignals.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem jede der ersten und zweiten Antennen (32, 30) an einer Bedienungstafel (26) des System-Controllers (12) befestigt sind und das Verfahren zum Bestimmen des Schwellwert-Parameters durchgeführt wird, wenn die Bedienungstafel (26) installiert worden ist.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem ein Mensch das Durchführen des Verfahrens zum Bestimmen des Schwellwert-Parameters initiiert.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem vor der Installierung der Bedienungstafel (26) ein Nennwert für den Schwellwert-Parameter voreingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Nennwert durch das Ergebnis der bei installierter Bedienungstafel (26) erfolgenden Durchführung des Verfahrens zum Bestimmen des Schwellwert-Parameters ersetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem der Schwellwert-Parameter von dem System-Controller (12) bestimmt wird.