EP2333802B1 - Sensoreinheit sowie Gebäudeüberwachungssystem mit derartigen Sensoreinheiten - Google Patents

Sensoreinheit sowie Gebäudeüberwachungssystem mit derartigen Sensoreinheiten Download PDF

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EP2333802B1
EP2333802B1 EP10015081.2A EP10015081A EP2333802B1 EP 2333802 B1 EP2333802 B1 EP 2333802B1 EP 10015081 A EP10015081 A EP 10015081A EP 2333802 B1 EP2333802 B1 EP 2333802B1
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EP
European Patent Office
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sensor
module
configuration module
unit
sensor unit
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EP10015081.2A
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Daniel Link
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H23/00—Tumbler or rocker switches, i.e. switches characterised by being operated by rocking an operating member in the form of a rocker button
    • H01H23/02—Details
    • H01H23/12—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H23/14—Tumblers
    • H01H23/143—Tumblers having a generally flat elongated shape
    • H01H23/145—Tumblers having a generally flat elongated shape the actuating surface having two slightly inclined areas extending from the middle outward
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/04—Wing frames not characterised by the manner of movement
    • E06B3/06—Single frames
    • E06B3/08—Constructions depending on the use of specified materials
    • E06B3/20—Constructions depending on the use of specified materials of plastics
    • E06B3/22—Hollow frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H01H36/0006—Permanent magnet actuating reed switches
    • H01H36/0046—Limit switches, also fail-safe operation or anti-tamper considerations

Definitions

  • the invention relates to a sensor unit with a non-contact identity or position detection provided, connected in an electrically controllable sensor circuit sensor. It further relates to a monitoring system for buildings, in particular for a building automation and / or control with such sensor units and the use of such a sensor unit.
  • a sensor unit of the type mentioned for non-contact identity or position detection the sensor arranged in the sensor module usually interacts contactlessly with an associated control element which, depending on its respective position, relates to the actual sensor and / or depending on the type of identity code Signals specifically associated, electrically detectable reactions of the sensor causes.
  • an associated control element which, depending on its respective position, relates to the actual sensor and / or depending on the type of identity code Signals specifically associated, electrically detectable reactions of the sensor causes.
  • such a sensor unit may be provided, for example, for monitoring the closed position of a window or a door in the associated window / door frame, with a magnet usually being arranged as the control element on the movable window sash.
  • the sensor which can be designed, for example, as a reed contact, as a Hall sensor or as an AMR / GMR sensor, responds directly to the magnetic field (s) at its installation location, so that a direct distinction can be made as to whether the controlling magnetic element is direct located near the sensor or not.
  • the sensor module is usually mounted directly on or in the window frame, wherein the magnetic element provided as a control element is arranged on the movable window sash.
  • the sensor unit is arranged on the locking fitting, while, for example, a drive rod carries a control magnet.
  • a drive rod carries a control magnet.
  • a reed contact or a Hall sensor is usually provided as a magnetic sensor in such a sensor unit, wherein the magnetic sensor with a connection cable firmly connected and the cable connection point is usually potted.
  • the magnetic sensor is usually connected via the corresponding connection cable with an evaluation unit, in which the detection of the sensor signals is made.
  • the magnetic sensor as reed contact while an associated switch is closed depending on whether the associated control magnet is in spatial proximity of the sensor or not. Consequently, as a result of a parallel connection of this switch to a test resistor, depending on whether the associated control magnet is in the immediate vicinity of the sensor or not, the detectable total resistance in the associated electrically controllable sensor circuit changes.
  • the flexibility in the selection and use of the sensor units in combination with the respective evaluation is thus limited.
  • a sensor unit according to the preamble of claim 1 is known from DE202005002797 U1 known.
  • the invention is therefore based on the object to provide a sensor unit of the type mentioned above, for the particularly flexible and thus resource-saving way integration into a variety of diverse overall systems is possible.
  • the sensor may be magnetic field controlled, so for example as a reed contact, Hall sensor, AMR / GMR sensor or the like, or be carried out on RFID basis.
  • the invention is based on the consideration that for a particularly resource-saving provision of the sensor units, even under variable operating conditions, So in particular for use in combination with different evaluation units, although the basic design of the sensor unit should be made for particularly large quantities.
  • the sensor unit in order to allow individual adaptation to the requirements of the respective evaluation unit and thus a particularly high degree of flexibility with regard to possible combinations of sensor unit on the one hand and evaluation unit on the other hand, especially with possibly varying requirements with regard to the planned connection to the evaluation units, the sensor unit, starting from a largely independent body, in a particularly simple manner in terms of their essential for connection to the central evaluation unit properties, ie in particular their electrical parameters and / or their communication-side connection, be configurable. This is achieved by providing a configuration module for variably setting the system parameters of the sensor unit.
  • the configuration module can be arranged in the manner of an integrated embodiment in the actual sensor housing, wherein the configuration of the system parameters can be done for example via the external setting of switching or magnetic elements or other control devices on or in the configuration module.
  • the configuration or system adaptation is done in this case subsequently by the appropriate settings and manipulation of the configuration module.
  • the sensor is advantageously arranged in a sensor module, wherein the configuration module is configured as a separate module connectable to the sensor module.
  • the consistent division of the sensor unit into several subunits or modules is thus provided on the production side, which can be produced independently of each other and in the manner of self-contained elements.
  • the division is provided in such a way that the essential basic elements of the sensor module in the manner of a large-scale production type independently and even in large quantities be provided unchanged in the manner of a separate sensor module, which is to be connected to the final configuration of the electrical and / or communication-side properties of the sensor circuit of this unitary sensor module suitably connected to the configuration module. It is also conceivable a solution with a body, which is also provided with the cable outlet. At this base body, which is provided as a receptacle for the sensor element, an adjustment option for configuration purposes for the resistors is provided as well as the possibility for the exchange of components.
  • the configuration module is designed such that the electrical properties of the sensor circuit, in particular resistors and the like, are set via the configuration module by means of suitable components contained therein.
  • the actual sensor unit that is to say the combination of sensor module and configuration module, thereby arises through the joining of these two modules, whereby this can be done, for example, directly at the place of use and thus particularly in line with requirements. Later conversions of the sensor units, for example in the form of adaptation to an evaluation unit to be newly installed, can be carried out via a reconfiguration by replacing the configuration module.
  • a particularly simple design and also a subsequent reliable evaluation of the sensor unit can be achieved by the desired state discrimination is carried out by reading resistance values in the sensor circuit.
  • the configuration module in an advantageous embodiment of the invention has a number of resistance elements for establishing electrical resistance values in the sensor circuit.
  • the configuration module is advantageously in the manner of a Communication interface configured as a communication module for connecting the sensor unit to the communication system or network of the central evaluation unit.
  • the configuration module can be designed, for example, as a parameterizable interface for setting the respective bus protocol, the system logic of the evaluation unit or the like.
  • the configuration module can be designed as an RF or radio module or the like.
  • the proposed system adaptation using the configuration module is carried out in particular by the appropriate selection of the respective radio and transmission parameters for the configuration module.
  • the sensor unit for targeted and adapted introduction and integration of window or door elements, in particular in the frame or compassionfalze, provided in corresponding receiving chambers.
  • the sensor module advantageously has, together with the configuration module connected to it, a function housing adapted in its external dimensions to a predetermined contour of the associated receiving chamber.
  • the outer shape of the resulting outer housing of the sensor unit is matched with assembled sensor and configuration module to the contour and design of the respective receiving chamber.
  • the functional housing is designed in the manner of an encapsulated design, so that the components arranged therein of the sensor module and the configuration module suitable and sealing are enclosed.
  • the abutting edge which results from the assembly of the sensor module and the configuration module, is provided with an associated seal, preferably against the entry of moisture.
  • the sensor unit of the type mentioned in a monitoring system for buildings for example, to monitor the closed state of windows and / or doors used.
  • the monitoring system can also have alarm functions or the like and, for example, be part of an air conditioning system, a system for access control for the respective building and / or an alarm system.
  • the monitoring system comprises a central evaluation unit, to which a plurality of sensor units of the type mentioned is connected.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that by using the configuration module, an adaptation of the system parameters to the specifications of the central evaluation unit particularly flexible and in particular also subsequently, for example, in a system change or in the manner of retrofitting, can be made.
  • the actual sensor with the components therein can be manufactured in a uniform manner, regardless of type of construction and usage, whereby individualization and adaptation to specific requirements of the evaluation unit can be carried out via the configuration module on the other hand.
  • the provision of suitable sensor units is made possible by simple means even with varying requirements by the appropriate evaluation.
  • the sensor unit 1 according to FIG. 1 is provided within a building monitoring system for non-contact identity or position detection and, in particular, for determining the closed state of a door or window.
  • the sensor unit 1 comprises a sensor module 2, which cooperates with an external control, not shown. Depending on whether the control is in spatial proximity to the sensor module 2 or not, this changes its measurable electrical properties, so that it can be determined via a suitable remote selection, whether the control is in the vicinity of the sensor module 2 or not.
  • the sensor module 2 can be designed on the basis of RFID, wherein the control element emits corresponding signals in the manner of a signature, wherein the position recognition is possible on the basis of the comparatively low transmission range values of such systems.
  • a magnet-controlled switch in particular a so-called reed contact, is arranged in the sensor module 2 as the actual sensor, which is switched by an external magnet as a control.
  • the reed contact closes in consequence of the magnetic field acting on the magnet, so that it can be concluded on the basis of the circuit state of the reed contact, whether the control magnet is in its environment or not.
  • the reed contact of the sensor module 2 is connected in an electrically controllable sensor circuit 3.
  • the sensor module 2 is connected via an inaccessible molded connection 4 to a multi-wire connection cable 6 and connected via this with the central evaluation of the building monitoring system, in a frame profile 8 of the respective window or door integrated.
  • the frame profile 8 has for recording and positioning of the sensor module 2, a suitable receiving opening 10, in which the sensor module 2 can be introduced.
  • the control magnet for the reed contact is mounted so that when the window is closed or door closed the control magnet is in the immediate vicinity of the sensor module 2.
  • the combination of sensor module 2 and control magnet can also be arranged such that the locking state of the window or the door, for example via the corresponding locking pin, can be monitored.
  • the design of the sensor unit 1 specifically takes into account the fact that different types or designs can be used in comparatively complex surveillance systems for buildings as a central evaluation unit, which have different requirements with regard to the signals to be exchanged with the sensor units 1, such as the individual signal values , Voltage or resistance levels / communication or bus protocols or the like. This actually requires that the sensor unit 1 should already be adapted during its manufacture to the specific specifications of the respective evaluation unit. In order nevertheless to be able to ensure a comparatively high degree of flexibility of the sensor unit 1 in the adaptation to the respective evaluation unit with production costs kept at a particularly low level, the sensor unit 1 is designed as a subsequently configurable unit, ie after the actual production. This is achieved by assigning the sensor module 2 a configuration module 12 provided for adapting the system parameters to the central evaluation unit.
  • the configuration module 12 can in turn be designed as a subsequently adjustable element, for example via control switches or the like, and fixed be connected to the sensor module 2.
  • the sensor unit 1 comprises, in addition to the sensor module 2, which contains the actual sensor connected to the electrically controllable sensor circuit 3, a separate configuration module 12 which can be connected to the sensor module 2 and which contains a number of parameters for setting the electrical parameters of the sensor circuit 3 provided components is arranged.
  • the configuration module 12 comprises a number of resistance elements, via which the electrical resistances a number of partial branches of the sensor circuit 3 can be determined.
  • the configuration module 12 can be connectable to the sensor module 2 in various ways. For example, as shown in FIG. 1 indicated, a plug connection may be provided; but there are also other possible connections.
  • the connector is preferably designed with regard to common protection regulations suitable, especially as protected against environmental influences compound.
  • the sensor module 2 and the configuration module 12 are also dimensioned and configured in their outer dimensions in such a way that, after joining these modules, a functional housing 14 adapted in its outer dimensions to a predetermined contour results.
  • this functional housing 14 is preferably designed such that it is adapted to a corresponding inner contour of the frame profile 8, so that via the introduction of the sensor unit 1 in the respective inner contour an automatic correct positioning and centering of the sensor unit 1 takes place.
  • a cylindrical functional housing 14 in which the configuration module 12 is connected in the manner of an attached cap flush with the lateral surface of the underlying cylinder.
  • the configuration module 12 is connected in the manner of an attached cap flush with the lateral surface of the underlying cylinder.
  • suitable configurations and dimensions of sensor module 2 on the one hand and configuration module 12 may be provided on the other hand to form a functional housing 14 of the respective predetermined type.
  • the functional housing 14 is also configured in such a way that the components contained in the sensor module 2 and in the configuration module 12 are encapsulated and thus arranged in an operationally protected manner.
  • the butt joint 15 of the housing parts formed during assembly of the sensor module 2 on the one hand and the configuration module 12 on the other hand can be designed sealed / sealed.
  • the mechanical connection of the sensor module 2 and configuration module 12 can be self-locking, for example snapping or latching, so that nondestructive opening after assembly is no longer possible or only with the aid of assistance a special tool is possible.
  • FIG. 2 to 6 For example, some variants of possible electrical interconnections in the sensor module 2 and in the configuration module 12 are shown.
  • a basic structure of the sensor unit 1 may be provided, as he also in the view in FIG. 1, and wherein the sensor module 2 is respectively connected directly to the connection cable 6 and the configuration module 12 in turn is brought into contact with the sensor module 2.
  • the sensor module 2 is to be connected to the connection cable 6 with electrical interposition of the configuration module 12.
  • a magnetically controllable reed contact is provided as the sensor 16, which reacts in the manner of a switch to a control magnet in its environment.
  • another magnetically controllable reed contact 17 is additionally provided in the embodiment; other configurations are conceivable.
  • the sensor 16 is arranged in the sensor module 2, and in the configuration module 12 are suitable bridging loops 18, 20, with which the line terminals of the sensor 16 can be connected to the corresponding line terminals of the connecting cable 6 to form the electrically controllable sensor circuit 3.
  • a so-called sabotage circuit 22 is also provided in the manner of a safety circuit in which a closed conductor loop is produced between the further conductors of the connection cable 6 via the configuration module 12. The sabotage circuit 22 can thus be used to easily check whether, in the manner of an unauthorized manipulation, the sensor unit 1 as a whole or also the configuration module 12 has been disconnected from its terminals.
  • a number of electrical resistors 24 are still located, which determine the electrical properties of the sensor circuit 3 when the configuration module 12 is mounted. In order to distinguish the switching states "closed” and “open” of the sensor 16, correspondingly different resistance values can be read out in the sensor circuit.
  • the electrical properties of the sensor circuit 3 can be changed and thus adapted to different specifications of the evaluation.
  • the individual resistors 24 in the configuration module 12 after FIG. 2 even an individual adaptation of the actual electrical parameters of the sensor circuit 3 to any specifications possible.
  • FIG. 3 is essentially a similar electrical interconnection of the sensor circuit 3 in comparison to the embodiment according to FIG. 2 provided, but here the configuration module 12 is connected in the manner of an intermediate piece between the sensor module 2 and the connecting cable 6.
  • FIG. 5 the adaptation of the system parameters of the sensor 16 to the specifications of the central evaluation unit is provided by means of a configurable communication-side coupling.
  • the configuration module 12 is designed in the manner of a communication interface as a communication module for connecting the sensor module 2 to the communication system or network of the central evaluation unit.
  • FIG. 5 If this network is designed wired, and the configuration module 12 is configured as a bus interface and thus as a parameterizable interface for setting the respective bus protocol.
  • FIG. 4 is shown that variant in which the sensor module 2 is connected directly to the connection cable, whereas in the variant acc. FIG. 5 the sensor module 2 is connected to the connection cable 6 with electrical interposition of the configuration module 12.
  • FIG. 6 the configuration module 12 designed for the wireless communication-side connection of the sensor module 2 to the communication network of the central evaluation unit.
  • the configuration module 12 is designed as an RF or functional module in this embodiment.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoreinheit mit einem zur berührungsfreien Identitäts- oder Positionsfeststellung vorgesehenen, in einen elektrisch ansteuerbaren Sensorkreis geschalteten Sensor. Sie betrifft weiterhin ein Überwachungssystem für Gebäude, insbesondere für eine Gebäudeautomatisierung und/oder -steuerung mit derartigen Sensoreinheiten sowie die Verwendung einer derartigen Sensoreinheit.
  • Bei einer Sensoreinheit der genannten Art zur berührungsfreien Identitäts- oder Positionsfeststellung wirkt der im Sensormodul angeordnete Sensor üblicherweise berührungsfrei mit einem zugeordneten Steuerelement zusammen, das in Abhängigkeit von seiner jeweiligen Position in Relation zum eigentlichen Sensor und/ oder in Abhängigkeit von in der Art einer Identitätskennung ausgesandten Signalen spezifisch zugeordnete, elektrisch erfassbare Reaktionen des Sensors hervorruft. Insbesondere kann eine derartige Sensoreinheit beispielsweise zur Überwachung der Schließstellung eines Fensters oder einer Tür im zugeordneten Fenster-/Türrahmen vorgesehen sein, wobei üblicherweise beim beweglichen Fensterflügel als Steuerelement ein Magnet angeordnet ist. Der Sensor, der beispielsweise als Reedkontakt, als Hallsensor oder als AMR-/GMR-Sensor ausgestaltet sein kann, reagiert dabei unmittelbar auf das/die Magnetfeld(er) an seinem Einbauort, so dass unmittelbar unterschieden werden kann, ob sich das steuernde Magnetelement direkt in der Nähe des Sensors befindet oder nicht.
  • Falls bei derartigen Systemen lediglich festgestellt werden soll, ob das Fenster bzw. die Tür offen oder geschlossen ist, so wird das Sensormodul üblicherweise direkt am oder im Fensterrahmen angebracht, wobei das als Steuerelement vorgesehene Magnetelement am beweglichen Fensterflügel angeordnet ist. Falls hingegen zugleich eine Überwachung des Verriegelungszustands des Fensterbeschlags erfolgen soll, so wird die Sensoreinheit am Verriegelungsbeschlag angeordnet, während beispielsweise eine Treibstange einen Steuermagneten trägt. Ein derartiges System ist beispielsweise aus der DE 199 14 568 C2 bekannt.
  • Für den Fall, dass der Sensor als magnetisch ansteuerbarer Sensor ausgestaltet ist, ist als Magnetsensor in einer derartigen Sensoreinheit üblicherweise ein Reedkontakt oder ein Hallsensor vorgesehen, wobei der Magnetsensor mit einem Anschlusskabel fest verbunden und die Kabelanschlussstelle zumeist vergossen ist. Der Magnetsensor ist dabei über die entsprechenden Verbindungskabel üblicherweise mit einer Auswerteeinheit verbunden, in der die Erfassung der Sensorsignale vorgenommen wird. Bei einer Ausgestaltung des Magnetsensors als Reedkontakt wird dabei ein zugeordneter Schalter in Abhängigkeit davon geschlossen, ob der zugeordnete Steuermagnet sich in räumlicher Nähe des Sensors befindet oder nicht. Durch eine Parallelschaltung dieses Schalters zu einem Prüfwiderstand ändert sich demzufolge in Abhängigkeit davon, ob der zugeordnete Steuermagnet sich in unmittelbarer Nähe des Sensors befindet oder nicht, der nachweisbare Gesamtwiderstand im zugeordneten elektrisch ansteuerbaren Sensorkreis. Durch eine geeignete Messung und Auswertung des Widerstands des Sensorkreises kann somit in der Auswerteeinheit eine Erkennung von und Unterscheidung zwischen zwei Zuständen getroffen werden, nämlich entweder "Reedschalter geschlossen" (entspricht Steuermagnet in der Nähe, also zum Beispiel Fenster oder Tür geschlossen) oder "Reedschalter geöffnet" (entspricht Steuermagnet nicht in der Nähe, also zum Beispiel Fenster oder Tür geöffnet).
  • Durch eine geeignete Verschaltung und einen Abgleich mit in der zentralen Auswerteeinheit hinterlegten Schwellwerten für die elektrischen Kenngrößen im Sensorkreis ist damit die gezielte und zentralisierte Überwachung der Fenster- und/oder Türelemente oder dergleichen in einem Gebäudeüberwachungssystem möglich. Für ein zuverlässiges Zusammenwirken zwischen zentraler Auswerteeinheit einerseits und den angeschlossenen Sensoreinheiten andererseits ist dabei aber erforderlich, dass der Sensorkreis der jeweiligen Sensoreinheit hinsichtlich seiner Konfiguration an die entsprechende Grundauslegung der Auswerteeinheit, insbesondere deren hinterlegte Schwellenwerte zur Zustandsunterscheidung, angepasst ist. Dem wird üblicherweise dadurch Rechnung getragen, dass die möglicherweise große Vielzahl an Sensoreinheiten einheitlich und hinsichtlich ihrer Konfiguration der elektrischen Eigenschaften geeignet an die Auswerteeinheit angepasst ausgelegt wird, wobei die entsprechenden Sensoreinheiten bereits bei der Herstellung im Hinblick auf die vorgegebenen Kriterien und Schwellwerte geeignet produziert werden. Dies setzt jedoch voraus, dass für jeweils vorgegebene Auswerteeinheiten gezielt angepasste Sensoreinheiten hergestellt werden, wobei eine freie Austauschbarkeit zwischen Sensoreinheiten und eine nachträgliche Umrüstung auf andere Sensoreinheiten unter Beibehaltung der zentralen Auswerteeinheit nicht unbedingt möglich ist. Die Flexibilität bei der Auswahl und dem Einsatz der Sensoreinheiten in Kombination mit den jeweiligen Auswerteeinheiten ist damit nur eingeschränkt gegeben.
  • Eine Sensoreinheit nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der DE202005002797 U1 bekannt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinheit der oben genannten Art anzugeben, für die besonders flexibel und damit auch auf Ressourcen schonende Weise eine Einbindung in eine Vielzahl verschiedenartiger Gesamtsysteme ermöglicht ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Der Sensor kann dabei magnetfeldgesteuert, also beispielsweise als Reedkontakt, Hallsensor, AMR-/GMR-Sensor oder dergleichen, oder auch auf RFID-Basis ausgeführt sein.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass für eine besonders Ressourcen schonende Bereitstellung der Sensoreinheiten auch bei variablen Einsatzbedingungen, also insbesondere auch für den Einsatz in Kombination mit unterschiedlichen Auswerteeinheiten, zwar die grundsätzliche Auslegung der Sensoreinheit für besonders große Stückzahlen erfolgen sollte. Um aber dennoch gerade bei möglicherweise variierenden Anforderungen im Hinblick auf die geplante Anbindung an die Auswerteeinheiten im Bedarfsfall eine individuelle Anpassung an die Anforderungen der jeweiligen Auswerteeinheit und damit eine besonders hohe Flexibilität hinsichtlich möglicher Kombinationen von Sensoreinheit einerseits und Auswerteeinheit andererseits zu ermöglichen, sollte die Sensoreinheit, ausgehend von einem weitgehend Bauart unabhängigen Grundkörper, auf besonders einfache Weise hinsichtlich ihrer für den Anschluss an die zentrale Auswerteeinheit wesentlichen Eigenschaften, also insbesondere ihrer elektrischen Parameter und/ oder ihrer kommunikationsseitigen Anbindung, konfigurierbar sein. Dies wird durch die Bereitstellung eines Konfigurationsmoduls zur variablen Einstellung der Systemparameter der Sensoreinheit erreicht.
  • Das Konfigurationsmodul kann in der Art einer integrierten Ausführung im eigentlichen Sensorgehäuse angeordnet sein, wobei die Konfiguration der Systemparameter beispielsweise über die externe Einstellung von Schalt- oder Magnetelementen oder anderweitigen Bedieneinrichtungen am oder im Konfigurationsmodul erfolgen kann. Die Konfiguration oder Systemanpassung erfolgt in diesem Fall somit nachträglich durch die geeigneten Einstellungen und Manipulationen am Konfigurationsmodul. Um auf besonders einfache Weise die - an sich Ressourcen schonende - Herstellung einheitlicher Bestandteile in großen Stückzahlen zu ermöglichen, ist der Sensor vorteilhafterweise aber in einem Sensormodul angeordnet, wobei das Konfigurationsmodul als separates, mit dem Sensormodul verbindbares Modul ausgestaltet ist. In dieser vorteilhaften Weiterbildung ist somit produktionsseitig die konsequente Aufteilung der Sensoreinheit in mehrere Untereinheiten oder Module vorgesehen, die unabhängig voneinander und in der Art in sich geschlossener Elemente produziert werden können. Die Aufteilung ist dabei derart vorgesehen, dass die wesentlichen Grundelemente des Sensormoduls in der Art einer Großserienfertigung Bauart unabhängig und auch bei großen Stückzahlen unverändert in der Art eines eigenständigen Sensormoduls bereit gestellt werden, wobei zur endgültigen Einstellung der elektrischen und/oder kommunikationsseitigen Eigenschaften des Sensorkreises dieses einheitliche Sensormodul geeignet mit dem Konfigurationsmodul verbunden werden soll. Denkbar ist dabei auch eine Lösung mit einem Grundkörper, der auch mit dem Leitungsabgang versehen ist. An diesem Grundkörper, der als Aufnahme für das Sensorelement vorgesehen ist, ist eine Einstellungsmöglichkeit zu Konfigurationszwecken für die Widerstände ebenso vorgesehen wie die Möglichkeit zum Austausch von Bauteilen.
  • Das Konfigurationsmodul ist dabei derart ausgelegt, dass durch geeignete darin enthaltene Bauelemente die elektrischen Eigenschaften des Sensorkreises, insbesondere Widerstände und dergleichen, über das Konfigurationsmodul festgelegt werden. Die eigentliche Sensoreinheit, also die Kombination aus Sensormodul und Konfigurationsmodul, entsteht dabei durch das Zusammenfügen dieser beiden Module, wobei dies beispielsweise direkt am Einsatzort und somit besonders bedarfsgerecht erfolgen kann. Spätere Umrüstungen der Sensoreinheiten, beispielsweise in der Art einer Anpassung an eine neu zu installierende Auswerteeinheit, können dabei über eine Umkonfigurierung durch Austausch des Konfigurationsmoduls vorgenommen werden.
    Eine besonders einfache Bauweise und auch eine spätere zuverlässige Auswertung der Sensoreinheit ist erreichbar, indem die gewünschte Zustandsunterscheidung durch Auslesen von Widerstandswerten im Sensorkreis erfolgt. Um dem Rechnung zu tragen, weist das Konfigurationsmodul in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung eine Anzahl von Widerstandselementen zur Festlegung von elektrischen Widerstandswerten im Sensorkreis auf.
    In zusätzlicher oder alternativer vorteilhafter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, eine gezielte und individualisierte Anbindung und Anpassung der Sensoreinheit an die zentrale Auswerteeinheit über die kommunikationsseitige Ankopplung vorzunehmen. Dabei ist vorteilhafterweise das Konfigurationsmodul in der Art einer Kommunikations-Schnittstelle als Kommunikationsmodul zur Anbindung der Sensoreinheit an das Kommunikationssystem oder -netzwerk der zentralen Auswerteeinheit ausgestaltet. Im Falle eines drahtgebundenen Kommunikationsnetzwerkes kann das Konfigurationsmodul dabei beispielsweise als parametrierbare Schnittstelle zur Einstellung des jeweiligen Busprotokolls, der Systemlogik der Auswerteeinheit oder dergleichen ausgestaltet sein. Alternativ oder zusätzlich kann im Falle einer drahtlosen Ankopplung der Sensoreinheit an die zentrale Auswerteeinheit das Konfigurationsmodul als RF- oder Funkmodul oder dergleichen ausgestaltet sein. Die vorgesehene Systemanpassung mit Hilfe des Konfigurationsmoduls erfolgt dabei insbesondere durch die geeignete Auswahl der jeweiligen Funk- und Übertragungsparameter für das Konfigurationsmodul.
  • Vorteilhafterweise ist die Sensoreinheit zur gezielten und angepassten Einbringung und Integration von Fenster- oder Türenelementen, insbesondere in deren Rahmen oder Rahmenfalze, in entsprechenden Aufnahmekammern vorgesehen. Um dabei eine besonders einfache und positionsgenaue Montage der Sensoreinheiten in der vorgesehenen Haltekammer zu ermöglichen, weist das Sensormodul vorteilhafterweise gemeinsam mit dem mit ihm verbundenen Konfigurationsmodul ein in seinen Außenabmessungen an eine vorgegebene Kontur der zugeordneten Aufnahmekammer angepasstes Funktionsgehäuse auf. Damit ist die äußere Formgebung des entstehenden Außengehäuses der Sensoreinheit bei zusammengefügtem Sensor- und Konfigurationsmodul an die Kontur und Ausgestaltung der jeweiligen Aufnahmekammer angepasst. Um dabei eine besonders hohe betriebliche Sicherheit der Sensoreinheit und auch eine besonders lange Lebensdauer der genutzten Komponenten zu ermöglichen, ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung das Funktionsgehäuse in der Art einer gekapselten Ausführung ausgestaltet, so dass die darin angeordneten Komponenten des Sensormoduls und des Konfigurationsmoduls passend und dichtend umschlossen sind. Dazu ist vorteilhafterweise die Stoßkante, die durch die Zusammenfügung von Sensormodul und Konfigurationsmodul entsteht, mit einer zugeordneten Dichtung, vorzugsweise gegen Nässeeintritt, versehen.
  • In besonders vorteilhafter Ausgestaltung wird die Sensoreinheit der genannten Art in einem Überwachungssystem für Gebäude, beispielsweise zur Überwachung des Schließzustands von Fenstern und/oder Türen, verwendet. Das Überwachungssystem kann dabei zusätzlich zu den eigentlichen Überwachungsfunktionen auch Alarmfunktionen oder dergleichen aufweisen und beispielsweise Teil einer Klimaanlage, eines Systems zur Zugangskontrolle für das jeweilige Gebäude und/ oder eines Alarmsystems sein. Vorteilhafterweise umfasst das Überwachungssystem dabei eine zentrale Auswerteeinheit, an die eine Mehrzahl von Sensoreinheiten der genannten Art angeschlossen ist.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Nutzung des Konfigurationsmoduls eine Anpassung der Systemparameter an die Vorgaben der zentralen Auswerteeinheit besonders flexibel und insbesondere auch nachträglich, beispielsweise bei einem Systemwechsel oder in der Art einer Umrüstung, vorgenommen werden kann. Dadurch kann bauart- und einsatzunabhängig der eigentliche Sensor mit den darin befindlichen Komponenten auch in großen Stückzahlen einheitlich hergestellt werden, wobei andererseits eine Individualisierung und Anpassung an spezifische Anforderungen der Auswerteeinheit über das Konfigurationsmodul erfolgen kann. Damit ist mit einfachen Mitteln auch bei variierenden Anforderungen durch die entsprechenden Auswerteeinheiten die Bereitstellung geeigneter Sensoreinheiten ermöglicht.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
    • FIG. 1
    eine Sensoreinheit als Teil eines Überwachungssystems für ein Gebäude, und
    FIG. 2 bis 6
    jeweils ein Schaltschema für ein Sensormodul der Sensoreinheit gemäß FIG. 1.
  • Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die Sensoreinheit 1 gemäß FIG. 1 ist innerhalb eines Gebäudeüberwachungssystems zur berührungsfreien Identitäts- oder Positionsfeststellung und insbesondere zur Feststellung des Schließzustands einer Tür oder eines Fensters vorgesehen. Dazu umfasst die Sensoreinheit 1 ein Sensormodul 2, das mit einem nicht näher dargestellten externen Steuerelement zusammenwirkt. Abhängig davon, ob sich das Steuerelement in räumlicher Nähe zum Sensormodul 2 befindet oder nicht, ändert dieses seine messbaren elektrischen Eigenschaften, so dass über eine geeignete Fernauslese festgestellt werden kann, ob sich das Steuerelement in der Nähe des Sensormoduls 2 befindet oder nicht. Das Sensormodul 2 kann dabei auf RFID-Basis ausgestaltet sein, wobei das Steuerelement in der Art einer Signatur entsprechende Signale aussendet, wobei die Positionserkennung aufgrund der vergleichsweise geringen Sende-Reichwerte derartiger Systeme möglich ist. Im Ausführungsbeispiel ist aber im Sensormodul 2 als eigentlicher Sensor ein magnetgesteuerter Schalter, insbesondere ein sogenannter Reedkontakt, angeordnet, der von einem externen Magneten als Steuerelement geschaltet wird. Der Reedkontakt schließt sich dabei in Folge des vom Magneten einwirkenden Magnetfeldes, so dass anhand des Schaltungszustands des Reedkontakts darauf geschlossen werden kann, ob sich der Steuermagnet in dessen Umfeld befindet oder nicht.
  • Zur Fernauslese ist der Reedkonakt des Sensormoduls 2 in einen elektrisch ansteuerbaren Sensorkreis 3 geschaltet. Für den im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Einsatz zur Erkennung des Schließzustands einer Tür oder eines Fensters ist das Sensormodul 2, dessen Sensorkreis 3 über einen unzugängig vergossenen Anschluss 4 an ein mehrdrahtiges Verbindungskabel 6 angeschlossen und über dieses mit der zentralen Auswerteeinheit des Gebäudeüberwachungssystems verbunden ist, in ein Rahmenprofil 8 des jeweiligen Fensters oder der jeweiligen Tür integriert. Das Rahmenprofil 8 weist dabei zur Aufnahme und Positionierung des Sensormoduls 2 eine geeignete Aufnahmeöffnung 10 auf, in die das Sensormodul 2 einbringbar ist. Korrespondierend dazu ist am dem Rahmenprofil 8 zugeordneten Fenster- oder Türflügel an einer der Aufnahmeöffnung 10 geeignet entsprechenden Stelle der Steuermagnet für den Reedkontakt angebracht, so dass sich bei geschlossenem Fenster oder geschlossener Tür der Steuermagnet in unmittelbarer Nähe des Sensormoduls 2 befindet. Bei geöffneter Tür beziehungsweise geöffnetem Fenster ist dies nicht der Fall, so dass über die elektrischen Eigenschaften des Sensormoduls 2 geeignet auf den Öffnungszustand des Fensters oder der Tür geschlossen werden kann. Analog kann die Kombination von Sensormodul 2 und Steuermagnet auch derart angeordnet sein, dass der Verriegelungszustand des Fensters oder der Tür, beispielsweise über den entsprechenden Schließbolzen, überwacht werden kann.
  • Bei der Ausgestaltung der Sensoreinheit 1 ist gezielt dem Umstand Rechnung getragen, dass gerade in vergleichsweise komplexen Überwachungssystemen für Gebäude als zentrale Auswerteeinheit unterschiedliche Typen oder Bauarten zur Anwendung kommen können, die hinsichtlich der mit den Sensoreinheiten 1 auszutauschenden Signale unterschiedliche Anforderungen wie beispielsweise an die einzelnen Signalwerte, Spannungs- oder Widerstandsniveaus/Kommunikations- oder Busprotokolle oder dergleichen, stellen. Dies bedingt eigentlich, dass die Sensoreinheit 1 bereits bei ihrer Herstellung an die spezifischen Vorgaben der jeweiligen Auswerteeinheit angepasst sein müsste. Um dennoch eine vergleichsweise hohe Flexibilität der Sensoreinheit 1 bei der Anpassung an die jeweilige Auswerteeinheit bei gleichzeitig besonders niedrig gehaltenen Produktionskosten sicherstellen zu können, ist die Sensoreinheit 1 als nachträglich, also nach der eigentlichen Herstellung, konfigurierbare Einheit ausgestaltet. Dies wird erreicht, indem dem Sensormodul 2 ein zur Anpassung der Systemparameter an die zentrale Auswerteeinheit vorgesehenes Konfigurationsmodul 12 zugeordnet ist.
  • Das Konfigurationsmodul 12 kann dabei seinerseits als nachträglich einstellbares Element, beispielsweise über Stellschalter oder dergleichen, ausgestaltet und fest mit dem Sensormodul 2 verbunden sein. Im Ausführungsbeispiel umfasst die Sensoreinheit 1 aber zusätzlich zum Sensormodul 2, das den in den elektrisch ansteuerbaren Sensorkreis 3 geschalteten eigentlichen Sensor enthält, ein separates, mit dem Sensormodul 2 verbindbares Konfigurationsmodul 12, in dem eine Anzahl von für die Einstellung der elektrischen Parameter des Sensorkreises 3 vorgesehene Bauelementen angeordnet ist. Insbesondere umfasst das Konfigurationsmodul 12 dabei eine Anzahl von Widerstandselementen, über die die elektrischen Widerstände eine Anzahl von Teilzweigen des Sensorkreises 3 festgelegt werden können.
  • Das Konfigurationsmodul 12 kann dabei auf verschiedene Weise mit dem Sensormodul 2 verbindbar sein. Beispielsweise kann, wie in FIG. 1 angedeutet, eine Steckverbindung vorgesehen sein; es sind aber auch andere Verbindungsmöglichkeiten denkbar. Die Steckverbindung ist dabei vorzugsweise im Hinblick auf gängige Schutzvorschriften geeignet ausgelegt, insbesondere als vor Umwelteinflüssen geschützte Verbindung.
  • Im Ausführungsbeispiel sind das Sensormodul 2 und das Konfigurationsmodul 12 in ihren Außenabmessungen zudem derart dimensioniert und konfiguriert, dass sich nach dem Zusammenfügen dieser Module ein in seinen Außenabmessungen an eine vorgegebene Kontur angepasstes Funktionsgehäuse 14 ergibt. Insbesondere ist dieses Funktionsgehäuse 14 vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es an eine entsprechende Innenkontur des Rahmenprofils 8 angepasst ist, so dass über die Einbringung der Sensoreinheit 1 in die jeweilige Innenkontur eine automatische korrekte Positionierung und Zentrierung der Sensoreinheit 1 erfolgt.
  • Im Ausführungsbeispiel nach FIG. 1 ist dabei im Wesentlichen ein zylindrisches Funktionsgehäuse 14 dargestellt, bei dem das Konfigurationsmodul 12 in der Art einer aufgesetzten Kappe bündig mit der Mantelfläche des darunter liegenden Zylinders verbunden wird. Selbstverständlich können aber auch andere geeignete Konfigurierungen und Dimensionierungen von Sensormodul 2 einerseits und Konfigurationsmodul 12 andererseits zur Bildung eines Funktionsgehäuses 14 der jeweils vorgegebenen Art vorgesehen sein. Das Funktionsgehäuse 14 ist dabei zudem noch derart ausgestaltet, dass die im Sensormodul 2 und im Konfigurationsmodul 12 enthaltenen Komponenten gekapselt und somit betrieblich geschützt angeordnet sind. Dazu kann insbesondere die beim Zusammenfügen von Sensormodul 2 einerseits und Konfigurationsmodul 12 andererseits gebildete Stoßkante 15 der Gehäuseteile gedichtet/versiegelt ausgeführt sein.
  • Um zudem eine nachträgliche Manipulation der Sensoreinheit 1 durch unautorisiertes Austauschen des Konfigurationsmoduls 12 auszuschließen, kann die mechanische Verbindung von Sensormodul 2 und Konfigurationsmodul 12 selbstsichernd, beispielsweise schnappend oder rastend, ausgebildet sein, so dass ein zerstörungsfreies Öffnen nach dem Zusammenfügen nicht mehr oder nur unter Zuhilfenahme eines Spezialwerkzeugs möglich ist.
  • In den FIG. 2 bis 6 sind beispielhaft einige Varianten möglicher elektrischer Verschaltungen im Sensormodul 2 und im Konfigurationsmodul 12 dargestellt. Dabei kann ein grundsätzlicher Aufbau der Sensoreinheit 1 vorgesehen sein, wie er auch in der Ansicht in FIG. 1 dargestellt ist, und wobei das Sensormodul 2 jeweils direkt an das Verbindungskabel 6 angeschlossen ist und das Konfigurationsmodul 12 seinerseits mit dem Sensormodul 2 in Verbindung gebracht wird. Alternativ kann in einer Variante aber auch vorgesehen sein, dass das Sensormodul 2 unter elektrischer Zwischenschaltung des Konfigurationsmoduls 12 mit dem Verbindungskabel 6 zu verbinden ist. In sämtlichen dargestellten Ausführungsbeispielen ist als Sensor 16 ein magnetisch ansteuerbarer Reedkontakt vorgesehen, der in der Art eines Schalters auf einen Steuermagneten in seinem Umfeld reagiert. Zur Fremdfeldüberwachung ist dabei im Ausführungsbeispiel zusätzlich ein weiterer magnetisch ansteuerbarer Reedkontakt 17 vorgesehen; andere Konfigurationen sind vorstellbar.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß FIG. 2 ist dabei im Sensormodul 2 der Sensor 16 angeordnet, und im Konfigurationsmodul 12 befinden sich geeignete Überbrückungsschleifen 18, 20, mit denen die Leitungsanschlüsse des Sensors 16 zur Bildung des elektrisch ansteuerbaren Sensorkreises 3 mit den entsprechenden Leitungsanschlüssen des Verbindungskabels 6 verbunden werden können. Zusätzlich ist dabei auch in der Art eines Sicherungskreises ein sogenannter Sabotagekreis 22 vorgesehen, bei dem über das Konfigurationsmodul 12 eine geschlossene Leiterschleife zwischen weiteren Adern des Verbindungskabels 6 hergestellt wird. Über den Sabotagekreis 22 kann somit auf einfache Weise überprüft werden, ob in der Art einer unautorisierten Manipulation von der Sensoreinheit 1 als Ganzes oder auch das Konfigurationsmodul 12 von seinen Anschlüssen getrennt wurde.
  • Im Konfigurationsmodul 12 befindet sich weiterhin eine Anzahl elektrischer Widerstände 24, die bei montiertem Konfigurationsmodul 12 die elektrischen Eigenschaften des Sensorkreises 3 bestimmen. Zur Unterscheidung der Schaltzustände "geschlossen" und "offen" des Sensors 16 sind somit entsprechend unterschiedliche Widerstandswerte im Sensorkreis auslesbar. Durch den Austausch des Konfigurationsmoduls 12 bei ansonsten gleichbleibendem Sensormodul 2 können somit die elektrischen Eigenschaften des Sensorkreises 3 geändert und damit an unterschiedliche Vorgaben der Auswerteeinheit angepasst werden. Selbstverständlich ist durch geeignete Vorgabe oder Veränderung der einzelnen Widerstände 24 im Konfigurationsmodul 12 nach FIG. 2 auch noch eine individuelle Anpassung der eigentlichen elektrischen Parameter des Sensorkreises 3 an eventuelle Vorgaben möglich.
  • Im Ausführungsbeispiel nach FIG. 3 ist im Wesentlichen eine gleichartige elektrische Verschaltung des Sensorkreises 3 im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach FIG. 2 vorgesehen, wobei hier aber das Konfigurationsmodul 12 in der Art eines Zwischenstückes zwischen das Sensormodul 2 und das Verbindungskabel 6 geschaltet ist.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß FIG. 4, FIG. 5 ist die Anpassung der Systemparameter des Sensors 16 an die Vorgaben der zentralen Auswerteeinheit mittels einer konfigurierbaren kommunikationsseitigen Ankopplung vorgesehen. Dabei ist in diesen Ausführungsbeispielen das Konfigurationsmodul 12 in der Art einer Kommunikations-Schnittstelle als Kommunikationsmodul zur Anbindung des Sensormoduls 2 an das Kommunikationssystem oder -netzwerk der zentralen Auswerteeinheit ausgestaltet. Im Ausführungsbeispiel nach FIG. 4, FIG. 5 ist dieses Netzwerk dabei drahtgebunden ausgelegt, und das Konfigurationsmodul 12 ist als Bus-Interface und somit als parametrierbare Schnittstelle zur Einstellung des jeweiligen Busprotokolls ausgestaltet. In FIG. 4 ist dabei diejenige Variante gezeigt, bei der das Sensormodul 2 direkt an das Verbindungskabel angeschlossen ist, wohingegen in der Variante gem. FIG. 5 das Sensormodul 2 unter elektrischer Zwischenschaltung des Konfigurationsmoduls 12 an das Verbindungskabel 6 angeschlossen ist.
  • In hierzu grundsätzlich analoger Bauweise ist im Ausführungsbeispiel gem. FIG. 6 das Konfigurationsmodul 12 zur drahtlosen kommunikationsseitigen Anbindung des Sensormoduls 2 an das Kommunikationsnetzwerk der zentralen Auswerteeinheit ausgelegt. Dabei ist in diesem Ausführungsbeispiel das Konfigurationsmodul 12 als RF- oder Funktionsmodul ausgestaltet.

Claims (8)

  1. Sensoreinheit (1) mit einem elektrisch ansteuerbaren Sensorkreis (3), einem Konfigurationsmodul (12) und mit einem zur berührungsfreien Identitäts- oder Positionsfeststellung vorgesehenen, in den elektrisch ansteuerbaren Sensorkreis (3) geschalteten Sensor (16), der zur Anpassung seiner Systemparameter an die Vorgaben einer zentralen Auswerteeinheit mit dem Konfigurationsmodul (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Konfigurationsmodul (12) eine Anzahl von für die Einstellung der elektrischen Parameter des Sensorkreises (3) vorgesehenen Bauelementen angeordnet ist.
  2. Sensoreinheit (1) nach Anspruch 1, deren Sensor (16) in einem Sensormodul (2) angeordnet ist, wobei das Konfigurationsmodul (12) als separates, mit dem Sensormodul (2) verbindbares Modul ausgestaltet ist.
  3. Sensoreinheit (1) nach Anspruch 1, deren Konfigurationsmodul (12) eine Anzahl von Widerstandselementen zur Festlegung von elektrischen Widerstandswerten im Sensorkreis (3) aufweist.
  4. Sensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, deren Konfigurationsmodul (12) als Kommunikationsmodul zur kommunikationsseitigen Anbindung an die zentrale Auswerteeinheit ausgestaltet ist.
  5. Sensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Sensormodul (2) gemeinsam mit dem mit ihm verbundenen Konfigurationsmodul (12) ein in seinen Außenabmessungen an eine vorgegebene Kontur angepasstes Funktionsgehäuse (14) aufweist.
  6. Sensoreinheit (1) nach Anspruch 5, bei der das Funktionsgehäuse (14) die darin angeordneten Komponenten des Sensormoduls (2) und des Konfigurationsmoduls (12) kapselnd umschließt.
  7. Überwachungssystem für Gebäude mit einer zentralen Auswerteeinheit, an die eine Anzahl von Sensoreinheiten (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 angeschlossen ist.
  8. Verwendung einer Sensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in einem Gebäudeüberwachungssystem.
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