ITPD20000084A1

ITPD20000084A1 - SAFETY DEVICE WITH BIDIRECTIONAL COMMUNICATION.

Info

Publication number: ITPD20000084A1
Application number: IT2000PD000084A
Authority: IT
Inventors: Cristiano Zambon
Original assignee: Pittway Tecnologica Spa
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2001-10-11
Also published as: ATE268930T1; AU2001246756A1; NO20024895D0; WO2001078026A1; DE60103749D1; EP1272990A1; NO20024895L; EP1272990B1; RU2002129507A; IT1315418B1; ES2222987T3; DE60103749T2; DK1272990T3; CZ20023375A3; CA2405018A1

Abstract

A security device with bidirectional communication capability comprising logic control means which are adapted to control at least one LED for indicating the operating status of a peripheral unit in which the security device is accommodated. The device comprises at least one resistor which is connected in parallel to the at least one LED, for converting into voltage light energy received from the at least one LED, the LED being connected to means for evaluating the voltage generated thereby, the means being in turn connected to the logic control means.

Description

“DISPOSITIVO DI SICUREZZA CON COMUNICAZIONE BIDIREZIONALE” "SAFETY DEVICE WITH BIDIRECTIONAL COMMUNICATION"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato riguarda un dispositivo di sicurezza con comunicazione bidirezionale, The present invention relates to a safety device with bidirectional communication,

Più particolarmente, il trovato riguarda un dispositivo di sicurezza in grado di colloquiare sia con una centrale di controllo sia direttamente con un utente. More particularly, the invention relates to a safety device capable of communicating both with a control unit and directly with a user.

Come è noto, la maggior parte dei sistemi di sicurezza attualmente presenti sul mercato hanno generalmente il seguente schema di funzionamento. As is known, most of the safety systems currently on the market generally have the following operating scheme.

Una centrale di controllo gestisce periferiche (solitamente sensori o attuatori) tramite una linea bifilare, o tramite sistemi a radiofrequenza. A control unit manages peripherals (usually sensors or actuators) through a two-wire line, or through radiofrequency systems.

Infatti, generalmente i sistemi di sicurezza più recenti prevedono la possibilità di indirizzare (via hardware o software) i dispositivi periferici. In questo caso, l’unità centrale stabilisce se, in base al programma di controllo i parametri ambientali rilevanti dai sensori corrispondono ad una condizione di allarme o meno e la centrale quindi aziona, se è il caso, le relative procedure di allarme quali segnalazioni ottiche, acustiche o simili. In fact, the most recent security systems generally provide for the possibility of addressing (via hardware or software) the peripheral devices. In this case, the central unit determines whether, based on the control program, the relevant environmental parameters from the sensors correspond to an alarm condition or not and the control unit then activates, if necessary, the related alarm procedures such as optical signals. , acoustic or similar.

Solitamente la comunicazione tra unità centrali di controllo e le periferiche è affidata a protocolli proprietari, compatibili con le eventuali necessità di alimentazione dei sensori e, soprattutto, con le esigenze di robustezza ed immunità ai disturbi propri e di un sistema di sicurezza. Usually the communication between central control units and peripherals is entrusted to proprietary protocols, compatible with any sensor power supply needs and, above all, with the needs of robustness and immunity to its own disturbances and of a safety system.

Come è facilmente intuibile la possibilità di comunicazione fra l'unità centrale e i dispositivi periferici offre una maggiore flessibilità e capacità di manutenzione del sistema di sicurezza e, in definitiva conferisce un valore aggiunto al sistema nel suo complesso. As can be easily understood, the possibility of communication between the central unit and the peripheral devices offers greater flexibility and maintenance capacity of the security system and ultimately gives added value to the system as a whole.

Tuttavia, la comunicazione tra unità centrale e dispositivi periferici è unicamente affidata ad una linea bifilare come precedentemente detto, quale ad esempio un bus o tramite sistemi a radiofrequenza. However, the communication between central unit and peripheral devices is entrusted solely to a two-wire line as previously mentioned, such as for example a bus or by means of radiofrequency systems.

In pratica, vi è unicamente la possibilità di agire dall’unità di controllo alla periferiche e non è possibile agire direttamente sulle periferiche stesse bypassando quindi l’unità di controllo centrale. In practice, there is only the possibility of acting from the control unit to the peripherals and it is not possible to act directly on the peripherals themselves, thus bypassing the central control unit.

Compito precipuo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di sicurezza con capacità di comunicazione bidirezionale che consenta agli utenti di poter intervenire direttamente sulle periferiche, oltre che intervenire sulle stesse dalla unità centrale di controllo. The aim of the present invention is to provide a safety device with bidirectional communication capability which allows users to be able to intervene directly on the peripherals, as well as to intervene on them from the central control unit.

Nell’ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di sicurezza avente capacità di comunicazione bidirezionale che consenta di utilizzare il normale dispositivo di indicazione visiva di una periferica per interagire con la periferica stessa. Within the scope of this aim, an object of the present invention is to provide a safety device having bidirectional communication capability that allows the normal visual indication device of a peripheral to be used to interact with the peripheral itself.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di sicurezza avente capacità di comunicazione bidirezionale che consenta di interagire con una periferica direttamente nel sito di installazione della periferica stessa. Another object of the present invention is to provide a safety device having bidirectional communication capability which allows to interact with a peripheral directly at the installation site of the peripheral itself.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di sicurezza avente capacità di comunicazione bidirezionale che sia di elevata affidabilità, di relativamente semplice realizzazione ed a costi competitivi. Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito sono raggiunti da un dispositivo di sicurezza avente capacità di comunicazione bidirezionale, comprendente mezzi logici di controllo atti a controllare almeno un LED di indicazione dello stato di funzionamento di una unità periferica in cui è alloggiato detto dispositivo di sicurezza, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un resistore collegato in parallelo a detto almeno un LED, per la conversione in tensione di energia luminosa ricevuta da detto almeno un LED, quest’ultimo essendo collegato a mezzi di valutazione di detta tensione da esso generata, a loro volta in comunicazione con detti mezzi logici di controllo. Not least object of the present invention is to provide a safety device having bidirectional communication capability which is highly reliable, relatively simple to manufacture and at competitive costs. This task, as well as these and other purposes which will become clearer hereinafter, are achieved by a safety device having bidirectional communication capability, comprising logic control means suitable for controlling at least one LED indicating the operating status of a peripheral unit in which it is housing said safety device, characterized in that it comprises at least one resistor connected in parallel to said at least one LED, for the conversion of light energy received by said at least one LED into voltage, the latter being connected to means for evaluating said voltage generated therefrom, in turn in communication with said logic control means.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, del dispositivo secondo il presente trovato, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of preferred but not exclusive embodiments of the device according to the present invention, illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which:

- la figura 1 è uno schema circuitale del dispositivo di sicurezza secondo il presente trovato; Figure 1 is a circuit diagram of the safety device according to the present invention;

- la figura 2 è uno schema a blocchi illustrante Γ interazione tra una unità periferica alloggiarne il dispositivo di sicurezza secondo il presente trovato ed una unità esterna; Figure 2 is a block diagram illustrating the interaction between a peripheral unit housing the safety device according to the present invention and an external unit;

- la figura 3 è uno schema a blocchi di una seconda forma di realizzazione dell’interazione tra una unità periferica con incorporato il dispositivo secondo il trovato e una unità esterna. - Figure 3 is a block diagram of a second embodiment of the interaction between a peripheral unit with the device according to the invention incorporated and an external unit.

Con riferimento alle sopra citate figure, e inizialmente con riferimento alla figura 1, il dispositivo di sicurezza secondo il presente trovato, globalmente indicato dal numero di riferimento 10, comprende mezzi logici di controllo 12 collegati a mezzi di memoria 13 e a mezzi di gestione 14 atti a gestire il funzionamento di almeno un LED. With reference to the aforementioned figures, and initially with reference to figure 1, the safety device according to the present invention, globally indicated by the reference number 10, comprises logic control means 12 connected to memory means 13 and to management means 14 suitable for to manage the operation of at least one LED.

I mezzi logici di controllo 12 sono collegati ad un buffer di potenza 15 il quale è atto a pilotare almeno un LED 16 che fornisce una indicazione dello stato di funzionamento della periferica in cui è alloggiato il dispositivo di sicurezza. The logic control means 12 are connected to a power buffer 15 which is adapted to drive at least one LED 16 which provides an indication of the operating status of the peripheral in which the safety device is housed.

Tale periferica può ad esempio essere un sensore o un attuatore. This peripheral can for example be a sensor or an actuator.

Un resistore 17 è interposto tra l’uscita del buffer di potenza 15 e il LED 16 e consente di diminuire la corrente di uscita dal buffer di potenza 15 per l’alimentazione del LED 16. A resistor 17 is interposed between the output of the power buffer 15 and the LED 16 and allows you to decrease the output current from the power buffer 15 to power the LED 16.

La particolarità del trovato risiede nel fatto che il LED 16 viene utilizzato, oltre che come dispositivo di segnalazione dello stato di funzionamento della periferica in senso inverso, come sarà spiegato in dettaglio nel seguito. The particularity of the invention resides in the fact that the LED 16 is used, as well as as a device for signaling the operating status of the peripheral in the reverse direction, as will be explained in detail below.

Infatti il LED è normalmente un dispositivo progettato per convertire energia elettrica in energia luminosa, con effetto fotoelettrico, per fornire in questo caso una indicazione dello stato di funzionamento della periferica. In fact, the LED is normally a device designed to convert electrical energy into light energy, with a photoelectric effect, to provide in this case an indication of the operating status of the peripheral.

Il dispositivo secondo il trovato prevede che il LED funzioni anche come fotodiodo ossia che operi una conversione contraria, da energia luminosa in energia elettrica. The device according to the invention provides that the LED also functions as a photodiode, that is to say that it performs a reverse conversion, from light energy into electrical energy.

E’ infatti noto che una giunzione di tipo p-n se attraversata da una corrente, può emettere fotoni la cui energia è legata al tipo di drogaggio della giunzione. Analogamente, qualora una giunzione p-n venga illuminata da fotoni di energia opportuna, si creano delle coppie lacuna-elettrone le quali, fluendo attraverso la giunzione, danno luogo ad una corrente che è proporzionale all’intensità della luce incidente. It is in fact known that a p-n type junction, if crossed by a current, can emit photons whose energy is linked to the type of doping of the junction. Similarly, if a p-n junction is illuminated by photons of suitable energy, hole-electron pairs are created which, flowing through the junction, give rise to a current that is proportional to the intensity of the incident light.

Ovviamente, l’efficienza di conversione quantica ossia l’entità di corrente che si può generare in relazione ad una determinata energia luminosa incidente, è molto bassa per un LED, essendo quest’ultimo un dispositivo otticoelettronico progettato ed ottimizzato per la conversione opposta, ossia da energia elettrica in energia luminosa. Obviously, the quantum conversion efficiency, i.e. the amount of current that can be generated in relation to a given incident light energy, is very low for an LED, the latter being an optical-electronic device designed and optimized for the opposite conversion, i.e. from electrical energy into light energy.

Tuttavia, la fotocorrente ottenuta dal LED, qualora questo sia illuminato in modo opportuno con una sorgente luminosa, accordata sulla medesima lunghezza d’onda del LED, è in grado di fornire un segnale di ampiezza sufficiente ad essere trattato da un blocco di amplificazione-comparazione. However, the photocurrent obtained by the LED, if it is properly illuminated with a light source, tuned to the same wavelength as the LED, is able to provide a signal of sufficient amplitude to be treated by an amplification-comparison block. .

Modulando quindi il segnale della sorgente illuminante con treno di impulsi, si riesce a ricostruire tale segnale all’uscita del sistema di trattamento del segnale. By then modulating the signal of the lighting source with a train of pulses, it is possible to reconstruct this signal at the output of the signal processing system.

In questo modo si ha quindi a disposizione un ulteriore canale di comunicazione semiduplex, che oltre alla consueta linea bifilare che collega la periferica ad una unità centrale di controllo, consente la comunicazione con l’unità di controllo stessa. In this way, an additional semi-duplex communication channel is available, which in addition to the usual two-wire line that connects the peripheral to a central control unit, allows communication with the control unit itself.

In pratica, il dispositivo di sicurezza 10 secondo il trovato comprende quindi un ulteriore resistore 18 collegato in parallelo al LED 16 in modo da convertire in tensione la corrente generata quanto il LED 16 si comporta da ricevitore. In practice, the safety device 10 according to the invention therefore comprises a further resistor 18 connected in parallel to the LED 16 so as to convert the current generated when the LED 16 acts as a receiver into a voltage.

Naturalmente il numero di resistori 18 è pari al numero dei LED 16 che sono previsti in uscita dalla periferica in cui è alloggiato il dispositivo di sicurezza 10 Naturally, the number of resistors 18 is equal to the number of LEDs 16 which are provided at the output of the peripheral housing the safety device 10

Mezzi di commutazione 19 sono inoltre previsti per collegare il segnale di tensione prodotto dal LED 16 quando questo viene illuminato, con mezzi comparatori 20 atti a comparare tale segnale di tensione con una tensione di comparazione 21, in modo da generare un segnale 22 di differenza fra la tensione rilevata dal LED 16 e la tensione di riferimento 21 inviata dai mezzi logici di controllo 12. Switching means 19 are also provided for connecting the voltage signal produced by the LED 16 when it is illuminated, with comparator means 20 suitable for comparing said voltage signal with a comparison voltage 21, so as to generate a difference signal 22 between the voltage detected by the LED 16 and the reference voltage 21 sent by the logic control means 12.

L’amplificatore comparatore 20 consente inoltre di amplificare il segnale di tensione e di differenza sopracitato. The comparator amplifier 20 also allows you to amplify the voltage and difference signal mentioned above.

I mezzi di commutazione 19 sono quindi normalmente operativamente aperti quando il LED 16 funziona come dispositivo ottico-elettronico di indicazione dello stato di funzionamento della unità periferica, ossia fornisce una indicazione esterna del funzionamento della unità periferica stessa. The switching means 19 are therefore normally operationally open when the LED 16 functions as an optical-electronic device for indicating the operating status of the peripheral unit, ie it provides an external indication of the operation of the peripheral unit itself.

Al contrario, quando, il LED 16 funge da elemento di ricezione in questo caso i mezzi di commutazione 19 vengono chiusi attivando il percorso che collega il LED 16 ai mezzi di amplificazione-comparazione 20, portando in stato d’alta impedenza il buffer di potenza 15. On the contrary, when the LED 16 acts as a receiving element, in this case the switching means 19 are closed by activating the path that connects the LED 16 to the amplification-comparison means 20, bringing the power buffer to a high impedance state. 15.

In sostanza, si crea un secondo canale di comunicazione, questa volta di tipo ottico, che va ad affiancarsi al normale canale di comunicazione bifilare o a radiofrequenza che collega l’unità periferica con l’unità centrale di controllo (che non è illustrata nelle figure). Basically, a second communication channel is created, this time of the optical type, which goes alongside the normal two-wire or radiofrequency communication channel that connects the peripheral unit with the central control unit (which is not shown in the figures) .

La figura 2 illustra schematicamente una unità periferica 30 al cui interno è alloggiato il dispositivo di sicurezza 10 secondo il presente trovato. Figure 2 schematically illustrates a peripheral unit 30 inside which the safety device 10 according to the present invention is housed.

Il numero di riferimento 16 indica in questo caso sempre il LED di indicazione esterna dello stato di funzionamento della unità periferica stessa. In this case, the reference number 16 always indicates the LED for external indication of the operating status of the peripheral unit itself.

Al fine di illuminare il LED 16 dall’esterno e farlo quindi funzionare come elemento di ricezione, una prima forma di realizzazione prevede un’unità esterna 31 la quale è opportunamente dotata di un dispositivo ottico di ingresso e uscita. In order to illuminate the LED 16 from the outside and make it work as a reception element, a first embodiment provides an external unit 31 which is suitably equipped with an optical input and output device.

Nella prima forma di realizzazione illustrata nella figura 2, il dispositivo ottico di ingresso e di uscita comprende almeno un LED ultraluminoso 32 il quale è affiancato ad un fotodiodo o fototransistore 33 in modo tale che il LED 32 sia in grado di illuminare il LED 16 della periferica 30 e farlo quindi funzionare come elemento ricevente. In the first embodiment illustrated in Figure 2, the optical input and output device comprises at least one ultra-bright LED 32 which is flanked by a photodiode or phototransistor 33 in such a way that the LED 32 is able to illuminate the LED 16 of the peripheral 30 and then make it function as a receiving element.

Al contempo, il fotodiodo 33 dell’unità esterna 31 consente di ricevere informazione luminosa dal LED 16 della periferica 30. At the same time, the photodiode 33 of the external unit 31 allows to receive light information from the LED 16 of the peripheral 30.

L’unità esterna 31 è opportunamente interfacciata meccanicamente, con l’unità periferica 30, in modo da mantenere a breve distanza dal LED 16 il dispositivo ottico di ingresso e uscita, 32, 33. The external unit 31 is suitably mechanically interfaced with the peripheral unit 30, in order to keep the optical input and output device 32, 33 at a short distance from the LED 16.

In una seconda forma di realizzazione, illustrata nella figura 3, l’unità periferica 30 è sempre interfacciata all’unità esterna 31 ma in questo caso il dispositivo ottico di ingresso-uscita è costituito da almeno una fibra ottica 34. In a second embodiment, illustrated in Figure 3, the peripheral unit 30 is always interfaced with the external unit 31 but in this case the input-output optical device consists of at least one optical fiber 34.

Quest’ultima soluzione permette all’operatore di poter programmare, testare ed ottenere dati da periferiche disposte anche in posizioni difficili e disagevoli, senza dover smontare la periferica stessa dal proprio supporto. The latter solution allows the operator to program, test and obtain data from peripherals even in difficult and uncomfortable positions, without having to disassemble the peripheral itself from its support.

In pratica si è constatato come il dispositivo di sicurezza secondo il trovato consenta di ottenere un ulteriore canale di comunicazione bidirezionale che si affianca al normale canale di comunicazione esistente tra una unità periferica e una unità centrale di controllo preposta al controllo dei funzionamento della periferica stessa. In practice it has been found that the safety device according to the invention allows to obtain a further bidirectional communication channel which is alongside the normal communication channel existing between a peripheral unit and a central control unit responsible for controlling the operation of the peripheral itself.

Inoltre, il canale “ottico” così creato consente all’operatore di agire direttamente sulle periferiche nello ambito operativo, ossia nel sito di installazione con conseguenti vantaggi dal punto di vista operativo e di manutenzione. In addition, the "optical" channel thus created allows the operator to act directly on the peripherals in the operating environment, ie at the installation site with consequent advantages from an operational and maintenance point of view.

Ancora ulteriormente, il dispositivo di sicurezza secondo il trovato risulta essere facilmente integrabile in una unità di controllo di tipo commercialmente noto, con minimo aggravio di ingombri. Still further, the safety device according to the invention can be easily integrated into a control unit of a commercially known type, with a minimum increase in overall dimensions.

Il dispositivo così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. The device thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all falling within the scope of the inventive concept; moreover, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l’uso specifico, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica. In practice, the materials used, as long as they are compatible with the specific use, as well as the dimensions, may be any according to the needs and the state of the art.

Claims

CLAIMS 1) Safety device having bidirectional communication capability, comprising logic control means able to control at least one LED indicating the operating status of a peripheral unit in which said safety device is housed, characterized in that it comprises at least one connected resistor in parallel to said at least one LED, for the conversion into voltage of light energy received by said at least one LED, the latter being connected to means for evaluating said voltage generated by it, in turn in communication with said logic control means .

2) Device according to claim 1, characterized in that said means for evaluating said voltage generated by said at least one LED comprise amplification and comparison means suitable for comparing said voltage generated by the latter with the reference voltage generated by said means control logic, to obtain a difference voltage signal suitable to be sent to said control logic means.

3) Device according to claims 1 and 2, characterized in that said amplification and comparison means are connected to said at least one LED by means of switching means.

4) Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that said logic control means drive said at least one LED through a power buffer.

5) Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one resistor is interposed between said power buffer and said at least one LED, connected in series to said at least one LED.

6) Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises an external unit suitable for interfacing with said peripheral unit housing said safety device, said external unit being equipped with an optical input and output device suitable for communicating with said at least one LED.

7) Device according to claim 6, characterized in that said optical input and output device of said external unit comprises at least one ultra-bright LED and at least one photodiode or phototransistor.

8) Device according to claim 6, characterized in that said optical input and output device of said external unit comprises at least one optical fiber.

9) Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that said logic control means are connected to memory means and to management means of said at least one LED.

10) External unit for the transmission of an optical signal to an LED of a peripheral unit equipped with a safety device according to one or more of the preceding claims, characterized by the fact of comprising an optical input and output device suitable for bi-directional communication with said at least one LED of said peripheral unit.

11) External unit according to claim 10, characterized in that said optical input and output device comprises at least one ultra-bright LED and at least one photodiode or phototransistor.

12) External unit according to claim 10, characterized in that said optical input and output device comprises at least one optical fiber.

13) External unit according to one or more of claims 10 to 12, characterized in that it is mechanically interfaced with said peripheral unit, so as to keep said input and output optical device facing said at least one LED of said peripheral unit.

14) Process for creating an optical communication channel between a peripheral unit and the external control unit, characterized by the fact that it includes the phases which consist of: using at least one LED of said peripheral unit for receiving an optical signal sent from an external unit; converting said optical signal received by said at least one LED into a voltage signal; evaluating said voltage signal by logic control means.

15. Process according to claim 14, characterized in that the step which consists in evaluating said voltage signal comprises amplifying and comparing said voltage signal with a reference voltage sent by said logic control means.

16) Process according to claim 14, characterized in that it comprises the step which consists in putting said at least one LED in communication with means for evaluating said voltage signal by means of switching means.

17) Safety device, external unit and manufacturing process, as per one or more of the preceding claims, which are characterized by what is illustrated and described in the attached tables of figures and drawings.