JP3638118B2 - Microwave sensor and electric field generator for sensor self-diagnosis - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可視光線よりも低周波の電磁波を用いた能動型のセンサであるマイクロウエーブセンサ(以下、「MWセンサ」という)及びこのMWセンサに自己診断を行わせるための電界発生装置に係る。特に、本発明は、センサ自己診断動作を確実に実行させるための対策に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、防犯装置の一つとして、マイクロ波を検知エリアに向けて発信し、検知エリア内に人体が存在する場合には、その人体からの反射波(ドップラー効果によって変調したマイクロ波)を受信して人体(侵入者)を検知するMWセンサが知られている。また、一般に、このMWセンサは、検知エリア内の人体からの赤外線を受けて人体とその周囲との温度差から侵入者を検知するPIRセンサと組み合わせて使用される(例えば特開平11−39574号公報)。つまり、MWセンサの検知エリアとPIRセンサの検知エリアとを重ね、両者の検知出力のANDをとることで両センサの弱点を補完し、人体検知の信頼性を高めるようにしている。
【0003】
ところで、上記MWセンサの信頼性を高めるためには、その自己診断機能を付加しておくことが望まれる。これまでの自己診断の手法としてはPIRセンサを利用することによって行われていた。つまり、検知エリア内に人体が存在しており、PIRセンサから一定時間以上の出力がなされているにも拘わらず、MWセンサから検知信号が出力されない状況になった場合には、MWセンサに異常が発生している(故障発生など)と判定するようにしている。この自己診断動作は、例えば夜間警戒が必要とされる検知エリアに設置されたセンサにあっては、日中の非警戒時に行われる。つまり、日中に検知エリアを人体が通過する際に各センサに人体検知動作を行わせることによってMWセンサの異常の有無を判定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の自己診断動作にあっては、人通りの殆ど無い箇所を検知エリアとするセンサの場合には、MWセンサの自己診断動作が長期間に亘って行えなくなる可能性がある。例えば、上述したように、夜間警戒が必要とされる検知エリアに設置され、日中の非警戒時に自己診断動作を行うものにあっては、日中、検知エリアに人体が通過しなかった場合には、自己診断が行われることなしに夜間警戒動作に移行することになる。これでは、仮にMWセンサに異常が発生していたとしてもそれを認識することができず、MWセンサに異常が生じたまま夜間警戒が行われることになって、防犯装置としての信頼性を十分に確保することができない。
【0005】
また、上述した自己診断動作は、MWセンサがPIRセンサと組み合わせて使用されている場合にのみ実行可能である。つまり、MWセンサ単独で防犯装置を構成しているものや、このMWセンサを自動ドア用センサとして適用したものに対しての自己診断の実行は未だ確立されていないのが実情である。
【0006】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、MWセンサの自己診断に関し、定期的に確実に自己診断動作の実行を可能にする構成を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、MWセンサのアンテナ等の受信部の周辺に自己診断用電界を発生させるための手段を設け、これによってMWセンサの自己診断を実行できるようにしている。
【0008】
−解決手段−
具体的に、第1の解決手段では、検知エリアに向けてマイクロ波を発信し、この検知エリア内に人体が存在する場合に、その人体からの反射波を受信部によって受信することにより人体検知を行うマイクロウエーブセンサを前提とする。このマイクロウエーブセンサに対し、上記受信部に回路接続されることなしに受信部との間に空間を存して配置され、この受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させる自己診断用電界発生手段と、この自己診断用電界発生手段によって、受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させた状態において、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られている場合にはセンサ故障は生じていないと判定し、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られていない場合にはセンサ故障が生じていると判定する判定手段とを備えさせている。そして、上記自己診断用電界発生手段としては、一端がマイコンのポートに接続され、他端が受信部近傍に延びたリード線を備えさせている。
また、第2の解決手段では、検知エリアに向けてマイクロ波を発信し、この検知エリア内に人体が存在する場合に、その人体からの反射波を受信部によって受信することにより人体検知を行うマイクロウエーブセンサを前提とする。このマイクロウエーブセンサに対し、上記受信部に回路接続されることなしに受信部との間に空間を存して配置され、この受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させる自己診断用電界発生手段と、この自己診断用電界発生手段によって、受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させた状態において、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られている場合にはセンサ故障は生じていないと判定し、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られていない場合にはセンサ故障が生じていると判定する判定手段とを備えさせている。そして、上記自己診断用電界発生手段としては高周波ダイオードを備えさせている。
【0009】
この特定事項により、マイクロウエーブセンサの自己診断時には、自己診断用電界発生手段により、受信部の周辺に所定の自己診断用電界が発生する。このとき、マイクロウエーブセンサが正常に作動している場合、その出力信号は、この電界の影響を受けたものとなる。つまり、この電界発生時のマイクロウエーブセンサの出力信号を検知することにより、マイクロウエーブセンサの異常の有無を診断でき、PIRセンサを必要とすること無しに任意の時間帯に自己診断動作の実行が可能となる。
【0010】
自己診断用電界発生手段として、一端がマイコンのポートに接続され、他端が受信部近傍に延びたリード線を備えさせたものでは、自己診断用電界発生手段を構成するための新たな部材としては1本のリード線のみである。つまり、既存のマイコンを自己診断用電界発生手段の一部として有効利用している。このため、低コストで、且つセンサ全体の大型化を招くことなしに確実に自己診断動作を実行させることができる。。
【0011】
自己診断用電界発生手段として高周波ダイオードを備えさせたものでは、受信部の周辺に自己診断用電界を確実に発生させることができ、自己診断動作の信頼性の向上を図ることができる。
【0012】
第3の解決手段は、上記第1または第2の解決手段において、受信部をマイクロ波受信用のアンテナとし、このアンテナにマイクロ波発信機能を兼ね備えさせている。
【0013】
この特定事項により、1本のアンテナでマイクロ波の発信と受信とを行うことができ、マイクロウエーブセンサ全体としての構成の簡素化を図ることができる。
【0018】
第4の解決手段は、検知エリアに向けてマイクロ波を発信し、この検知エリア内に人体が存在する場合に、その人体からの反射波を受信部によって受信することにより人体検知を行うマイクロウエーブセンサに自己診断を行わせるための自己診断用電界発生装置を対象とする。そして、この自己診断用電界発生装置に対し、上記マイクロウエーブセンサに一体的に組み付けられることにより、上記受信部に回路接続されることなしに受信部との間に空間を存して配置され、この受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させる自己診断用電界発生手段と、この自己診断用電界発生手段によって、受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させた状態において、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られている場合にはセンサ故障は生じていないと判定し、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られていない場合にはセンサ故障が生じていると判定する判定手段とを備えさせている。そして、上記自己診断用電界発生手段としては、一端がマイコンのポートに接続され、他端が受信部近傍に延びたリード線を備えさせている。
また、第5の解決手段では、検知エリアに向けてマイクロ波を発信し、この検知エリア内に人体が存在する場合に、その人体からの反射波を受信部によって受信することにより人体検知を行うマイクロウエーブセンサに自己診断を行わせるための自己診断用電界発生装置を対象とする。そして、この自己診断用電界発生装置に対し、上記マイクロウエーブセンサに一体的に組み付けられることにより、上記受信部に回路接続されることなしに受信部との間に空間を存して配置され、この受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させる自己診断用電界発生手段と、この自己診断用電界発生手段によって、受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させた状態において、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られている場合にはセンサ故障は生じていないと判定し、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られていない場合にはセンサ故障が生じていると判定する判定手段とを備えさせている。そして、上記自己診断用電界発生手段としては高周波ダイオードを備えさせている。
【0019】
この特定事項によっても上述した第1の解決手段の場合と同様に、電界発生時のマイクロウエーブセンサの出力信号を検知することにより、マイクロウエーブセンサの異常の有無を診断でき、PIRセンサを必要とすること無しに任意の時間帯に自己診断動作の実行が可能となる。また、自己診断用電界発生装置をマイクロウエーブセンサとは別部材としたため、この自己診断用電界発生装置を後付けすることにより、既設のマイクロウエーブセンサであっても上記第1の解決手段の場合と同様の作用を得ることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0023】
(第1実施形態)
−防犯システムの全体構成の説明−
図1に、本実施形態に係る防犯システムに使用されるMVセンサ3を備えた防犯センサユニット1を示す。図1(a)は防犯センサユニット1の正面図、図1(b)は図1(a)中のB−B線に沿った断面図である。この防犯センサユニット1は、ケース2内にMWセンサ3及びPIRセンサ4が収容され、ケース2の前面がマイクロ波を透過するカバー5で覆われているとともに、PIRセンサ4の前面にフレネルレンズ6が形成されている。
【0024】
図2は、本防犯センサユニット1が配設された室内(例えば倉庫など)のユニット配設位置と、MWセンサ3及びPIRセンサ4の検知エリアとの関係を示す図であって、図2(a)は側面図、図2(b)は平面図である。この図2において、防犯センサユニット1は部屋7を形成する壁面7aのうち、扉7bに対向する壁面7cの上部に設置されている。図中に一点鎖線で示した検知エリアAがMWセンサ3による検知エリアである。また、図中に斜線を付した検知エリアB,B,…がPIRセンサ4による検知エリアである。この検知エリアBは、フレネルレンズ6によって複数のビームで室内7をカバーするように設定されており、MWセンサ3による検知エリアAと、PIRセンサ4による検知エリアBとは重なり合っている。
【0025】
図3は、本防犯センサユニット1を備えた防犯システムのシステム構成を示すブロック図である。この図3に示すように、本防犯システムでは、MWセンサ3で検出された人体検出信号mが第1検出回路82に入力される。一方、PIRセンサ4で検出された人体検出信号pが第2検出回路84に入力される構成となっている。
【0026】
そして、各人体検出信号m,pが所定のしきい値をそれぞれ超えたとき、各検出回路82,84から検出信号d1 ,d2 が判別回路85に個別に出力されるようになっている。つまり、第1検出回路82は、人体検出信号mから侵入者の有無を検出する回路である。この第1検出回路82は、人体検出信号mのレベルが所定のしきい値を超えたときに検出信号d1 を判別回路85に出力する。一方、第2検出回路84は、人体検出信号pから侵入者の有無を検出する回路である。この第2検出回路84は、人体検出信号pのレベルが所定のしきい値を超えたときに検出信号d2 を判別回路85に出力する。
【0027】
判別回路85は、予め定めた時間内に入力される検出信号d1 ,d2 のそれぞれについて演算し、その演算結果が実測データに基づいて定めた所定の数値内であったとき、侵入者があると判別して警報信号aを出力する。これにより、本システムの集中管理装置を経て警備会社への通報が行われる。
【0028】
−MWセンサ3の詳細説明−
次に、本形態の特徴とするMWセンサ3の詳細な構成について説明する。
【0029】
図4にMWセンサ3の回路構成を示している。この図に示すように、MWセンサ3は、マイクロ波の発信及び受信を行うアンテナ31を備えている。このアンテナ31から検知エリアに向けて発信されたマイクロ波は、検知エリア内に人体が存在する場合、ドップラー効果によりその人体からの反射波の周波数が変調されてアンテナ31に受信される。この受信された反射波はミキサ32によって発振用電源33の電圧波形とミキシングされた後、IFアンプ34によって増幅され、このIFアンプ34からの出力がMWセンサ3の出力信号として得られるようになっている。
【0030】
検知エリア内に人体が存在していない場合には、アンテナ31において発信及び受信されるマイクロ波の周波数は等しいため、IFアンプ34からの出力信号におけるIF周波数は「0」となり、MWセンサ3からは信号が出力されない。これに対し、検知エリア内に人体が存在する場合には、アンテナ31から発信されたマイクロ波の周波数に対してアンテナ31に受信されるマイクロ波は変調されるため、MWセンサ3の出力信号波形に変化が生じ、これによってMWセンサ3から人体検出信号mが発信されるようになっている。
【0031】
本形態の特徴は、MWセンサ3が自己診断電界発生用の電界発生回路9を備えていることにある。以下、この電界発生回路9について説明する。本電界発生回路9は、パルス波発振器91、抵抗92、スイッチ93が直列接続された閉回路で構成されている。また、この電界発生回路9の一部の導線(図中L部分)は上記アンテナ31の近傍位置まで延びている。これにより、上記スイッチ93の閉作動に伴って電界発生回路9にパルス電流が流れ、アンテナ31付近に、このパルス電流に応じた自己診断のための電界が発生する構成となっている。つまり、この電界がアンテナ31に作用した場合、このアンテナ31からミキサ32に与えられるマイクロ波の周波数はアンテナ31から発信されたマイクロ波の周波数とは異なったものとなる。これによって、MVセンサ3からの出力信号は電界の影響を受けたものとして出力される。つまり、この際に、MWセンサ3の出力信号が電界の影響を受けたものとして出力されているか否かを判断することによってMWセンサ3が正常に作動しているか否かの自己診断が行われるようになっている。
【0032】
また、本防犯センサユニット1のコントローラ11には、所定時間毎にスイッチ93を閉作動させてMWセンサ3の自己診断動作を実行させるスイッチ制御部94、自己診断動作時にMWセンサ3の出力信号を受けて診断判定を行う判定手段としての判定部95が備えられている。また、この自己診断時には、IFアンプ34からの出力を判定部95のみで判断するようになっている。そして、この判定部95がMWセンサ3の故障判定を行った場合に限り、集中管理装置を経て警備会社へMWセンサ3の故障を知らせるための報知信号を発信するようになっている。
【0033】
−自己診断動作の説明−
次に、MWセンサ3の自己診断動作について説明する。この自己診断動作は、例えば本防犯システムが夜間警戒が必要とされる検知エリアに対して設置されたものである場合には、日中の非警戒時に行われる。例えば、1時間おきに行われる。尚、この自己診断動作は夜間警戒時の所定時間おきにも行うようにしてもよい。
【0034】
スイッチ制御部94によってスイッチ93が閉作動されると、電界発生回路9にパルス電流が流れ、アンテナ31付近に、このパルス電流に応じた自己診断のための電界が発生する。つまり、アンテナ31からミキサ32に与えられるマイクロ波の周波数はアンテナ31から発信されたマイクロ波の周波数とは異なったものとなる。この際に、MWセンサ3の出力信号を判定部95が検知し、MWセンサ3の診断判定を行う。つまり、上記パルス電流に応じた波形信号がMWセンサ3の出力信号として得られた場合には、MWセンサ3に故障は生じていないと判定するのに対し、上記パルス電流に応じた波形信号がMWセンサ3の出力信号として得られない場合には、MWセンサ3に故障が生じていると判定する。そして、この故障判定時には、判定部95は本防犯システムの集中管理装置を経て警備会社へMWセンサ3の故障を知らせるための報知信号を発信する。このようにしてMWセンサ3の自己診断が行われる。尚、このMWセンサ3の故障を知らせるための報知信号としては、侵入者を検知した場合に警備会社へ発信する警報信号とは異なる信号であることが好ましい。
【0035】
図5は、MWセンサ3の出力信号波形を示している。図5(a)は自己診断を開始する前のMWセンサ3の出力信号状態をモニタしたものである。この図のようにIF周波数は「0」となっている。図5(b)は自己診断時のMWセンサ3の出力信号波形をモニタしたものである。この図では、電界発生回路9のパルス波発振器91が3個のパルス波形を発振した場合の出力波形を示している。このように、電界発生回路9によってアンテナ31付近に電界を発生させることにより、MWセンサ3に故障が生じていな場合には、電界に応じた波形信号がMWセンサ3の出力信号として得られ、これによってMWセンサ3に故障は生じていないことが確認されるのである。一方、MWセンサ3に故障が生じている場合には、上記電界に応じた波形信号が得られず、例えば図5(a)に示すような出力のない状態となる。
【0036】
−実施形態の効果−
以上説明したように、本形態によれば、MWセンサ3に電界発生回路9を備えさせ、これによって自己診断動作を実行することができる。このため、設置個所に拘わりなく確実に自己診断動作を実行することが可能になる。従来のPIRセンサとの組み合わせにより自己診断動作を行うものにあっては、人通りの殆ど無い箇所を検知エリアとする場合にあっては自己診断動作が長期間に亘って実行できない可能性があった。本形態では、定期的にMWセンサ3の自己診断動作を実行することが可能であり、警戒時におけるMWセンサ3の信頼性を十分に確保することができる。
【0037】
また、本形態では、PIRセンサを必要とすることなく、MWセンサ3単独で自己診断動作を行うことができるので、MWセンサ単独で防犯装置等を構成する場合であっても自己診断の実行が可能になる。
【0038】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本形態は、電界発生回路9の変形例である。その他の構成は、上述した第1実施形態のものと同様である。従って、ここでは電界発生回路9についてのみ説明する。
【0039】
図6に示すように、本形態における電界発生回路9は、本防犯センサユニット1のマイクロコンピュータMC(以下、マイコンと略称する)により兼用されている。つまり、マイコンMCの一つのポートにリード線96が接続されており、このリード線96がアンテナ31の近傍位置まで延びている。これにより、上述した第1実施形態の場合と同様に、アンテナ31付近に自己診断のための電界が発生する構成となっている。つまり、本形態の場合、マイコンMCの制御によって、自己診断動作の実行時にリード線96よりアンテナ31付近に電界を発生させる。これにより、第1実施形態の場合と同様にしてMWセンサ3単独で自己診断動作を行うことができる。
【0040】
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本形態も、電界発生回路9の変形例である。その他の構成は、上述した第1実施形態のものと同様である。従って、ここでも電界発生回路9についてのみ説明する。
【0041】
図7に示すように、本形態における電界発生回路9は、パルス波発振器91、抵抗92、高周波ダイオード96が直列接続された回路で構成されている。そして、高周波ダイオード96がアンテナ31の近傍に配置されている。これにより、パルス波発振器91の発振動作に伴って高周波ダイオード96からアンテナ31付近に自己診断のための電界が発生する構成となっている。これにより、第1実施形態の場合と同様にしてMWセンサ3単独で自己診断動作を行うことができる。
【0042】
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。本形態は、電界発生回路9をMWセンサ3とは個別の部品により構成したものである。つまり、例えば上記第1実施形態を変更したものとして、図8に示すように、電界発生回路9のみをケーシング98内に収容して自己診断用電界発生装置99として構成する。一方、この電界発生回路9以外の部分をケーシング35内に収容してMWセンサ3を構成する。この場合、自己診断用電界発生装置99をMWセンサ3に対して係止などの手段により一体的に組み付け、電界発生回路9の一部をアンテナ31近傍に位置させることにより、上記第1実施形態の場合と同様の作用を得ることができる。つまり、自己診断用電界発生装置99をMWセンサ3のオプション部品として扱うものである。
【0043】
また、上記第2及び第3実施形態を変更する場合においても、電界発生回路9をケーシング内に収容して自己診断用電界発生装置として構成し、これをMWセンサ3に一体的に組み付けることによって、上記第2及び第3実施形態の場合と同様の作用を得ることができる。
【0044】
本形態の場合、自己診断用電界発生装置99がオプション部品であるため、MWセンサ3には上記スイッチ制御部94や判定部95が備えられていない。このため、これらスイッチ制御部94や判定部95は自己診断用電界発生装置99内に設けられることになり(図8では図示省略)、自己診断用電界発生装置99がMWセンサ3に組み付けられた際に、判定部95はIFアンプ34からの出力信号を受信可能となる。本形態の場合においても、自己診断時には、IFアンプ34からの出力は判定部95のみに送信されるようになっている。そして、この判定部95がMWセンサ3の故障判定を行った場合に限り、集中管理装置を経て警備会社へMWセンサ3の故障を知らせるための報知信号を発信するようになっている。つまり、判定部95は、自己診断時、IFアンプ34から所定の出力がある場合には報知信号を発信せず、IFアンプ34から出力がない場合に報知信号を発信する構成となっている。
【0045】
本形態によれば、自己診断用電界発生装置99とMWセンサ3とを個別の部品として構成したことにより、既設のMWセンサ3に対しても、自己診断用電界発生装置99を後付けすることにより、上記各実施形態の場合と同様の効果が発揮されるMWセンサ3を実現することができる。
【0046】
−その他の実施形態−
上述した各実施形態では、MWセンサ3とPIRセンサ4とが組み合わされた防犯システムに本発明を適用した場合について説明した。本発明は、これに限らずMWセンサ3単独で防犯システムを構成するものやMWセンサを自動ドア用センサとして適用した場合にも適用可能である。
【0047】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、以下のような効果が発揮される。
【0048】
請求項1記載の発明では、MWセンサに対し、受信部の周辺に所定の自己診断用電界を発生させる自己診断用電界発生手段を備えさせている。このため、人通りの殆ど無い箇所を検知エリアとする場合であっても確実に自己診断動作を実行することが可能になり、MWセンサの信頼性を十分に確保することができて、防犯センサとして使用した場合の警戒時における防犯性の向上を図ることができる。また、従来では、PIRセンサとの組み合わせによりMWセンサの自己診断動作を行っていたが、本発明では、MWセンサ単独で自己診断動作を行うことができるので、MWセンサ単独で防犯装置等を構成する場合であっても自己診断の実行が可能になり、MWセンサの適用範囲の拡大を図ることができる。
【0049】
また、マイコンのポートから受信部近傍に延びるリード線を自己診断用電界発生手段に備えさせている。このため、既存のマイコンを自己診断用電界発生手段の一部として有効利用し、新たな部材として1本のリード線を付加するのみで受信部の周辺に自己診断用電界を発生させることができる。その結果、低コストで、且つセンサ全体の大型化を招くことなしに確実に自己診断動作を実行させることが可能になる。
また、自己診断用電界発生手段に高周波ダイオードを備えさせた場合には、受信部の周辺に自己診断用電界を確実に発生させることができ、自己診断動作の信頼性の向上を図ることができて、MWセンサが故障状態のまま使用され続けるといった状況を確実に回避することができる。
【0050】
請求項3記載の発明では、1本のアンテナでマイクロ波の発信と受信とを行うようにしているため、MWセンサ全体としての構成の簡素化を図ることができ、これによってもMWセンサの実用性の向上を図ることができる。
【0053】
請求項4及び5記載の発明では、自己診断用電界発生装置をMWセンサとは別部材として構成し、この自己診断用電界発生装置をMWセンサに一体的に組み付けることにより、MWセンサの受信部の周辺に所定の自己診断用電界を発生させるようにしている。このため、既設のMWセンサに対して自己診断用電界発生装置を後付けすることで上述した請求項1記載の発明に係る効果を発揮することができ、既設の防犯設備などの信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る防犯センサユニットを示す図であり、(a)は正面図、(b)は(a)中のB−B線に沿った断面図である。
【図2】防犯センサユニットが室内に配設された状態を示し、(a)は側面図、図2(b)は平面図である。
【図3】防犯システムのシステム構成を示すブロック図である。
【図4】第1実施形態におけるMWセンサの回路構成を示す図である。
【図5】MWセンサの出力信号波形を示し、(a)は自己診断を開始する前の出力信号状態をモニタした図であり、(b)は自己診断時の出力信号波形をモニタした図である。
【図6】第2実施形態におけるMWセンサの回路構成を示す図である。
【図7】第3実施形態におけるMWセンサの回路構成を示す図である。
【図8】第4実施形態におけるMWセンサの回路構成を示す図である。
【符号の説明】
3 マイクロウエーブセンサ
31 アンテナ(受信部)
9 電界発生回路(自己診断用電界発生手段)
91 パルス波発振器
95 判定部(判定手段)
96 リード線
97 高周波ダイオード
A 検知エリア
MC マイコン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a microwave sensor (hereinafter referred to as “MW sensor”) which is an active sensor using electromagnetic waves having a frequency lower than that of visible light, and an electric field generator for causing the MW sensor to perform self-diagnosis. . In particular, the present invention relates to a countermeasure for reliably executing a sensor self-diagnosis operation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as one of crime prevention devices, microwaves are transmitted to the detection area, and when a human body exists in the detection area, a reflected wave (microwave modulated by the Doppler effect) from the human body is received. MW sensors that detect human bodies (intruders) are known. In general, this MW sensor is used in combination with a PIR sensor that receives an infrared ray from a human body in a detection area and detects an intruder from a temperature difference between the human body and its surroundings (for example, JP-A-11-39574). Publication). That is, the detection area of the MW sensor and the detection area of the PIR sensor are overlapped, and AND of the detection outputs of both is complemented to compensate for the weak points of both sensors, thereby improving the reliability of human body detection.
[0003]
Incidentally, in order to increase the reliability of the MW sensor, it is desired to add a self-diagnosis function. The conventional self-diagnosis technique has been performed by using a PIR sensor. In other words, if there is a human body in the detection area and a detection signal is not output from the MW sensor even though the PIR sensor has output for a certain time or longer, the MW sensor is abnormal. Is determined to have occurred (such as a failure). This self-diagnosis operation is performed at the time of non-warning during the day, for example, in a sensor installed in a detection area where night warning is required. That is, the presence / absence of abnormality of the MW sensor is determined by causing each sensor to perform a human body detection operation when the human body passes through the detection area during the daytime.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional self-diagnosis operation, in the case of a sensor having a detection area where there is almost no traffic, there is a possibility that the self-diagnosis operation of the MW sensor cannot be performed over a long period of time. For example, as described above, if the device is installed in a detection area that requires night alerts and performs self-diagnosis operations during non-warning during the day, the human body does not pass through the detection area during the day. In this case, the operation shifts to a night alert operation without performing a self-diagnosis. In this case, even if an abnormality occurs in the MW sensor, it cannot be recognized, and the night warning is performed while the abnormality occurs in the MW sensor, so that the reliability as a crime prevention device is sufficient. Can not be secured.
[0005]
The self-diagnosis operation described above can be executed only when the MW sensor is used in combination with the PIR sensor. In other words, the fact is that the execution of self-diagnosis has not yet been established for those in which the MW sensor alone constitutes a security device, or in which this MW sensor is applied as an automatic door sensor.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a configuration that enables a self-diagnosis operation to be performed regularly and reliably with respect to self-diagnosis of the MW sensor. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
-Summary of invention-
In order to achieve the above object, the present invention provides means for generating a self-diagnosis electric field in the vicinity of a receiving unit such as an antenna of the MW sensor, thereby enabling self-diagnosis of the MW sensor. Yes.
[0008]
-Solution-
Specifically, in the first solution, a human body is detected by transmitting a microwave toward a detection area and receiving a reflected wave from the human body when the human body exists in the detection area. It is assumed that a microwave sensor is used. A self-diagnosis is generated in which the microwave sensor is arranged with a space between the receiving unit without being connected to the receiving unit and generates a predetermined self-diagnosis electric field in the space around the receiving unit. The sensor output is obtained under the influence of the self-diagnosis electric field in a state where a predetermined self-diagnosis electric field is generated in the surrounding space of the receiving unit by the electric field generation means for self-diagnosis. Determining means for determining that no sensor failure has occurred, and determining that a sensor failure has occurred if the sensor output is not obtained as being affected by the electric field for self-diagnosis. I am letting. The self-diagnosis electric field generating means includes a lead wire having one end connected to a port of the microcomputer and the other end extending in the vicinity of the receiving unit.
In the second solution, a human body is detected by transmitting a microwave toward the detection area and receiving a reflected wave from the human body when the human body is present in the detection area. Assumes a microwave sensor. A self-diagnosis is generated in which the microwave sensor is arranged with a space between the receiving unit without being connected to the receiving unit and generates a predetermined self-diagnosis electric field in the space around the receiving unit. The sensor output is obtained under the influence of the self-diagnosis electric field in a state where a predetermined self-diagnosis electric field is generated in the surrounding space of the receiving unit by the electric field generation means for self-diagnosis. Determining means for determining that no sensor failure has occurred, and determining that a sensor failure has occurred if the sensor output is not obtained as being affected by the electric field for self-diagnosis. I am letting. The self-diagnosis electric field generating means includes a high-frequency diode.
[0009]
Due to this specific matter, at the time of self-diagnosis of the microwave sensor, a predetermined self-diagnosis electric field is generated around the receiving unit by the self-diagnosis electric field generating means. At this time, if the microwave sensor is operating normally, its output signal is affected by this electric field. In other words, by detecting the output signal of the microwave sensor when this electric field is generated, it is possible to diagnose the presence or absence of the abnormality of the microwave sensor, and the self-diagnosis operation can be performed at any time without requiring a PIR sensor. It becomes possible.
[0010]
As a self-diagnosis electric field generating means, one having one end connected to the port of the microcomputer and the other end extending in the vicinity of the receiving section is a new member for constituting the self-diagnosis electric field generating means. Is only one lead wire. That is, the existing microcomputer is effectively used as part of the self-diagnosis electric field generating means. For this reason, the self-diagnosis operation can be surely executed at low cost and without causing an increase in the size of the entire sensor. .
[0011]
When the high-frequency diode is provided as the self-diagnosis electric field generating means, the self-diagnosis electric field can be reliably generated around the receiving unit, and the reliability of the self-diagnosis operation can be improved.
[0012]
According to a third solving means, in the first or second solving means, the receiving unit is an antenna for receiving microwaves, and the antenna also has a microwave transmission function.
[0013]
With this specific matter, microwaves can be transmitted and received with one antenna, and the configuration of the entire microwave sensor can be simplified.
[0018]
A fourth solution is a microwave that detects a human body by transmitting a microwave toward a detection area and receiving a reflected wave from the human body when the human body exists in the detection area. An electric field generator for self-diagnosis for causing a sensor to perform self-diagnosis is an object. And, for this self-diagnosis electric field generator, by being assembled integrally with the microwave sensor, there is a space between the receiver and the circuit without being connected to the receiver, Self-diagnosis electric field generating means for generating a predetermined self-diagnosis electric field in the space around the receiver, and a state in which a predetermined self-diagnosis electric field is generated in the space around the receiver by the self-diagnosis electric field generation means If the sensor output is obtained as affected by the self-diagnosis electric field, it is determined that no sensor failure has occurred, and the sensor output is obtained as affected by the self-diagnosis electric field. When there is no sensor, a determination means for determining that a sensor failure has occurred is provided. The self-diagnosis electric field generating means includes a lead wire having one end connected to a port of the microcomputer and the other end extending in the vicinity of the receiving unit.
In the fifth solution, a human body is detected by transmitting a microwave toward the detection area and receiving a reflected wave from the human body when the human body is present in the detection area. The present invention is directed to a self-diagnosis electric field generator for causing a microwave sensor to perform self-diagnosis. And, for this self-diagnosis electric field generator, by being assembled integrally with the microwave sensor, there is a space between the receiver and the circuit without being connected to the receiver, Self-diagnosis electric field generating means for generating a predetermined self-diagnosis electric field in the space around the receiver, and a state in which a predetermined self-diagnosis electric field is generated in the space around the receiver by the self-diagnosis electric field generation means If the sensor output is obtained as affected by the self-diagnosis electric field, it is determined that no sensor failure has occurred, and the sensor output is obtained as affected by the self-diagnosis electric field. When there is no sensor, a determination means for determining that a sensor failure has occurred is provided. The self-diagnosis electric field generating means includes a high-frequency diode.
[0019]
Similarly to the case of the first solving means described above, by detecting the output signal of the microwave sensor when the electric field is generated, the presence or absence of the abnormality of the microwave sensor can be diagnosed, and a PIR sensor is required. The self-diagnosis operation can be executed at an arbitrary time zone without having to do this. In addition, since the self-diagnosis electric field generator is a separate member from the microwave sensor, the self-diagnosis electric field generator can be retrofitted so that even if the existing microwave sensor is used, Similar effects can be obtained.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
(First embodiment)
-Description of the overall structure of the security system-
FIG. 1 shows a
[0024]
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a unit arrangement position in a room (for example, a warehouse) in which the
[0025]
FIG. 3 is a block diagram illustrating a system configuration of a security system including the
[0026]
When the human body detection signals m and p exceed predetermined threshold values, the detection signals d1 and d2 are individually output to the
[0027]
The discriminating
[0028]
-Detailed explanation of MW sensor 3-
Next, a detailed configuration of the
[0029]
FIG. 4 shows a circuit configuration of the
[0030]
When no human body is present in the detection area, the frequency of the microwaves transmitted and received by the
[0031]
The feature of this embodiment is that the
[0032]
Further, the
[0033]
-Explanation of self-diagnosis operation-
Next, the self-diagnosis operation of the
[0034]
When the
[0035]
FIG. 5 shows the output signal waveform of the
[0036]
-Effect of the embodiment-
As described above, according to the present embodiment, the
[0037]
Further, in this embodiment, since the self-diagnosis operation can be performed by the
[0038]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is a modification of the electric
[0039]
As shown in FIG. 6, the electric
[0040]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment is also a modification of the electric
[0041]
As shown in FIG. 7, the electric
[0042]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the electric
[0043]
Even in the case of changing the second and third embodiments, the electric
[0044]
In the case of this embodiment, since the self-diagnosis
[0045]
According to the present embodiment, the self-diagnosis
[0046]
-Other embodiments-
In each embodiment mentioned above, the case where the present invention was applied to the crime prevention system with which
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects are exhibited.
[0048]
According to the first aspect of the present invention, the MW sensor is provided with a self-diagnosis electric field generating means for generating a predetermined self-diagnosis electric field around the receiver. For this reason, it is possible to surely execute the self-diagnosis operation even when the area where there is almost no traffic is set as the detection area, and the reliability of the MW sensor can be sufficiently ensured. It is possible to improve crime prevention at the time of vigilance when used as. In the past, the self-diagnosis operation of the MW sensor was performed by the combination with the PIR sensor. However, in the present invention, the self-diagnosis operation can be performed by the MW sensor alone. Even in this case, the self-diagnosis can be executed, and the application range of the MW sensor can be expanded.
[0049]
In addition, the self-diagnosis electric field generating means includes a lead wire extending from the port of the microcomputer to the vicinity of the receiving unit. For this reason, the existing microcomputer can be effectively used as a part of the self-diagnosis electric field generating means, and the self-diagnosis electric field can be generated around the receiving unit only by adding one lead wire as a new member. . As a result, the self-diagnosis operation can be reliably executed at low cost and without causing an increase in the size of the entire sensor.
In addition, when the self-diagnosis electric field generating means is provided with a high-frequency diode, the self-diagnosis electric field can be reliably generated around the receiving unit, and the reliability of the self-diagnosis operation can be improved. Thus, it is possible to reliably avoid a situation in which the MW sensor continues to be used in a faulty state.
[0050]
According to the third aspect of the present invention, since the transmission and reception of microwaves are performed by one antenna, the configuration of the MW sensor as a whole can be simplified, and this also allows the practical use of the MW sensor. It is possible to improve the performance.
[0053]
According to the fourth and fifth aspects of the present invention, the electric field generator for self-diagnosis is configured as a separate member from the MW sensor, and the electric field generator for self-diagnosis is integrally assembled with the MW sensor, so that the receiving unit of the MW sensor A predetermined self-diagnosis electric field is generated in the vicinity of the. For this reason, the effect which concerns on invention of
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams showing a security sensor unit according to an embodiment, in which FIG. 1A is a front view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
2A and 2B show a state in which a security sensor unit is disposed in a room, where FIG. 2A is a side view and FIG. 2B is a plan view.
FIG. 3 is a block diagram showing a system configuration of a crime prevention system.
FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of an MW sensor according to the first embodiment.
FIGS. 5A and 5B show output signal waveforms of the MW sensor, where FIG. 5A is a diagram monitoring the output signal state before starting self-diagnosis, and FIG. 5B is a diagram monitoring the output signal waveform during self-diagnosis; is there.
FIG. 6 is a diagram illustrating a circuit configuration of an MW sensor according to a second embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a circuit configuration of an MW sensor according to a third embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a circuit configuration of an MW sensor according to a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
3
9 Electric field generation circuit (electric field generation means for self-diagnosis)
91
96 Lead wire 97 High frequency diode A Detection area MC Microcomputer
Claims (5)
上記受信部に回路接続されることなしに受信部との間に空間を存して配置され、この受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させる自己診断用電界発生手段と、
この自己診断用電界発生手段によって、受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させた状態において、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られている場合にはセンサ故障は生じていないと判定し、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られていない場合にはセンサ故障が生じていると判定する判定手段とを備えており、
上記自己診断用電界発生手段は、一端がマイコンのポートに接続され、他端が受信部近傍に延びたリード線を備えていることを特徴とするマイクロウエーブセンサ。In a microwave sensor that detects a human body by transmitting a microwave toward a detection area and receiving a reflected wave from the human body when the human body is present in the detection area,
A self-diagnosis electric field generating means for generating a predetermined self-diagnosis electric field in a peripheral space of the reception unit, which is arranged with a space between the reception unit without circuit connection to the reception unit;
When the sensor output is obtained under the influence of the self-diagnosis electric field in a state where a predetermined self-diagnosis electric field is generated in the surrounding space of the receiving unit by the self-diagnosis electric field generating means, a sensor is obtained. Determining that no failure has occurred, and determining means for determining that a sensor failure has occurred when the sensor output is not obtained as being affected by the electric field for self-diagnosis .
The microwave sensor according to claim 1, wherein the electric field generating means for self-diagnosis includes a lead wire having one end connected to a port of the microcomputer and the other end extending in the vicinity of the receiving unit .
上記受信部に回路接続されることなしに受信部との間に空間を存して配置され、この受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させる自己診断用電界発生手段と、
この自己診断用電界発生手段によって、受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させた状態において、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られている場合にはセンサ故障は生じていないと判定し、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られていない場合にはセンサ故障が生じていると判定する判定手段とを備えており、
上記自己診断用電界発生手段は、高周波ダイオードを備えていることを特徴とするマイクロウエーブセンサ。In a microwave sensor that detects a human body by transmitting a microwave toward a detection area and receiving a reflected wave from the human body when the human body is present in the detection area,
A self-diagnosis electric field generating means for generating a predetermined self-diagnosis electric field in a peripheral space of the reception unit, which is arranged with a space between the reception unit without circuit connection to the reception unit;
When the sensor output is obtained under the influence of the self-diagnosis electric field in a state where a predetermined self-diagnosis electric field is generated in the surrounding space of the receiving unit by the self-diagnosis electric field generating means, a sensor is obtained. Determining that no failure has occurred, and determining means for determining that a sensor failure has occurred when the sensor output is not obtained as being affected by the electric field for self-diagnosis .
The microwave sensor according to claim 1, wherein the self-diagnosis electric field generating means includes a high-frequency diode .
受信部は、マイクロ波受信用のアンテナであり、このアンテナがマイクロ波発信機能を兼ね備えていることを特徴とするマイクロウエーブセンサ。The microwave sensor according to claim 1 or 2,
The microwave sensor according to claim 1, wherein the receiving unit is an antenna for receiving microwaves, and the antenna also has a microwave transmission function.
上記マイクロウエーブセンサに一体的に組み付けられることにより、上記受信部に回路接続されることなしに受信部との間に空間を存して配置され、この受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させる自己診断用電界発生手段と、
この自己診断用電界発生手段によって、受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させた状態において、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られている場合にはセンサ故障は生じていないと判定し、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られていない場合にはセンサ故障が生じていると判定する判定手段とを備えており、
上記自己診断用電界発生手段は、一端がマイコンのポートに接続され、他端が受信部近傍に延びたリード線を備えていることを特徴とするセンサ自己診断用電界発生装置。When a microwave is transmitted to the detection area and a human body is present in the detection area, a microwave sensor that detects the human body is made to perform self-diagnosis by receiving a reflected wave from the human body by the receiving unit. An electric field generator for self-diagnosis for
By being assembled integrally with the microwave sensor, there is a space between the receiver and the receiver without being connected to the receiver, and a predetermined self-diagnosis is provided in the space around the receiver. A self-diagnosis electric field generating means for generating an electric field;
When the sensor output is obtained under the influence of the self-diagnosis electric field in a state where a predetermined self-diagnosis electric field is generated in the surrounding space of the receiving unit by the self-diagnosis electric field generating means, a sensor is obtained. Determining that no failure has occurred, and determining means for determining that a sensor failure has occurred when the sensor output is not obtained as being affected by the electric field for self-diagnosis .
The self-diagnosis electric field generating means includes a lead wire having one end connected to a port of the microcomputer and the other end extending in the vicinity of the receiving unit .
上記マイクロウエーブセンサに一体的に組み付けられることにより、上記受信部に回路接続されることなしに受信部との間に空間を存して配置され、この受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させる自己診断用電界発生手段と、
この自己診断用電界発生手段によって、受信部の周辺空間に所定の自己診断用電界を発生させた状態において、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られている場合にはセンサ故障は生じていないと判定し、センサ出力が自己診断用電界の影響を受けたものとして得られていない場合にはセンサ故障が生じていると判定する判定手段とを備えており、
上記自己診断用電界発生手段は、高周波ダイオードを備えていることを特徴とするセンサ自己診断用電界発生装置。When a microwave is transmitted to the detection area and a human body is present in the detection area, a microwave sensor that detects the human body is made to perform self-diagnosis by receiving a reflected wave from the human body by the receiving unit. An electric field generator for self-diagnosis for
By being assembled integrally with the microwave sensor, there is a space between the receiver and the receiver without being connected to the receiver, and a predetermined self-diagnosis is provided in the space around the receiver. A self-diagnosis electric field generating means for generating an electric field;
When the sensor output is obtained under the influence of the self-diagnosis electric field in a state where a predetermined self-diagnosis electric field is generated in the surrounding space of the receiving unit by the self-diagnosis electric field generating means, a sensor is obtained. Determining that no failure has occurred, and determining means for determining that a sensor failure has occurred when the sensor output is not obtained as being affected by the electric field for self-diagnosis .
The self-diagnosis electric field generating means includes a high-frequency diode .
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