JP5052204B2 - Open / close sensor - Google Patents
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Description
本発明は、開口部の開閉状態を検出する開閉センサに関する。 The present invention relates to an open / close sensor that detects an open / closed state of an opening.
従来から、住宅の窓やドア等の開口部の開閉を検出する開閉センサとして様々な作動原理を利用したセンサが用いられているが、その一つとして、磁気を利用した開閉センサが用いられている。磁気を利用した開閉センサは、磁石とリードスイッチとを備えている。磁石は窓や扉に装着され、リードスイッチは窓枠や扉枠に装着されており、窓や扉を閉じた場合に磁石とリードスイッチとが対向するように配置されている。窓や扉を閉じている場合には磁石とリードスイッチとが近接しているためにリードスイッチが閉鎖され、窓や扉を開いた場合には磁石とリードスイッチとが離れるためにリードスイッチが開放される。従って、リードスイッチの開閉状態を監視することにより窓や扉の開閉状態を監視することができる(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, sensors using various operating principles have been used as opening / closing sensors for detecting opening / closing of openings such as windows and doors in houses, but one of them is the opening / closing sensor using magnetism. Yes. An open / close sensor using magnetism includes a magnet and a reed switch. The magnet is mounted on the window or door, and the reed switch is mounted on the window frame or door frame, and the magnet and the reed switch are arranged to face each other when the window or door is closed. When the window or door is closed, the reed switch is closed because the magnet and the reed switch are close to each other. When the window or door is opened, the reed switch is opened because the magnet is separated from the reed switch. Is done. Therefore, the open / closed state of the window or door can be monitored by monitoring the open / closed state of the reed switch (see, for example, Patent Document 1).
ところで、磁石を用いてリードスイッチを閉鎖させるためには、磁石をリードスイッチに近接させることにより当該リードスイッチを通過する磁束を一定の密度以上にする必要がある。従って、上述の開閉センサによって窓や扉の開閉を適切に検出させるためには、窓や扉を閉じた場合に当該開閉センサの磁石とリードスイッチとの間隔が所定の範囲内となるように適切に配置しなければならない。しかし、一般に流通している窓や扉の形状や大きさは様々であり、磁石とリードスイッチとを所定の範囲内の間隔で設置することのできない窓や扉も存在していた。このような窓や扉に上述の開閉センサを設置した場合、窓や扉を閉じても磁石が適切な距離までリードスイッチに近接しないので、当該リードスイッチが閉鎖されない。従って、窓や扉の開閉状態を識別することができないため、開閉センサを使用することができなかった。 By the way, in order to close a reed switch using a magnet, it is necessary to make the magnetic flux which passes the said reed switch more than fixed density by making a magnet adjoin to a reed switch. Therefore, in order to properly detect the opening / closing of a window or door using the above-described opening / closing sensor, it is appropriate that the gap between the magnet of the opening / closing sensor and the reed switch is within a predetermined range when the window / door is closed. Must be placed in. However, there are various shapes and sizes of windows and doors that are generally distributed, and there are windows and doors in which a magnet and a reed switch cannot be installed at intervals within a predetermined range. When the above-described opening / closing sensor is installed in such a window or door, the reed switch is not closed because the magnet is not close to the reed switch to an appropriate distance even when the window or door is closed. Therefore, since the open / closed state of the window or door cannot be identified, the open / close sensor cannot be used.
また、磁石が発する磁束の方向や密度が変化すると、これに応じてリードスイッチを閉鎖させるために必要な当該リードスイッチと磁石との間隔も変化するため、リードスイッチの特性に応じた磁石を使用する必要があった。従って、デザイン性の向上や施工性の向上のために、開閉センサの設置場所に応じて磁石のみを交換するようなことは困難であった。 Also, if the direction and density of the magnetic flux generated by the magnet changes, the distance between the reed switch and the magnet required to close the reed switch will change accordingly, so use a magnet that matches the characteristics of the reed switch. There was a need to do. Therefore, it has been difficult to replace only the magnet in accordance with the installation location of the open / close sensor in order to improve design and workability.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、様々な設置条件に対応可能であり、確実に開口部の開閉状態の検出が可能な開閉センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an open / close sensor that can cope with various installation conditions and can reliably detect the open / closed state of the opening.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に記載の開閉センサは、開口部の開閉状態を検出する開閉センサであって、前記開口部に設置されている磁石と、前記磁石との間隔が前記開口部の開閉に伴って変動するように配置され、前記磁石が発生させた磁場を検出し、検出した磁場の強さに応じた出力値をアナログ値として出力する磁気検出手段と、前記出力値に基づいて所定の処理を実行する情報処理手段と、前記情報処理手段が参照する閾値を設定する際に作動される設定手段と、を備え、前記設定手段は、前記開口部が閉状態であるときに第1の入力操作を受付可能であって、前記第1の入力操作を受付けた場合に第1の信号を前記情報処理手段に出力し、前記情報処理手段は、前記設定手段から前記第1の信号を入力された時点での前記出力値を下回る値を前記閾値として設定し、当該閾値と前記出力値との比較に基づいて前記開口部の開閉状態を判定する。
To solve the above problems and achieve the object, the opening and closing sensor according to
また、請求項2に記載の開閉センサは、請求項1に記載の開閉センサにおいて、前記磁気検出手段は、ホール素子、または、磁気抵抗素子を備えること、を特徴とする。
The open / close sensor according to
また、請求項3に記載の開閉センサは、請求項1又は2に記載の開閉センサにおいて、前記設定手段は、前記開口部が開状態であるときに第2の入力操作を受付可能であって、前記第2の入力操作を受付けた場合に第2の信号を前記情報処理手段に出力し、前記情報処理手段は、前記設定手段から前記第1の信号を入力された時点での前記出力値と、前記設定手段から前記第2の信号を入力された時点での前記出力値との間の値を前記閾値として設定する。
The open / close sensor according to
また、請求項4に記載の開閉センサは、請求項3に記載の開閉センサにおいて、前記設定手段は、前記開口部が前記開状態であるときと前記閉状態であるときの中間の状態であるときに第3の入力操作を受付可能であって、前記第3の入力操作を受付けた場合に第3の信号を前記情報処理手段に出力し、前記情報処理手段は、前記設定手段から前記第2の信号を入力された時点での前記出力値と、前記設定手段から前記第3の信号を入力された時点での前記出力値との間の値を前記閾値として設定する。
The open / close sensor according to
また、請求項5に記載の開閉センサは、請求項1から4のいずれか一項に記載の開閉センサにおいて、前記情報処理手段は、前記出力値の変動率が所定値以上である場合に、異常状態である旨を示す信号を出力する。
Further, the open / close sensor according to
請求項1に記載の開閉センサによれば、開口部に設置された磁石が当該開口部の開閉動作と一体に移動することにより、当該磁石と磁気検出手段との間隔が変動した場合に、開口部の位置に対応して変動する磁場の強度を磁気検出手段によって検出させ、検出した磁場の強度に応じた出力値を出力させる。さらに、情報処理手段によって、磁気検出手段からの出力値の変動に基づいて開口部が位置している領域を判断し、当該開口部の開閉状態を判定させる。従って、開閉センサの設置条件が変わった場合でも、当該設置条件下で開口部を開閉した場合における磁場の強度の変動範囲に基づいて開閉状態の判定を行わせることができるので、様々な設置条件に対応して確実に開口部の開閉状態を検出させることができる。
また、開閉センサは設定手段を備えているので、当該開閉センサの設置条件に応じた閾値を情報処理手段によって設定させることができ、様々な設置条件に対応して確実に開口部の開閉状態を検出させることができる。
また、情報処理手段は、設定手段を作動させた場合における磁気検出手段からの出力値に基づいて閾値を設定するので、開口部の開閉状態に対応した磁気検出手段の出力値の変動範囲に基づいて適切な閾値を設定することができる。
また、情報処理手段は、開口部が閉状態の場合において設定手段に対して第1の入力操作が行われ当該設定手段から第1の信号を入力されると、その時点での磁気検出手段からの出力値を下回る値として閾値を設定するので、磁気検出手段からの出力値が閾値を上回っている場合には、開口部が閉状態であると判定させることができる。
According to the open / close sensor of
In addition, since the open / close sensor includes setting means, the threshold value corresponding to the installation condition of the open / close sensor can be set by the information processing means, and the open / closed state of the opening can be surely accommodated for various installation conditions. Can be detected.
Further, since the information processing means sets the threshold based on the output value from the magnetic detection means when the setting means is operated, the information processing means is based on the fluctuation range of the output value of the magnetic detection means corresponding to the opening / closing state of the opening. Therefore, an appropriate threshold can be set.
In addition, when the first input operation is performed on the setting unit and the first signal is input from the setting unit when the opening is in the closed state, the information processing unit receives the first signal from the magnetic detection unit at that time. Since the threshold value is set as a value lower than the output value, when the output value from the magnetic detection means exceeds the threshold value, it can be determined that the opening is in the closed state.
また、請求項2に記載の開閉センサによれば、磁気検出手段はホール素子または磁気抵抗素子を備えているので、磁気検出手段の設置位置における磁場の強さに応じた出力値を当該磁気検出手段から出力させることができる。
According to the open / close sensor of
また、請求項3に記載の開閉センサによれば、情報処理手段は、開口部が開状態の場合において設定手段に対して第2の入力操作が行われ当該設定手段から第2の信号を入力されると、その時点での磁気検出手段からの出力値と、設定手段から第1の信号を入力された時点での出力値との間の値として閾値を設定するので、開閉センサの設置条件に応じた磁場の強さの変動範囲に対応して適切な閾値を設定させることができる。これにより、開口部の開閉状態をより高精度に判定させることができる。According to the open / close sensor of
また、請求項4に記載の開閉センサによれば、情報処理手段は、開口部が閉状態及び開状態の中間にある場合において設定手段に対して第3の入力操作が行われ当該設定手段から第3の信号を入力されると、その時点での磁気検出手段からの出力値と、設定手段から第2の信号を入力された時点での出力値との間の値として閾値を設定するので、開口部の状態を中間状態と開状態との間で高精度に判定させることができる。従って、通風の目的等によって開口部を僅かに開けている状態を開閉センサによって判別させることができる。According to the open / close sensor of the fourth aspect, the information processing means performs the third input operation on the setting means when the opening is in the middle between the closed state and the open state, and the setting means When the third signal is input, the threshold value is set as a value between the output value from the magnetic detection means at that time and the output value at the time when the second signal is input from the setting means. The state of the opening can be determined with high accuracy between the intermediate state and the open state. Therefore, the open / close sensor can determine whether the opening is slightly opened depending on the purpose of ventilation.
また、請求項5に記載の開閉センサによれば、情報処理手段は、磁気検出手段からの出力値の変動率を算出し、当該変動率が所定の値を上回っている場合には異常状態であると判断するので、開口部からの侵入を図る者が急激に磁石を磁気検出手段に離接させる等の工作を行なった場合にこれを検出し、異常を示す旨の信号を出力させることができる。According to the open / close sensor of
以下に添付図面を参照して、この発明に係る開閉システムの各実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕各実施の形態の基本的概念を説明した後、〔II〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Embodiments of an opening / closing system according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. [I] First, the basic concept of each embodiment will be described, then [II] the specific contents of each embodiment will be described, and [III] Finally, modifications to each embodiment will be described. However, the present invention is not limited to each embodiment.
〔I〕各実施の形態の基本的概念
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態に係る開閉センサは、窓や扉等の開口部における開閉状態の検出を目的とするものである。
[I] Basic concept of each embodiment First, a basic concept common to each embodiment will be described. The open / close sensor according to each embodiment is intended to detect an open / close state in an opening such as a window or a door.
各実施の形態に係る開閉センサの設置対象は任意であり、例えば、建物における引き違い式の窓や開き窓、あるいは、引き戸や開き扉等に設置できる。あるいは、窓に設置されているクレセント錠の操作部分に装着し、当該クレセント錠の開閉状態を検出させることもできる。 The installation target of the open / close sensor according to each embodiment is arbitrary. For example, the open / close sensor can be installed in a sliding-type window or a hinged window or a sliding door or an hinged door in a building. Alternatively, it can be attached to the operation portion of the crescent lock installed in the window and the open / closed state of the crescent lock can be detected.
各実施の形態に係る開閉センサの特徴の一つは、概略的に、磁石が発生させる磁場を検出し、検出した磁場の強度に対応した値を出力する磁気検出手段を備えていることにある。開口部の開閉状態に応じて磁石と磁気検出手段との距離が変動すると、磁気検出手段が検出する磁場の強度も変動し、当該磁気検出手段から出力される出力値も変動する。従って、開口部を開閉させた場合における磁場の強度の変動範囲に応じて設定されている閾値と出力値とを比較することで、開口部の開閉状態を検出することができる。開閉センサの設置対象を変更した場合でも、開閉状態を判定する基準となる閾値を適切に再設定することにより、確実に開閉状態を検出することができる。 One of the features of the open / close sensor according to each embodiment is that it includes a magnetic detection unit that detects a magnetic field generated by a magnet and outputs a value corresponding to the intensity of the detected magnetic field. . When the distance between the magnet and the magnetic detection means varies according to the open / closed state of the opening, the intensity of the magnetic field detected by the magnetic detection means also varies, and the output value output from the magnetic detection means also varies. Therefore, the open / closed state of the opening can be detected by comparing the threshold value set according to the fluctuation range of the magnetic field strength when the opening is opened and closed with the output value. Even when the installation target of the open / close sensor is changed, the open / closed state can be reliably detected by appropriately resetting the threshold value serving as a reference for determining the open / closed state.
〔II〕各実施の形態の具体的内容
次に、本発明に係る各実施の形態の具体的内容について説明する。なお、上述の如く各実施の形態に係る開閉センサの設置対象は任意であるが、以下では引き違い式の窓に開閉センサが設置されているものと仮定して説明を行う。
[II] Specific Contents of Each Embodiment Next, specific contents of each embodiment according to the present invention will be described. As described above, the installation target of the open / close sensor according to each embodiment is arbitrary, but the following description will be made on the assumption that the open / close sensor is installed in a sliding window.
〔実施の形態1〕
まず実施の形態1について説明する。この形態は、開口部が閉状態の場合おける出力値に基づいて閾値を設定する形態である。
[Embodiment 1]
First, the first embodiment will be described. In this form, the threshold is set based on the output value when the opening is in the closed state.
(開閉センサの構成)
まず、開閉センサの構成を説明する。図1は窓が閉状態である場合における開閉センサの外観を示す斜視図、図2は窓が開状態である場合における開閉センサの外観を示す図、図3は図1及び図2に示した開閉センサの電気的構成を機能概念的に示したブロック図である。図1から図3に示すように、開閉センサ1は、磁石10、磁気検出部20、情報処理部30、記憶部40、設定スイッチ50、筐体60、表示部70、及び、出力部80を備えている。
(Configuration of open / close sensor)
First, the configuration of the open / close sensor will be described. 1 is a perspective view showing the appearance of the open / close sensor when the window is closed, FIG. 2 is a view showing the appearance of the open / close sensor when the window is open, and FIG. 3 is shown in FIGS. It is the block diagram which showed the electrical structure of the open / close sensor functionally. As shown in FIGS. 1 to 3, the open /
(開閉センサの構成−磁石10)
磁石10は、磁場を発生させて当該磁場を後述する磁気検出部20に検出させるためのものである。磁石10の設置位置は任意であるが、開閉状態の検出対象である窓2の開閉動作と一体に磁石10を移動させることによって磁気検出部20で検出される磁場の強度を変動させるため、例えば開閉自在な窓2に対して固定されている。なお、磁石10の具体的な形状や構成は任意であり、例えば、板状や棒状の外形を有する永久磁石を用いることができる。また、柔軟性を有するゴム磁石や、電磁石等を用いてもよい。
(Configuration of open / close sensor-magnet 10)
The
(開閉センサの構成−磁気検出部20)
磁気検出部20は、磁石10が発生させる磁場を検出し、検出した磁場の強さに応じた出力値を後述する情報処理部30に出力するものであり、特許請求の範囲における磁気検出手段に対応している。磁気検出部20の設置位置は任意であるが、窓2の開閉動作に伴って磁石10が移動することにより生じる磁場の強さの変動を確実に検出するため、窓2が閉状態の場合は磁石10に近接し、窓2が開状態の場合は磁石10と離れる位置に磁気検出部20を設置することが望ましい。このような場所として、窓枠やサッシに磁気検出部20を設置することができる。
(Configuration of open / close sensor-magnetic detection unit 20)
The
また、磁気検出部20は、センサ素子21、増幅器22、及び、A/D変換器23を備えている。センサ素子21は、当該センサ素子21の設置位置における磁場の強さに応じたアナログ値を出力する。センサ素子21の具体的な構成は任意であるが、例えば、磁場の強さに比例した出力電圧が得られるホール素子や、磁場の強さの変動に応じて抵抗値が変動する磁気抵抗素子等を用いることができる。増幅器22は、センサ素子21の出力を増幅するためのものである。A/D変換器23は、増幅器22によって増幅されたアナログ値出力をデジタル値に変換し、後述する情報処理部30に出力する。なお、増幅器22及びA/D変換器23の具体的な構成については周知であるので説明を省略する。
The
(開閉センサの構成−情報処理部30)
情報処理部30は、主として磁気検出部20からの出力に基づいて窓2の開閉状態の判定を行うためのものであり、特許請求の範囲における情報処理手段に対応している。また、情報処理部30は、有線あるいは無線によって、磁気検出部20、記憶部40、設定スイッチ50、表示部70、及び、出力部80と接続されており、これらに対する信号の入出力を行う。情報処理部30は、磁気検出部20からの出力値と予め設定されている閾値とを比較することにより、窓2の開閉状態を判定する。この判定処理を含め、情報処理部30が実行する処理の詳細については後述する。なお、情報処理部30の具体的な構成は任意であるが、例えば、OS(Operating System)などの制御プログラム、各種の処理手順などを規定したプログラム、所要データを格納するための内部メモリ、及び、これらのプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)を備えて構成される。
(Configuration of open / close sensor—information processing unit 30)
The
(開閉センサの構成−記憶部40)
記憶部40は、情報処理部30が処理を行う際に参照する情報、例えば、窓2の開閉状態を判別するための閾値や、磁気検出部20からの出力値の時系列データ等を記憶するためのものである。
(Configuration of open / close sensor-storage unit 40)
The
(開閉センサの構成−設定スイッチ50)
設定スイッチ50は、情報処理部30が窓2の開閉状態を判別する際に参照する閾値を設定する際に作動されるものであり、特許請求の範囲における設定手段に対応している。設定スイッチ50に対する所定の入力操作が行われると、設定スイッチ50は作動された旨を示す信号を情報処理部30に出力する。ここで、設定スイッチ50からは少なくとも1つの信号として第1の信号を出力させることができるが、さらに別の信号として、第2の信号、第3の信号を出力させることもできる。この場合、設定スイッチ50は、各信号に対応した入力操作として、第1の入力操作、第2の入力操作、及び、第3の入力操作を受け付ける。設定スイッチ50の具体的な構成は任意であるが、例えば、設定スイッチ50として3つの押圧スイッチを設け、各押圧スイッチに対して上述の3種類の入力操作を1種類ずつ割り当てることができる。あるいは、3段階にスライドさせることのできるスライドスイッチを設定スイッチ50として設け、各段階に対して上述の入力操作を1種類ずつ割り当ててもよい。設定スイッチ50を作動させることにより情報処理部30において実行される閾値の設定処理については後述する。
(Configuration of open / close sensor-setting switch 50)
The setting
(開閉センサの構成−筐体60)
筐体60は、設定スイッチ50を収容するためのものである。筐体60は、開口部61、蓋体62、及び、警報スイッチ63を備えている。開口部61は、筐体60に収容されている設定スイッチ50に対する外部からの操作を可能とするためのものであり、筐体60を構成する壁面の一部に設けられている。蓋体62は、設定スイッチ50に対する操作を行っていない場合に、開口部61を閉鎖するためのものである。警報スイッチ63は、設定スイッチ50に対する外部からの操作の予備動作を検出して警報動作を実行するものである。警報スイッチ63は、蓋体62に隣接して設置されており、設置設定終了後の開閉センサ運用中に蓋体62が開放された場合にこれを設定スイッチ50に対する操作の予備動作として検出し、蓋体62が開放された旨を示す警報信号を出力して不正な操作を防止する。警報スイッチ63の具体的な構成は任意であり、例えば、タンパスイッチと兼用することができる。また、警報信号を出力させると同時に、ブザーやスピーカー等の出力装置によって警報音を出力させてもよい。なお、筐体60は、少なくとも設定スイッチ50を内部に収容しているが、さらに、磁気検出部20や情報処理部30等の他の構成部品を収容させてもよい。
(Configuration of open / close sensor-casing 60)
The
(開閉センサの構成−表示部70)
表示部70は、情報処理部30から出力された情報に基づいて所定の表示を行うためのものである。表示部70が行う表示の内容は任意であるが、例えば、情報処理部30によって判定された窓2の開閉状態や、筐体60の蓋体62の開閉状態等を表示させることができる。なお、表示部70の具体的な構成は任意であり、各状態に対応した色(例えば、窓2及び蓋体62が閉じている状態:緑、蓋体62のみが開いている状態:黄、窓2が開いている状態:赤)で発光する複数のLEDを用いてもよく、あるいは、液晶表示装置を用いて文字表示をさせてもよい。
(Configuration of open / close sensor-display unit 70)
The
(開閉センサの構成−出力部80)
出力部80は、情報処理部30から出力された情報に基づいて所定の出力を行うためのものである。出力部80が行う出力の内容は任意であるが、例えば、情報処理部30によって窓2が開いていると判定された場合や、筐体60から蓋体62が開いている旨の信号が出力された場合に、警報音を出力させることができる。あるいは、情報処理部30によって判定された窓2の開閉状態や筐体60の蓋体62の開閉状態等を、無線や有線を用いて防犯受信機等の外部の機器に出力させることもできる。
(Configuration of open / close sensor-output unit 80)
The
(開閉センサによる開閉状態検出)
次に、開閉センサ1による窓2の開閉状態の検出について説明する。ここでは、センサ素子21としてホール素子を用いた場合を前提としている。上述のように、ホール素子は磁場の強さに比例した電圧値を出力するものである。図4は磁気検出部20が検出する磁場の強さと磁気検出部20の出力電圧との関係を示したグラフ、図5は情報処理部30が実行する開閉状態判定処理の流れを示すフローチャートである。
(Open / close state detection by open / close sensor)
Next, detection of the open / closed state of the
図3において、横軸は磁気検出部20が検出する磁場の強さを表し、縦軸は磁気検出部20の出力電圧を示している。図4に示すように、磁石10と磁気検出部20とが最も離れている状態、すなわち、窓2が開状態の場合においては、磁気検出部20における磁場の強さが弱く、当該磁気検出部20の出力電圧値Vopenも0に近い値となる。一方、磁石10と磁気検出部20とが最も近接する状態、すなわち、窓2が閉状態の場合においては、開状態と比較すると磁気検出部20における磁場の強さが強くなり、これに比例して磁気検出部20の出力電圧値VcloseもVopenよりも大きくなっている。記憶部40には、このVopenとVcloseとの間に位置する値であるVthが閾値として記憶されており、情報処理部30は、このVthと磁気検出部20の出力値Vとを比較することにより窓2の開閉状態の判定処理を行う。以下、図5を参照して窓2の開閉状態判定処理の流れを説明する。
In FIG. 3, the horizontal axis represents the strength of the magnetic field detected by the
図5に示すように、情報処理部30は、所定のサンプリング周期で磁気を検出する磁気検出部20からの出力を待機する(ステップSA−1)。磁気検出部20から情報処理部30に対して出力があった場合(ステップSA−1、Yes)、情報処理部30は、記憶部40に記憶されている閾値Vthを参照する(ステップSA−2)。そして、磁気検出部20からの出力値Vと閾値Vthとを比較し、VがVthを上回っていた場合には(ステップSA−3、Yes)、窓2が閉じられていると判定する(ステップSA−4)。そして、窓2が閉状態である旨の表示を表示部70にさせ、窓2が閉状態である旨の出力を出力部80にさせる(ステップSA−5)。
As shown in FIG. 5, the
また、VがVth以下であった場合は(ステップSA−3、No)、窓2が開いていると判定する(ステップSA−6)。そして、表示部70に窓2が開状態である旨の表示をさせ、出力部80に窓2が開状態である旨の出力をさせる(ステップSA−7)。
If V is Vth or less (step SA-3, No), it is determined that the
(設定スイッチ50を用いた閾値Vthの設定)
次に、設定スイッチ50を用いた閾値Vthの設定処理について説明する。図6はVcloseを取得してVthを設定する場合の処理の流れを示したフローチャートである。
(Setting of threshold value Vth using setting switch 50)
Next, threshold value Vth setting processing using the setting
まず、図6に示すように、情報処理部30は、設定スイッチ50から当該情報処理部30に信号が入力されるまで待機する(ステップSB−1)。窓2が閉状態の場合において作業者が設定スイッチ50に対して第1の入力操作を行うことにより、当該設定スイッチ50から情報処理部30に対して第1の信号が入力されると(ステップSB−1、Yes)、情報処理部30はその時点での磁気検出部20からの出力値をVcloseとして記憶部40に記憶させる(ステップSB−2)。続いて情報処理部30は、記憶部40に記憶させたVcloseが、所定値αよりも大きいか否かを判定する(ステップSB−3)。ここで、αは、磁気検出部20からの出力値のS/N比が所定の値以上であることを保証するための基準となる値であり、磁気検出部20の電気的特性等に応じて任意に設定することができる。Vcloseがαを上回っていた場合(ステップSB−3、Yes)、情報処理部30は十分なS/N比が確保されていると判断し、Vcloseに基づいてVthを決定する(ステップSB−4)。ここで、VthはVcloseを下回る値、例えば、Vth=Vclose/2として設定される。そして、情報処理部30は、決定したVthを記憶部40に出力し、当該記憶部40に記憶させる(SB−5)。また、Vcloseがα以下であった場合には(ステップSB−3、No)、磁石10や磁気検出部20の状態や配置が異常であると判断し、表示部70によって異常である旨の表示をさせる(ステップSB−6)。
First, as illustrated in FIG. 6, the
(実施の形態1の効果)
このように実施の形態1によれば、開閉センサ1は、窓2に装着された磁石10が当該窓2の開閉動作と一体に移動することにより、当該磁石10と磁気検出手段との間隔が変動した場合に、窓2の位置に対応して変動する磁場の強度を磁気検出部20によって検出させ、検出した磁場の強度に応じた出力値を出力させる。さらに、情報処理部30によって、磁気検出部20からの出力値の変動に基づいて窓2の位置がどの範囲にあるかを判断し、窓2の開閉状態を判定させる。従って、開閉センサ1の設置条件が変わった場合でも、当該設置条件下で窓2を開閉した場合における磁場の強度の変動範囲に基づいて開閉状態の判定を行わせることができるので、様々な設置条件に対応して確実に窓2の開閉状態を検出させることができる。
(Effect of Embodiment 1)
As described above, according to the first embodiment, the opening /
また、磁気検出部20のセンサ素子21として、ホール素子または磁気抵抗素子を用いているので、磁気検出部20の設置位置における磁場の強さに応じた出力値を当該磁気検出部20から出力させることができる。
In addition, since a Hall element or a magnetoresistive element is used as the
また、開閉センサ1は設定スイッチ50を備えているので、当該開閉センサ1の設置条件に応じた閾値を情報処理部30によって設定させることができ、様々な設置条件に対応して確実に窓2の開閉状態を検出させることができる。
Further, since the open /
また、情報処理部30は、設定スイッチ50を作動させた場合における磁気検出部20からの出力値に基づいて閾値を設定するので、窓2の開閉状態に対応した磁気検出部20の出力値の変動範囲に基づいて適切な閾値を設定することができる。
Further, since the
また、情報処理部30は、窓2が閉状態の場合において設定スイッチ50に対して第1の入力操作が行われ当該設定スイッチ50から第1の信号を入力されると、その時点での磁気検出部20からの出力値を下回る値として閾値を設定するので、磁気検出部20からの出力値が閾値を上回っている場合には、窓2が閉状態であると判定させることができる。
Further, when the first input operation is performed on the setting
また、開閉センサ1は警報スイッチ63を備えており、当該警報スイッチ63は開閉センサの運用中に設定スイッチ50に対する外部からの操作の予備動作があると警報信号を出力するので、不正に設定スイッチ50が操作され開閉センサ1の正常な動作が阻害されることを防止することができる。
Further, the open /
〔実施の形態2〕
次に、実施の形態2について説明する。この形態は、開口部が閉状態及び開状態の場合における出力値に基づいて閾値を設定する形態である。
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment will be described. In this form, the threshold value is set based on the output value when the opening is in the closed state and the open state.
なお、実施の形態2の構成は、特記する場合を除いて実施の形態1の構成と略同一であり、実施の形態1の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態1で用いたのと同一の符号及び/又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。 The configuration of the second embodiment is substantially the same as the configuration of the first embodiment except where otherwise specified, and the same configuration as that of the first embodiment is used in the first embodiment. The same reference numerals and / or names are attached as necessary, and the description thereof is omitted.
(設定スイッチ50を用いた閾値Vthの設定)
本実施の形態2における、設定スイッチ50を用いた閾値Vthの設定処理について説明する。本実施の形態2では、情報処理部30はVclose及びVopenを取得してVthを設定する。図7はVclose及びVopenを取得してVthを設定する場合の処理の流れを示したフローチャートである。
(Setting of threshold value Vth using setting switch 50)
The threshold value Vth setting process using the setting
まず、図7に示すように、情報処理部30は、設定スイッチ50から当該情報処理部30に信号が入力されるまで待機する(ステップSC−1)。窓2が閉状態の場合において作業者が設定スイッチ50に対して第1の入力操作を行うことにより、当該設定スイッチ50から情報処理部30に対して第1の信号が入力されると(ステップSC−1、Yes)、情報処理部30はその時点での磁気検出部20からの出力値をVcloseとして記憶部40に記憶させる(ステップSC−2)。続いて、窓2が開状態の場合において作業者が設定スイッチ50に対して第2の入力操作を行うことにより、当該設定スイッチ50から情報処理部30に対して第2の信号が入力されると(ステップSC−3、Yes)、情報処理部30はその時点での磁気検出部20からの出力値をVopenとして記憶部40に記憶させる(ステップSC−4)。
First, as shown in FIG. 7, the
情報処理部30は、記憶部40に記憶させたVcloseが、Vopen+αよりも大きいか否かを判定する(ステップSC−5)。VcloseがVopen+αを上回っていた場合(ステップSC−5、Yes)、情報処理部30は十分なS/N比が確保されていると判断し、Vclose及びVopenに基づいてVthを決定する(ステップSC−6)。ここで、VthはVcloseとVopenとの間の値、例えば、Vth=(Vclose+Vopen)/2として設定される。そして、情報処理部30は、決定したVthを記憶部40に出力し、当該記憶部40に記憶させる(SC−7)。また、Vcloseがα以下であった場合には(ステップSC−5、No)、磁石10や磁気検出部20の状態や配置が異常であると判断し、表示部70によって異常である旨の表示をさせる(ステップSC−8)。
The
(実施の形態2の効果)
このように実施の形態2によれば、情報処理部30は、窓2が開状態の場合において設定スイッチ50に対して第2の入力操作が行われ当該設定スイッチ50から第2の信号を入力されると、その時点での磁気検出部20からの出力値と、窓2が閉状態の場合において設定スイッチ50から第1の信号を入力された時点での出力値との間の値として閾値を設定するので、開閉センサ1の設置条件に応じた磁場の強さの変動範囲に対応して適切な閾値を設定させることができる。これにより、窓2の開閉状態をより高精度に判定させることができる。
(Effect of Embodiment 2)
As described above, according to the second embodiment, when the
〔実施の形態3〕
次に、実施の形態3について説明する。この形態は、開口部が閉状態、開状態、及び中間の状態の場合における出力値に基づいて閾値を設定する形態である。
[Embodiment 3]
Next,
なお、実施の形態2の構成は、特記する場合を除いて実施の形態2の構成と略同一であり、実施の形態1の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態2で用いたのと同一の符号及び/又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。 The configuration of the second embodiment is substantially the same as the configuration of the second embodiment except where otherwise specified, and the same configuration as that of the first embodiment is used in the second embodiment. The same reference numerals and / or names are attached as necessary, and the description thereof is omitted.
(設定スイッチ50を用いた閾値Vthの設定)
本実施の形態3における、設定スイッチ50を用いた閾値Vthの設定処理について説明する。本実施の形態3では、情報処理部30は、Vclose、Vopen、及び、VcloseとVopenとの中間の値であるVmiddleを取得してVthを設定する。図8はVclose、Vopen、及び、Vmiddleを取得してVthを設定する場合の処理の流れを示したフローチャートである。
(Setting of threshold value Vth using setting switch 50)
The threshold Vth setting process using the setting
まず、図8に示すように、情報処理部30は、窓2が閉状態の場合における出力値、及び、窓2が開状態の場合における出力値をそれぞれVclose、及びVopenとして記憶部40に記憶させる(ステップSD−1)。ここまでの流れは、実施の形態2におけるステップSC−1からステップSC−4までと同様であるので、説明を省略する。
First, as illustrated in FIG. 8, the
続いて、窓2が閉状態と開状態との間の状態である場合おいて作業者が設定スイッチ50に対して第3の入力操作を行うことにより、当該設定スイッチ50から情報処理部30に対して第3の信号が入力されると(ステップSD−2、Yes)、情報処理部30はその時点での磁気検出部20からの出力値をVmiddleとして記憶部40に記憶させる(ステップSD−3)。
Subsequently, when the
情報処理部30は、記憶部40に記憶させた各出力値が、Vclose>Vmiddle>Vopen+αの関係を満たしているか否かを判定する(ステップSD−4)。Vclose>Vmiddle>Vopen+αが満たされていた場合(ステップSD−4、Yes)、情報処理部30は十分なS/N比が確保されていると判断し、Vmiddle及びVopenに基づいてVthを決定する(ステップSD−5)。ここで、VthはVopenとVmiddleとの間の値、例えば、Vth=(Vopen+Vmiddle)/2として設定される。そして、情報処理部30は、決定したVthを記憶部40に出力し、当該記憶部40に記憶させる(SD−6)。また、Vcloseがα以下であった場合には(ステップSD−4、No)、磁石10や磁気検出部20の状態や配置が異常であると判断し、表示部70によって異常である旨の表示をさせる(ステップSD−7)。
The
(実施の形態3の効果)
このように実施の形態3によれば、情報処理部30は、窓2が閉状態及び開状態の中間にある場合において設定スイッチ50に対して第3の入力操作が行われ当該設定スイッチ50から第3の信号を入力されると、その時点での磁気検出部20からの出力値と、窓2が開状態である場合において設定手段から第2の信号を入力された時点での出力値との間の値として閾値を設定するので、窓2の状態を中間状態と開状態との間で高精度に判定させることができる。従って、通風の目的等によって窓2を僅かに開けている状態を開閉センサ1によって判別させることができる。
(Effect of Embodiment 3)
As described above, according to the third embodiment, the
〔実施の形態4〕
次に、実施の形態4について説明する。この形態は、出力値が開口部の閉鎖状態における出力値を超えている場合に、異常状態と判定する形態である。
[Embodiment 4]
Next, a fourth embodiment will be described. This form is a form in which an abnormal state is determined when the output value exceeds the output value in the closed state of the opening.
なお、実施の形態4の構成は、特記する場合を除いて実施の形態1の構成と略同一であり、実施の形態1の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態1で用いたのと同一の符号及び/又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。 The configuration of the fourth embodiment is substantially the same as the configuration of the first embodiment unless otherwise specified, and the same configuration as that of the first embodiment is used in the first embodiment. The same reference numerals and / or names are attached as necessary, and the description thereof is omitted.
(開閉センサによる開閉状態検出)
開閉センサ1による窓2の開閉状態の検出について説明する。図9は磁気検出部20が検出する磁場の強さと磁気検出部20の出力電圧との関係を示したグラフ、図10は情報処理部30が実行する開閉状態判定処理の流れを示すフローチャートである。
(Open / close state detection by open / close sensor)
The detection of the open / closed state of the
図9は、実施の形態1における図4と同様に、横軸は磁気検出部20が検出する磁場の強さを表し、縦軸は磁気検出部20の出力電圧を示している。窓2から建物内に侵入しようとする不審者が開閉センサ1の存在を認識していた場合、外部から磁石を磁気検出部20に近接させることで磁気検出部20における磁場の強度を増大させ、窓2を開状態にしても開閉センサ1が作動しないように工作することが考えられる。しかし、このように外部から磁石を磁気検出部20に近接させた場合には、図9に示すように、通常の閉状態の場合よりも磁気検出部20における磁場の強度が強くなり、これに伴って磁気検出部20から出力される出力電圧値がVcloseよりも大きくなる。そこで、本実施の形態4に係る情報処理部30は、Vcloseよりも大きい値として設定されている第2の閾値Vth2よりも出力電圧値が大きい場合に、開閉センサ1に対する工作が行われていると判断する。以下、図10を参照して窓2の開閉状態判定処理の流れを説明する。
9, the horizontal axis represents the strength of the magnetic field detected by the
図10に示すように、情報処理部30は、所定のサンプリング周期で磁気を検出する磁気検出部20からの出力を待機する(ステップSE−1)。磁気検出部20から情報処理部30に対して出力があった場合(ステップSE−1、Yes)、情報処理部30は、記憶部40に記憶されている閾値Vth及び閾値Vth2を参照する(ステップSE−2)。そして、磁気検出部20からの出力値Vと閾値Vth及びVth2とを比較し、VがVth2を上回っていた場合には(ステップSE−3、Yes)、開閉センサ1に対する工作が行われていると判定し、表示部70に異常状態である旨の表示をさせ、出力部80にも異常状態である旨の出力をさせる(ステップSE−4)。
VがVth2以下であり(ステップSE−3、No)、Vthを上回っていた場合には(ステップSE−5、Yes)、窓2が閉じられていると判定し、表示部70に窓2が閉状態である旨の表示をさせ、出力部80に窓2が閉状態である旨の出力をさせる(ステップSE−6)。
As shown in FIG. 10, the
When V is Vth2 or less (step SE-3, No) and exceeds Vth (step SE-5, Yes), it is determined that the
また、VがVthを下回っていた場合は(ステップSE−5、No)、窓2が開いていると判定し、表示部70に窓2が開状態である旨の表示をさせ、出力部80に窓2が開状態である旨の出力をさせる(ステップSE−7)。
If V is lower than Vth (step SE-5, No), it is determined that the
なお、設定スイッチ50を用いた第2の閾値Vth2の設定処理については、閾値Vthの設定処理と同様であるので、その説明を省略する。
Note that the setting process of the second threshold value Vth2 using the setting
(実施の形態4の効果)
このように実施の形態4によれば、情報処理部30は、磁気検出部20からの出力値が窓2が閉状態である場合における出力値を超えている場合に異常状態であると判定するので、外部から開閉センサ1に対して磁石を近接させる等の工作が行われた場合にこれを検出させ、異常を示す信号を出力させることができる。
(Effect of Embodiment 4)
As described above, according to the fourth embodiment, the
〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
[III] Modifications to Each Embodiment While each embodiment according to the present invention has been described above, the specific configuration and means of the present invention are the same as the technical idea of each invention described in the claims. Modifications and improvements can be arbitrarily made within the range. Hereinafter, such a modification will be described.
(解決しようとする課題や発明の効果について)
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
(About problems to be solved and effects of the invention)
First, the problems to be solved by the invention and the effects of the invention are not limited to the above-described contents, and the present invention solves the problems not described above or has the effects not described above. There are also cases where only some of the described problems are solved or only some of the described effects are achieved.
(各実施の形態の相互の関係について)
上記説明した各実施の形態は、任意の組み合わせで相互に組み合わせることができる。例えば、実施の形態1と実施の形態3とにおける情報処理部30を組み合わせて、Vclose、Vopen、Vmiddleの何れの値からでも閾値Vthを設定可能なように開閉センサ1を構成することもできる。
(About the mutual relationship of each embodiment)
Each embodiment described above can be combined with each other in an arbitrary combination. For example, the open /
(磁気検出部20の構成について)
上述の各実施の形態では、磁気検出部20はA/D変換器23を備え、A/D変換器23からの出力に基づいて情報処理部30が開閉状態の判定を行うと説明したが、図11に示すように、基準電圧生成部24及びコンパレータ25を備えるように構成してもよい。ここで、基準電圧生成部24は特許請求の範囲における基準値入力手段に対応しており、コンパレータ25は特許請求の範囲における比較手段に対応している。閾値Vthに対応する基準電圧を基準電圧生成部24から出力させ、当該基準電圧と増幅器22からの出力電圧とをコンパレータ25で比較させる。これにより、増幅器22からの出力値が基準電圧よりも大きいか否かでコンパレータ25からの出力値が変わるので、当該コンパレータ25からの出力値を窓2の開閉状態を示す信号として用いることができる。なお、基準電圧生成部24から出力される基準電圧値を可変とするために、磁気検出部20は図示しない可変抵抗を備えていてもよく、あるいは、情報処理部30からのD/A変換出力値に基づいて基準電圧値を出力させてもよい。
(Regarding the configuration of the magnetic detection unit 20)
In each of the above-described embodiments, the
また、上述のように磁気検出部20がコンパレータ25を備えている場合において、窓2の開閉状態を判定する基準となる基準電圧を設定する場合には、実施の形態1から4と同様に磁気検出部20のA/D変換器23からの出力値に基づいて基準電圧値を設定してもよく、あるいは、窓2を閉状態あるいは開状態とした上で基準電圧生成部24からの出力値を変動させ、コンパレータ25からの出力値が変わった時点での当該基準電圧生成部24からの出力値に基づいて基準電圧値を設定してもよい。
Further, in the case where the
(磁気検出のタイミングについて)
上述の各実施の形態では、所定のサンプリング周期で磁気を検出する磁気検出部20からの出力を情報処理部30が待機していると説明しているが(図5におけるステップSA−1及び図10におけるステップSE−1)、情報処理部30が所定の周期で磁気検出部20のアナログ出力を取得するようにしてもよい。この場合、図12に示すように、情報処理部30は、所定のタイミング生成に基づいて前回の磁気検出部20のアナログ出力取得時から所定時間が経過したと判定した場合に(ステップSF−1、Yes)、磁気検出部20のアナログ出力をA/D変換器23を介して取得する(ステップSF−2)。なお、A/D変換の際に、情報処理部30としてのCPUが有するA/D変換ポートによってA/D変換を行わせてもよい。
(Magnetic detection timing)
In each of the above-described embodiments, it is described that the
(閾値Vthの設定について)
上述の各実施の形態では、磁気検出部20からの出力値に基づいて閾値Vthを設定しているが、Vthを固定された値とし、磁気検出部20の増幅器22における増幅率を調整して当該磁気検出部20からの出力値の変動幅を調整することにより、開閉センサ1の設置条件の変化に対応させてもよい。
(About setting of threshold value Vth)
In each of the above-described embodiments, the threshold value Vth is set based on the output value from the
(磁気検出部20の出力値の変動率について)
上述の各実施の形態では、情報処理部30は磁気検出部20から出力される一定の値に基づいて開閉状態を検出しているが、磁気検出部20から出力される出力値の時系列データを記憶部40に記憶させると共に、当該時系列データを参照することで出力値の変動率を算出し、当該変動率が所定の値を上回った場合に異常を示す信号を出力させてもよい。これにより、窓2からの侵入を図る者が急激に磁石を磁気検出部20に近接させる等の工作を行なった場合にこれを検出し、異常を示す旨の信号を出力させることができる。
(Regarding the fluctuation rate of the output value of the magnetic detection unit 20)
In each of the above-described embodiments, the
この発明に係る開閉センサは、開口部の開閉状態を検出する開閉センサに適用でき、様々な設置条件に対応可能であり、確実に開口部の開閉状態の検出が可能な開閉センサに有用である。 The open / close sensor according to the present invention can be applied to an open / close sensor that detects the open / closed state of the opening, is applicable to various installation conditions, and is useful as an open / close sensor that can reliably detect the open / closed state of the open. .
1 開閉センサ
2 窓
10 磁石
20 磁気検出部
21 センサ素子
22 増幅器
23 A/D変換器
24 基準電圧生成部
25 コンパレータ
30 情報処理部
40 記憶部
50 設定スイッチ
60 筐体
61 開口部
62 蓋体
63 警報スイッチ
70 表示部
80 出力部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記開口部に設置されている磁石と、
前記磁石との間隔が前記開口部の開閉に伴って変動するように配置され、前記磁石が発生させた磁場を検出し、検出した磁場の強さに応じた出力値をアナログ値として出力する磁気検出手段と、
前記出力値に基づいて所定の処理を実行する情報処理手段と、
前記情報処理手段が参照する閾値を設定する際に作動される設定手段と、を備え、
前記設定手段は、前記開口部が閉状態であるときに第1の入力操作を受付可能であって、前記第1の入力操作を受付けた場合に第1の信号を前記情報処理手段に出力し、
前記情報処理手段は、前記設定手段から前記第1の信号を入力された時点での前記出力値を下回る値を前記閾値として設定し、当該閾値と前記出力値との比較に基づいて前記開口部の開閉状態を判定すること、
を特徴とする開閉センサ。 An opening / closing sensor for detecting an opening / closing state of the opening,
A magnet installed in the opening;
The magnet is arranged so that the interval with the magnet fluctuates with the opening and closing of the opening, detects the magnetic field generated by the magnet, and outputs an output value according to the strength of the detected magnetic field as an analog value Detection means;
Information processing means for executing predetermined processing based on the output value ;
Setting means that is operated when setting a threshold value referred to by the information processing means,
The setting means can accept a first input operation when the opening is in a closed state, and outputs a first signal to the information processing means when the first input operation is accepted. ,
The information processing means sets, as the threshold value, a value lower than the output value at the time when the first signal is input from the setting means, and based on a comparison between the threshold value and the output value, the opening portion Determining the open / closed state of
Opening / closing sensor characterized by.
を特徴とする請求項1に記載の開閉センサ。 The magnetic detection means comprises a Hall element or a magnetoresistive element;
The opening / closing sensor according to claim 1.
前記情報処理手段は、前記設定手段から前記第1の信号を入力された時点での前記出力値と、前記設定手段から前記第2の信号を入力された時点での前記出力値との間の値を前記閾値として設定すること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の開閉センサ。 The setting means can accept a second input operation when the opening is in an open state, and outputs a second signal to the information processing means when the second input operation is accepted. ,
The information processing means is between the output value when the first signal is input from the setting means and the output value when the second signal is input from the setting means. Setting a value as the threshold,
The open / close sensor according to claim 1 or 2.
前記情報処理手段は、前記設定手段から前記第2の信号を入力された時点での前記出力値と、前記設定手段から前記第3の信号を入力された時点での前記出力値との間の値を前記閾値として設定すること、
を特徴とする請求項3に記載の開閉センサ。 The setting means can accept a third input operation when the opening is in an intermediate state between the open state and the closed state, and accepts the third input operation. Output a third signal to the information processing means,
The information processing means is between the output value when the second signal is input from the setting means and the output value when the third signal is input from the setting means. Setting a value as the threshold,
The open / close sensor according to claim 3.
を特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の開閉センサ。 The information processing means outputs a signal indicating an abnormal state when a variation rate of the output value is equal to or greater than a predetermined value;
The open / close sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein
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