JPH0755952A - Hot-wire sensor - Google Patents

Hot-wire sensor

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Publication number
JPH0755952A
JPH0755952A JP16197693A JP16197693A JPH0755952A JP H0755952 A JPH0755952 A JP H0755952A JP 16197693 A JP16197693 A JP 16197693A JP 16197693 A JP16197693 A JP 16197693A JP H0755952 A JPH0755952 A JP H0755952A
Authority
JP
Japan
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data
value
average value
signal
noise
Prior art date
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Pending
Application number
JP16197693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Houei Sugiyama
朋英 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Atsumi Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Atsumi Electric Co Ltd filed Critical Atsumi Electric Co Ltd
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Publication of JPH0755952A publication Critical patent/JPH0755952A/en
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Abstract

PURPOSE:To avoid occurrence of false information due to noise in a hot-wire sensor. CONSTITUTION:An average value computing part 24 determines an average value of four consecutive data. By this averaging processing, white noise is removed. These average value data are made an absolute value by an absolute value attaining part 25 and this value is compared by a comparator 26 with a threshold value stored in a threshold value storage part 28. Only when all of the four consecutive average value data exceed the threshold value, the comparator 26 outputs an alarm signal SAL. In the other signal system, the data digitized by an A/D conversion part 30 are made an absolute value in an absolute value attaining part 31 and an average value of effective data in prescribed numbers is determined by an average value computing part 32. This average value represents an average level of noise, and based on this average value, the threshold value written in the threshold value storage part 28 is updated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱線センサに係り、特
にノイズによって誤報が生じることを回避することがで
きる熱線センサを提供することを目的とするものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat ray sensor, and in particular, it is an object of the invention to provide a heat ray sensor capable of avoiding occurrence of false alarm due to noise.

【0002】[0002]

【従来の技術】焦電素子により人体が放射する遠赤外線
を検知することによって侵入者検知を行う熱線センサは
警報システムにおいて広く用いられており、概略図5に
示すような構成を備えている。
2. Description of the Related Art A heat ray sensor for detecting an intruder by detecting far infrared rays emitted from a human body by a pyroelectric element is widely used in an alarm system and has a structure shown in FIG.

【0003】図5において、受光手段1は、焦電素子
2、充放電用の抵抗3、FET4、負荷抵抗5等で構成
されている。受光光学系(図5には図示せず)により警
戒ゾーンからの遠赤外線を受光すると、焦電素子2に蓄
積される電荷量に変化が生じるが、このとき焦電素子1
の電荷は抵抗3を介して充放電し、その結果、抵抗3の
両端に電圧が発生する。この電圧はFET4を介して負
荷抵抗5に出力される。これが受光手段1の出力電圧で
ある。なおここで、FET4はインピーダンス変換をお
こなっているものである。
In FIG. 5, the light receiving means 1 comprises a pyroelectric element 2, a charging / discharging resistor 3, an FET 4, a load resistor 5 and the like. When far infrared rays from the warning zone are received by the light receiving optical system (not shown in FIG. 5), the amount of electric charge accumulated in the pyroelectric element 2 changes, but at this time, the pyroelectric element 1
Is charged and discharged through the resistor 3, and as a result, a voltage is generated across the resistor 3. This voltage is output to the load resistor 5 via the FET 4. This is the output voltage of the light receiving means 1. Here, the FET 4 is for impedance conversion.

【0004】受光手段1の出力電圧は、図6に示すよう
に、ある一定の直流バイアス電圧VBAに焦電素子1の電
荷量の変化によって生じた交流信号が重畳されたもので
あるが、この出力電圧は増幅器6により増幅され、更に
絶対値回路7によって図7に示すように直流バイアス電
圧VBAを基準として絶対値化されてコンパレータ8に入
力される。コンパレータ8は、入力信号のレベルを予め
定められた閾値VTHと比較し、入力信号のレベルが閾値
THを越えている場合にはパルスを出力する。
As shown in FIG. 6, the output voltage of the light receiving means 1 is obtained by superimposing an AC signal generated by a change in the charge amount of the pyroelectric element 1 on a certain DC bias voltage V BA . This output voltage is amplified by the amplifier 6 and further converted into an absolute value by the absolute value circuit 7 with reference to the DC bias voltage V BA as shown in FIG. The comparator 8 compares the level of the input signal with a predetermined threshold value V TH, and outputs a pulse when the level of the input signal exceeds the threshold value V TH .

【0005】このコンパレータ8の出力パルスはそのま
ま侵入者を示す警報信号として用いることも可能ではあ
るが、通常は、小動物によって警報信号が出力されるこ
と等を防止することを目的として、コンパレータ8の出
力パルスをカウントする手段を設け、最初の出力パルス
から所定時間内に所定数以上のパルスが出力された場合
にのみ警報信号を出力するようになされている。即ち、
遠赤外線は人間だけが放射するものではなく、猫やネズ
ミ等の小動物も放射するが、通常人間が一つのゾーンを
横切ると2〜3個のパルスが出力されるが、小動物の場
合は1個のパルスが出力される場合が多い。これは、人
間と小動物の大きさの違いによって焦電素子の受けるエ
ネルギー変化量が異なるからである。そこで、ある一定
時間内の出力パルス数をカウントして、所定の数に達し
ない場合は小動物として警報信号を出さないようにする
のであり、これにより小動物による誤報を防止すること
ができる。この機能は通常パルスカウント機能と称され
ている。
The output pulse of the comparator 8 can be used as it is as an alarm signal indicating an intruder, but normally, for the purpose of preventing the alarm signal from being output by a small animal, the comparator 8 outputs a pulse. A means for counting the output pulses is provided, and the alarm signal is output only when a predetermined number or more of pulses are output within a predetermined time from the first output pulse. That is,
Far-infrared rays are not emitted only by humans, but small animals such as cats and rats are also emitted. Normally, when humans cross one zone, 2-3 pulses are output, but in the case of small animals, one pulse is emitted. The pulse of is often output. This is because the amount of energy change received by the pyroelectric element differs depending on the size difference between humans and small animals. Therefore, the number of output pulses within a certain period of time is counted, and if the predetermined number is not reached, an alarm signal is not issued as a small animal, and thereby false alarm due to the small animal can be prevented. This function is usually called a pulse counting function.

【0006】なお、絶対値回路7を設ける理由は、図7
に示すようにコンパレータ8の閾値を一つにするためで
あって、絶対値回路7を設けない場合にはコンパレータ
8には図6のVTH1 ,VTH2 で示すように直流バイアス
電圧VBAを中心とした二つの閾値が必要となる。
The reason for providing the absolute value circuit 7 is as shown in FIG.
In order to set the threshold value of the comparator 8 to one as shown in FIG. 6, when the absolute value circuit 7 is not provided, the comparator 8 receives the DC bias voltage V BA as indicated by V TH1 and V TH2 in FIG. Two central thresholds are needed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、受光手
段1の出力信号は図6あるいは図7に示すような綺麗な
ものではなく、図8に示すように多くのノイズを含むの
が通常であり、これらのノイズによって侵入者がないの
にも拘らず警報信号が出力される場合があった。なお、
図8において、9は本来の信号、即ち侵入者や小動物を
検知した場合の信号であり、10はホワイトノイズ、1
1は外乱性のノイズを示す。
However, the output signal of the light receiving means 1 is not a beautiful signal as shown in FIG. 6 or 7, and usually contains a lot of noise as shown in FIG. Due to these noises, an alarm signal may be output even though there is no intruder. In addition,
In FIG. 8, 9 is an original signal, that is, a signal when an intruder or a small animal is detected, 10 is white noise, 1
1 indicates disturbance noise.

【0008】ノイズとしては、まず、FET4等の回路
素子から発生するノイズがあるが、これは殆どの場合ホ
ワイトノイズである。特に、焦電素子2は周囲の温度が
急激に変化した場合にはホワイトノイズの発生量が多く
なるという性質があることが知られている。そして、こ
のようなホワイトノイズが増幅器6で増幅されることに
よって、そのピークがコンパレータ8の閾値を越えてし
まうことがあることが確認されている。
As noise, first, there is noise generated from a circuit element such as the FET 4, but in most cases this is white noise. In particular, it is known that the pyroelectric element 2 has a property that the amount of white noise generated increases when the ambient temperature changes rapidly. It has been confirmed that the peak of the white noise may exceed the threshold value of the comparator 8 by being amplified by the amplifier 6.

【0009】また、焦電素子2は遠赤外線に反応するも
のであるから、周辺に熱の変化があればそれに反応する
ことになる。従ってエアコンによって室内の温度が急に
変化した場合、あるいは日の出や雲が途切れた場合等の
ように太陽によって急激に室内の温度が上昇するとき等
にも受光手段1からの出力信号は大きなものとなり、誤
報が生じる場合がある。即ち、侵入者がないもに拘らず
警報信号が出力されてしまう場合があるのである。この
ような原因により発生するノイズは周囲の環境の変化に
よって発生するので、外乱性のノイズといえるものであ
る。
Further, since the pyroelectric element 2 responds to far infrared rays, if there is a change in heat around it, it will respond to it. Therefore, the output signal from the light receiving means 1 becomes large even when the temperature of the room suddenly changes due to the air conditioner, or when the temperature of the room suddenly rises due to the sun such as sunrise or cloud breaks. , False information may occur. That is, the alarm signal may be output even if there is no intruder. The noise generated by such a cause is generated by a change in the surrounding environment, and thus can be called disturbance noise.

【0010】このようにノイズには種々のものがあり、
しかもこれらのノイズは複合することがあるので、その
場合には誤報が生じる可能性はより高いものとなる。
As described above, there are various types of noise,
Moreover, since these noises may be combined, in that case, there is a higher possibility that a false alarm will occur.

【0011】このようなノイズによる誤報を回避する一
つの方法としては、コンパレータ8の閾値のレベルを高
くすることが考えられる。実際、コンパレータ8の閾値
レベルはホワイトノイズのレベルの10倍程度になされ
ており、これによってホワイトノイズによる誤報を回避
するようにしているのが通常であるが、外乱性のノイズ
はホワイトノイズより大きくなる場合が多いので、外乱
性のノイズに対してはコンパレータ8の閾値を高くする
ことで対応することは困難である。
As a method of avoiding such false alarm due to noise, it is conceivable to increase the threshold level of the comparator 8. Actually, the threshold level of the comparator 8 is set to about 10 times the level of white noise, and it is usual to avoid false alarm due to white noise, but the disturbance noise is larger than the white noise. In many cases, it is difficult to deal with disturbance noise by raising the threshold value of the comparator 8.

【0012】勿論、コンパレータ8の閾値を外乱性ノイ
ズのレベルより高くすることは可能ではあるが、その場
合には侵入者検知を行い難くなるので、失報の可能性が
高くなる。即ち、侵入者があったとしても警報信号が出
力されない可能性が高くなることになる。
Of course, the threshold value of the comparator 8 can be set higher than the level of the disturbance noise, but in that case, it becomes difficult to detect an intruder, and the possibility of false alarm increases. That is, even if there is an intruder, there is a high possibility that the alarm signal will not be output.

【0013】ノイズによる誤報を回避するもう一つの方
法として、上述したパルスカウント機能を用いる場合
に、カウントするパルス数を多く設定することが考えら
れる。つまり、カウントすべきパルス数を多くすれば、
その時間内に消滅するノイズであれば当該ノイズによる
誤報を回避することができる。しかし、カウントすべき
パルス数を多くすることは、侵入者の検知をより困難に
することに他ならないので、失報の可能性が高くなるも
のである。
As another method for avoiding false alarm due to noise, it is conceivable to set a large number of pulses to be counted when using the above-mentioned pulse counting function. In other words, if you increase the number of pulses to be counted,
If the noise disappears within that time, false alarm due to the noise can be avoided. However, increasing the number of pulses to be counted is nothing but making detection of an intruder more difficult, which increases the possibility of false alarm.

【0014】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、コンパレータの閾値を高くすることなく、且つパ
ルスカウントのカウント数も増やすことなく、ノイズに
よる誤報を良好に回避することができる熱線センサを提
供することを目的とするものである。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and it is possible to satisfactorily avoid false alarms due to noise without increasing the threshold value of the comparator and without increasing the number of pulse counts. It is intended to provide a sensor.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1記載の熱線センサは、焦電素子を含む受
光手段と、前記受光手段の出力信号を所定の周期でサン
プリングし、サンプリング毎に連続する第1の所定の数
のサンプル値の平均値を求め、その平均値が所定回数連
続して閾値を越えた場合にアラーム信号を発生する信号
処理手段とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the heat ray sensor according to claim 1 samples light receiving means including a pyroelectric element and an output signal of the light receiving means at a predetermined cycle, A signal processing means for obtaining an average value of a first predetermined number of consecutive sample values for each sampling and generating an alarm signal when the average value exceeds a threshold value for a predetermined number of times in succession. To do.

【0016】また、請求項2記載の熱線センサは、請求
項1記載の熱線センサにおいて、前記信号処理手段は、
更に、前記受光手段の出力信号を所定の周期でサンプリ
ングし、第2の所定の数のサンプル値毎に当該サンプル
値の絶対値の平均値を求め、その平均値に基づいて前記
閾値を更新することを特徴とする。
Further, the heat ray sensor according to claim 2 is the heat ray sensor according to claim 1, wherein the signal processing means is
Further, the output signal of the light receiving means is sampled at a predetermined cycle, an average value of absolute values of the sample values is obtained for every second predetermined number of sample values, and the threshold value is updated based on the average value. It is characterized by

【0017】[0017]

【作用及び発明の効果】受光手段からの出力信号は信号
処理手段に入力される。信号処理手段は、入力された信
号を所定の周期でサンプリングし、サンプリングを行う
度毎に連続する第1の所定の数のサンプル値の平均値を
求める。そして、この平均値を閾値と比較し、平均値が
所定回数連続して閾値を越えている場合にはアラーム信
号を発生する。
The output signal from the light receiving means is input to the signal processing means. The signal processing means samples the input signal at a predetermined cycle, and obtains an average value of a first predetermined number of consecutive sample values each time sampling is performed. Then, this average value is compared with a threshold value, and an alarm signal is generated when the average value continuously exceeds the threshold value a predetermined number of times.

【0018】以上が請求項1記載の熱線センサの作用で
あるが、このように、この熱線センサにおいては従来の
ように受光手段からの出力信号を直接閾値と比較するの
ではなく、受光手段からの出力信号をサンプリングして
連続する第1の所定の数のサンプル値の平均値を求め、
その平均値と閾値とを比較するのである。
The above is the operation of the heat ray sensor according to the first aspect. Thus, in this heat ray sensor, the output signal from the light receiving means is not directly compared with the threshold value as in the conventional case, but rather the light receiving means is used. The output signal of S is sampled to obtain the average value of the first predetermined number of sample values,
The average value and the threshold value are compared.

【0019】従って、図8において10で示すようなホ
ワイトノイズは平均値を求めると殆ど零となるので、ホ
ワイトノイズを除去することができ、その結果、従来の
ように閾値のレベルを必要以上に高くすることなく良好
にノイズによる誤報を回避することができる。つまり、
閾値を設定するに際してホワイトノイズを考慮する必要
はなくなるのである。
Therefore, the white noise as shown by 10 in FIG. 8 becomes almost zero when the average value is obtained, so that the white noise can be removed, and as a result, the threshold level becomes higher than necessary as in the conventional case. It is possible to satisfactorily avoid false alarm due to noise without increasing the height. That is,
It is not necessary to consider white noise when setting the threshold value.

【0020】なお、アラーム信号は、そのまま侵入者あ
りを示す警報信号として使用することができることは勿
論であるが、上述したようなパルスカウント機能によ
り、所定時間内に所定のアラーム信号が発生された場合
にのみ侵入者ありとして警報信号を出力するようにする
こともできるものである。
The alarm signal can, of course, be used as it is as an alarm signal indicating the presence of an intruder, but a predetermined alarm signal is generated within a predetermined time by the pulse counting function as described above. Only in such a case, an alarm signal can be output when an intruder exists.

【0021】しかし、以上の構成ではホワイトノイズは
除去することができるが、図8において11で示すよう
な外乱性のノイズは除去することができない。なぜな
ら、外乱性のノイズは所定の数のサンプルの平均値を求
めても殆ど零にはならないからである。
However, with the above configuration, the white noise can be removed, but the disturbance noise as indicated by 11 in FIG. 8 cannot be removed. This is because the disturbance noise is hardly zero even if the average value of a predetermined number of samples is calculated.

【0022】そこで、請求項2記載のように、受光手段
の出力信号を所定の周期でサンプリングし、第2の所定
の数のサンプル値毎に当該サンプル値の絶対値の平均値
を求め、その平均値に基づいて前記閾値を更新するよう
にするのである。
Therefore, as described in claim 2, the output signal of the light receiving means is sampled at a predetermined cycle, and the average of absolute values of the sample values is calculated for every second predetermined number of sample values. The threshold is updated based on the average value.

【0023】これによれば、サンプル値の絶対値の平均
値を求めるので、ホワイトノイズがあれば、そのレベル
に応じた値が得られ、同様に図8において11で示すよ
うな外乱性のノイズがあれば、そのレベルに応じた値が
得られることになる。
According to this, since the average value of the absolute values of the sample values is obtained, if there is white noise, a value corresponding to the level is obtained, and similarly, the disturbance noise as shown by 11 in FIG. If there is, a value corresponding to that level will be obtained.

【0024】つまり、この平均値はノイズレベルを表す
ものであるので、この平均値に基づいて閾値を更新すれ
ば、閾値を適応的にノイズレベルに追随させることがで
きることになり、これによってホワイトノイズや外乱性
のノイズが発生した場合にはそのノイズレベルに応じて
閾値も高くなるので、ノイズによる誤報の発生を未然に
回避することができる。
That is, since this average value represents the noise level, the threshold value can be adaptively tracked to the noise level by updating the threshold value based on this average value. When disturbance noise or noise occurs, the threshold value increases according to the noise level, so that false alarms due to noise can be avoided.

【0025】[0025]

【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図1は本発明に係る熱線センサの一実施例の構成を示す
図であり、図中、20、21は増幅器、22は信号処理
手段、23はA/D変換部、24は平均値演算部、25
は絶対値化部、26はコンパレータ部、27はカウンタ
部、28は閾値格納部、29はコンパレータ部、30は
A/D変換部、31は絶対値化部、32は平均値演算
部、33は表示制御部、34、35は表示素子、SA
アラーム信号、SK は警報信号を示す。なお、図5に示
す構成と同等な構成要素については同一の符号を付す。
Embodiments will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a heat ray sensor according to the present invention. In the figure, 20 and 21 are amplifiers, 22 is a signal processing means, 23 is an A / D conversion section, and 24 is an average value calculation section. , 25
Is an absolute value conversion unit, 26 is a comparator unit, 27 is a counter unit, 28 is a threshold value storage unit, 29 is a comparator unit, 30 is an A / D conversion unit, 31 is an absolute value conversion unit, 32 is an average value calculation unit, 33 Is a display control unit, 34 and 35 are display elements, S A is an alarm signal, and S K is an alarm signal. The same components as those shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals.

【0026】図1において、受光手段1は図5に示す構
成と同様な構成を備えており、その出力信号は増幅器6
で増幅される。そして、増幅器6の出力信号は二つに分
岐され、一方の信号は増幅器20で増幅されて信号処理
手段22の信号データ用の入力端子AD1 に入力され、
他方の信号は増幅器21で増幅されて信号処理手段22
のノイズデータ用の入力端子AD2 に入力される。
In FIG. 1, the light receiving means 1 has a structure similar to that shown in FIG.
Is amplified by. Then, the output signal of the amplifier 6 is branched into two, one signal is amplified by the amplifier 20 and input to the signal data input terminal AD 1 of the signal processing means 22,
The other signal is amplified by the amplifier 21 and is processed by the signal processing means 22.
Is input to the noise data input terminal AD 2 .

【0027】ここで、増幅器21の増幅率は増幅器20
の増幅率のN倍(但し、N>1)となされている。これ
は次の理由による。信号処理手段22はマイクロプロセ
ッサ及びその周辺回路で構成されるが、その分解能は取
り扱えるビット数により一義的に定まっている。例えば
8ビットのマイクロプロセッサを用いる場合には、その
分解能は電源電圧に対して 1/256 である。
Here, the amplification factor of the amplifier 21 is equal to that of the amplifier 20.
The amplification factor is N times (where N> 1). This is for the following reason. The signal processing means 22 is composed of a microprocessor and its peripheral circuits, and its resolution is uniquely determined by the number of bits that can be handled. For example, when using an 8-bit microprocessor, the resolution is 1/256 with respect to the power supply voltage.

【0028】しかし、後述するように、入力端子AD1
の信号系では受光手段1から出力される信号のうちの人
間等によって生じる本来の信号に基づいて侵入者の検知
を行うのに対して、入力端子AD2 の信号系はノイズの
量を検出しようとするものであり、従って、AD2 の信
号系で取り扱う信号のレベルはAD1 の信号系で取り扱
う信号のレベルと比較すると十分小さいものであるの
で、AD2 の信号系においてはAD1 の信号系よりも高
い分解能が必要となる。
However, as will be described later, the input terminal AD 1
In the signal system of (1), the intruder is detected based on the original signal generated by a human or the like among the signals output from the light receiving means 1, whereas the signal system of the input terminal AD 2 detects the amount of noise. and is intended to, therefore, the level of the signal handled in the signal system of AD 2 is sufficiently small compared to the level of the signal handled in the signal system of the AD 1, AD 1 of the signal in the signal system of AD 2 It requires higher resolution than the system.

【0029】そこで、増幅器21の増幅率を増幅器20
のN倍にすることによって、AD2の信号系の分解能を
AD1 の信号系の分解能と同等なものとするのである。
なお、Nの値は使用するマイクロプロセッサの分解能、
あるいは使用する増幅器の増幅率等を勘案して決定すれ
ばよく、例えば信号処理手段22として8ビットのマイ
クロプロセッサを使用する場合にはN=4程度でよいこ
とが確認されている。
Therefore, the amplification factor of the amplifier 21 is set to the amplifier 20.
Therefore, the resolution of the AD 2 signal system is made equal to the resolution of the AD 1 signal system.
The value of N is the resolution of the microprocessor used,
Alternatively, it may be determined in consideration of the amplification factor of the amplifier to be used, etc. It has been confirmed that, for example, when an 8-bit microprocessor is used as the signal processing means 22, N = 4 is sufficient.

【0030】さて、信号処理手段22は、マイクロプロ
セッサ及びその周辺回路で構成されるものであり、図1
に示すような構成を備える。以下、信号処理手段22の
各部の動作について説明する。
The signal processing means 22 comprises a microprocessor and its peripheral circuits.
The configuration shown in FIG. The operation of each part of the signal processing means 22 will be described below.

【0031】入力端子AD1 ,AD2 に入力された信号
は、それぞれA/D変換部23、30で所定の周期で同
期的にサンプリングされ、所定のビット数、例えば8ビ
ットのデジタルデータになされる。ここでいう同期的サ
ンプリングは必ずしも同時にサンプリングが行われるこ
とを意味するものではなく、時間的に多少ずれていても
よいものである。但し、その時間的なずれは常に一定で
ある必要があることは当然である。なお、ここではサン
プリングは10msec 毎に行われるものとする。
The signals input to the input terminals AD 1 and AD 2 are synchronously sampled by the A / D converters 23 and 30 in a predetermined cycle, respectively, and converted into digital data of a predetermined number of bits, for example, 8 bits. It Synchronous sampling here does not necessarily mean that sampling is performed at the same time, and may be slightly deviated in time. However, it goes without saying that the time lag needs to be always constant. Note that sampling is performed here every 10 msec.

【0032】平均値演算部24は、A/D変換部23か
らn個目のデータが出力されると、(n−3)個目のデ
ータ、(n−2)個目のデータ、(n−1)個目のデー
タ、及び今回生成されたn個目のデータの4個のデータ
の相加平均値(以下、単に平均値と称す)を求める。そ
して、その10msec 後にA/D変換部23から(n+
1)個目のデータが出力されると、平均値演算部24
は、(n−2)個目のデータ、(n−1)個目のデー
タ、n個目のデータ、及び今回生成された(n+1)個
目のデータの4個のデータの平均値を求める。
When the n-th data is output from the A / D converter 23, the average value calculator 24 outputs the (n-3) -th data, the (n-2) -th data, and the (n-th) data. -1) Obtain an arithmetic mean value (hereinafter, simply referred to as an average value) of the 4th data of the nth data and the nth data generated this time. Then, 10 msec later, the A / D converter 23 outputs (n +
1) When the second data is output, the average value calculator 24
Is an average value of four data of the (n-2) th data, the (n-1) th data, the nth data, and the (n + 1) th data generated this time. .

【0033】以上のように、平均値演算部24はA/D
変換部23で10msec 毎にデジタルデータが生成される
度毎に上記の処理を繰り返す。
As described above, the average value calculation unit 24 uses the A / D
The above process is repeated every time the conversion unit 23 generates digital data every 10 msec.

【0034】以上のように、平均値演算部24は10mse
c 毎に平均値のデータを生成するが、この平均値のデー
タは絶対値化部25により絶対値化される。以下、この
絶対値化された平均値データを信号データと称する。
As described above, the average value calculation unit 24 is 10 mse.
The average value data is generated for each c, and the average value data is converted into an absolute value by the absolute value conversion unit 25. Hereinafter, the average value data converted into absolute values will be referred to as signal data.

【0035】この処理を図に示したものが図2である。
即ち、A/D変換部23では図2AのS1 ,S2 ,S
3 ,S4 ,S5 ,S6 …で示すように10msec 毎にデジ
タルデータが生成される。そして、平均値演算部24
は、データS4 が生成されると、今回生成されたS4
と、その直前の3つのデータS1 ,S2 ,S3 の平均値
を求め平均値データを生成する。そしてこの平均値デー
タは絶対値化部25によって絶対値化され、図2Bの信
号データD1 となる。同様に平均値演算部24は、デー
タS5 が生成されると、今回生成されたS5 と、その直
前の3つのデータS2,S3 ,S4 の平均値を求め平均
値データを生成する。そしてこの平均値データは絶対値
化部25によって絶対値化され、図2の信号データD2
となる。
FIG. 2 shows this process in the figure.
That is, in the A / D converter 23, S 1 , S 2 , and S in FIG.
As shown by 3 , S 4 , S 5 , S 6, ..., Digital data is generated every 10 msec. Then, the average value calculator 24
Is, S 4 data S 4 are Once generated, which is generated this time
Then, the average value of the three data S 1 , S 2 , and S 3 immediately before is calculated to generate average value data. Then, this average value data is converted into an absolute value by the absolute value conversion section 25 and becomes the signal data D 1 of FIG. 2B. Average calculator 24 Similarly, generates the data S 5 is generated, and S 5, which is generated this time, the average value data obtains an average value of the three data S 2 immediately before, S 3, S 4 To do. Then, this average value data is converted into an absolute value by the absolute value conversion section 25, and the signal data D 2 of FIG.
Becomes

【0036】以上述べた平均値化処理及び絶対値化処理
によりホワイトノイズは除去されることは明かである。
いま、例えば容易に理解できるように人間も小動物も警
戒ゾーンを横切らなかった場合を考えると、入力端子A
1 には図3Aに示すように直流バイアス電圧VBAにホ
ワイトノイズの交流信号が重畳された信号が入力される
ことになるが、この信号を上述したようにサンプリング
し、平均値を求めることによって平均化すると略VBA
なることは明かである。従って、この平均値データを絶
対値化すると図3Bに示すようになるものである。
It is clear that the white noise is removed by the averaging process and the absolute value process described above.
Now, for example, considering that no human or small animal crosses the warning zone for easy understanding, the input terminal A
As shown in FIG. 3A, a signal in which an AC signal of white noise is superimposed on the DC bias voltage V BA is input to D 1 , and this signal is sampled as described above to obtain an average value. It is clear that when averaged by, it becomes approximately V BA . Therefore, when this average value data is converted into an absolute value, it becomes as shown in FIG. 3B.

【0037】絶対値化部25からの信号データはコンパ
レータ26に入力される。コンパレータ26は、信号デ
ータと閾値格納部28に格納されている閾値VTHとを比
較し、連続する4個の信号データの値が全て閾値VTH
越えている場合に限ってアラーム信号SALを出力する。
例えば、図2Bにおいて4個の信号データD1 ,D2
3 ,D4 の値が全て閾値VTHを越えている場合には、
コンパレータ26は図2Cに示すように信号データD4
のタイミングにアラーム信号SALを出力する。
The signal data from the absolute value conversion section 25 is input to the comparator 26. The comparator 26 compares the signal data with the threshold value V TH stored in the threshold value storage unit 28, and only when all the values of four consecutive signal data exceed the threshold value V TH , the alarm signal S AL. Is output.
For example, in FIG. 2B, four pieces of signal data D 1 , D 2 ,
When all the values of D 3 and D 4 exceed the threshold value V TH ,
The comparator 26 outputs the signal data D 4 as shown in FIG. 2C.
The alarm signal S AL is output at the timing.

【0038】このように4個の信号データが連続して閾
値VTHを越えた場合にのみアラーム信号を出力するよう
にするのは、一般に人間の歩行速度は 0.3m/sec 〜 2
m/sec とされているので、人間が警戒ゾーンを横切る
には少なくとも40msec はかかるものであり、その間は
信号データDは閾値VTHを越えているべきだからであ
る。そして、瞬間的に高いレベルを示すが、短時間に消
滅するスパイク状ノイズ等が混入した場合にも、このよ
うなノイズによってアラーム信号が発生されるのを回避
することができる。
As described above, the reason that the alarm signal is output only when the four signal data continuously exceed the threshold value V TH is that a human walking speed is 0.3 m / sec to 2 m.
Since it takes m / sec, it takes at least 40 msec for a human to cross the warning zone, and the signal data D should exceed the threshold value V TH during that time. Then, even when spike-like noise or the like which shows a high level momentarily but disappears in a short time is mixed, it is possible to prevent the alarm signal from being generated by such noise.

【0039】コンパレータ26から出力されるアラーム
信号SALはそのまま侵入者ありを示す警報信号SK とし
て使用できるのは当然であるが、図1に示す構成ではア
ラーム信号SALはカウンタ部27に入力されている。こ
のカウンタ部27は上述したパルスカウント機能を実現
するものであり、予め定められている所定時間内に所定
の数のアラーム信号SALを計数した場合にのみ警報信号
K を出力する。所定時間内に何個のアラーム信号を計
数したときに警報信号を出力するかという、そのアラー
ム信号の個数は任意に設定可能となされている。なお、
パルスカウント機能については周知であるので詳細な説
明は省略する。
The alarm signal S AL output from the comparator 26 can of course be used as it is as the alarm signal S K indicating the presence of an intruder, but in the configuration shown in FIG. 1, the alarm signal S AL is input to the counter section 27. Has been done. The counter unit 27 realizes the pulse counting function described above, and outputs the alarm signal S K only when the predetermined number of alarm signals S AL are counted within a predetermined time. It is possible to arbitrarily set the number of alarm signals, that is, how many alarm signals should be output within a predetermined time period before the alarm signal is output. In addition,
Since the pulse counting function is well known, detailed description will be omitted.

【0040】以上、AD1 の信号系の処理について説明
したが、次にAD2 の信号系の処理について説明する。
The processing of the AD 1 signal system has been described above. Next, the processing of the AD 2 signal system will be described.

【0041】入力端子AD2 に入力されたアナログ信号
はA/D変換部30でデジタルデータに変換され、絶対
値化部31により絶対値化されて平均値演算部32に入
力される。
The analog signal input to the input terminal AD 2 is converted into digital data by the A / D conversion section 30, converted into an absolute value by the absolute value conversion section 31, and input to the average value calculation section 32.

【0042】平均値演算部32は、A/D変換部30に
より生成されたデータが有効である場合にはそれを収集
し、図4Aに示すように有効なデータを16個収集する
と、その平均値を求めて図4Bに示すように一つの平均
値データを生成する。平均値演算部32は、一つの平均
値データを生成すると、再び有効なデータを16個収集
し、その平均値を求めて平均値データを生成する処理を
繰り返す。
The average value calculator 32 collects the data generated by the A / D converter 30 when the data is valid, and when 16 valid data are collected as shown in FIG. 4A, the average value is calculated. The value is obtained and one average value data is generated as shown in FIG. 4B. When one average value data is generated, the average value calculation unit 32 collects 16 valid data again, calculates the average value thereof, and repeats the process of generating the average value data.

【0043】そして、平均値演算部32は、図4Cに示
すように、n個目の平均値データを生成すると、(n−
3)個目の平均値データ、(n−2)個目の平均値デー
タ、(n−1)個目の平均値データ、及び今回生成した
n個目の平均値データの4個の平均値データの平均値を
求める処理を繰り返し実行する。これがノイズデータに
なるのであるが、このAD2 の信号系の信号レベルは予
め増幅器21によってAD1 の信号系の信号レベルのM
倍になされているから、平均値演算部32は4個の連続
する平均値データの平均値を求めると、その値を 1/M
倍し、AD1 の信号系の信号レベルに合わせる。これが
最終的に得られるノイズデータNであり、これがホワイ
トノイズや外乱性のノイズ等全てのノイズを含めたノイ
ズレベルに応じた値を有するものであることは明かであ
ろう。つまり、AD2 の信号系はノイズレベルを検出す
るための信号系なのである。
Then, as shown in FIG. 4C, the average value calculator 32 generates (n-
3) 4th average value of average value data, (n-2) th average value data, (n-1) th average value data, and nth average value data generated this time The process of obtaining the average value of the data is repeatedly executed. This becomes noise data. The signal level of the signal system of AD 2 is M of the signal level of the signal system of AD 1 by the amplifier 21 in advance.
Since the average value calculation unit 32 obtains the average value of four consecutive average value data, the average value calculation unit 32
Double and adjust to the signal level of the signal system of AD 1 . It will be apparent that this is the finally obtained noise data N, and that this has a value according to the noise level including all noises such as white noise and disturbance noise. That is, the signal system of AD 2 is a signal system for detecting the noise level.

【0044】そして、更に平均値演算部32は、n個目
のノイズデータNn を生成すると、(Nn −Nn-1 )の
演算を行って、その直前に生成した(n−1)個目のノ
イズデータNn-1 からの増減を求め、その(Nn −N
n-1 )の値を閾値格納部28に通知し、これまでの閾値
に(Nn −Nn-1 )の値を加算する処理を繰り返し実行
する。これによって、閾値格納部28に格納されている
閾値はノイズのレベルに応じて適応的に更新されること
になる。そして更新された閾値は次に更新されるまで保
持され、コンパレータ26の閾値として使用される。な
お、閾値格納部28には初期状態においては所定のディ
フォルト値が閾値として書き込まれているのは当然であ
るが、この閾値が上述した処理によって、適応的に更新
されるのである。
Further, when the average value calculator 32 generates the n-th noise data N n , it calculates (N n -N n-1 ) and generates (n-1) immediately before that. The increase / decrease from the nth noise data N n-1 is calculated, and the (N n −N
The n-1 value of) notifies the threshold value storage unit 28 repeatedly executes the process of adding the value of the threshold so far (N n -N n-1). As a result, the threshold value stored in the threshold value storage unit 28 is adaptively updated according to the noise level. Then, the updated threshold value is held until the next update, and is used as the threshold value of the comparator 26. It should be noted that in the initial state, a predetermined default value is written as a threshold value in the threshold value storage unit 28, but this threshold value is adaptively updated by the processing described above.

【0045】従って、ホワイトノイズが増加したり、あ
るいは外乱性のノイズが発生した場合にはノイズレベル
が上昇するので、これに伴って閾値も上昇することにな
り、その結果ノイズによる誤報の発生を未然に回避する
ことが可能となる。
Therefore, when the white noise increases or the disturbance noise occurs, the noise level rises, so that the threshold value also rises, and as a result, the false alarm due to the noise is generated. It is possible to avoid it.

【0046】ところで、先に、平均値演算部32はA/
D変換部30で生成されたデータの中の有効なデータの
みを収集すると述べたが、これは次のようである。つま
り、A/D変換部23で生成されたデータが閾値格納部
28に書き込まれている閾値VTHを越えるものである場
合には、このデータは人物を検知したものである可能性
が高いから、このデータと同期してA/D変換部30で
生成されたデータはノイズレベルを検出するためのデー
タとしては望ましいものではない。
By the way, first, the average value calculation unit 32 uses A /
Although it has been stated that only valid data among the data generated by the D conversion unit 30 is collected, this is as follows. That is, when the data generated by the A / D conversion unit 23 exceeds the threshold value V TH written in the threshold value storage unit 28, this data is highly likely to be a person detection. The data generated by the A / D converter 30 in synchronization with this data is not desirable as data for detecting the noise level.

【0047】そこで、このようなノイズレベルを検出す
るためのデータとしては望ましくないデータは無効とす
る必要があるが、そのために設けられているのがコンパ
レータ29である。
Therefore, it is necessary to invalidate undesired data as data for detecting such a noise level, and the comparator 29 is provided for that purpose.

【0048】コンパレータ29はA/D変換部23でデ
ータが生成される度毎にそのデータの値と閾値格納部2
8に書き込まれている閾値VTHを比較し、閾値VTHを越
えている場合には禁止パルスPDEを平均値演算部32に
通知する。
Each time the comparator 29 generates data in the A / D converter 23, the value of the data and the threshold storage 2
The threshold value V TH written in 8 is compared, and if it exceeds the threshold value V TH , the prohibition pulse P DE is notified to the average value calculation unit 32.

【0049】これに応じて、平均値演算部32は禁止パ
ルスPDEを受けると、これに同期してA/D変換部30
で生成されたデータを無効とし、収集しない。そして次
の有効なデータを待機し、有効なデータを16個収集す
ると、その平均値を求める処理を行うのである。
In response to this, when the average value calculation unit 32 receives the inhibition pulse P DE , it is synchronized with this and the A / D conversion unit 30.
Invalidates the data generated in and does not collect it. Then, after waiting for the next valid data and collecting 16 valid data, the process of obtaining the average value is performed.

【0050】このようにA/D変換部30で生成された
データは全て有効なのではなく、AD1 の信号系のA/
D変換部23で生成されたデータの値が閾値VTH以下で
ある場合に限って、当該パルスと同期したデータが有効
となるのである。従って、図4Bに示す平均値データ及
び図4Cに示すノイズデータNが生成されるタイミング
は一定ではない。
As described above, all the data generated by the A / D conversion unit 30 is not valid, and A / D of the signal system of AD 1 is not used.
Only when the value of the data generated by the D conversion unit 23 is less than or equal to the threshold value V TH , the data synchronized with the pulse becomes valid. Therefore, the timings at which the average value data shown in FIG. 4B and the noise data N shown in FIG. 4C are generated are not constant.

【0051】さて、平均値演算部32は(Nn −N
n-1 )の値を表示制御部33にも通知する。これに対し
て表示制御部33は、(Nn −Nn-1 )の値を予め定め
られた二つの閾値VUL,VLL値と比較する。ここで、閾
値VULは許容できるノイズレベルの上限を示す値であ
り、閾値VLLは、少なくともノイズはこの程度は存在す
るというそのノイズレベルの最小値を示す値である。
By the way, the average value calculation unit 32 is (N n -N
The value of ( n-1 ) is also notified to the display control unit 33. Display control unit 33 with respect to which is compared with two thresholds V UL, V LL value set in advance the value of (N n -N n-1) . Here, the threshold value V UL is a value indicating the upper limit of the allowable noise level, and the threshold value V LL is a value indicating the minimum value of the noise level that at least this level of noise exists.

【0052】そして、表示制御部33は、(Nn −N
n-1 )の値が閾値VULを越えている場合には、一方の表
示素子、例えば表示素子34を点灯させ、(Nn −N
n-1 )の値が閾値VLLを下回っている場合には、他方の
表示素子、例えば表示素子35を点灯させる。
Then, the display control unit 33 displays (N n -N
If the value of ( n-1 ) exceeds the threshold value V UL , one display element, for example, the display element 34 is turned on, and (N n -N
When the value of ( n-1 ) is less than the threshold value V LL , the other display element, for example, the display element 35 is turned on.

【0053】従って、ユーザは、表示素子34が点灯し
ている場合にはノイズレベルが異常に高いこと、即ち当
該熱線センサの周囲の環境が悪化していて正常に使用で
きる状態にはないことを知ることができ、表示素子35
が点灯している場合にはノイズレベルが異常に小さいこ
と、即ち当該熱線センサの信号系に断線等の異常が生じ
ている可能性があることを知ることができ、これによっ
て自己診断と環境診断を行うことができる。なお、表示
装置34、35としてはLED等の適宜な表示素子を用
いることができる。
Therefore, when the display element 34 is turned on, the user must confirm that the noise level is abnormally high, that is, the environment around the heat ray sensor is deteriorated and the heat ray sensor cannot be used normally. You can know the display element 35
If is lit, it is possible to know that the noise level is abnormally low, that is, there may be an abnormality such as a disconnection in the signal system of the heat ray sensor. It can be performed. Appropriate display elements such as LEDs can be used as the display devices 34 and 35.

【0054】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば、上記実施例では二つの表
示素子を用いたが、一つの表示素子で点滅の周期を変え
るようにしてもよいものである。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment and various modifications can be made. For example, although two display elements are used in the above embodiment, one display element may change the blinking cycle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an exemplary embodiment of the present invention.

【図2】 図1のAD1 の信号系における処理を説明す
るための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining processing in the signal system of AD 1 in FIG.

【図3】 図1の絶対値化部25の処理の意味を説明す
るための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the meaning of processing of the absolute value conversion unit 25 in FIG. 1.

【図4】 図1のAD2 の信号系における処理を説明す
るための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining processing in the AD 2 signal system of FIG. 1;

【図5】 従来の熱線センサの構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a conventional heat ray sensor.

【図6】 受光手段1の出力信号波形の例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing an example of an output signal waveform of the light receiving means 1.

【図7】 受光出力1の出力信号の絶対値化を説明する
ための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining conversion of an output signal of the light reception output 1 into an absolute value.

【図8】 従来の熱線センサの問題点を説明するための
図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a problem of a conventional heat ray sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20、21…増幅器、22…信号処理手段、23…A/
D変換部、24…平均値演算部、25…絶対値化部、2
6…コンパレータ部、27…カウンタ部、28…閾値格
納部、29…コンパレータ部、30…A/D変換部、3
1…絶対値化部、32…平均値演算部、33…表示制御
部、34、35…表示素子、SA …アラーム信号、SK
…警報信号。
20, 21 ... Amplifier, 22 ... Signal processing means, 23 ... A /
D conversion unit, 24 ... Average value calculation unit, 25 ... Absolute value conversion unit, 2
6 ... Comparator part, 27 ... Counter part, 28 ... Threshold value storage part, 29 ... Comparator part, 30 ... A / D conversion part, 3
1 ... Absolute value conversion part, 32 ... Average value calculation part, 33 ... Display control part, 34, 35 ... Display element, S A ... Alarm signal, S K
... alarm signal.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】焦電素子を含む受光手段と、 前記受光手段の出力信号を所定の周期でサンプリング
し、サンプリング毎に連続する第1の所定の数のサンプ
ル値の平均値を求め、その平均値が所定回数連続して閾
値を越えた場合にアラーム信号を発生する信号処理手段
とを備えることを特徴とする熱線センサ。
1. A light receiving means including a pyroelectric element, and an output signal of the light receiving means is sampled at a predetermined cycle, and an average value of a first predetermined number of consecutive sample values is obtained for each sampling, and the average thereof is calculated. A heat ray sensor, comprising: signal processing means for generating an alarm signal when the value continuously exceeds a threshold value a predetermined number of times.
【請求項2】前記信号処理手段は、更に、前記受光手段
の出力信号を所定の周期でサンプリングし、第2の所定
の数のサンプル値毎に当該サンプル値の絶対値の平均値
を求め、その平均値に基づいて前記閾値を更新すること
を特徴とする請求項1記載の熱線センサ。
2. The signal processing means further samples the output signal of the light receiving means at a predetermined cycle, and obtains an average of absolute values of the sample values for every second predetermined number of sample values, The heat ray sensor according to claim 1, wherein the threshold value is updated based on the average value.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002197568A (en) * 2000-12-27 2002-07-12 Mighty Voice:Kk Home security system using personal computer and recording medium with home security program recorded thereon
JP2006350855A (en) * 2005-06-17 2006-12-28 Yupiteru Ind Co Ltd Security device

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