WO2001078033A2

WO2001078033A2 - Alarmvorrichtung

Info

Publication number: WO2001078033A2
Application number: PCT/EP2001/003920
Authority: WO
Inventors: Frank Schommer
Original assignee: Seca Gmbh
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2001-10-18
Also published as: AU2001260183A1; DE10017182A1; WO2001078033A3; DE10017182C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Alarmvorrichtung zur Raumüberwachung mit einer einen Rauch-, Gas-, Bewegungs- oder Schallsensor aufweisenden, über eine Funkstrecke mit einer Basisstation verbundenen Detektoreinheit, die als Reaktion auf einen vorbestimmten, den Sensor aktivierenden Umgebungszustand in einem zu überwachenden Raum zum Übertragen eines Alarmsignals über die Funkstrecke ausgebildet ist, wobei die Detektoreinheit zum Erzeugen und Übertragen eines die Detektoreinheit identifizierenden Adresssignals (ADR1 - ADR3) sowie eines einen Spannungsversorgungszustand, einen Bereitschaftsbetriebszustand, einen Alarmzustand und/oder einen Störbetriebszustand der Detektoreinheit anzeigenden Statussignals (STATUS) ausgebildet ist, die Funkstrecke mittels eines eine Mehrzahl von Datenpaketgruppen (PGi) aufweisenden Übertragungsprotokolls realisiert ist und die Datenpaketgruppen jeweils das Adresssignal und das Statussignal in einer mehrfach zeitlich aufeinanderfolgenden Form aufweisen.

Description

BESCHREIBUNG

ÄLARMVORRICHTUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Alarmvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Vorrichtungen, etwa in Form von Rauchmeldern, bei welchen eine drahtlos an eine zentrale Basisstation angebundene Detektoreinheit (Satellit) in einem zu überwachenden Raum (damit ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ein Bereich im Freien gemeint) geeignet angebracht ist und in einem Alarmfall, also etwa bei dem Vorliegen einer kritischen Konzentration von Rauch in einer Messkammer des Satelliten, dann ein Alarmsignal erzeugt und über die Funkstrecke zur Basisstation übertragen wird. Dort findet dann eine geeignete Auswertung des Alarms sowie ggf. die Vornahme weiterer Maßnahmen zur Reaktion auf den Alarm statt. Insbesondere im Hinblick auf eine flexible Anbringung ohne das Erfordernis, spezielle Signalleitungen zu verlegen, hat sich die drahtlose Verbindung von Detektoreinheit und Basi- seinheit bewahrt; allerdings fuhrt dies in der Praxis durch die Zunahme von Funksignalen verschiedenster Sender in den einschlagigen Frequenzbandern (insbesondere den für derartige Anwendungen freigegebenen ISM-Bandern) zu erheblichen Problemen: So kommt nämlich der Sicherheit der eingesetzten Funkstrecke gegen Störungen angesichts des vorliegenden Einsatzgebietes "Alarmtechnik" eine besondere Bedeutung zu, und herkömmliche, eine bekannte Funkstrecke einsetzende Losungen weisen oftmals beträchtliche Defizite im Bereich der Storungsfestigkeit gegen Stör- bzw. Drittsignale auf.

Darüber hinaus entstehen beträchtliche praktische Probleme, falls beabsichtigt ist, bekannte Systeme (bestehend aus einer Basiseinheit sowie einer oder mehrerer drahtlos angebundener Detektoreinheiten) flexibel zu erweitern, etwa im Hinblick auf eine größere Anzahl von anzubindenden Detek- toremheiten verschiedenen Detektortyps: So ist es etwa außerordentlich problematisch, aus der Sicht einer Basissta- tion gleichzeitig Signale einer Mehrzahl drahtlos angebundener Detektoreinheiten zu überwachen und auszuwerten, ohne dass es zu Signalkollisionen oder anderen Störungen kommt; ein möglicher Ausweg liegt hier im Vorsehen eines synchronen, getakteten Systems, was jedoch funktechnisch aufgrund der erforderlichen bidirektionalen Technik für zusätzlichen Aufwand sorgt. Die Komplexität dieser Probleme wird weiter dadurch vergrößert, dass verschiedene Sensortypen, also etwa Brand-, Gas-, Bewegungssensoren, jeweils ganz eigene Alarm- bzw. Statussignale erzeugen, so dass in der Praxis bislang in einem solchen Anwendungsfall üblicherweise drahtgebundene Systeme (d.h. jede Detektoreinheit wird über eine spezielle Signalleitung an die Basisstation angebunden) gewählt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gat- tungsgemaße Alarmvorrichtung im Hinblick auf die Flexibili- tat der Emsatzmoglichkeiten sowie die Storfestigkeit gegen Störungen auf der Funkstrecke, insbesondere durch Drittsignale oder andere Funkdienste, zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie die Verwendung nach dem Patentanspruch 11 gelost; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen beschrieben.

Ergänzend wird Schutz für ein Betriebsverfahren, d.h. ein Verfahren zum Betreiben einer Alarmvorrichtung, insbesondere einer Alarmvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, beansprucht, welches die aus den vorliegenden Unterlagen erkennbaren Verfahrensschritte -- einzeln oder in beliebiger Kombination -- aufweist.

In erfindungsgemaß vorteilhafter Weise sieht die vorliegende Erfindung ein Ubertragungsprotokoll für die Funkstrecke vor, welches eine Mehrzahl von Datenpaketen und ubergeord- neten Datenpaketgruppen aufweist, wobei sowohl Adresssignale, als auch Statussignale, in jedem der Datenpakete vorgesehen sind, und zwar so, dass in jeder Datenpaketgruppe eine Redundanz in Form der mehrfach zeitlich aufeinanderfol- genden Adress- und Statussignale vorliegt.

Durch die erfindungsgemaße Konzeption der Funkstrecke als System zur paketgesteuerten Datenübertragung sowie den er- fmdungsgemaßen Aufbau der Datenpakete und Datenpaketgrup- pen wird damit sichergestellt, dass selbst bei stark frequentierten Funkubertragungskanalen eine einwandfreie, den Anforderungen von Alarmsystemen entsprechende Ubertragungs- sicherheit möglich ist. Auch ermöglichen die Datenpakete den erfmdungsgemaßen Einsatz digitaler Schaltungstechnolo- gie auf beiden Seiten der Funkstrecken, wobei besonders bevorzugt (und mit der Wirkung eines technologisch vereinfachten und damit kostengünstigen Aufbaus) die Detektoreinheit sowie die Basisstation lediglich zur Emweg- Kommunikation (d.h. von der Detektoreinheit zur Basisstati- on) ausgebildet ist, so dass vorteilhaft etwa die Basissta- tion keine eigene Sendeeinheit (und entsprechend die Detektoreinheit keine eigene Empfangseinheit) besitzen muss.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Begriff "Funkstrecke" weit auszulegen. So sind insbesondere solche Verbindungen auf der Basis elektromagnetischer Wellen als von der Erfindung mit umfasst anzusehen, die oberhalb des traditionell als "Hochfrequenzbereich" angesehenen Frequenzspektrums liegen, eingeschlossen etwa Verbindungen auf der Basis von Infrarotstrahlen.

Im Ergebnis ermöglicht es die vorliegende Erfindung, dass m schaltungstechnisch überraschend einfacher Weise hochgradig betriebssichere Einheiten miteinander kommunizieren können, wobei weiterbildungsgemaß das Status- und/oder Adresssignal zusätzlich die Möglichkeit bietet, einen speziell verwendeten Sensortyp (also Rauch-, Gas-, Bewegungs-, Glasbruch-, Feuchtigkeitssensor usw.) zu identifizieren und dementsprechend empfangsseitig als Signal zu berücksichtigen .

Insbesondere wenn, wie gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform vorgesehen, die Detektoreinheit die protokollgemaß vorgesehenen Datenpakete und Datenpaketgruppen periodisch aussendet (im Fall eines Nicht-Alarmzustandes, im weiteren auch Bereitschaftsbetriebszustand genannt, beispielsweise in Abstanden zwischen etwa 30 und etwa 60 Sekunden), kann das so über die Funkstrecke ausgesendete Signal benutzt werden, um festzustellen, ob sich eine bestimmte Detektoreinheit (nachfolgend auch "Sensoreinheit" genannt) noch in einem störungsfreien Betriebszustand befindet (bzw. überhaupt eine Funkanb dung über die Funkstrecke noch vorhanden ist) . Besonders bevorzugt ist es zudem, eine solche Ubertragungsrate von Datenpaketgruppen (also die Anzahl von innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls übertragenen Datenpaketgruppen) in einem vom Bereitschaftsbetriebszustand abweichenden Alarmzustand zu erhohen, damit auswerte- seitig weitgehend verzogerungsfrei ein solcher Alarmzustand festgestellt werden kann.

Um dagegen den (oftmals batteriegestutzten) Stromverbrauch einer drahtlos angebundenen Detektoreinheit zu senken, ist das Ubertragungsprotokoll so gestaltet, dass, bei entspre- chend langen Totzeiten (Pausenzeiten) zwischen aufeinanderfolgenden Gruppen von Datenpaketen, ein aktiver (und damit überhaupt nur wesentlich Strom verbrauchender) Sendezustand einer Detektoreinheit weniger als 5 %, typischerweise sogar weniger als 1 %, der Betriebszeit betragt, mit dem Ergeb- ms, dass sich beachtliche Standzeiten im Batteriebetrieb realisieren lassen.

Um die vorliegende Erfindung besonders bedienungsfreundlich zu gestalten, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, innerhalb eines Lernmodus der Basi- se heit eine Initialisierung einer Detektoreinheit zum Zusammenwirken mit der Basiseinheit vorzusehen: Dies geschieht bevorzugt dadurch, dass als Reaktion auf etwa manu- eile Betätigung eines entsprechenden Schaltelements die Basisstation die von der jeweilgen Detektoreinheit ausgesendeten Datenpakete mit dem speziellen, identifizierenden (und für die Detektoreinheit spezifischen) Adresssignal empfangt, dieses Adresssignal, weiter bevorzugt zusammen mit einem den Sensortyp der Detektoreinheit identifizierenden Signal, in einer geeigneten Speichereinheit der Basi^¬ seinheit ablegt und so für zukunftigen regulären Betrieb der Detektoreinheit diese als ordnungsgemäß mit der Basis- Station innerhalb des Alarmsystems zusammenwirkend identi^¬ fizieren kann.

Besonders bevorzugt ist es zudem im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die Anbindung einer Detektoreinheit (im vorlie- genden Text auch synonym als "Sensoreinheit" bezeichnet) an die Basisstation über ein asynchrones Ubertragungsprotokoll der Funkstrecke vorzunehmen. Nicht nur ermöglicht dies in besonders vorteilhafter Weise eine unidirektionale Anbindung, auch vereinfacht dies die Signalaufbereitung und - Verarbeitung, als namlich eine Übertragung der Datenpakete über die Funktstrecke lediglich durch eine geeignete Sequenz von Synchronisationssignalen eingeleitet werden muss.

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Weiterbildung ist bei gruppenweise übertragenen Datenpaketen zwischen einzelnen Paketen eine erste Pausenzeit vorgesehen, deren Lange va^¬ riabel und zufallsabhangig erzeugt ist. Hierdurch wird in besonders geeigneter Weise ein störungsfreies Miteinander einer Mehrzahl von (asynchron) angebundenen Detektoreinhei- ten an eine Basisstation unterstutzt: Sollten nämlich zufallig zwei an eine gemeinsame Basisstation angebundene Detektoreinheiten zufällig zum selben Zeitpunkt eine Datenpa- ketgruppe aussenden (oder aber für eine Überlappung sor^¬ gen) , wurde dies empfangsseitig dazu fuhren, dass ein ein- deutiges, ordnungsgemäßen Betrieb anzeigendes Signal nicht erkenn- und auswertbar ist. Entsprechend wurden weitere Datenpaketgruppen der Detektoreinheiten abgewartet werden. Diese erfolgen nunmehr jedoch nicht mehr zum selben Zeit- punkt, da der Abstand zu einer nachfolgenden Datenpaketgruppe variabel und damit unterschiedlich ist; entsprechend ist es nunmehr empfangsseitig möglich, Datenpaketgruppen beider Detektoreinheiten störungsfrei zu empfangen.

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausfuhrungsform ist das Ubertragungsprotokoll konzeptionell so ausgestaltet, dass innerhalb einer Datenpaketgruppe (wo gemäß der Erfindung sowohl das Adress- als auch das Statussignal durch die Mehrzahl von Datenpaketen mehrfach redundant gesendet wird) vorbestimmte zweite Pausenzeiten vorgesehen sind, die eine eindeutige, konstante Lange aufweisen. Durch empfangsseiti- ges Auswerten dieser konstanten und bekannten Lange der zweiten Pausenzeit zwischen zwei Datenpaketen (die insoweit charakteristisch für eine Datenpaketgruppe im Rahmen des vorliegenden Alarmsystems ist) ist es mithin möglich, eindeutig festzustellen, ob eine empfangene Datenpaketgruppe von einer zugehörigen Detektoreinheit stammt, oder aber etwa von einer anderen System- bzw. Sendeeinheit, die im Rah- men des vorliegenden Systems kein Nutzsignal bringt, sondern eher als Störung zu verstehen ist. Insoweit dient also bevorzugt die zweite vorbestimmte Pausenzeit zur Abgrenzung von weiteren Systemen, die möglicherweise auch noch in dem betreffenden, zu überwachenden Raum oder dessen Nachbar- schaft vorgesehen sein können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in

Fig. 1: ein schematisches Blockschaltbild der Alarmvorrichtung gemäß einer ersten, bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung;

Fig. 2: im Signal-Zeitdiagramm eine Darstellung eines Sendezyklus bzw. der Paketstruktur des Datenprotokolls zur Verwendung bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3: ein Flussdiagramm mit wesentlichen Verfahrensschritten zum Beschreiben der Signalerzeugung in der Sensoreinheit gem ß Fig. 1.

Wie in Fig. 1 gezeigt, verbindet eine schematisch gezeigte, unidirektionale Funkstrecke 10 eine Basiseinheit 12 sowie eine (oder mehrere) Sensoreinheit (en) 14. Diese weisen, wie in der Fig. 1 gezeigt, ein Sensorelement 16 auf, welches in ansonsten bekannter Weise als Brand-, Rauch-, Bewegungs-, Helligkeits-, Temperatur- oder Anwesenheitssensor ausgebildet sein kann und als Reaktion auf einen entsprechenden Umgebungszustand, z.B. Rauchentwicklung in einer (nicht ge- zeigten) Messkammer der Sensoreinheit 14, ein Ausangssignal ausgeben kann. Dieses Ausgangssignal wird, wie in der Fig. 1 qezeigt, einer Signalerfassungs- und Aufbereitungseinheit 18 zugeleitet, die das Sensorsignal zum nachfolgenden Umsetzen in ein digitales Funksignal aufbereitet sowie die im Rahmen des beschriebenen Ausfuhrungsbeispieles neben einem Sensor-Alarmsignal zu übertragenden Signale -- ein Meldesignal über niedrige Batteriespannung, ein Statussignal über ordnungsgemäßen Betriebszustand (im Nicht-Alarmfall), ein Storungssignal für den Fall einer Betriebsstörung in der Sensoreinheit sowie ein den jeweiligen Sensortyp betreffendes Identifikationssignal -- erzeugt. Zu diesem Zweck ist die Signalerfassungseinheit 18 typischerweise mit einer ge- eignet programmierten Mikrocontroller-Einheit versehen, die bei dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel drei parallele Aus- gangssignalkanale A, B, C aufweist; zusätzlich ist die Si- gnalerfassungseinheit 18 mit einer Parameterspeichereinheit 20 verbunden, in welcher (in der Art eines Permanentspei- chers) eine individuell der Sensoreinheit 14 zugeordnete Adresse (im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel 3 Byte ä 8 Bit) abgespeichert ist, und zusätzlich eine geeignete da- tenmaßige Kennung zur Identifikation des Typs des Sensorelements 14. Ferner ist, wie schematisch in der Fig. 1 ge- zeigt, die Signalerfassungseinheit 18 mit einer Spannungsversorgungsemheit 22 verbunden, die typischerweise als Batterie realisiert ist, wobei die Signalerfassungseinheit eine geeignete Funktionalitat aufweist, um einen (für einen ordnungsgemäßen Betrieb nicht ausreichenden) niedrigen SpannungsversorgungszuΞtand der Spannungsversorgungsemheit zu erkennen.

Der Signalerfassungseinheit 18 unmittelbar nachgeschaltet ist eine Protokoll- bzw. Paketerzeugungseinheit 23, die die drei Ausgangssignalkanale A, B und C der Signalerfassungseinheit 18 auswertet und m nachfolgend noch zu beschreibender Weise daraus ein digitales, binares Paketsignal erzeugt, welches einer vorbestimmten Paketstruktur entspricht und von einer nachgeschalteten Sendeeinheit 25 mit anson- sten bekannten Hochfrequenz-Baugruppen über die Funkstrecke 10 zur Basiseinheit 12 geleitet wird.

Empfangsseitig weist die Basiseinheit 12 eine der Funkstrecke 10 zugeordnete Empfangseinheit 24 auf, welcher eine mit einer Speichereinheit 26 zusammenwirkende Steuer- und Auswerteeinheit 28 nachgeschaltet ist. Diese stellt wiederum von der Steuer-/Auswerteemheιt 28 aufbereitete, ausgewertete Empfangssignale über eine geeignete Schnittstellen- einheit 30 zur Übertragung, Auswertung und/oder Steuerung entsprechender Alarmeinheiten zur Ausgabe bereit.

Die m der Fig. 1 schematisch gezeigte Vorrichtung ermog- licht es nun, in nachfolgend naher zu beschreibender Weise sowohl einen alarm- und störungsfreien Betrieb der Sensoreinheit 14 zu überwachen, als auch umgehend auf em Alarm- und/oder Storungssignal der Einheit 14 zu reagieren, oder aber (durch ein Nicht-Vorliegen eines protokollgemaßen Sendesignals) festzustellen, dass die Funkstrecke 10 nicht ordnungsgemäß funktioniert.

Signalerfassung und -aufbereitung in der Sensoreinheit 14 soll im weiteren anhand der schematischen Darstellung eines Sendezyklus in Fig. 2 beschrieben werden, welcher als Si- gnal-/Zeιtdιagramm dargestellt ist und die in Fig. 2 gezeigte Paketstruktur besitzt.

Genauer gesagt findet im gezeigten Sendezyklus gemäß Dar- Stellung (a) von Fig. 2 em Aussenden von vier Paketgruppen PGI, PG2, PG3, PG4 statt, wobei zwischen jeder Paketgruppe eine Pausenzeit Tl vorgesehen ist, welche zwischen aufeinanderfolgenden Gruppen PGi variabel ist, sich typischerweise zwischen 0,2 und 2,7 Sekunden bewegt und durch einen m der Signalerfassungseinheit 18 realisierten Zu allsgenerator eingestellt bzw. bestimmt wird.

Fig. 2 zeigt unter (b) in vergrößerter Form den Aufbau einer Paketgruppe PGi . Wie in der Struktur gezeigt, beginnt jede Paketgruppe PGi im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel mit einer Folge von zwanzig Synchronisationsimpulsen

(dargestellt als Block SYN) , wobei bei einer Ubertragungs- geschwmdigkeit von beispielsweise 4.800 Baud jeder Impuls eine Bitlange von 208 Mikrosekunden, mithin also der Syn- chronisationsblock SYN eine Lange von 8,32 ms besitzt. Auf das Synchronisationspaket SYN folgt eine Synchronisations- lucke (Pausenzeit) T2 einer festen Lange von 4,16 ms (entsprechend einer Bitlange von 20), und, wie in Fig. 2 (b) gezeigt, es folgen jeweils von einem Startbit Sl bzw. Stopbit S2 begrenzte Pakete Pl, P2... Pj (wobei typischerweise zwischen 11 und 20 liegt, d.h. innerhalb einer Paketgruppe werden zwischen 11 und 20 Datenpakete Pj uber- tragen), und wobei einzelne Pakete mit vorhergehendem bzw. nachfolgendem Start-/Stopbιt Sl, S2 zwischen sich jeweils die feste, konstante Pausenzeit T2 von 4,16 ms aufweisen.

Werden beispielsweise 11 Datenpakete Pl bis Pll innerhalb einer Paketgruppe PGi übertragen, so hat die gesamte Paketgruppe mit den 11 Pausenzeiten T2 sowie dem Synchronisati - onsblock SYN eine Gesamtlange von ca. 352 ms.

Fig. 2 zeigt zusätzlich, wie em Signalpaket P (j = 1...11) aufgebaut ist, und zwar besteht es aus insgesamt vier Datenbytes (mit jeweils acht Bit), wobei die ersten drei Bytes als Adressbytes ADR1, ADR2 , ADR3 realisiert sind (somit also eine individualisierende Adresse einer Sen- soremheit insgesamt 24 Bit codiert werden kann) , und zu- satzlich em viertes Byte im dargestellten Ausfuhrungsbei- spiel in den ersten 4 Bit den Sensortyp, in den zweiten 4 Bit den aktuellen Betriebsstatus codiert.

Das vorstehend beschriebene und in Fig. 2 schematisch ge- zeigte Datenubertragungsprotokoll ermöglicht es, betriebssicher und effizient nicht nur Statusdaten einer jeweiligen Sensoreinheit zu übertragen (wobei, zur Erhöhung der Betriebssicherheit, empfangsseitig die Alarmvorrichtung durch die Steuer- und Auswerteeinheit 28 so ausgebildet ist, dass mindestens dreimal dieselbe Adress- und Statusinformation, also em Paket P, fehlerfrei eingelesen werden muss, bevor eine Information als gültig angesehen wird) , auch sind die vorbestimmten, konstanten Pausenzeiten T2 innerhalb einer Paketgruppe em guter Indikator dafür, dass em empfangenes Signal tatsachlich von einer zugehörigen Sensoreinheit ausgesendet wurde. Wie eingangs bereits beschrieben, sorgt zudem die variable Pausenzeit Tl zwischen aufeinanderfolgenden Paketgruppen PG dafür, dass im (theoretischen) Fall ei- ner Kollision zweier Paketgruppen PG gleichzeitig betriebener Sensoreinheiten zumindest eine aufeinanderfolgend gesendete Paketgruppe nicht mehr kollidieren kann.

Im weiteren wird anhand des Flussdiagramms der Fig. 3 die Signalerzeugung und -aufbereitung für das in Fig. 2 erläuterte Protokoll beschrieben, wobei das in Fig. 3 gezeigte Verfahren insbesondere den Betrieb der Signalerfassungsbzw. Aufbereitungseinheit 18 sowie der Protokolleinheit 23 betrifft.

So wird in einem Schritt Sl das Signal des Sensorelements 16 (welches permanent mit Strom durch die Spannungsversorgungsemheit 22 versorgt wird) erfasst und aufbereitet (Einheit 18), und in Schritt S2 erfolgt dann die Bestimmung, ob in dem Signal ein Alarmsignal (Kanal C der Einheit 18) gesetzt ist, oder nicht. Im Alarmfall (Entscheidung in S2 : JA) verzweigt das Verfahren zum Schritt S21, aktiviert dort die Spannungsversorgung der Sendereinheit 25, es wer- den vier Paketgruppen (d.h. ein Sendezyklus gemäß Fig. 2) PGI bis PG4 gesendet (S22), in Schritt S23 erfolgt die Überprüfung, ob immer noch das Alarmsignal (Kanal C) aktiv ist, und falls dies der Fall ist (Entscheidung JA), wird nach einer Verzogerungszeit von 5 Sekunden (S24) zuruckver- zweigt zum Schritt S22, also der erneuten Ausgabe eines Sendezyklus mit vier Paketgruppen, in denen jeweils die einzelnen Pakete in ihrem Statusbyte das Alarmsignal übertragen. Durch diese beschriebene Schleife wird zudem die Ubertragungsrate der Paketgruppen gegenüber einem Nicht- Alarmzustand erhöht, denn im beschriebenen Alarmfall reduziert sich, wie gesagt, der Sendezyklus (der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden 4er Gruppen von Paketgruppen) auf 5 Sekunden, wahrend im Nicht-Alarmzustand dieser Abstand typischerweise etwa 40 Sekunden betragt.

Sollte dagegen in Schritt S23 festgestellt werden, dass auf Ausgang C der Einheit 18 kein Alarmsignal mehr existiert, wird in einem Schritt S25 der Sender spannungslos geschaltet.

Die Feststellung in Schritt S2, dass kein Alarmsignal (Kanal C) vorliegt, fuhrt dann zur Einleitung einer Routine, welche in periodischen Abstanden, hier etwa 40 Sekunden, ein sog. Lebenszeichen aussendet, also wiederum die in Fig. 2 gezeigte Paketgruppe, nur eben in den gegenüber einem Alarmzustand längeren 40 Sekunden-Abstanden (Schritt S3) .

Genauer gesagt wird innerhalb der angegebenen 40 Sekunden- Periode durch Kanal B der Einheit 18 ein entsprechender Lebenszeichen-Signalpuls (von typischerweise 10 ms Lange) ausgegeben, und in Schritt S31 wird überprüft, ob dieser Puls an Kanal B anliegt. Ist dies nicht der Fall, verzweigt die Routine zu Schritt S25, d.h. der Sender ist spannungslos. Wird hingegen festgestellt, dass an Ausgang B ein derartiger Aktivierungsimpuls anliegt, wird in Schritt S32 die Sendeeinheit 25 aktiviert, also an diese Spannung angelegt, und es folgt in Schritt S33 durch die Signalerfassungseinheit 18 eine Überprüfung der Betriebsspannung der Spannungsversorgungsemheit 22. Konkret wird durch die drei Ausgangskanäle A, B, C eine Kennung für niedrige Batterie- Spannung dadurch erzeugt, dass unmittelbar auf ein Signal B ein Signal auf A folgt; dies wird in Schritt S34 getestet, und falls eine derartige, niedrige Batteriespannung erkannt wird, erfolgt in Schritt S39 ein Setzen des entsprechenden Statusbytes in den Paketen P (j = 1...11), (siehe Fig. 2). Entsprechend lost dann der folgende Schritt S4 das Erzeugen und Ausfuhren eines Sendezyklus (d.h. vier Paketgruppen PGi, i = 1...4, gemäß Fig. 2) aus.

Wird dagegen in Schritt S34 festgestellt, dass die Be- triebs-/Batteriespannung ausreichend ist (S35), erfolgt noch eine Überprüfung in Schritt S36 auf das Vorliegen einer Störung in der sensorseitigen Signalerzeugung; konkret testet hier die Einheit 18, ob innerhalb der durch den Takt auf Kanal B gegebenen Periode auf Kanal A ein Signal existiert, was dann als Störung (S37) identifiziert wird und mit einem entsprechend gesetzten Statusbyte dann in S4 der Sendezyklus durchgeführt wird. Alternativ verzweigt die Routine von S36 auf Schritt S38, wo das Statusbyte in Fig. 2 auf "Status o.k." gesetzt wird, und auch hier wird dann mit S4 der Sendezyklus gemäß Fig. 2 angestoßen.

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Weiterbildung der Erfin- düng ist der Basiseinheit 12 eine (nicht gezeigte) Registriereinheit zugeordnet, welche für jede der mit der Basiseinheit 12 verbundenen Sensoreinheiten 14 eine spezifische Zahlereinheit besitzt. Die Registriereinheit ist so ausgebildet, dass sie als Reaktion auf ein von einer jewei- ligen Sensoreinheit empfangenes Datenpaket (durch eine Losung der spezifischen Adressdaten) die jeweilige Sensoreinheit identifiziert und die zugehörige Zahlereinheit (je nach Konfiguration) inkrementiert oder dekrementiert .

In vorbestimmten Zeitabschnitten, z. B. in Abschnitten von etwa 8 Minuten, wird nunmehr geprüft, ob der Zahlerstand sich verändert hat, ob also von einer betreffenden Sensoreinheit ein Signal (Lebenszeichen) empfangen worden ist, wobei weiter bevorzugt für jeden Zähler bzw. für die Sen- soreinheit individuell eingestellt sein kann, ob überhaupt eine derartige Überwachung auf Betriebsbereitschaft und ordnungsgemäße Funktion notwendig ist.

Durch diese erfindungsgemäß vorgesehene Weiterbildung lasst sich daher unabhängig von einem konkret zu empfangenen Sto- rungs- bzw. Statussignal über die Funkstrecke feststellen, ob überhaupt die Funkstrecke bzw. die angebundene Sensoreinheit ordnungsgemäß funktioniert, und bereits das Nicht-Empfangen von ordnungsgemäßen Datenpaketen in den vorbestimmten bzw. voreinstellbaren Zeiträumen kann dann zum Ausgeben entsprechender Fehler- bzw. Alarmmeldungen fuhren . In der konkreten Realisierung lasst sich (etwa mittels geeignet programmierter Funktionalitat der Basisstation bzw. der Registriereinheit) dieser Erfindungsgedanke insbesondere auch dadurch realisieren, dass jeder Uberprüfungszyklus (z. B. in den 8-Minuten Intervallen) zu einem Inkrementie- ren oder Dekrementieren eines Fehlers fuhrt, und dann ein innerhalb dieses Zeitraums korrekt empfangenes Datenpaket ein Rucksetzen dieses Zahlers bedeutet. Wird dann insbesondere der Überprufungszeitraum so gewählt, dass in der Zwi- schenzeit eine Mehrzahl von Datenpakten hätten eingehen können, können insbesondere auch nur kurze, vorübergehende Störungen mittels Funksystems abgefangen werden, ohne dass eine Fehlfunktion angezeigt zu werden braucht.

Im Ergebnis erzeugt somit die vorliegende Erfindung in programmtechnisch einfach zu realisierender Art ein Funkprotokoll, welches geringen hardwaretechnischen Aufwand mit höchst möglicher Ubertragungs- und Kombinationssicherheit, insbesondere im Hinblick auf eine Vielzahl von mit einer Basisstation zu verwendender Sensoreinheiten, kombiniert. Besondere Bedeutung enthält die erfindungsgemäße Signalverarbeitung und -aufbereitung zudem dadurch, dass problemlos nicht nur eine eindeutige Adresszuordnung von Sensoreinheit und Basisstation möglich ist (also die Basisstation insbe- sondere auch etwaige Empfangssignale ignorieren kann, die nicht von einer eindeutig identifizierten Adresse stammen) , sondern zudem auch jedes Status- bzw. Alarmsignal zusammen mit einem entsprechenden Sensortyp be- und ausgewertet werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Alarmvorrichtung zur Raumuberwachung mit einer einen Rauch-, Gas-, Bewegungs- oder Schallsensor (16) aufweisenden, über eine Funkstrecke (10) mit einer Basisstation (12) verbundene Detektoreinheit (14), die als Reaktion auf einen vorbestimmten, den Sensor aktivierenden Umgebungszustand in einem zu überwachenden Raum zum Übertragen eines Alarmsignals über die Funkstrecke ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (14) zum Erzeugen und Übertragen eines die Detektoreinheit identifizierenden Adresssignals (ADR1 - ADR3) sowie eines einen Spannungsver- sorgungszustand, einen Bereitschaftsbetriebszustand, einen Alarmzustand und/oder einen Storbetriebszustand der Detektoreinheit anzeigenden Statussignals (STATUS) ausgebildet ist, die Funkstrecke mittels eines eine Mehrzahl von Datenpaketgruppen (PGi) aufweisenden Ubertragungsproto- kolls realisiert ist und die Datenpaketgruppen jeweils das Adresssignal und das Statussignal in einer mehrfach zeitlich aufeinanderfolgenden Form aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit zum periodischen Aussenden von Datenpaketgruppen (PGi) ausgebildet ist, wobei eine Ubertragungsrate von Datenpaketen in dem Alarmzustand der Detektoreinheit hoher ist als in dem Bereitschaftsbetriebszustand .

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation Mittel zur Kommunika- tionsstorungserkennung aufweist, die zum Überwachen von über die Funkstrecke empfangenen Datenpaketen und Datenpaketgruppen ausgebildet sind, sowie zum Ausgeben eines Kommunikationsstorsignals, wenn innerhalb eines vorbestimmten, periodischen Zeitraums keine einem eingestellten Profil entsprechenden Signale emp- fangen werden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Statussignal em Identifikationssignal aufweist, welches charakteristisch einem Sensortyp der Detektoreinheit zugeordnet ist, wobei die Basisstation zum Zusammenwirken mit einer Mehrzahl von Detektoreinheiten, bevorzugt mit verschiedenen Sensortypen, ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiseinheit Mittel zur Initialisierung der die Basiseinheit mit einer Detektoreinheit verbmdenen Funkstrecke aufweist, wobei die Initialisierungsmittel zum bevorzugt drahtlosen Erfassen des die Detektoreinheit identifizierenden Adresssignals als Reaktion auf einen an der Basisein- heit aktivierbaren Lernmodus sowie zum Abspeichern des Adresssignals ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ubertragungsprotokoll asynchron realisiert ist und eine Übertragung einer Datenpaketgruppe durch das Übertragen von Synchronisa- tionssignalen (SYN) über die Funkstrecke eingeleitet wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ubertragungsprotokoll zwischen zeitlich aufeinanderfolgenden Datenpaketgruppen eine erste Pausenzeit (Tl) vorsieht, deren Lange variabel und bevorzugt zufallsabhangig generiert ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ubertragungsprotokoll so realisiert ist, dass innerhalb einer Datenpaketgruppe (DPi) zwischen aufeinanderfolgenden Datenpaketen (Pj) eine zweiten Pausenzeit (T2) vorbestimmter, konstanter Lange vorgesehen ist, die von der Basisstation zur eindeutigen Abgrenzung einer von einer Detektoreinheit übertragenen Datenpaketgruppe von Funksignalen von nicht der Alarmvorrichtung zugehörigen Drittvorrichtungen auswertbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit eine dem Sensor (16) zugeordnete Signalverarbeitungseinheit (18, 23) sowie eine der Signalverarbeitungseinheit nachgeschaltete Sendeeinheit (25) aufweist, wobei das Ubertragungsprotokoll so gebildet ist, dass in dem Bereitschaftsbetriebszustand der Detektoreinheit die Sendeeinheit in mindestens 99 %, bevorzugt 99,5 % der Zeit stromlos geschaltet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkstrecke in einem ISM- Frequenzband, bevorzugt im Bereich 433, 868 oder 919 MHz, betreibbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (12) eine Registrierungseinheit aufweist, die als Reaktion auf eine von einer Detektoreinheit erfassten Datenpaketgruppe eine der Detektoreinheit spezifisch zugeordnete Zähleinheit inkrementiert oder dekrementiert , und innerhalb vorbestimmter Zeitintervalle feststellt, ob ein Zahlerstand der Registriereinheit eine Änderung erfahren hat.

12. Verwendung der Alarmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Gas- und/oder Rauchmelder.