WO2010133718A1 - Dispositivo de detección contra intrusiones - Google Patents

Abstract

Dispositivo de detección contra intrusiones. El dispositivo comprende medios de detección de rotura de cristales y medios de detección de apertura de puertas y ventanas estando dichos medios comandados mediante un microcontrolador (1). Al microcontrolador (1) se conectan un conmutador de selección (6), mediante el que se pueden elegir de manera simultánea distintos modos operativos del dispositivo, y unos dispositivos de alarma (7 y 8). Los medios para la detección de rotura de cristales están formados por medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3) y por medios de detección de infrasonidos (4). Los medios de detección de apertura de puertas y ventanas están formados por medios de detección de infrasonidos (4) y por medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3), siendo los mismos medios de detección de infrasonidos y de detección de sonidos de alta frecuencia en ambos casos, conectados a un micrófono (2) común. El dispositivo utiliza opcionalmente medios de detección por infrarrojos (5).

Description

DISPOSITIVO DE DETECCIÓN CONTRA INTRUSIONES

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se engloba en el campo de la seguridad de viviendas, locales comerciales o similares .

Dicha invención es un dispositivo de detección contra intrusiones que utiliza varias tecnologías distintas de detección comandadas por un microcontrolador, de manera que evita falsas alarmas, permite el tránsito de personas y la actividad habitual dentro de la zona a proteger y cubre todo el espacio de la misma.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Son conocidos dispositivos de detección que utilizan varias tecnologías de detección, de manera que cada una de ellas, utiliza todos los componentes que le son necesarios, para cada una de dichas tecnologías o métodos de detección.

Estos dispositivos no distinguen la actividad habitual del entorno que protegen de otras actividades, lo que ocasiona una relativa frecuencia de falsas alarmas .

Se conoce el Modelo de Utilidad 1062093 para un detector en el que utiliza una detección para roturas de cristal con su amplificador y modulador correspondientes, así como una detección por infrasonidos con su amplificador y modulador correspondiente.

Este detector presenta la desventaja de utilizar todos los componentes para cada método de detección, no disponiendo de componentes comunes, con lo que se encarece la instalación. Además, cada método de detección actúa de manera autónoma de forma que no es posible establecer relaciones lógicas entre los citados métodos de detección con el fin de evitar falsas alarmas.

La presente invención consiste en un dispositivo de detección, que comprende medios de detección para rotura de cristales y medios de detección de apertura de puertas y ventanas, opcionalmente utiliza medios de detección por infrarrojos. Todos los medios de detección citados están comandados mediante un microcontrolador .

Los medios para rotura de cristales están formados por medios de detección de sonidos de alta frecuencia y por medios de detección de infrasonidos. Los medios de detección de apertura de puertas y ventanas están formados por medios de detección de infrasonidos y medios de detección de sonido de alta frecuencia. Siendo los mismos medios detección de infrasonidos y de detección de sonidos de alta frecuencia en ambos casos.

Una ventaja de este dispositivo de detección es que permite la estancia en la totalidad de la instalación mientras está conectado, y consigue que el usuario tenga protegidos todos los accesos al local, y en el interior pueda continuar con su hacer diario.

Otra ventaja es que algunos componentes son comunes a varios métodos de detección con lo que el dispositivo es más sencillo y barato de fabricar y mantener. Asimismo, con un solo dispositivo queda cubierta toda la zona del local a proteger, sin carencias de protección .

Por su diseño, es un dispositivo adaptable a cualquier sistema de seguridad convencional del mercado- debido a su voltaje, consumo y salidas libre de tensión para indicar el estado de alarma.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

A la vista de lo anteriormente enunciado, la presente invención se refiere a un dispositivo de detec- ción contra intrusiones que comprende medios de detección para rotura de cristales y medios de detección de apertura de puertas y ventanas. En el que dichos medios están comandados mediante un microcontrolador . Los medios para la detección de rotura de cristales están formados por medios de detección de sonidos de alta frecuencia y por medios de detección de infrasonidos, los medios de detección de apertura de puertas y ventanas están formados por medios de detección de infrasonidos y medios de detección de sonidos de alta frecuencia, siendo los mismos medios de detección de infrasonidos y de detección de sonidos de alta frecuencia en ambos casos .

Opcionalmente, incluye medios de detección por infrarrojos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS - A -

Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de figuras, ilustrativas del ejemplo preferente, y nunca limitativas de la invención.

La Figura 1 representa de forma esquemática una realización de la invención.

EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención es un dispositivo detector contra intrusiones que incluye tres tipos de detección diferentes, los cuales pueden ser combinados para proporcionar la mejor protección posible a cada entorno especifico .

El dispositivo cuenta con medios de detección para rotura de cristales, basado en el procesamiento digital, mediante el microcontrolador (1), de señales analógicas recogidas por un micrófono (2) . Estos medios de detección detectan ondas de alta frecuencia, siendo éstas las superiores a 8kHz, mediante los medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3).

Este mismo micrófono (2) es el utilizado por los medios de detección de apertura de puertas y ventanas que detectan ondas infrasónicas, consideradas asi las ondas en el rango entre 0.8 y 2.5Hz, mediante los medios de detección de infrasonidos (4).

Asimismo, el dispositivo cuenta también con medios de detección por infrarrojos.

El dispositivo cuenta con un conmutador de selección (6) mediante el cual se pueden elegir de manera simultánea los siguientes modos operativos del disposi- tivo :

-activar detección de infrasonidos, -desactivar detección de infrasonidos, -activar detección de rotura de cristales, -desactivar detección de rotura de cristales, -detección de infrasonidos nivel 1 de sensibili- dad.

-detección de infrasonidos nivel 2 de sensibili- dad.

-detección de infrasonidos nivel 3 de sensibili- dad.

-detección de infrasonidos nivel 4 de sensibili- dad.

-detección de rotura de cristales alta sensibi- lidad.

-detección de rotura de cristales baja sensibi- lidad.

-detección de infrarrojos de alta sensibilidad, -detección de infrarrojos de baja sensibilidad,

siendo el nivel 1 el correspondiente a la más alta sensibilidad de infrasonidos y el nivel 4 el de más baja sensibilidad

El dispositivo comprende unos componentes comunes a todos los sistemas de detección: relés (no representado en las figuras), diodos (no representado en las figuras), antisabotaje o "tamper" (no representado en las figuras), conmutador de selección (6), selector o "jumper" (no representado en las figuras), microcontro- lador (1) y fuente de alimentación (no representado en las figuras) .

Los medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3) y de infrasonidos activan una primera alarma (7). Los medios de detección por infrarrojos (5) activan una segunda alarma (8), independiente, como dispositivo, de la primera.

Estos componentes comunes son de los conocidos en el campo de la técnica de la invención.

El control del funcionamiento del dispositivo, asi como la combinación de los medios de detección son llevados a cabo por el microcontrolador (1) .

Los medios de detección por infrarrojos (5) se componen principalmente de un sensor pasivo (5.1) de infrarrojos y filtros para estabilizar y limpiar la señal de alimentación.

Estos medios de detección por infrarrojos (5) comprenden dos etapas que combinan amplificación, filtrado de altas frecuencias y detección de envolvente, para obtener una señal fácilmente identificable por el microcontrolador (1).

Los medios de detección de infrasonidos (4) se componen de cuatro etapas diferentes de filtrado y amplificación para detectar las ondas acústicas de infrasonidos provocadas por la apertura de puertas y ventanas en una casa.

La primera etapa de los medios de detección de infrasonidos (4) está compuesta por un filtro de paso alto de orden 2, sirviendo para evitar desviaciones y derivas en la señal del micrófono (2) y evitar falsas alarmas debidas a corrientes de aire y similares.

La segunda etapa de los medios de detección de infrasonidos (4) es de amplificación, aplicando una ganancia de aproximadamente 20 a la señal filtrada en la etapa anterior. El condensador en la realimentación de esta etapa hace que actúe también como filtro paso- bajos, de frecuencia característica y orden 1.

La tercera etapa de los medios de detección de infrasonidos (4) es otro filtro de orden dos, para conseguir una señal limpia sin frecuencias altas. En conjunción con la primera etapa configuran un filtro paso banda de orden 2 ajustado para la máxima sensibilidad en la banda de las ondas infrasónicas.

Por último, la cuarta etapa de los medios de de- tección de infrasonidos (4) comprende de nuevo un circuito amplificador de tipo inversor, con una ganancia de 10, para ajustar la señal de salida del circuito a los márgenes de entrada de los convertidores del microcon- trolador (1) y que sean fácilmente medibles por éste.

Los medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3) constan también de cuatro etapas.

La primera etapa de los medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3) es un filtro de orden 2 que elimina ciertas frecuencias dejar pasar únicamente señales correspondientes a ruidos agudos.

La segunda etapa de los medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3) es de amplificación, en un factor de 100.

En la tercera etapa de los medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3) se elimina el ruido de fondo derivado de la amplificación en anteriores etapas. La cuarta etapa de los medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3) es de nuevo un circuito amplificador junto con filtro y detector de envolvente para ajustar la señal a la entrada de los convertidores del microcontrolador (1).

La función del microcontrolador (1) consiste en recibir a través de sus convertidores analógico- digitales las señales analógicas de los distintos medios de detección, para analizarlas lógicamente, aplicarles los oportunos algoritmos de detección y determinar el posible estado de alarma.

A continuación se explica el modo de operar preferente del dispositivo de detección.

El inicio de funcionamiento del dispositivo de detección comienza después de un restablecimiento de la alimentación con una secuencia de inicio en la que contiene el funcionamiento de los sensores, durante aproximadamente 30 segundos, para conseguir que éstos se estabilicen antes de realizar medida alguna. Durante este encendido el microcontrolador (1) detecta si hay un malfuncionamiento en alguno de los sensores.

En este punto el microcontrolador (1) pasa a leer el modo de trabajo seleccionado por el usuario en el conmutador de selección (6).

A partir de este momento los canales analógicos, correspondientes a los diferentes medios de detección, se leen de manera consecutiva en periodos muy cortos de tiempo, comparando las medidas obtenidas con los regis- tros almacenados en memoria del microcontrolador (1) para diferenciar falsas alarmas de las posibles situaciones de peligro. El programa entra en un ciclo continuo en que son comprobados consecutivamente los distintos medios de detección con retardos de algunos milisegundos entre canales.

Tras cada cambio de canal el microcontrolador (1) utiliza uno de sus temporizadores internos para realizar un promediado de hasta 100 puntos durante los milisegundos que está activo el canal para determinar el valor analógico medio, y obtener asi una mayor precisión .

En los medios de detección por infrarrojos (5) el criterio de alarma está basado en el número de pulsos positivos y negativos por encima de unos valores mínimos prefijados. El microcontrolador (1) cuenta el número de pulsos consecutivos por encima de los valores límites predefinidos y decreta la condición de alarma. Los valores límite son fijos y están guardados en la memoria del microcontrolador (1), mientras que el número de pulsos para alarma es configurable mediante el conmutador de selección (6) .

Los medios de detección de apertura de puertas y ventanas están formados por medios de detección de infrasonidos (4) . En éstos, la señal recogida por el sensor de infrasonidos se compara la señal recogida con unos valores de referencia predefinidos y se cuenta el número de pulsos por encima de estos valores para decretar la condición de alarma. El ajuste de sensibilidad mediante el conmutador de selección (6) modifica el número de pulsos requisito.

También, en los medios de detección de apertura de puertas y ventanas actúan los medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3) para rotura de cristales pero, en este caso, para detección de impactos. Esto significa que se añade un requisito extra a la condición de alarma, y tiene en cuenta la señal recogida por dichos medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3), quedando a la espera de señales de impacto (golpes o chasquidos) .

En el caso de los medios de detección de rotura de cristales se sigue un criterio de detección basado en tres pasos, para el que el microcontrolador (1) utiliza un algoritmo que combina detección de frecuencias, tiempos e intensidades de señal.

El primer criterio de detección en el caso de detección de rotura de cristales consiste en la determinación de la rotura del cristal (impacto) mediante la espera de un valor de pico mínimo en el sensor de altas frecuencias. En el caso de una señal positiva en dicho sensor se pasa a una segunda fase en la que se comprueba la aparición, durante una ventana máxima de tiempo predeterminada, de una onda de choque infrasónica correspondiente al combado del cristal por el efecto del objeto que lo golpea, y antes de su definitiva rotura.

Cuando se han dado las dos condiciones anteriores, el programa efectúa el chequeo de un último criterio, basado en la aparición de un sonido de alta frecuencia con las características de un cristal de grandes dimensiones rompiéndose.

El microcontrolador (1) efectúa un procesamiento digital de la señal recogida por los medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3) para determinar su correlación con sonidos de cristales rompiéndose empleados como calibración. Se realiza para ello una fase de adquisición previa con un muestro, ya que se espera analizar señales de frecuencias máximas por encima de los 1OkHz.

Entre otros parámetros, el microcontrolador (1) contabiliza el número de picos en una ventana de tiempo de prefijada. Se contabiliza también la intensidad media de la señal, para determinar que se encuentre por encima de un umbral mínimo. Se realiza por último una media móvil de orden 4 y se compara esta señal con la original, contabilizando el número de cortes entre ambas (envolvente) .

Una vez que se cumple cualquiera de las condiciones de alarma, se ejecuta una secuencia que abre los contactos de alarma del circuito y mantiene el sistema parado durante un cierto tiempo, para luego volver al funcionamiento estándar.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de detección contra intrusiones, que comprende medios de detección para rotura de crista- les y medios de detección de apertura de puertas y ventanas, caracterizado porque dichos medios están comandados mediante un microcontrolador (1), los medios para la detección de rotura de cristales están formados por medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3) y por medios de detección de infrasonidos (4), los medios de detección de apertura de puertas y ventanas están formados por medios de detección de infrasonidos (4) y por medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3), siendo los mismos medios detección de infrasonidos y de detección de alta frecuencia para ambos casos.

2. Dispositivo de detección contra intrusiones según la reivindicación 1 caracterizado porque además dispone de medios de detección por infrarrojos (5) .

3. Dispositivo de detección contra intrusiones según la reivindicación 1 caracterizado porque los medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3) y los medios de detección de infrasonidos (4) utilizan un micrófono (2) único y común a ambos medios.

4. Dispositivo de detección contra intrusiones según la reivindicación 1 caracterizado porque los medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3) son los superiores a 8kHz y los medios de detección de infrasonidos (4) trabajan en el rango de 0.8 Hz a 2.5 Hz.

5. Dispositivo de detección contra intrusiones según la reivindicación 2 caracterizado porque los medios de detección por infrarrojos (5) comprenden dos etapas que combinan amplificación, filtrado de altas frecuencias y detección de envolvente.

6. Dispositivo de detección contra intrusiones según la reivindicación 1 caracterizado porque los medios de detección de infrasonidos (4) se componen de cuatro etapas diferentes de filtrado y amplificación.

7. Dispositivo de detección contra intrusiones según la reivindicación 1 caracterizado porque el micro- controlador (1) incluye convertidores analógico- digitales de las señales analógicas de los distintos medios de detección.

8. Dispositivo de detección contra intrusiones según la reivindicación 2 caracterizado porque en los medios de detección por infrarrojos (5) el criterio de alarma está basado en el número de pulsos consecutivos positivos y negativos por encima de unos valores mínimos prefijados, los cuales son contados por el microcontro- lador (1) .

9. Dispositivo de detección contra intrusiones según la reivindicación 1 caracterizado porque en los medios de detección de infrasonidos (4) la señal recogida se compara con unos valores de referencia predefini- dos y se cuenta el número de pulsos por encima de estos valores para decretar la condición de alarma.

10. Dispositivo de detección contra intrusiones según la reivindicación 1 caracterizado porque junto con los medios de detección por infrasonidos se activan los medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3) para, en este caso, la detección de impactos, añadiendo un requisito a la condición de alarma, de manera que tiene en cuenta la señal recogida por dichos medios de detección de sonidos de alta frecuencia (3), quedando a la espera de señales de impacto

11. Dispositivo de detección contra intrusiones según la reivindicación 1 caracterizado porque los medios de detección de rotura de cristales siguen un criterio de tres pasos en los que el microcontrolador (1) utiliza un algoritmo.

12. Dispositivo de detección contra intrusio- nes según la reivindicación 13 caracterizado porque el primer paso consiste en la determinación de la rotura del cristal mediante la espera de un valor de pico mínimo en el sensor de altas frecuencias.

13. Dispositivo de detección contra intrusiones según la reivindicación 13 caracterizado porque el segundo paso consiste en la comprobación de la aparición, durante una ventana máxima de tiempo predeterminada, de una onda de choque infrasónica correspondiente al combado del cristal.

14. Dispositivo de detección contra intrusiones según la reivindicación 13 caracterizado porque el tercer paso consiste en chequear la aparición de un sonido de alta frecuencia con las características de un cristal de grandes dimensiones rompiéndose.

15. Dispositivo de detección contra intrusiones según la reivindicación 13 caracterizado porque el microcontrolador (1) contabiliza el número de picos en una ventana de tiempo de prefijada, contabiliza también la intensidad media de la señal, para determinar que se encuentre por encima de un umbral mínimo y realiza por último una media móvil de orden 4, para comparar esta señal con la original, contabilizando el número de cortes entre ambas, la envolvente.