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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Alarmchip und ein Verfahren zu dessen Verwendung,
wobei der Alarmchip vorzugsweise in Verbindung mit so genannter
Außenhaut-Sicherung
von Gebäuden,
Anlagen oder Strukturen verwendet wird, die Außenhaut-Sicherung ist vorzugsweise
zur Alarmierung bei Einbruch oder unerwünschtem Eindringen in das Gebäude, die
Anlage oder die Struktur eingerichtet, wobei aber die Außenhaut-Sicherung
möglicherweise ebenso
einen abschreckenden Effekt auf mögliche Eindringlinge hat. Der
Alarmchip ist vorzugsweise an den Fenstern oder Türen, möglicherweise
an oder in den zugehörigen
Rahmen oder Gehäusen,
des Gebäudes
der Anlage, oder der Struktur angeordnet, so dass ein eventueller
Einbruchsversuch hierdurch detektiert, registriert und an mindestens
eine Alarmeinheit/Alarmsystem übermittelt
wird, welche zentral und/oder extern angeordnet und für das Gebäude, die
Anlage oder die Struktur eingerichtet ist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Der
Hintergrund dieser Erfindung sind die Einschränkungen, Nachteile oder Probleme,
die den bekannten technischen Lösungen
und Ausrüstungen innewohnen,
im speziellen den mit Alarmen verbundenen Sensoren und Sensortechniken,
die verwendet werden, um eine Warnung bei Einbruch oder unerwünschtem
Eindringen in Gebäude,
Anlagen oder Strukturen auszugeben.
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Bekannte Technik
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Sensoren,
auch Detektoren genannt, und Sensortechnikenp zum Aufnehmen von
Signalen mit dem Ziel der Registrierung und Warnungsmitteilung von
Einbruchsversuchen oder anderem unerwünschten Eindringen, beispielsweise
in Gebäude,
sind in verschiedenen Varianten bekannt.
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Unter
anderen Techniken wird eine sog. Vibratortechnik verwendet, bei
der ein Niedrig-Energie-Oszillator
auf dem Glas eines Fensters oder einer Tür befestigt ist, möglicherweise auf
dem zugeordneten Rahmen oder Gehäuse,
wobei der Oszillator kontinuierlich das Glas des Fensters oder der
Türe mit
einer bestimmten Frequenz vibriert. Beim Brechen des Glases, Rahmens
oder Gehäuses
stoppt die Vibration oder wird gestört und der Alarm wird aktiviert.
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Eine
andere wohlbekannte technische Lösung
ist die Verwendung eines sog. passiven Infrarotstrahlendetektors
(PIR-Detektor), der in kontinuierlichen Pulsen Infrarotstrahlen
aussendet, wobei der Detektor normalerweise innenseitig an der Decke oder
den Wänden
eines Gebäudes
befestigt ist. Wenn die Infrarotstrahlenpulse durch ein sich bewegendes
Objekt unterbrochen werden, wird dies durch den Detektor registriert
und der Alarm aktiviert.
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Ebenso
stehen akustische Detektoren zur Verfügung, die mit einem akustischen
Sensor ausgestattet sind, der, beispielsweise wenn Glas gebrochen
wird, das zugehörige
akustische Frequenzmuster aufnimmt, worauf eine Alarmsignalausgabe
einen zugeordneten Alarm aktiviert. Neuere Detektoren dieses Typs
sind mit einer Ausrüstung
ausgestattet, die Signale über
den gesamten akustischen Frequenzbereich aufnehmen kann, wobei solche
Detektoren eingerichtet sind, um Alarm-rechtfertigende (echte) Frequenzmuster
von Nicht-Alarmrechtfertigenden (falschen) Frequenzmustern zu erkennen und
zu unterscheiden. Normalerweise werden solche akustischen Detektoren
freistehend an den Decken oder den Wänden eines Gebäudes befestigt,
wobei manche Typen in den Fensterrahmen oder Gehäuse eingesetzt werden können.
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Weiter
gibt es Sensoren, die erschütterungsähnliche
Bewegungen oder Vibrationen aufnehmen, die beispielsweise durch
einen Einbruchsversuch in ein Gebäude erzeugt werden, wobei die
Sensoren auf seismologischen Techniken basieren. Solche Sensoren
werden oft in sog. Beschleunigungsmessern verwendet. Der gängigste
Beschleunigungsmesser ist mit Sensoren in Form von Piezokristallen ausgestattet,
die empfindlich auf physikalische Einflüsse, beispielsweise Vibrationen,
sind, wobei die piezoelektrischen Kristalle auf solch einen Einfluss
hin messbare elektrische Spannung erzeugen. Solche Vibrationen können durch
eine Folge von Vektorbeschleunigungen gekennzeichnet sein, beispielsweise in
der Form von Oszillationen bei einer oder mehreren Frequenzen, möglicherweise
in der Form von einem oder mehreren Frequenzmustern, wobei diese Folge
von Beschleunigungen von den Kristallen in eine korrespondierende
Folge von elektrischen Spannungsausgangssignalen transformiert werden, welche
registriert und möglicherweise
nachfolgend bearbeitet werden können.
Einbruchbezogene Vibrationen, beispielsweise infolge eines Versuchs
durch ein Fenster, eine Tür
oder einen zugehörigen
Rahmen oder Gehäuse
zu brechen, zerschlagen, bohren oder sägen, können hierdurch detektiert werden,
worauf ein damit verbundener Alarm aktiviert wird. Neben der seismologischen
Verwendung werden Beschleunigungsmesser in Verbindung mit einer
Vielzahl und für
unterschiedliche Zwecke verwendet. Beispielsweise werden sie intensiv
für Navigationszwecke
verwendet, beispielsweise in Verbindung mit sog. Inertial-Navigation,
bei der Beschleunigungsmesser zusammen mit anderen Ausrüstungen
integriert sind, um die exakte Position eines Objekts, beispielsweise
eines Flugzeugs oder eines Boots, bezüglich einer bekannten Startposition
zu erkennen. Beschleunigungsmesser können andererseits als Signalaufnehmer
in Mikrofonen oder in einem Aufnehmerkopf eines Aufnahmespielers
verwendet werden. Beschleunigungsmesser werden ebenso in Verbindung
mit Airbags in Fahrzeugen verwendet, in denen beispielsweise mit
Kollisionen verknüpfte
Vibrationen durch einen Beschleunigungsmesser detektiert werden.
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Die
Verwendung von sog. Magnetkontakten ist eine altbekannte technische
Lösung
zur Verhinderung von Einbruchsversuchen oder unerwünschtem Eindringen,
beispielsweise in ein Gebäude.
Die Funktion von magnetischen Kontaktsensoren basiert auf der magnetischen
Balance zwischen einem Permanentmagnet und einem kooperierenden
elektrisch aktivierten Magnet, wobei der Permanentmagnet beispielsweise
auf einer Seitenfläche
oder einem Fensterrahmen oder einem Türflügel angeordnet ist, während der
elektrisch aktivierte Magnet im Fenster oder Türgehäuse in einer Position benachbart
des Permanentmagnets angeordnet ist. Wenn Strom an den elektrisch
aktivierten Magneten gespeist wird, ist dieser Magnet in magnetischem
Kontakt und Balance mit dem Permanentmagneten, wobei dieser Zustand als
Normalzustand berücksichtigt
wird, wenn der Magnet aktiviert ist. Bei einer Änderung in der relativen Position
der zwei kooperierenden Magneten, beispielsweise dadurch, dass das
Fenster oder der Türflügel aufgebrochen
wird und relativ zu dem zugehörigen
Gehäuse
bewegt wird, möglicherweise
durch Beeinflussung mit einem externen Magneten, wird die magnetische
Balance zwischen den zwei kooperierenden Magneten zerstört und ein
damit verbundener Alarm wird hierdurch aktiviert. Magnetische Kontaktsensoren
sind in unterschiedlichen Ausführungen zu
erhalten, normalerweise kann zwischen oberflächenmontierten, eingesetzten
oder überlappenden Magnetkontakten
ausgewählt
werden. Solche magnetischen Kontaktsensoren werden oft als zusätzliche
Sicherung zusammen mit anderen Sensoren und Sensortechnologien verwendet,
normalerweise zusammen mit passiven Infrarotstrahlendetektoren.
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Lasertechniken
werden ebenso in Verbindung mit Alarmsystemen verwendet. Durch eine
Laservorrichtung werden sowohl Bewegungen in- als auch außerhalb
des Raums, in welchem die Laservorrichtung angeordnet ist, detektiert,
anders als beispielsweise mit passiven Infrarotstrahlendetektoren, die
nur Bewegungen in dem fraglichen Raum, in dem der Detektor angeordnet
ist, detektieren.
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In
Gebäuden,
Anlagen oder Strukturen, für die
eine Sicherung gewünscht
wird, wird die Übertragung
der Signale normalerweise mittels mindestens einer verkabelten Verbindung
zwischen dem/den Sensoren) und einer zentralen und/oder externen Alarmeinheit/Alarmsystem,
die für
das Gebäude,
die Anlage oder die Struktur eingerichtet ist, durchgeführt. Es
ist aber ebenso möglich,
das Signal durch kabellose Verbindungen zu übertragen. Außerdem ist
es technisch möglich,
die Signale beispielsweise durch das existierende Leistungsnetz
eines Gebäudes,
möglicherweise
durch optische Faserkabel zu übertragen.
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Nachteile der
bekannten Technik
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Die
unterschiedlichen bekannten Varianten von Alarmsensoren sind mit
einer Anzahl von Nachteilen belastet.
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Viele
der o. g. Sensoren verwenden Techniken, die im Hinblick auf das
Alarmieren bei Einbruch oder anderem unerwünschten Eindringen in ein Gebäude, eine
Anlage oder eine Struktur unzureichend entwickelt wurden, oder die
Technik/der Sensor ist zum momentanen Zeitpunkt zu teuer zur Verwendung
für diesen
Zweck, beispielsweise der akustische Detektor und die Laservorrichtung.
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Zusätzlich sind
einige dieser Sensoren, beispielsweise der Niedrig-Energie-Oszillator,
schwierig zu kalibrieren, und zwar in der Hinsicht, dass es schwierig
ist, echte Signale (Alarmsignale) von falschen Signalen (Nicht-Alarmsignale)
zu unterscheiden und dass die Sensoren deshalb oft ein Alarmsignal
ausgeben, wenn kein Einbruch begangen wird oder kein unerwünschtes
Eindringen in ein Gebäude stattfindet.
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Der
passive Infrarotstrahlendetektor (PIR-Detektor) wird vielfältig eingesetzt
und für
die Sicherung von Räumen
in Gebäuden,
Anlagen oder Strukturen verwendet, und stellt folglich keinerlei
Außenhaut-Sicherung
für das
Gebäude,
die Anlage oder die Struktur bereit.
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Die
Verwendung von magnetischen Kontaktsensoren stellt keinerlei Schutz
gegen Glasbruch bereit.
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Zusätzlich weisen
die meisten herkömmlichen
Vorrichtungen zum Einbruchsschutz, beispielsweise PIR-Detektoren
und magnetische Kontaktsensoren, den Nachteil auf, dass beispielsweise
in den Gebäuden
Verbindungsboxen installiert und Kabel für die Leistungsversorgung und/oder
Signalübertragung
zwischen dem Detektor und der für
das Gebäude
eingerichteten zentralen und/oder externen Alarmeinheit/Alarmsystem
gelegt werden müssen.
Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn solche Ausstattungen
in bestehende Gebäude,
in denen die Verkabelung oft arbeitsintensiv und teuer sein kann, nachgerüstet werden.
Die letztgenannten Einbruchschutzvorrichtungen benötigen ebenso,
dass der Benutzer sorgfältig
mit der Aktivierung oder Deaktivierung der Vorrichtungen, je nach
Notwendigkeit, umgeht, so dass ein unerwünschter Alarm verhindert wird.
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Die
Signalübertragung
durch das existierende Leistungsnetz eines Gebäudes einer Anlage oder einer
Struktur, beispielsweise durch ein optisches Faserkabel, ist zum
momentanen Zeitpunkt nicht zur Verwendung in Alarmeinlagen eingerichtet,
und es erscheint insbesondere die Verwendung eines optischen Faserkabels
zur momentanen Zeit zu teuer zur Verwendung für diesen Zweck.
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Aufgabe der
Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung ist, einen Alarmchip bereitzustellen, welcher
vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, in Verbindung mit Außenhaut-Sicherung
von Gebäuden,
Anlagen oder Strukturen verwendet wird, in denen bei der Verwendung der
Alarmchip eine Warnung bei einem Einbruchsversuch oder bei einem
Versuch eines unerwünschten
Eindringens in ein Gebäude,
eine Anlage oder eine Struktur, ausgibt. Für den Alarmchip sollte es möglich sein,
mit kleinen äußeren Dimensionen,
einer geringen Leistungsaufnahme, vorzugsweise kabelloser Signalübertragung
und einem wettbewerbsfähigen
Preis hergestellt zu werden. Außerdem
sollte jeder einer Zugangsöffnung
zugeordneter Alarmchip vorzugsweise eine unabhängige Verbindung mit einer
zentralen und/oder externen Alarmeinheit/Alarmsystem ermöglichen.
Bei zweckmäßiger Anordnung an
den Zugangsöffnungen
eines Gebäudes,
einer Anlage oder einer Struktur sollte der Alarmchip es ermöglichen,
die bekannten, mit einer Alarmeinheit oder einem Alarmsystem verbundenen
Sensoren oder Sensortechniken vollständig oder teilweise zu ersetzen,
wodurch die o. g. Nachteile der bekannten Techniken vermieden oder
reduziert werden.
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Realisierung
der Aufgabe
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Die
Aufgabe wird durch die Verwendung eines Alarmchips realisiert, der
mit den Ausrüstungen und
Komponenten ausgestattet ist, die eine Realisierung der Aufgabe
der Erfindung ermöglichen.
Der Alarmchip wird vorzugsweise am Glas der Fenster und/oder der
Türen eines
Gebäudes,
einer Anlage oder einer Struktur angeordnet, möglicherweise an oder in einen
zugehörigen
Rahmen oder Gehäuse angeordnet
oder eingesetzt, möglicherweise
an oder in eine glaslose Tür
oder deren Gehäuse
angeordnet oder eingesetzt. Die Signalübertragung wird vorzugsweise
mittels einer kabellosen Verbindung zwischen dem Alarmchip und mindestens
einer für
das Gebäude,
die Anlage oder die Struktur eingerichteten zentralen und/oder externen
Alarmeinheit/Alarmsystem implementiert.
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Der
Alarmchip ist mit Komponenten und Ausrüstungen versehen, die vollständig oder
teilweise auf einer gedruckten Schaltungsplatine zusammengesetzt
sind, und bei dem die Komponenten aus mindestens einem Beschleunigungsmesser,
einem vorzugsweise durch einen Radiofrequenztransmitter (RF-Transmitter)
gebildeten Signalübertrager
und einer Energiequelle, vorzugsweise einer Lithiumbatterie, gebildet
werden. Der Alarmchip kann zusätzlich mit
einem Analog-Digital-Wandler (ADW-Komponente) und einem mit einer
elektronischen Signalverarbeitungsschaltung verbundenem elektronischen
Prozessor, vorzugsweise einer sog. ASIC (ASIC = anwendungsspezifische
integrierte Schaltung) versehen sein, wobei die ADW-Komponente ebenso
in der Signalverarbeitungsschaltung enthalten sein kann, und wobei
die Signalverarbeitungsschaltung den sog. intelligenten Teil der
Signalverarbeitung umfasst. Alternativ kann die Signalverarbeitungsschaltung,
die möglicherweise
ADW-Komponente enthält, separat
von, aber immer noch verbunden mit dem Alarmchip angeordnet sein,
wobei die Signalverarbeitungsschaltung beispielsweise in oder an
der für das
Gebäude,
der Anlage oder der Struktur eingerichteten Alarmeinheit/Alarmsystem
angeordnet ist.
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Wie
bereits bemerkt, ist ein Beschleunigungsmesser mit mindestens einem
Sensor (Signalaufnahmevorrichtung) versehen, beispielsweise piezoelektrischen
Kristallen, die zum Aufnahmen von Bewegungen/Vibrationen eingerichtet
sind und diese in analoge elektrische Signale umwandeln. Diese Signale
können
möglicherweise
mittels geeigneter elektronischer Komponenten, die für den Beschleunigungsmesser
oder die Signalverarbeitungsschaltung eingerichtet sind, weiterverarbeitet
werden, wobei die Ausgangssignale des/der Sensoren) in Ausgangssignale
in der Form von messbaren elektrischen Größen, beispielsweise Strom,
Spannung, Widerstand oder Kapazität, umgewandelt werden. Solche
elektronischen Komponenten können
ebenso die Signalausgaben von dem/den Sensoren) verarbeiten, so dass
die Ausgangssignale eine proportionale (lineare) Beziehung zu den
gemessenen Beschleunigungswerten haben, möglicherweise auch so, dass die
Ausgangssignale die Form von nichtlinearen Beziehungen zu den gemessenen
Beschleunigungswerten haben.
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Der
Beschleunigungsmesser kann mit einem oder mehreren Sensoren bereitgestellt
werden, wobei der/die Sensoren) Bewegungen in einer Richtung (eindimensional),
zwei Richtungen (zweidimensional) oder drei Richtungen (dreidimensional)
detektieren und dies gleichzeitig mit der/den Bewegungen) oder Vibration(en),
beispielsweise Materialvibrationen und Vibrationsmuster, die an
den Alarmchip aufgrund physikalischer Einflüsse des Mediums, beispielsweise
eines Fensters oder einer Tür,
an der der Alarmchip fest angeordnet ist, übertragen werden. Diese physikalischen
Einflüsse
können
durch normale Einflusskräfte
in der Form von Klopfen, Kratzen, Regen, Hagel, Wind oder akustischen
Wellen/Geräuschen,
gebildet sein. In dieser Verbindung werden abnormale Einflusskräfte hauptsächlich durch
Bewegungen gebildet, die durch das Brechen von Glas eines Fensters
oder einer Tür
und/oder dem Brechen eines zugeordneten Rahmens oder Gehäuses, möglicherweise
dem Bruch einer glaslosen Tür
und/oder deren Türgehäuse verursacht
werden. Wie bereits festgestellt, können alle derartigen Bewegungen durch
aufeinander folgende Vektorbeschleunigungen (Änderungen in Richtung und Geschwindigkeit)
charakterisiert werden, die der/die Sensoren) im Einsatz kontinuierlich
detektiert. Jede individuelle normale oder abnormale Einflusskraft
erzeugt jedoch einen Anstieg in einem oder mehreren speziellen Mustern von
Bewegungsänderungen.
Wenn das Glas eines Fensters bricht, wird beispielsweise in dem
Beschleunigungsmesser eine anfängliche
starke Beschleunigungsfolge und möglicherweise nachfolgende,
kurz dauernde Materialvibrationen einer bestimmten Frequenz und
stark abfallender Intensität (Amplitude)
aufgenommen, so dass eine spezielle Zusammensetzung oder Muster
in der vektoriellen Folge von Beschleunigungen der Materialvibrationen auftritt,
wobei diese Folge wie bemerkt aus Änderungen sowohl in Richtung
und Geschwindigkeit bestehen.
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Analoge
Ausgangssignale werden von dem Beschleunigungsmesser an die ADW-Komponente übertragen,
wobei die ADW-Komponente vorzugsweise an einer im Alarmchip lokalisierten
elektronischen Signalverarbeitungsschaltung angeordnet ist. Alternativ
können
analoge oder digitale Ausgangssignale vorzugsweise auf kabellose
Weise zu einer extern zu dem Alarmchip und innerhalb oder an der Alarmeinheit/Alarmsystem
angeordneten Signalverarbeitungsschaltung übertragen werden, wobei eine mögliche Übertragung
von analogen Ausgangssignalen voraussetzt, dass eine ADW-Komponente
beispielsweise in den mit der Alarmeinheit/Alarmsystem verbundenen
externen Signalverarbeitungsschaltung angeordnet ist. Die Signalverarbeitungsschaltung
kann beispielsweise in der Form einer durch einen Prozessor eines üblichen,
mit der Alarmeinheit/Alarmsystem verbundenen Computers gebildet sein.
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In
der ADW-Komponente werden die analogen Signalausgänge des
Beschleunigungsmessers in digitale Ausgangssignale umgewandelt,
welche dann in der elektronischen Signalverarbeitungsschaltung (vorzugsweise
ein ASIC) signalverarbeitet/registriert werden können.
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Die
Signalverarbeitungsschaltung ist eingerichtet, um kontinuierlich
Beschleunigungen (dv/dt) in der Form von einem oder mehreren speziellen
Mustern von Bewegungsänderungen
mit einer korrespondierenden speziellen Einflusskraft zu registrieren. In
der Signalverarbeitungsschaltung und mittels des elektronischen
Prozessors werden die digitalen Beschleunigungssignale unter anderen
kontinuierlich gefiltert und mit bekannten Mustern von mit normalen oder
abnormalen Einflusskräften
korrespondierenden Bewegungsänderungen
verglichen. Solche bekannten Muster von Bewegungsänderungen
wurden in der Signalverarbeitungsschaltung vorprogrammiert, wobei
die Signalverarbeitungsschaltung gleichzeitig eingerichtet ist,
um normale Muster von Bewegungsänderungen
von abnormalen Mustern von Bewegungsänderungen unterscheiden zu
können.
Für die
Erkennung und Unterscheidung von speziellen Mustern von Bewegungsänderungen
werden sog. Algorithmen, vorzugsweise seismologische Algorithmen,
verwendet. Solche Algorithmen stellen in der Form von Programmen
eine Folge von Befehlen bereit, wie der eingehende Strom von Beschleunigungswerten
signalverarbeitet werden muss, einschließlich, wie Signalcharakteristiken
von Mustern von mit normalen und abnormalen Einflusskräften korrespondierenden
Bewegungsänderungen
erkannt und voneinander unterschieden werden müssen, wobei die eingehenden
Beschleunigungswerte in digitaler Form (von der ADW-Komponente) als ein
Strom von durch den Beschleunigungsmesser gemessenen Augenblickswerten
von Beschleunigungen (dv/dt) vorhanden sind. Bei normalen Mustern
von Bewegungsänderungen,
möglicherweise
auch wenn es keine Bewegungen gibt, gibt die Signalverarbeitungsschaltung
ein Nicht-Alarm-Signal (eine sog. „am Leben & in Ordnung"-Meldung)
aus, wohingegen bei abnormalen Bewegungsänderungsmustern die Signalverarbeitungsschaltung
ein Alarmsignal ausgibt.
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Aus
Sicherheitsgründen
sollte jede Signalübertragung
zwischen dem Alarmchip und der Alarmeinheit/Alarmsystem so eingerichtet
sein, dass ein möglicher
Eindringling die Signale nicht manipulieren, stören oder außer Funktion setzen kann. Dieses Problem
kann beispielsweise durch Codierung/Verschlüsselung der Ausgangssignale
der Signalverarbeitungsschaltung vermieden oder reduziert werden, und
zwar mittels des Prozessors, beispielsweise durch Ausgeben der Signale
in einem oder mehreren speziellen Signalformaten, möglicherweise
durch Ändern
der Signalformate zu regelmäßigen oder
unregelmäßigen Intervallen,
bevor sie vom Alarmchip ausgegeben werden. Die Verschlüsselung
der Signale kompliziert die mögliche
Verwendung beispielsweise eines separaten Radioübertragers, der beispielsweise
bei einem Einbruch falsche Nicht-Alarm-Signale übermittelt, nachdem der Alarmchip
eliminiert wurde. Außerdem
bestehen die Ausgangssignale vorzugsweise sowohl aus Alarm-Signalen
und Nicht-Alarm-Signalen („am
Leben & in Ordnung"-Meldungen), wobei
im Normalfall die Ausgangssignale hauptsächlich aus „am Leben & in Ordnung"-Meldungen bestehen. Durch Übertragung
von „am
Leben & in Ordnung"-Meldungen an die
Alarmeinheit/Alarmsystem wird kontinuierlich bestätigt, dass
es keine abnormalen Zustände
gibt, beispielsweise einen Einbruch an den Eingangsöffnungen,
an denen der Alarmchip angeordnet ist. Dies erschwert den möglichen
Einsatz von beispielsweise einer Radiointerferenzquelle, um die
Ausgangssignale des Alarmchips zu blockieren oder zu stören, da
die Alarmeinheit/Alarmsystem kontinuierlich den Empfang einer „am Leben & in Ordnung"-Meldung erwartet.
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Die
Ausgangssignale werden vorzugsweise in mehr oder weniger kontinuierlichen
Signalpulsen ausgegeben, was elektrische Energie benötigt. Wenn
der Alarmchip mit einer Batterie als Energiequelle versehen ist,
erhöhen
beständige
Ausgaben von „am
Leben & in Ordnung"-Meldungen die Leistungsaufnahme
des Alarmchips, so dass die Batterie hierdurch unnötig schnell
entleert wird. Deshalb ist es wünschenswert,
dass die Aussendung von „am
Leben & in Ordnung"-Meldungen auf ein
notwendiges Minimum begrenzt wird. Um die Leistungsaufnahme zu begrenzen,
werden sog. Vorfilterungen von einkommenden Beschleunigungssignalen
in der Signalverarbeitungsschaltung durchgeführt. Bei dieser Vorfilterung
werden die Signale zuerst durch einen vereinfachten Teil besagter
Algorithmen verarbeitet, in dem die Folgen von Beschleunigungen,
die zu einfachen und/oder regelmäßig auftretenden
normalen Bewegungsänderungen
oder Bewegungsänderungsmustern
korrespondieren, erkannt werden. Bei Erkennung von Beschleunigungsfolgen,
die zu solchen Bewegungsänderungen/Bewegungsänderungsmustern
korrespondieren, ist die Signalverarbeitungsschaltung zum Zweck
des Leistungssparens so eingerichtet, dass sie das Weiterleiten
der Signale an die Alarmeinheit/Alarmsystem anhält.
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Die Übertragung
solcher Meldungen in regelmäßigen Intervallen
stellt gleichzeitig ein Sicherheitsrisiko dar, da die Meldungsfrequenz
hierdurch vorhersagbar wird, wodurch ein möglicher Eindringling Vorteil
nehmen könnte.
Deshalb ist es ebenso wünschenswert,
dass die Meldungsfrequenz mehr oder weniger unvorhersagbar ist.
Eine bevorzugte Lösung dieses
Problems ist die Übertragung
codierter/verschlüsselter „am Leben & in Ordnung"-Meldungen in einer
sog. Pseudo-Zufallsfolge. Jede Meldung enthält beispielsweise Informationen
an die Alarmeinheit/Alarmsystem über
die Identität
des Alarmchips, wann die nächste
Meldung gesendet werden wird und welches Codierungs-/Verschlüsselungs-Format diese
Meldung aufweisen wird, so dass bei jeder Meldung die Alarmeinheit/Alarmsystem
eingestellt sein wird, eine „am
Leben & in Ordnung"-Mitteilung zu empfangen
und decodieren, oder alternativ bei irgendwelchen Unregelmäßigkeiten
im erwarteten Signal einen Alarm zu aktivieren.
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Die Übertragung
von Signalen zwischen dem Alarmchip und einem zentral und/oder extern angeordneten
Alarmeinheit/Alarmsystem, möglicherweise
durch eine extern angeordnete Signalverarbeitungsschaltung, kann
mittels einer verkabelten oder vorzugsweise kabellosen Verbindung
durchgeführt werden.
Die kabellose Übertragung
von Signalen wird mittels eines Übertragers,
vorzugsweise eines Radiofrequenzübertragers,
der an dem Alarmchip angeordnet ist, implementiert. Ebenso hat die
externe Alarmeinheit/Alarmsystem, möglicherweise die externe Signalverarbeitungsschaltung,
einen kooperierenden und kompatiblen Empfänger, vorzugsweise einen Radiofrequenzempfänger, der
daran angeordnet ist, wobei dieser Empfänger möglicherweise ebenso eingerichtet
ist, um Signale von anderen Alarmchips zu empfangen, die entsprechend
an den Zugangsöffnungen
des Gebäudes,
der Anlage oder der Struktur angeordnet sind.
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In
anderer Hinsicht werden die Komponenten des Alarmchips durch eine
in den Chip eingebaute Energiequelle, beispielsweise eine Lithiumbatterie, angetrieben,
wobei diese Batterie eine lange Lebensdauer hat und über die
Lebensdauer der Batterie elektrischen Strom bei einer näherungsweise
konstanten Spannung ausgeben kann.
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Üblicherweise
wird ein Beschleunigungsmesser verwendet, um Bewegungsänderungen
eines bewegten Objektes zu detektieren, wobei hier bei abnormalen
Bewegungsänderungen
ein Aktivierungssignal für
eine nachfolgende Aktion oder Signale ausgegeben wird, beispielsweise
ein Signal zur Aktivierung der Entfaltung eines Airbags eines Fahrzeug
bei einer möglichen
Kollision. Anders als dies wird der Beschleunigungsmesser des Alarmchips verwendet,
um Bewegungsänderungen
in einem Objekt zu detektieren, welches in der normalen Position im
Einsatz relativ zur geodäetischen
Umgebungen in Ruhe ist. Das Objekt wird beispielsweise durch ein Fenster
oder eine Tür
in einem Gebäude,
einer Anlage oder einer Struktur gebildet, wobei bei abnormen Bewegungsänderungen
ein Alarmsignal an eine für das
Gebäude,
die Anlage oder die Struktur eingerichtete zentrale und/oder externe
Alarmeinheit/Alarmsystem übertragen
wird.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
Verwendung eines Alarmchips entsprechend der Erfindung hat in erster
Linie den Effekt, dass ein Gebäude,
eine Anlage oder eine Struktur auf einfache und kostengünstige Weise
mit einer Außenhaut-Sicherung
gegen Einbruch und unerwünschtes
Eindringen ausgestattet werden kann.
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Die
mögliche
Verwendung kabelloser Signalübertragung
macht gleichzeitig das Verlegen von Verbindungskabeln/-drähten zwischen
dem Alarmchip und einer für
das Gebäude,
die Anlage oder die Struktur eingerichteten zentralen und/oder externen Alarmeinheit/Alarmsystem überflüssig. Fenster
und Türen
können
hierdurch mit vom Hersteller angebrachten oder eingesetzten Alarmchips
kommen. Alternativ kann der Alarmchip mittels einfacher Mittel, beispielsweise
Klebeband, nachgerüstet
werden.
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Der
Alarmchip kann möglicherweise
ebenso mit oder daran angeordneten anderen Typen von Sensoren bereitgestellt
werden, abhängig
von dem Grad, ab dem dies von Vorteil ist, oder von dem Grad, in
dem diese Sensoren zugänglich
gemacht werden. Diese Sensoren sind eingerichtet, um entweder Warnungen
von Einbrüchen
oder unerwünschtem
Eindringen zu geben und/oder der/die Sensoren) sind möglicherweise
für andere
Zwecke angeordnet, beispielsweise zur Temperatur- und/oder Rauch-/Gasdetekion.
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Der
fragliche Alarmchip ist ebenso eingerichtet, um eine Anzahl von
Nicht-Alarm-Signalen von Alarm-Signalen zu unterscheiden, so dass
es eine bedeutend geringere Tendenz zu falschen Alarmen gibt, als
dies bei den bekannten Alarmlösungen
der Fall ist.
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Der
Alarmchip überträgt ebenso
kontinuierlich Signale an eine Alarmeinheit/Alarmsystem, so dass
der Benutzer sich nicht mit möglichen
Aktivierungen oder Deaktivierungen des Alarmchips oder der für das Gebäude, die
Anlage oder die Struktur eingerichteten Alarmeinheit/Alarmsystem
befassen muss, wie es beispielsweise notwendig ist, wenn PIR-Detektoren und magnetische
Kontaktsensoren verwendet werden.
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Zusätzlich gibt
jeder einzelne Alarmchip vorzugsweise eindeutig codierte Signale
aus, so dass u. a. seine Identität
und Adresse speziell gegenüber den
anderen mit der Alarmeinheit/Alarmsystem verbundenen Alarmchips
definiert ist.
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Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung
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Die
beigefügte
Zeichnung (1) zeigt eine perspektivische
Schnittansicht eines Fensters 2, welches durch ein in einem
Fensterrahmen 6 montiertes Doppelfensterglas 4 gebildet
ist, wobei der Fensterrahmen 6 in einem zugehörigen Fenstergehäuse 8 eines
nicht gezeigten Gebäudes
angeordnet ist. Das Fensterglas 4 hat innenseitig einen
Alarmchip 10 entsprechend der Erfindung daran angebracht.
Der Alarmchip 10 ist mit einem in der Zeichnung nicht gezeigten
Beschleunigungsmesser, einer nicht gezeigten elektronischen ASIC-Signalverarbeitungsschaltung
ASIC, welche u. a. einen Analog-Digital-Wandler (ADW-Komponente) beinhaltet,
und einem elektronischen Prozessor zum Verarbeiten digitaler Beschleunigungsdaten
vom Beschleunigungsmesser versehen. Der Alarmchip 10 ist
weiter mit einem nicht gezeigten Radiofrequenzübertrager (RF-Transmitter) und
einer nicht gezeigten Lithiumbatterie, die den Alarmchip 10 mit
elektrischer Leistung versorgt, versehen. Der ASIC ist mit Software
in Form von geeigneten Algorithmen, beispielsweise seismologisch-basierten
Algorithmen, ausgestattet, welche kontinuierlich eingehende Beschleunigungsdaten,
welche durch physikalische Einflusskräfte auf das Fensterglas 4 erzeugt
werden, verarbeitet. Mittels dieser Signalverarbeitung werden normale
Bewegungsänderungsmuster
von abnormalen Bewegungsänderungsmustern
unterschieden, die normalen Bewegungsänderungsmuster treten beispielsweise
als Folge von Klopfen, Kratzen, Regen, Hagel, Wind, akustischen
Wellen/Geräuschen
auf, während
abnormale Bewegungsänderungsmuster
als eine Folge von Bruch des Fensterglases 4 und/oder Bruch
des Fensterrahmens 6 oder des Fenstergehäuses 8 erscheinen.
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Um
die Leistungsaufnahme des Alarmchips 10 zu begrenzen, ist
der ASIC eingerichtet, um eine sog. Vorfilterung von eingehenden
Beschleunigungssignalen durchzuführen,
in der die Signale zuerst in einem vereinfachten Teil der besagten
Algorithmen verarbeitet werden, und in dem Beschleunigungsfolgen
entsprechend zu einfachen und/oder regelmäßig auftretenden normalen Bewegungsänderungen
oder Bewegungsänderungsmustern
erkannt werden, wobei in diesen Fällen der ASIC eingerichtet
ist, um das Weiterleiten der Signale anzuhalten.
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Aus
Sicherheitsgründen
werden die Ausgangssignale in dem ASIC codiert/verschlüsselt, bevor
sie als kontinuierliche Signalpulse über den Radiofrequenzübertrager
zu einer in der Zeichnung nicht gezeichneten, mit dem Alarmchip 10 verbundenen zentralen
und/oder externen Alarmeinheit/Alarmsystem übertragen werden. Ansonsten
werden die Ausgangssignale sowohl aus Alarmsignalen und Nicht-Alarm-Signalen
(„am
Leben & in Ordnung"-Meldungen) gebildet,
wobei die Ausgangssignale unter normalen Umständen hauptsächlich aus „am Leben & in Ordnung"-Meldungen bestehen. Zusätzlich zur
Codierung/Verschlüsselung
und aus Sicherheitsgründen
werden „am
Leben & in Ordnung"-Meldungen mittels des ASIC in einer
Pseudo-Zufallreihenfolge übermittelt,
wobei jede Meldung Informationen an die Alarmeinheit/Alarmsystem über die
Identität
des Alarmchips, wann die nächste
Meldung gesendet wird und in welchem Codierungs-/Verschlüsselungs-Format diese Meldung
vorliegen wird, enthält.
Hierdurch ist die Alarmeinheit/Alarmsystem bei jeder „am Leben & in Ordnung"-Meldung in der Lage,
diese zu empfangen und die Meldung zu decodieren, wobei jede Unregelmäßigkeit
im empfangenen Signal dazu führt,
dass ein Alarmsignal durch die Alarmeinheit/Alarmsystem aktiviert
wird.
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Bei
Detektion eines abnormalen Bewegungsänderungsmusters gibt der Alarmchip 10 mittels
des Radiofrequenzübertragers,
ein kabelloses codiertes/verschlüsseltes
Alarmsignal an den in der Zeichnung nicht gezeigten, mit der Alarmeinheit/Alarmsystem
verbundenen Radiofrequenzempfänger
aus. Bei der Detektion von normalen Bewegungsänderungsmustern gibt der Alarmchip 10 darüber hinaus
Ausgangssignalpulse in einer Pseudo-Zufallsreihenfolge aus, welche durch
die Alarmeinheit/Alarmsystem als Nicht-Alarm-Signal interpretiert wird,
wobei Unterbrechungen oder Unregelmäßigkeiten in den erwarteten
Signalpulsen durch die Alarmeinheit/Alarmsystem als Alarmsignal
interpretiert werden.