DE3213479A1

DE3213479A1 - Steuervorrichtung auf infrarotbasis

Info

Publication number: DE3213479A1
Application number: DE19823213479
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: PIETSCHMANN SIEGBERT
Current assignee: PIETSCHMANN SIEGBERT
Priority date: 1982-04-10
Filing date: 1982-04-10
Publication date: 1983-10-13
Also published as: WO1983003697A1; EP0106859A1; AU1379083A; JPS59500774A

Description

Steuervorrichtung auf Infrarotbasis
Die Erfindung geht aus von einer Steuervorrichtung auf Infrarotbasis mit einem Sender zur Erzeugung einer Infrarotfrequenzwelle mittels eines Oszillators und mit einem Empfänger der Frequenzwelle, welcher mit einem Wandler als Verarbeiter der Signale des Empfängerausgangs zusammenwirkt. Steuervorrichtungen auf Infrarotbasis, die mit einer Frequenzwelle arbeiten, sind vielfältig bekannt. So ist es beispielsweise bekannt, über eine Infrarotfrequenzwelle ein Fernsehgerät ein- und auszuschalten und über durch einzelne Knöpfe am Sender programmierte unterschiedliche Frequenzen auch eine Umschaltung der einzelnen Fernsehsender zu erzielen. Da derartige Steuerungen einen verhältnismäßig hohen Energieverbrauch haben, werden sie überwiegend durch andere Trägermittel wie Laser, Ultraschall usw. ersetzt. Es handelt sich hierbei auch stets um Vorrichtungen, die in großer Serie hergestellt werden, jeweils mit der gleichen Frequenz arbeitend.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die in Sicherheitsanlagen verwendbar ist, d.h. in Anlagen unterschiedlicher Absicherung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Infrarotfrequenzwelle als Basisträger für Steuersignale dient, die im Sender nach festgelegtem Schlüssel kodiert und vom Empfänger dekodiert werden, und daß der Wandler als Geber einer Schließanlage mit vorzugsweise elektrischen Stellelementen arbeitet.
Bei einer derartigen Steuervorrichtung können der Frequenzwelle durch mindestens einen zweiten Oszillator Signalfrequenzen aufmoduliert werden. Auch können Sendezeitbegrenzungen als Steuer signale durch einen Zeitkallibrator gebildet werden. Durch einen Kodierer im Sender wird der "Schlüssel" gebildet, der durch einen entsprechenden Dekodierer im Empfänger entschlüsselt wird, wobei jede denkbare Kombination aus Zeitsignal und Frequenzsignal ver- und wieder entschlüsselbar ist.
Im Gegensatz zu den bekannten drahtlosen Steuerungen hat die Infrarotsteuerung den großen Vorteil, daß sie nahezu völlig unempfindlich gegen Witterungseinflüsse ist, d.h. daß Umwelteinflüsse kaum störend wirken, was insbesondere dann von großer Bedeutung ist, wenn Umwelteinflüsse bei so einer Anlage gegeben sind. Dies gilt nicht nur für den Bereich der unterschiedlichsten Temperaturen, sondern auch für Luftfeuchtigkeit oder in der Luft befindliche elektrische Ladungen. Zudem ist auch eine derartige Infrarotsteuerung unempfindlich gegen irgendwelche Umwelteinflüsse wie Schall. So ist es beispielsweise bekannt, daß bei ultraschallgesteuerten Garagentoren durch sich durch meist nicht bestimmbare Ultraschallwellen der Umwelt derartige Garagentore ungewünscht automatisch öffnen. Dies gilt auch für Steuerungen auf dem elektrischen Sendebereich,wie beispielsweise Kurzwellen.
Auch hier können meist kaum bestimmbar Kurzwellen auftreten, die eine Steuerung aktivieren.
Der wesentlichste Vorteil liegt jedoch bei Infrarot als Trägerelement,bei dem wie eingangs beschrieben in vielfältigster Art - Zeit sowie Frequenzcode - ein äußerst variabler sowie komplizierter Code eingegeben werden kann, ohne daß dieser von Dritten ermittelbar ist. Die Verschlüsselungsvariationen gehen durchaus in den Fakultätsbereich, so daß auch der geschickteste Einbrecher nur bei reinem zufälligen Ermitteln des Codes ein derart gesichertes Schloß entriegeln kann. So kann beispielsweise auch die Reihenfolge von unterschiedlich kallibrierten Signalen unterschiedlicher Frequenz willkürlich festgelegt werden, wobei zeitgleich verschiedene Frequenzen aufmodulierbar sind. Der große Vorteil einer derartigen Anlage besteht auch darin, daß alle möglichen Zusatzaggregate einschaltbar sind. So ist es möglich, über einen automatischen Schreiber alle Vorgänge, die mit dem Schloß erfolge, festzuhalten, was beispielsweise bei Schlössern für Banktresoren von Bedeutung sein kann. Als weiteres kann ein derartiges Schloß system an einen gewissen Zeitrhythmus gehängt werden, so daß beispielsweise ab einer bestimmten Uhrzeit ein zugeordnetes Schloß nur mit einem ganz speziellen Code geöffnet werden kann. Ein äußerst wichtiger Vorteil ist, daß das Hauptaggregat der Anlage der stationär angeordnete Empfänger ist und daß der Sender als Schlüssel mit minimalen Abmessungen völlig unproblematisch transportierbar und weitergebbar ist.
Vorteilhafterweise wird im Niederfrequenzbereich gearbeitet, um dadurch in einen unempfindlicheren Bereich zu kommen.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Sender in Gießharz eingegossen, so daß eine Freilegung der Senderteile auch eine Zerstörung des Codes mit sich bringt. Auch kann die Schließanlage mit einer Alarmanlage kombiniert werden, so daß das Senden eines nichtprogrammierten Signals durch beispielsweise einen Einbrecher zur Einschaltung der Alarmanlage führt.
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dem Empfänger einen Decoder in Form eines IC nachzuschalten, so daß bei dem Versuch, über einen Rauschgenerator den öffnungscode zu ermitteln, genau das Gegenteil erzielt wird.
Bei der Verwendung für besonders hoch abzusichernde Schlösser können zwei Sender und zwei Empfänger zur Betätigung der Schließanlage verwendet werden - beispielsweise bei Banktresoren -, wobei die Ausgangswerte der Decoder in einem Decodervergleicher verglichen werden müssen, bevor der Wandler der Schließanlage arbeiten kann.
Besonders auf dem Bereich der Banktresoren, bei dem der Aufwand für die Schlösser sowie die Sicherungsanlage außerordentlich hoch ist, läßt sich durch raffinierte Kombination eine Schloß- und Umgebungssicherung finden, die in ihrer Einheit einmalig ist. Auf einfache Weise können hier zusätzlich Bilder und Tonschranken eingebaut werden sowie Tageszeitrhythmen und Ablauf schreiber.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Steuervorrichtung in der Schließanlage eines Kraftfahrzeugs angewendet. Hierbei kann die Schließanlage als Zentralverriegelung arbeiten. Der Sender kann gleichzeitig als Entriegeler des Zündschlosses, d.h. als Zündschlüssel dienen, indem er in einer entsprechenden Lage im Armaturenbrett positioniert wird.
Als zusätzliche Sicherheit kann ein derartiger Sensor an das Türschloß gekoppelt sein, d.h. daß nur dann der "Zündschlüssel" wirkt, wenn auch das Türschloß entriegelt ist. Dies kann dann wichtig sein, wenn beispielsweise über ein Cabriolet oder eine zerstörte Scheibe der Einbrecher in das Fahrzeug gelangt.
Nicht zuletzt kann eine derartige Steuervorrichtung als Schließanlage eines Hauses dienen. Hierbei können für die verschiedenen Schlösser Codes unterschiedlicher Programme verwendet werden, beispielsweise aber auch Programme unterschiedlicher Steigerung. Zum Beispiel mit einem allgemeineren Programm ist die Haustüre öffenbar, mit einem zugeschalteten Programm erst die Wohnungstür und möglicherweise über ein weiteres Programm irgendwelche Spezialschlösser in der Wohnung. So läßt sich auch mit außerordentlicher Sicherheit eine Staffelung in Banken od. dgl. einrichten, beispielsweise daß mit einem ersten Code der Eingang der Bank, mit einem zweiten irgendwelche Schreibtische und mit einem dritten dann ein Safe öffenbar ist.
Die weiter oben genannten einzelnen Anwendungsmöglichkeiten sowie die dabei verwendeten meist für sich bekannten Vorrichtungen sind in der Kombination ungewöhnlich und für sich jeweils erfinderisch. Dies gilt auch für die Anwendung beispielsweise an einem sog. Bankomat, bei dem zusätzlich zu dem Code des Senders noch eine persönliche Zahl eingegeben wird.
Vier Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 der einfache Elementenaufbau von Sender und Empfänger, Fig. 2 die Anwendung für zwei elektronische Schlüssel, Fig. 3 die Infrarotübertragung über Glasfaser und Fig. 4 die Anwendung bei einer Hausschließanlage.
Wie in Fig. 1 in einem Blockschaltbild dargestellt, wird in einem Sender über einen Infrarotoszillator 1 eine Infrarotträgerfrequenz erzeugt, auf die insbesondere im Niederfrequenzbereich über einen Oszillator 2 eine Schlüsselfrequenz aufmoduliert wird. Diese Ausgangsgröße wird in einem Verstärker und Zeitkallibrator 3 weiter moduliert, so daß über eine Sendediode 4 ein äußerst vielfältiges Programm gesendet werden kann.
Hierbei ist es möglich, daß je nach Gestaltung der :Kodierer 2 und 3 mehrere unterschiedliche Zeitprogramme bei einer Vielfalt von Frequenzprogrammen gesendet werden kann. Hierbei können mehrere unterschiedliche Frequenzen gleichzeitig eingegeben werden, so daß man für die Frage der unterschiedlichen Möglichkeiten des Programms in den Fakultätsbereich kommt.
Diesem Sender ist ein Empfänger zugeordnet, der über einen Infrarotsensor 5 das Sendesignal der Sendediode 4 entgegennimmt. Dieses Signal wird dann einem Filter 6 eingegeben, der nur eine ganz bestimmte Frequenz, beispielsweise im Niederfrequenzbereich, durchläßt. Die Reaktion erfolgt also nur für eine bestimmte Frequenz im Infrarotbereich. Die Trägerfrequenz und die NS-Frequenz müssen also genau übereinstimmen. Danach wird in einem Verstärker 7 das gefilterte Signal mehrfach verstärkt.
Aus dem Verstärker gelangt das Signal dann in einen Frequenzdekoder 8; der wiederum nur auf die programmierten Frequenzen reagiert. Diesem Frequenzdekoder ist vor oder nachgeschaltet ein Zeitdekoder, durch den wiederum das eingegebene Zeitprogramm registriert wird. So ist es durchaus möglich, daß innerhalb einer kallibrierten Sendezeit zwischen 1 bis 20 bestimmte Frequenzen, die genau aufeinander abgestimmt sind, übereinander programmiert sind. Aus dem Zeitdekoder 9 gelangt dann das, sofern durchgelassene, Schlüsselsignal zur Schalteinheit 10, die einen elektrischen Wandler ansteuert, beispielsweise einen magnetisch betriebenen Riegel eines Schlosses.
Der Empfänger "funktioniert'2 nur dann, wenn also das Programm des Senders mit dem Programm des Empfängers übereinstimmt. Da es sich um ein elektrisches System handelt, kann an jeder Schaltstelle auch ein Fehlsignal als solches aufgenommen werden und einer Alarmanlage oder einer sonstigen elektrischen Anlage zugeführt werden.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Schaltbild geht es um die Sicherungsanlage, die nur über zwei elektronische Schlüssel entriegelt werden kann. Hier sind zwei Sender 11 vorgesehen, denen zwei Empfänger 12 zugeordnet sind.
Jeder Sender weist ein anderes Programm auf, wobei allerdings jedem Sender 11 ein entsprechender Empfänger 12 zugeordnet ist. Die AusgangsgröBen der Empfänger 12 werden in einem Dekodervergleicher 13 geprüft. Bei positiver Aussage wird das Schaltsignal dann einer Schalteinheit 14 weitergegeben, die dann den Wandler ansteuert.
In Fig. 3 ist dargestellt, wie eine derartige Anlage auch über konstruktiv bedingte Spalte zwischen beispielsweise Tür und Rahmen arbeiten kann. Die Signale gelangen von einem nicht dargestellten Sender über Glasfasern 15 zum Türspalt 16 und werden jeweils über den: Enden der Glasfaser 15 gegenüberliegenden Enden von Glasfasern 17 weitergeleitet zu den IR-Sensoren 18. Hierbei ist es möglich, daß eine ganze Zahl von Glasfasern verwendet werden, so daß auch eine ganze Anzahl von Sensoren 18 an einen Dekoder 19 angeschlossen sind. Bei einer Sicherheitsanlage kann somit von der großen Zahl der Glasfaser nur ein kleiner Teil, wie hier beispielsweise drei Glasfasern 20 der Sendung dienen, indem nämlich nur über diese drei Glasfasern 20 laufende Signale in einen nachgeschalteten Empfänger 21 weiterverarbeitet werden. Signale jedoch, die über die anderen Glasfaser laufen, werden in dem Dekoder 19 zur Auslösung einer Alarmanlage 22 geleitet.
In Fig. 4 ist in einem Schaltbild die Anwendung in einer Hausanlage gezeigt. Ein Sender 23 weist drei verschiedene Codes auf. Zugeordnet sind diesem Sender 3 verschiedene Schlösser, beispielsweise der Empfänger 24 als Garten-und Haustürschloß, der Empfänger 25 als Garagentürschloß und der Empfänger 26 als Wohnungstürschloß. Der Sender kann hier beispielsweise eine aufmodulierte Niederfrequenz senden, die zwölfmal ihre Frequenz pro abgesetzte Sendung wechselt. Der Empfänger 24 "versteht" die Frequenzwechsel von Null bis Drei, der Empfänger 25 die Frequenzwechsel von Null bis Sechs und der Empfänger 26 die Frequenzwechsel von Null bis Zwölf. Hierbei ist zu beachten, daß der Empfänger 26 sechsmal sicherer als der Empfänger 24 ist, obwohl jeweils der gleiche Schlüssel verwendet wurde.

Claims

Patentansprüche ½) Steuervorrichtung auf Infrarotbasis mit einem Sender zur Erzeugung einer Infrarotfrequenzwelle mittels eines Oszillators und mit einem Empfänger der Frequenzwelle, welcher mit einem Wandler als Verarbeiter der Signale des Empfängerausgangs zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotfrequenzwelle als Datenträger für Steuersignale dient, die im Sender nach beliebig festlegbarem Schlüssel kodiert und vom Empfänger entsprechend dekodiert werden, und daß der Wandler als Geber einer Schließanlage mit vorzugsweise elektrischen Stellelementen arbeitet.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwelle durch mindestens einen zweiten Oszillator (2) Signalfrequenzen aufmoduliert werden.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuersignale durch einen Zeitkallibrator bestimmte Sendezeitbegrenzungen (Zeitabschnitte) gebildet werden.
4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kodierer im Sender ein entsprechender Dekodierer im Empfänger zugeordnet ist, über die Kombinationen aus Zeitsignalen und Frequenz signalen ver- und wieder entschlüsselbar sind.
5. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere unterschiedliche Frequenzen gleichzeitig eingebbar sind.
6. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendefrequenz im Niederfrequenzbereich liegt.
7. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger einem Infrarotsensor ein NS-Filter für die Randzonenfrequenzen nachgeschaltet ist, wonach über einen Verstärker nur gefilterte Signale dem NS-Dekoder zugeleitet werden, dem gegebenenfalls der Zeitdekoder nachgeschaltet ist.
8. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere unterschiedliche Frequenzen innerhalb einer kallibrierten Sendezeit aufmoduliert sind.
9. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ausgang des Empfängers ein Dekoder in Form eines IC vorgesehen ist, der nur auf die aufmodulierten Frequenzen reagiert.
10. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließanlage nur einseitig zugänglich ist und der Empfänger im Schließzustand mit dem Objekt eingeschlossen ist.
11. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kodierte Sender in Gießharz eingegossen ist, so daß eine Freilegung der Senderteile eine Zerstörung des Codes mit sich bringt.
12. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließanlage mit einer Alarmanlage kombiniert ist, so daß das Senden eines nichtprogrammierten Signals im Empfänger zur Einschaltung der Alarmanlage führt.
13. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sender und zwei Empfänger zur Betätigung der Schließanlage erforderlich sind und daß die Ausgangswerte der Dekoder in einem Dekodervergleicher verglichen werden müssen, bevor der Wandler der Schließanlage arbeiten kann.
14. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgänge der Schließanlage über einen Schreiber registriert werden.
15. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Störungsfall die Schließanlage blockiert bleibt.
16. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließanlage in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist.
17. Steuervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließanlage als Zentralverriegelungsanlage arbeitet.
18. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündschalter über den Empfänger einschaltbar ist, indem der Sender in entsprechender Lage im Armaturenbrett positioniert einen mit dem Empfänger in Verbindung stehenden und unabhängig vom Türsensor arbeitenden Sensor aktiviert wird, welchernur bei entriegeltem Türschloß aktiv ist.
19. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließanlage mit mehreren Prioritäten arbeitet, welche je einen zusätzlichen Signalcode aufweisen.
20. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sender und Empfänger die Infrarotübertragung durch Glasfaser erfolgt.
21. Steuervorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Glasfasern zur Infrarotübertragung unterschiedlicher Frequenzen dient und daß über einen Dekoder gefiltert nur ein Teil dieser Glasfaserübertragungen zum Empfänger gelangt.