Brevet FR2122343A1 — publié le 19720901

La présente invention concerne un dispositif d'alarme pour la protection de locaux ou de zones Les systv,nes électroniques de détection et d'alarme pour la protection des propriétés sont de plus en plus demandés. Ces systèmes sont utilisés pour protéger la propriété contre le vol, le vandalisme ou d'autres intrusions illégales, en particulier quand la propriété n'est pas occupée. par exemple pendant les heures de jour et de nuit pendant lesquelles des bureaux peuvent être fertés. Ces systèmes sont particulièrement utiles pour la protection de zones importantes nonfialement non équipées telles que les entrepôts dans lesquels du personnel ou des inspecte-Jr-s ne pénètrent que peu fréquemment. La difficulté avec les svstètnes de protection existant actuellement, par exemple les gardiens les services d'inspection, des dispositifs mécaniques ou électriques est qu'il est relativement facile de les éviter, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas réellement efficaces, ou bien qu'ils sont d'une sensibilité telle qu'ils engendrent un grand nombre de fausses alarmes. Un système d'alarme efficace est un système ne pouvant pas être facilement évité et ayant la sensibilité voulue pour détecter la présence d'un intrus, mais aussi ayant la possibilité d'établir la différence entre les événements indiquant la présence d'un intrus et les événements pouvant avoir lieu normalement dans la zone protégée. Comme des sons et des bruits au hasard apparaissent dans des zones importantes même non occupées, un système d'alarme efficace doit pouvoir distinguer ces bruits des bruits étrangers ou anormaux caractéristiques de ceux produits par un intrus, Comme un intrus peut produire différents bruits caractéristi- ques courts ou un bruit d'une durée prolongée pendant sa tentative de pénétration illégale dans un bâtiment protégé ou pendant sa présence illégale dans une telle zone, une appr-oximation bautement efficace pour l'évaluation des bruits consiste à compter les bruits et à démarrer une alarme si un nombre de bruits supérieurs à un nombre choisi est constaté pendant une période choisie, indépendamment de leur intensité ou de leur durée.De plus un bruit unique d'une durée dépassant une durée prédéterminée doit aussi provoquer 1 'alarme. Tvpiquenent une alarme doit être déclenchée si trois bruits sont détectés dans une période de 30 secondes, ou bien si un. bruit unique a une durée supérieure à 30 secondes. La présente invention a pour objet un système d'alarme pouvant détecter et évaluer des sons et des bruits dans une zone contrôlée et pouvant distinguer ceux qui sont des bruits étrangers ou anormaux représentant la présence d'un intrus de ceux pouvant apparaître normalement, le système répondant à la constatation des bruits étrangers ou anormaux en produisant un signal d'alarme Bien que la capacité de détection d'un système selon l'invention ait la sensibilité désirée pour les bruits étrangers, le système a aussi l'insensibilité désirée aux bruits apparaissant normalement, aux bruits apparaissant à l'extérieur de la zone protégée et aux interférences, typiquement aux bruits électriques apparaissant dans le système lui-même. Pour obtenir les caractéristiques désirées, plusieurs têtes de détection sont disposées dans la zone à protéger, chaque tête répondant aux bruits apparaissant dans une partie de la zone. Le système répond à chaque bruit détecté en quantifiant le signal engendré en réponse à un bruit ou un son pour engendrer une impulsion standard unique pour chaque son indépendamment de la longueur ou du volume du son détecté. Les impulsions standards sont comptées et un signal d'alarme est engendré si un nombre détenniné d'impulsions a été engendré pendant une période d'une durée déterminée. Le système engendre aussi un signal d'alarme en réponse à un son persistant pendant une durée supérieure à une période d'une durée prédéterminée. Le système s'ajuste automatiquement au niveau variable des bruits de fond pour empêcher l'émission d'un signal d'alarme du fait d'un tel bruit de fond. Les fausses alarmes sont aussi empêchées en plaçant des têtes auxiliaires aux points où peuvent apparaître des bruits ou des sons normaux, par exemple à côté des foyers de chaudières ou des pendules ou à côté de dispositifs d'alarme ou de sonneries. Pour empêcher l'établissement d'une fausse alarme du fait des bruits apparaissant à l'extérieur de la zone protégée, ce système est rendu insensible aux signaux basse fréquence, parce que typiquement seuls les bruits basse fréquence pénètrent à travers les murs et les fenêtres d'une structure protégée. Dans une installation typique suivant une technique antérieure, plusieurs transducteurs sensibles aux bruits sont disposés dans la zone à protéger. Les sorties de tous ces transistors sont connectées à un dispositif commun de commande qui répond aux signaux sortants de tous les transducteurs. Le signal sortant audio-réquence de niveau faible de chaque transducteur est envoyé à l'entrée du dispositif de commande qui assure la fonction considérée ci-dessus de discrimination des fréquences pour éliminer les signaux provenant de sources extérieures et qui convertit chaque son en une impulsion de valeur uniforme, qui compte les impulsions pendant un intervalle de temps prédéterminé et qui produit un signal d'alarme en réponse à la production d'un nombre déterminé d'impulsions pendant cette période de temps.Le dispositif de connnande répond aussi à l'apparition de n'importe quel son détecté par I'n quelconque des transistors persistant pendant une durée supérieure à une durée prédéterminée en produisant un signal d'alarme La sensibilité du système est ajustée aux niveaux de bruits de fond généraux détectés par tous les transistors.Des transducteurs "d'annulation", qui sont aussi connectés à l'entrée du dispositif de commande sont placés dans des endroits de la zone contrôlée en des points où des bruits normaux sont considérés possibles Bien que ce système soit efficace et soit supérieur aux autres systèmes existant déjà il subsiste des difficultés du point de vue de la production de fausses alarmes quand le système est réglé pour la sensibilité désirée Par exemple, comme les bruits détectés par tous les transducteurs sont transmis au dispositif de commande, il est possible que des bruits dispersés largement au hasard apparaissent dans la période de temps prédéterminée et provoquent le déclenchement de l'alarme même s'ils ne sont pas des bruits étrangers ou anormaux.De plus, les lignes transmettant les signaux de niveau faible des transducteurs au dispositif de commande sont assez sensibles aux bruits électriques et par suite, toute perturbation électrique peut provoquer une interférence électrique simulant des bruits acoustiques et déclenchant une fausse alarme. Selon l'invention, les circuits de détection et d'évaluation sont contenus dans chaque tête de détection dont la sortie est connectée à un dispositif d'alarme par un circuit ne nécessitant pas de signal de niveau faible. Chaque tête de détection répond aux sons apparaissant seulement dans une partie de la zone protégée et elle engendre un signal sortant uniquement si des bruits étrangers apparaissent dans cette partie de la zone. La possibilité de bruits au hasard dans une seule partie de la zone protégée avec une combinaison provoquant le déclenchement d'une fausse alarme est bien plus faible que dans le cas de la zone totale de sorte que l'efficacité du système est améllerée a point QJ"il est capable de fonction ner dans des conditions ayant rendu usq.i- ici u-o système pratiquement inuti lisable. De plus, le signal sortant de chaque tate de détection peut être du type "digital" du fait que le circuit du système peut être dans une première condition pendant le fonctionnement normal et peut passer à une seconde condition Séparée en réponse à un signal sortant de n'importe laquelle des têtes de détection pour démarrer l'alarme. Des têtes auxiliaires d'inhibition appropriées peuvent être connectées aux endroits voulus directement à une ou dans une des têtes de détection de la zone protégée. En connectant les têtes d'inhibition à un petit nombre de têtes de détection seulement, l'ensemble du système d'alarme n est pas inhibé pendant l'existence de bruits admis, Un système selon l'invention comporte ainsi en fait plusieurs systemes individuels d'alarme sous la forme de têtes de détection qui non seulement répondent de façon indépendante aux bruits apparaissant à la portée de chaque tête, mais qui aussi évaluent de façon indépendante les bruits pour engendrer un signal sortant uniquement dans le cas de bruits étrangers apparaissant dans une partie de la zone protégée, chaque partie étant contrôlée par une tête de détection individuelle. Un autre avantage d'un tel système est que la sensibilité de chaque tête de détection est modifiée automatiquement en fonction du niveau de bruit de fond ambiant au voisinage de la tête et que la sensibilité n'est pas affectée par le niveau de bruit des autres parties de la zone protégée, La sensibilité des autres têtes de détection, et par suite du reste du système, n'est pas réduite par le fait du niveau élevé de bruit de fond dans une seule partie de la zone protégée, Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante donnée à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est le schéma général d'un système selon un mode de mise en oeuvre de l'invention; - la figure 2 est un diagramme montrant des formes d'ondes typiques apparaissant dans le système de la figure 1; et - la figure 3 est un schéma général montrant comment les têtes de détection peuvent être connectées dans le circuit de raccordement. La figure 1 représente sous la forme de schéma général une tête de détection 10 qui peut être une tête de détection ou bien une tête d'inhibition, et la figure 2 représente les ondes des signaux apparaissant en différents points du circuit de la tête Un certain nombre de têtes de détection 10 sont disposées dans une zone à protéger. par exemple à l'intéç rieur d'un immeuble. Chaque têre d détection 10 comprend un transducteur incorporé 12, par exemple un microphone q-t détecte les sans apparaissant dans une parrie de la zone définie par la portée de détection du transducteur 12, et qui convertlt ces sons en signaux élec'riques. Ces signaux sont amplifiés par un amplificateur 14 dont le signal scrutant est un signal en courant alternatif tel que le signal la de la figure 2 d'un niveau convenable pour la détection. Les signaux 14a sont détectés par un détecteur standard 16 qui produit une"enveloppe" en colorant continu 16a proportionnelle à 1 'inten sité du son détecté par le transducteur 12 Un signal sortant du détecteur 16 est envoyé en réaction à l'amplificateur l4 à travers une boucle de commande automatique du gain (cAG) 18 qui réduit le gain de l'amplificateur 14 quand le niveau du signal augmente en empêchant ainsi la surcharge à n'importe quel niveau du signal. La boucle de commande automatique dc gain 18, en réglant le gain de l'amplificateur 14 commande aJromatiquement la sensibilité de la tête de détection 10 en fonction du niveau variable du bruit de fond ambiant pour réduire la sensibilité de la tête 10 quand le niveau de ce bruit de fond augmente. De cette façon, la sensibilité de chaque tête de détection 10 est modifiée automatiquement et indépendamment en fonction du niveau de bruits ambiant apparaissant immédiatement à côté de l'emplacement de la tête. La seconde sortie du détecteur 16 est connectée à un circuit de quantification 19 qui engendre une impulsion standard en réponse à chaque son détecté. Le circuit de quantification 19 peut avoir la forme d'un diffé- rentiateur 20 et d'un générateur d'impulsion 22 Le différentiateur 20 effectue la différentiation de l'enveloppe lia et pr3jllit une paire d'impul sions 20a et 20b indiquant le frcnt de tête et le front de fufe de l'enveloppe 16a. La sortie du différentiateur 20 est connectée à un générateur d'impulsion classique 22 qui engendre une impulsion standard 22a (figure 2) par exemple d'une durée de 0,5 seconde et d'une amplitude de 1 volt. Ce générateur d impulsIon et Iten connu et peut avoir la forme,par exemple,. d'un circuit monostable ou circuit un coup répondant aux signaux d'une amplitude prédéterminée en passant de son état stable à son état instable et en restant dans son état instable pendant une durée prédéterminée. La sortie du générateur d'lmpulsìfn 22 esr connectée à l'entrée d'un compteur d'impulsions 24 Le compteur d'impulsions 24 pect être un intégrateur accumulant une charge proportionnelle a liérergle contenue dans chaque impulsion standard 22a. Si le compteur d'impulsions 24 est un intégrateur, il comporte un circuit de décharge qui décharge la charge accumulée à une vitesse sélectionnée.La sortie du compteur d'impulsions 24 est connectée à un détecteur de niveau d'alarme 26 qui engendre une impulsion standard quand le signal entrant atteirt ur niveau de tension prédéterminé Pour que le signal entrant du détecteur de niveau d'alarme 26, c'est--à-dire le signal sortant du rompteur 24, atteigne le niveau voulu, le compteur d'impulsions doit recevoir dans une période prédéterminée, typiquement 30 secondes, un nombre prédéterminé d'impulsions, par exemple trois. Cet intervalle de temps peut être réglé en modifiant la valeur des constituants du compteur ctest--è-dire dans le cas d'un intégrateur en modifiant la vitesse de décharge.Comme les impulsions 22a du générateur d'impulsion 22 sont uniformes, la charge accumulée par l'intégrateur pour chaque impulsion est la même. I1 est par suite simple de régler le compteur d'impulsions pour qu'il engendre le signal sortant nécessaire en réponse à la réception du nombre prédéterminé d impllsions 22a dans la période de temps prédéterminée. La sortie du détecteur de niveau d'alarme 26 est connectée à un circuit de commande 28 auquel sont aussi connectées les sorties des autres têtes de détection 10 du système. Le circuit de commande 28 peut comporter un circuit de contrôle 30 et un circuit d'alarme 32. L'impulsion du détecteur de niveau d'alarme 26 modifie l'état du circuit de raccordement 34 pour que le circuit de contrôle 30 excite le circuit d'alarme 32-pour démarrer un signal d'alarme. Le détecteur de niveau d'alarme 26 engendre aussi une impulsion en réponse à la détection d!un son d'une durée supérieure à une durée prédéterminée. Ce résultat est obtenu en connectant une troisième sortie du détecteur 16 sous la forme d'une boucle de tonalité entretenue 35 directement au compteur 24 Dans le cas d'un intégrateur, le signal de la boucle de tonalité entretenue 35 charge l'intégrateur à une vitesse relativement faible, mais si le signal persiste pendant une durée prédéterminée, par exemple 30 secondes, le niveau du signal de l'intégrateur atteint le niveau voulu pour que le détecteur de niveau d'alarme engendre le signal sortant voulu pour déclencher le circuit d'alarme 32. La figure 3 représente un circuit de raccordement 34 pouvant être utilisé dans un système selon l'invention. Dans le circuit de la figure 3, toutes les têtes de détection 10 sont connectées en parallèle aux bornes du circuit de raccordement 34 En élément terminal, par exemple une impédance déterminée 3b, est connecté en parallèle avec les têtes 10. Quand le système est en service les têtes de détection présentent normalement une résistance infinie, c'est-à-dire qu'elles sont en circuit ouvert. L élément terminal 36 du circuit de raccordement complète ce circuit afin que, dans les conditions normales, la chute de tension soit maintenue à une valeur déterminée dans le circuit de raccordement. Quand des sons étrangers ou anormaux sont détectés par l'une quelconque des têtes de détection et quand le détecteur de niveau dialarme engendre une impulsion sortante, la tête de détection court-circuite le circuit de raccordement 34 pour déclencher le circuit de contrôle 30 afin de démarrer le circuit d'alarme 32.Si à un moment quelconque le circuit de raccordement 34 est ouvert, la tension s'élève à une tension de circuit ouvert qui provoque aussi le fonctionnement du circuit de contrôle 30 pour démarrer le circuit d'alarme 32. En variante) chaque tête de détection 10 peut présenter une résistance fixe afin que l'enlèvement d'une quelconque tête de détection du circuit provoque une variation de la tension le déclenchement du circuit de contrôle 30 et le fonctionnement du circuit d'alarme 32. Le système selon lDinvention répond ainsi non seulement à la détection de sons étrangers ou anormaux par l'une quelconque tête de détection 10 mais contrôle aussi en permanence le circuit de raccordement 34 pour démarrer le circuit d'alarme 32 si le circuit 34 est altéré, par exemple court-circuité ou ouvert. Le circuit de commande peut comporter une source auxiliaire de courant déclenchant l'alarme en cas de disparition de l'alimen tation électrique normale du système. Le détecteur de niveau d'alarme 26 comporte une seconde sortie 38 pour la remise à zéro d compteur d'impulsions 24 afin que la tête de détection 10 soit à nouveau en état de détecter des sons anormaux. La tête de détection 10 peut aussi être utilisée comme tête d'inhibition en connectant la sortie 40 du générateur d'impulsion 22 à une entrée 42 d'une tête de détection associée. Par suite, quand une tête de détection 10 est utilisée comme tête d?inhibition, elle doit être placée immédiatement à côté d'une source de bruit normal dans la zone protégée, et dans le cas où cette source engendre un bruit, le signal sortant de la tête d'inhibition connectée à l'entrée 42 de l'autre tête de détection 10 empêche le générateur d'impulsions 22 de cette dernière tête d'engendrer une impul sion sortante 22a. I1 doit être noté que le signal d'inhibition envoyé à une tête de détection n'influe sur aucune autre tête de détection du système, de sorte que d'autres sons étrangers ou anormaux apparaissant simultanément avec un bruit normal continuent à étre détectés par ces autres têtes de détection. Un système d'alarme selon l'invention comporte ainsi un certain nombre de têtes de détection des sons formant chacune un ensemble unitaire et pouvant être utilisée pour provoquer un signal d'alarme en réponse à des sons étrangers ou anormaux apparaissant dans une zone, chaque tête pouvant travailler d'une façon pratiquement indépendante des autres, En utilisant des têtes de détection formant des ensembles unitaires, les circuits audio fréquence de niveau faible peuvent être supprimés entre la zone protégée et le circuit de commande, ce qui réduit au minimum le risque de fausse alarme du fait d'interférence électrique dans un tel circuit de niveau faible. De plus, il est possible en protégeant efficacement une zone importante par contrôle de plusieurs parties de cette zone d'obtenir un système de détection hautement sensible pouvant être utilisé tout en réduisant la probabilité de fausse alarme parce que le risque de trois sons au hasard apparaissant dans une partie quelconque de la zone est considérablement plus faible que la probabilité de trois sons au hasard apparaissant dans l'ensemble de la zone protégée. Bien que l'invention soit décrite ci-dessus en considérant le cas de la détection de sons, il doit êt-re noté que selon l'invention une ou plusieurs têtes de détection indépendantes peuvent répondre à d'autres formes de pertur bations anormales. Chaque tête étant un groupe unitaire peut ainsi engendrer un signal sortant identique au signal sortant de n'importe quelle autre tête du système, quel que soit le type de perturbations détectées. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'in Invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS l - Svstênie d'alarme carattérrsé par plusieurs têtes, chacune comportant un transducteur pour détecter des perturbations et pour engendrer des signaux du fait de la détention de ces perturbations, un dispositif d'évaluation connecté au transducteur pour recevoir ces signaux et engendrer une impulsion sortante quand ces signaux indiquent l'apparition d'une perturbation anormale, et un circuit connecté aux têtes pour recevoir les impulsions de celles-ci et démarrer un signal alarme en réponse a une impulsion provenant de l'une quelconque des têtes, 2 - Système d'alarme selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tête engendre une impulsion en réponse à un nombre prédéterminé de signaux produits dans une période de temps prédéterminée. 3 - Système d'alarme selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque tête engendre une impulsion en réponse å un signal d'une durée supérieure à une durée prédéterminée. 4 - Système d'alarme selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tête comporte un dispositif pour ajuster sa sensibilité en fonction du niveau de bruit détecté par la tète, 5 - Système d'alarme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande comporte un circuit de raccordement connecté aux différentes têtes et prenant un état d'alarme en réponse à une impulsion sortante de l'une des têtes, et un dispositif de commande connecté au circuit de raccordement et démarrant un signal d'alarme en réponse à l'état d'alarme du circuit de raccordement. 6 - Système d'alarme caractérisé par un certain nombre de têtes de détection distribuées dans une zone pour détecter les sons apparaissant dans cette zone, chaque tête avant une portée limitée pour détecter uniquement les sons apparaissant dans une partie de la zone, et chaque tête comportant un dispositif pour engendrer une impulsion sortante uniquement en réponse à la détection de sons apparaissant dans la zone et indiquant l'apparition d'une perturbation anorn.ale, un circuit de raccordement ayant un état normal et au moins un état d'alarme et répondant à une impulsion sortante de l'une quelconque des tètes en prenant l'état d'alarme et un dispositif de commande répondant à cet état d'alarme en provoquant un signal d'alarme. 7 - Système d'alarne selon la rfvendicati-n 6, caractérisé en ce que l'état d'alarme est un court-circuit du circuit de raccordement. 8 - Système d'alarme selon les revendications6 ou 7, caracté risé par un second état d'alarme, le dispositif de commande répondant à ce second état d'alarme pour provoquerun signal d'alarme. 9 - Système d'alarme selon la revendication 8, caractérisé en ce que le second état d'alarme est une ouverture du circuit de raccordement. 10 - Système d'alarme selon l'une quelconque des revendica tions 6 à 9, caractérisé en ce que chaque tête de détection comporte un dispositif pour déterminer si les sons détectés représentent une perturbation anormale, comprenant un dispositif pour compter le nombre de sons détectés par la tête et un dispositif pour engendrer une impulsion sortante en réponse à la détection d'un nombre prédéterminé de sons pendant un intervalle de temps prédéterminé. 11 - Système d'alarme selon l'une quelconque des revendica tions 6 à 10,caractérisé en ce que chaque tête de détection comporte un dispositif pour déterminer si les sons détectés représentent une perturbation anormale, et comprenant un dispositif pour engendrer une impulsion sortante en réponse à la détection d'un son d'une durée supérieure à une durée prédé terminée. 12 - Système d'alarme selon l'une quelconque des revendica tions 6 à 11, caractérisé en ce que chaque tête de détection comporte un dispositif pour rendre la tête de détection insensible aux sons apparaissant à l'extérieur de la zone. 13 - Système d'alarme selon l'une quelconque des revendications 6 à 12,caractérisé par une tête d'inhibition répondant à l'apparition de sons non anormaux prédéterminés apparaissant dans la zone en engendrant un signal d'inhibition, et par un dispositif pour connecter la tête d'inhibition unique ment aux têtes de détection capables de détecter ces sons non anormaux prédéterminés, afin que le signal d'inhibition empêche les têtes de détection particulières d'engendrer une impulsion sortante en réponse à ces sons non anormaux prédéterminés. 14 - Système d'alarme contre l'entrée de personnes non autorisées dans une zone protégée, caractérisé par un certain nombre de têtes de détection pour détecter des sons apparaissant dans une zone, chacune des têtes comportant un transducteur audio fréquence pour détecter les sons apparaissant seulement dans une partie de cette zone et pour engendrer des signaux électriques en réponse à cette détection, un dispositif discrimina teur pour éliminer la partie basse fréquence de chacun des signaux pour empêcher la détection des sons provenant de l'extérieur de la zone, un dispositif de quantification pour engendrer une impulsion standard unique en réponse à chaque signal, un circuit pour compter les impulsions standards et pour engendrer une tension en réponse à l'apparition d'un nombre prédéterminé d'impulsions standards pendant un intervalle de temps prédéterminé, ce circuit de comptage répondant aussi aux signaux électriques pour engendrer la tension en réponse à un signal électrique d'une durée supérieure à une durée prédéterminée, et un dispositif détecteur de sortie pour engendrer une impulsion sortante. 15 - Système d'alarme selon la revendication 14, caractérisé par un circuit de raccordement ayant un état normal d'impédance défini par une impédance terminale, un dispositif pour connecter toutes les têtes en parallèle avec l'impédance terminale, chaque tête représentant normalement un circuit ouvert et comportant un dispositif pour court-circuiter le circuit de raccordement en réponse à l'impulsion sortante pour définir un premier état d'impédance d'alarme, un dispositif de commande comprenant un circuit de contrôle pour détecter l'état d'impédance du circuit de raccordement et un dispositif pour provoquer un signal d'alarme connecté au circuit de contrôle, le circuit de contrôle excitant le dispositif de démarrage de l'alarme en réponse au premier état d'impédance d'alarme du système. 16 - Système d'alarme selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'enlèvement effectif de l'impédance terminale du circuit de raccordement augmente l'impédance de ce circuit de raccordement pour définir un second état d'impédance d'alarme, le circuit de contrôle excitant le dispositif de démarrage de l'alarme en réponse à ce second état d'impédance d'alarme.