SIGNAL ARRANGEMENT WITH WIRELESS SIGNAL TRANSMISSION BETWEEN A BATTERY-OPERATED SUBSTATION AND A MAINS-OPERATED MAIN STATION

Abstract: 1. An alarm system comprising at least one battery-operated subsidiary station (A) with an alarm (1) and a transmitter (5-8) coupled thereto for wireless signal transmission to a receiver (9) of a main station (B), where the subsidiary station contains a battery-monitoring stage (2) which transmits a signal when it reponds, characterised in that the transmitter (5-8) transmits a continuous signal when the alarm (1) has responded, that the transmitter (5-8) transmits periodic short pulses when the battery-monitoring stage (2) has not responded, and that the main station is mains-operated.

Description: Meldeanlage mit drahtloser SignalÜbertragung zwischen einer batteriebetriebenen Unterstation und einer netzbetriebenen Hauptstation Die Erfindung betrifft eine Meldeanlage mit mindestens einer batteriebetriebenen Unterstation mit einem Melder und einem damit gekoppelten Sender zur drahtlosen SignslUbertragung zu einem EmpfEnger einer Hauptstation, wobei die Unterstation eine Batteriedberwachungsstufe enthält, die bei Ansprechen ein Signal sendet. Eine derartige Meldeanlage ist aus der US-PS 4 056 815 bekannt. Dabei sendet die Unterstation Hochfrequenzsignale, die mit einer ersten Frequenz moduliert werden, wenn der Melder angesprochen hat und die mit einer zweiten, von der ersten abweichenden Frequenz moduliert werden, wenn die Batterieuberwachung angesprochen hat. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass fur die Batterieuberwachung etwa dieselbe Leistung verbraucht wird, wie für die Ubertragung eines Meldesignals. Da die Batterieüberwachung ständig in Betrieb sein muss, ergibt sich daraus eine erhebliche Belastung der Batterie und damit eine verringerte Lebensdauer. Ausserdem können Meldesignale und Batterieüberwachungssignale nur uber verhältnismassig aufwendige Frequenzfilter unterschieden werden. Aus dem Prospekt Jung Multifon,Hausinformationstechnik", ist eine Meldeanlage mit einer netzbetriebenen Unterstation und einer ebenfalls netzbetriebenen Hauptstation bekannt. Die Signalübertragung erfolgt ohne eigene Leitung über das Netz mit einem modulierten Träger. Bei einer nachträglichen Installation können dabei Probleme entstehen, wenn in der Nähe einer Unterstation keine Steckdose zur Verfügung steht. Bei Brandmeldeanlagen muss der Sensor beispielsweise häufig an der Decke oder an einer Wand eines Wohnraumes untergebracht werden. Die dann erforderlichen Leitungen von der Unterstation zur Hauptstation sind im allgemeinen sehr störend. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Meldeanlage der eingangs genannten Art ohne Leitungsverbindung zur Unterstation bei gleichzeitiger hoher Ausfallsicherheit so auszugestalten, dass die für die Unterstation erforderliche Batterie möglichst wenig belastet wird und sowohl Sender als auch Empfänger einfach aufzubauen sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Sender ein Dauersignal sendet, wenn der Melder angesprochen hat, dass der Sender in periodischen Abständen kurze Impulse sendet, wenn die Batterieüberwachungsstufe nicht angesprochen hat und dass die Hauptstation netzbetrieben ist. Dabei werden die Batterie und die Funktionsfähigkeit der Signalverbindung ständig überwacht, so dass die erforderliche hohe iibertragungssicherheit gewahrleistet ist. Durch die kurzen, von der Batterieüberwachungsstufe ausgelösten Impulse wird die Batterie nur wenig belastet. Sowohl das Dauersignal bei Ansprechen des Melders als auch die kurzen Impulse in periodischen Abstanden bei Ansprechen der Batterieüberwachung sind einfach zu realisieren und lassen sich ebenso einfach in der Empfangsstufe wieder unterscheiden. Die Signalübertragung kann mit Infrarotlicht, Ultraschall oder Hochfrequenzwellen erfolgen. Der Sender kann einen Multivibrator mit Blockiereingang aufweisen, wobei der Blockiereingang von der Batterie überwachungsstufe und dem Melder angesteuert wird. Vorteilhafterweise weist der Empfänger der Hauptstation einen Gleichrichter mit einer Diode in einem Längszweig und einem Kondensator in einem Querzweig auf, dem ein erster Schmitt-Trigger zur Batterieüberwachung und ein zweiter Schmitt-Trigger zur Auslösung einer Meldung nachgeschaltet sind, wobei die Zeitkonstante des Gleichrichters so bemessen ist, dass die kurzen Impulse ausreichen, den ersten Schmitt-Trigger auszulösen. Die Hauptstation kann einen Zähler enthalten, der von einem Taktgeber angesteuert und vom ersten Schmitt Trigger zurückgesetzt wird, wobei der Zähler einen Batteriealarm auslöst, wenn sein Zählerstand einen vorgegebenen Wert übersteigt, wobei dieser vorgegebene Wert und die Taktfrequenz des Taktgebers so festgelegt sind, dass der Zählerstand nicht erreicht wird, solange die Unterstation die kurzen Impulse sendet. Damit wird die Batterieüberwachung mit einfachen Mitteln realisiert. Zwischen Gleichrichter und zweitem Schmitt-Trigger kann ein Integrator eingefügt werden. Mit der Zeitkonstante dieses Integrators wird festgelegt, ab welcher Zeitdauer Signale als Meldesignale bewertet werden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben. Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Meldeanlage. Eine Unterstation A steht in drahtloser Verbindung mit einer ihr zugeordneten Hauptstation B. Die von der Hauptstation B empfangenen Signale werden an eine im allgemeinen mehreren Hauptstationen gemeinsame Zentralstation C weitergeleitet, die z.B. eine Meldung auslöst. Die Signalübertragung zwischen Hauptstation B und Zentralstation C kann auf beliebigem Weg, vorteilhafterweise z.B. durch modulierte Signale über das Stromnetz erfolgen. Die Fig. 2 zeigt den Aufbau von Unterstation A und Hauptstation B. Die Unterstation A enthält zur Spannungsversorgung eine Batterie 3. Ein Melder 1 ist aus einem Sensor la, der beispielsweise ein Ultraschallsensor zur Bewegungsmeldung sein kann, und aus einem Umsetzer lb aufgebaut. Sobald der Sensor la z.B. auf eine Bewegung anspricht, steht am Ausgang des Melders 1 ein "l"-Signal an. Eine Batterieüberwachungsstufe enthält einen Komparator 2a, an dessen invertierendem Eingang eine Referenzspannung Uref und an dessen nichtinvertierendem Eingang die Batteriespannung ansteht. Dem Komparator ist ein Taktgeber 2b nachgeschaltet, der z.B. im Minutenabstand einen kurzen Impuls von 20 msDauer sendet, solange an seinem Eingang Signal ansteht. Diese kurzen Impulse werden also gesendet, solange die Spannung der Batterie 3 hoher als die Referenzspannung Uref ist. Dabei ist die Referenzspannung Uref so festgelegt, dass die Batteriespannung mit ausreichender Sicherheit zur Versorgung der Unterstation ausreicht, solange sie über dieser Referenz spannung Uref liegt. Die Ausgange des Taktgenerators 2b und des Signalumsetzers lb sind jeweils mit einem Eingang eines NOR-Gatters 4 verbunden, dessen Ausgang mit einem Blockiereingang eines Multivibrators 5 verbunden ist. Der Multivibrator 5 erzeugt die Ansteuerspannung für die Infrarot-Leuchtdiode 8, sofern an seinem Blok kiereingang kein Signal ansteht. Der Multivibrator 5 schwingt also dann, wenn entweder der Melder 1 angesprochen hat oder die Batterieüberwachungsschaltung einen kurzen Impuls abgibt. Das Ausgangssignal des Multivibrators 5 ist über einen Widerstand 7 der Basis eines Transistors 6 zugeführt, in dessen Emitterstrecke eine Infrarot-Leuchtdiode 8 liegt. Diese Infrarot-Leuchtdiode 8 dient als Sender. Sie sendet ein Dauersignal, wenn der Sensor la angesprochen hat und kurze Impulse, solange die Batteriespannung über der Referenzspannung Uref liegt. Das von der Infrarot-Leuchtdiode 8 ausgesendete Infrarotlicht wird mit der Infrarot-Fotodiode 9 in der Hauptstation B empfangen und mit einem nachgeschalteten Verstärker 11 verstärkt. Mit einem auf die Frequenz des gesendeten Infrarotlichts abgestimmten Bandpassfilter 12, das dem Verstärker 11 nachgeschaltet ist, werden Störsignale abweichender Frequenz eliminiert. Der Ausgang des Bandpassfilters 12 ist über eine Diode 13a mit einem ersten Anschluss eines Kondensators 13b verbunden, dessen zweiter Anschluss an Masse liegt. Damit wird das empfangene Signal gleichgerichtet und geglättet. Das am Kondensator 13b anstehende Signal wird einem Integrator 15 zugeführt. Dieser besteht aus einem Operationsverstärker 15a, der einen Rückkopplungskondensator 15c zwischen Ausgang und invertierendem Eingang aufweist. Der invertierende Eingang ist über einen Widerstand 15b mit dem Kondensator 13b verbunden. Dem Integrator 15 ist ein Schmitt-Trigger 16 nachgeschaltet. Die Ansprechschwelle des Schmitt-Triggers 16 wird erst erreicht, wenn das Eingangssignal solange ansteht, dass der Integrator 15 eine ausreichende Ausgangsspannung erreicht. Damit werden Dauersignale, die zu einer Meldung führen sollen, von kurzzeitigen Signalen unterschieden. Der Schmitt-Trigger 16 liefert also an seinem Ausgang ein "l"-Signal, wenn der Melder 1 angesprochen hat. Der Kondensator 13b ist ausserdem über einen zweiten Schmitt-Trigger 14 mit dem Rücksetzeingang eines Zählers 17 verbunden. Dabei ist die durch den Innenwiderstand des Bandpassfilters 12 und die Kapazität des Kondensators 13b vorgegebene Zeitkonstante so bemessen, dass die durch die Batterieüberwachung ausgelösten kurzen Impulse ausreichen, den Schmitt-Trigger 14 zum Ansprechen zu bringen. Der Takteingang des Zählers 17 ist mit einem Taktgenera- tor 18 verbunden. Bei Erreichen eines festgelegten Zählerstandes steht an einem Ausgang des Zählers 17 ein Signal an. Dieser Zählerstand und die Taktfrequenz des Taktgenerators 18 sind jedoch so bemessen, dass der Zähler 17 über den Schmitt-Trigger 14 durch die von der Batterieüberwachungsschaltung ausgelosten kurzen Impulse immer wieder zurückgesetzt wird, bevor er den vorgegebenen Zählerstand erreicht. Am Ausgang des Zählers 17 steht also nur dann ein "l"-Signal an, wenn die von der Batterieüberwachung ausgelösten kurzen Impulse ausbleiben. d.h. entweder die Batteriespannung zu niedrig wird oder der Ubertragungsweg unterbrochen ist. Am Ausgang des Zählers 17 steht also ein "l"-Signal an, wenn eine Storung der Meldeanlage vorliegt, während am Ausgang des Schmitt-Triggers 16 ein Signal ansteht, wenn der Melder angesprochen hat. Beide Signale können über ein ODER Gatter 19 verknüpft und einer Alarmeinrichtung zugeführt werden. Die weitere Ubertragung, beispielsweise von der Hauptstation B zu einer Zentralstation kann z.B. durch Trägerfrequenzmodulation über eine Netzleitung erfolgen. Die beschriebene Meldeanlage ist also einfach zu installieren, da für die Unterstation keinerlei Verbin- dungsleitungen erforderlich sind. Gleichzeitig wird eine hohe Betriebssicherheit gewahrt, da sowohl die Batterie 3 der Unterstation A als auch der Übertragungsweg zur Hauptstation ständig überwacht werden. 8 Patentansprüche 2 Figuren

Claims: PatentansPruche 1. Meldeanlage mit mindestens einer batteriebetrie- benen Unterstation (A) mit einem Melder (1) und einem damit gekoppelten Sender (5 - 8) zur drahtlosen Signal übertragung zu einem Empfänger (9) einer Hauptstation (6), wobei die Unterstation eine Batterieüberwachungs stufe (2) enthalt, die bei Ansprechen ein Signal sendet, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (5 - 8) ein Dauersignal sendet, wenn der Melder (1) angesprochen hat, dass der Sender (5 - 8 ) in periodischen Abstande kurze Impulse sendet, wenn die Batterieüberwachungsstufe (2) nicht angesprochen hat und dass die Hauptstation netzbetrieben ist. 2. Meldeanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Signalabertra- gung mit Infrarotlicht erfolgt. 3. Meldeanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h gek e n n z e ich n e t , dass die Signalüber tragung mit Ultraschall erfolgt. 4. Meldeanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Signalübertragung mit Hochfrequenzwellen erfolgt. 5. Meldeanlage nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sender (5 - 8) einen Multivibrator (5) mit Blockiereingang aufweist und dass der Blockiereingang von der Batterieüberwachungs- stufe (2) und dem Melder (1) angesteuert wird. 6. Meldeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Empfänger der Hauptstation einen Gleichrichter (13) mit einer Diode (13a) in einem Längszweig und einem Kondensator (13b) in einem Querzweig aufweist, dem ein erster Schmitt-Trigger (14) zur Batterieüberwachung und ein zweiter Schmitt-Trigger (16) zur Auslösung einer Meldung nachgeschaltet sind, wobei die Zeitkonstante des Gleichrichters (13) so bemessen ist, dass die kurzen Impulse ausreichen, den ersten Schmitt-Trigger (14) auszulösen. 7. Meldeanlage nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hauptstation (B) einen Zahler (17) enthält, der von einem Taktgeber (18) angesteuert und vom ersten Schmitt-Trigger (14) zurückgesetzt wird und dass der Zahler (17) einen Batteriealarm auslöst, wenn sein Zählerstand einen vorgegebenen Wert übersteigt, wobei dieser vorgegebene Wert und die Taktfrequenz des Taktgebers (18) so festgelegt sind, dass der Zählerstand nicht erreicht wird, solange die Unterstation (A) die kurzen Impulse sendet. 8. Meldeanlage nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen Gleichrichter (13) und zweitem Schmitt-Trigger (16) ein Integrator (15) eingefügt ist.

Inventors: HAEFELE, GUNTER, DIPL.-ING., Haefele, Günter, Dipl.-Ing.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: G08B29
IPC codes: G08B29