DE19705225A1

DE19705225A1 - Opto-electronic sensor for detecting object in surveillance zone

Info

Publication number: DE19705225A1
Application number: DE1997105225
Authority: DE
Inventors: Manfred Schoenhardt
Original assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1998-08-20

Abstract

The sensor has a transmitter (3) providing a light beam (8) which is reflected by a reflector (10) at the opposite side of a surveillance zone onto a receiver (4). The receiver is coupled to a radio transmission module (11) providing a radio signal representing the reflected light signal received by the receiver, transmitted to a relatively spaced radio reception module (12). The radio transmission module transmits a signal in the 433 MHz band, with the radio reception module coupled to a central evaluation stage (13) for the reflected light signals. The sensor can be formed by a light barrier, a reflected light barrier or by a light scanner.

Description

Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an optoelectronic sensor according to the preamble of claim 1.

Derartige Sensoren können beispielsweise als Lichtschranke, Reflexionslicht schranke oder Lichttaster aus gebildet sein und sind in mannigfaltigen Applika tionen im industriellen Einsatz. Auch im privaten Bereich werden derartige Sen soren beispielsweise als Zugangskontrollsysteme eingesetzt.Such sensors can be used, for example, as a light barrier or reflection light Barrier or light sensor be formed and are in diverse applications ions in industrial use. Such sen sensors used for example as access control systems.

Bei der größten Anzahl dieser Applikationen sind derartige Sensoren über Kabelsysteme an eine zentrale Auswerteeinheit angeschlossen. Dort erfolgt die Auswertung der Signale der einzelnen Sensoren.In the largest number of these applications, such sensors are over Cable systems connected to a central evaluation unit. There is the Evaluation of the signals from the individual sensors.

Insbesondere wenn eine große Anzahl von Sensoren eingesetzt wird, wenn die Sensoren in schwer zugänglichen Bereichen eingesetzt werden müssen oder wenn die Sensoren über große Distanzen getrennt sind, ist der Aufwand der Verkabelung dieser Sensoren sehr groß.Especially when a large number of sensors are used, when the Sensors must be used in areas that are difficult to access or if the sensors are separated over large distances, the effort is the The wiring of these sensors is very large.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine möglichst einfache Installation der Sensoren zu gewährleisten.The object of the invention is to make installation as simple as possible to ensure the sensors.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The features of claim 1 are provided to achieve this object. Advantageous embodiments and expedient further developments of the Erfin tion are described in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist an den Empfänger der optoelektronischen Sensoren ein Funksendemodul angeschlossen. Das Funksendemodul übersendet die am Aus gang des Empfängers anstehenden Empfangssignale in Form von Funksignalen an ein in Abstand angeordnetes Funkempfangsmodul. Die Funksignale können direkt im Funkempfangsmodul ausgewertet werden. Alternativ kann das Funk empfangsmodul an eine Auswerteeinheit angeschlossen sein, so daß die Emp fangssignale in der Auswerteeinheit ausgewertet werden.According to the invention, the receiver of the optoelectronic sensors Radio transmitter module connected. The radio transmitter module transmits the off pending reception signals in the form of radio signals to a radio receiving module arranged at a distance. The radio signals can can be evaluated directly in the radio receiver module. Alternatively, the radio receiving module can be connected to an evaluation unit, so that the Emp Catch signals are evaluated in the evaluation unit.

Durch den Einsatz des Funksende- und des Funkempfangsmodul kann der opto elektronische Sensor drahtlos an eine entfernte Auswerteeinheit angeschlossen werden. Dadurch wird nicht allein der bisher notwendige Verkabelungsaufwand eingespart. Der optoelektronische Sensor ist auf diese Weise auch an schwer zu gänglichen Einbauorten ohne großen Installationsaufwand anbringbar.By using the radio transmitter and the radio receiver module, the opto electronic sensor wirelessly connected to a remote evaluation unit will. This will not only reduce the amount of cabling required until now saved. The optoelectronic sensor is also difficult to handle in this way accessible installation locations can be attached without great installation effort.

Die drahtlose Anschlußmöglichkeit ist insbesondere auch bei Mehrfachanord nungen von Sensoren vorteilhaft einsetzbar.The wireless connection option is particularly also with multiple arrangements Solutions of sensors can be used advantageously.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:The invention is explained below with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 Schematische Darstellung von optoelektronischen Sensoren, wel che drahtlos an eine zentrale Auswerteeinheit angeschlossen sind. Fig. 1 Schematic representation of optoelectronic sensors, which are connected wirelessly to a central evaluation unit.

In Fig. 1 sind zwei optoelektronische Sensoren 1 zum Erfassen von Gegen ständen in einem Überwachungsbereich dargestellt. Die Sensoren 1 können als Lichttaster, Lichtschranken oder Distanzsensoren ausgebildet sein. Im vorliegen den Ausführungsbeispiel sind die Sensoren 1 von identisch ausgebildeten Reflexionslichtschranken gebildet.In Fig. 1, two optoelectronic sensors 1 for detecting objects are shown in a monitoring area. The sensors 1 can be designed as light sensors, light barriers or distance sensors. In the present exemplary embodiment, sensors 1 are formed by identically designed reflection light barriers.

Jeder der optoelektronischen Sensoren 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem ein Sender 3 und ein Empfänger 4, welche an eine Auswerteelektronik 5 ange schlossen sind, integriert sind. Der Sender 3 ist vorzugsweise von einer Leucht diode gebildet, der Empfänger 4 besteht aus einer Photodiode. Die Auswerte elektronik 5 kann aus einer auf einer Leiterplatte angeordneten Schaltungsanord nung bestehen.Each of the optoelectronic sensors 1 has a housing 2 in which a transmitter 3 and a receiver 4 , which are connected to an evaluation electronics 5 , are integrated. The transmitter 3 is preferably formed by a light-emitting diode, the receiver 4 consists of a photodiode. The evaluation electronics 5 can consist of a circuit arrangement arranged on a circuit board.

In der Gehäusewand sind eine Sende- 6 und Empfangsoptik 7 integriert, welche dem Sender 3 bzw. dem Empfänger 4 vorgeordnet sind. Die Sende- 6 und Emp fangsoptik 7 sind jeweils von einer Linse gebildet. Sie fokussieren die vom Sender 3 emittierten Sendelichtstrahlen 8 bzw. die auf den Empfänger 4 auf treffenden Empfangslichtstrahlen 9.A transmitter 6 and receiver optics 7 are integrated in the housing wall and are arranged upstream of the transmitter 3 and the receiver 4 . The transmitting 6 and receiving optics 7 are each formed by a lens. Focus the light emitted by the transmitter 3 transmit light beams 8 or on the receiver 4 impinging received light beams. 9

Das Gehäuse 2 des Sensors 1 ist an einem Rand des Überwachungsbereichs an geordnet. Am gegenüberliegenden Rand des Überwachungsbereichs ist ein Re flektor 10 angeordnet. Die vom Sender 3 emittierten Sendelichtstrahlen 8 treffen bei freiem Strahlengang auf den Reflektor 10 und werden von diesem auf den Empfänger 4 zurückreflektiert. Tritt ein Hindernis in den Strahlengang, so wird der Strahlengang unterbrochen, so daß nur noch eine geringe Lichtmenge auf den Empfänger 4 trifft.The housing 2 of the sensor 1 is arranged on an edge of the monitoring area. At the opposite edge of the monitoring area, a reflector 10 is arranged. The transmitted light beams 8 emitted by the transmitter 3 strike the reflector 10 with a free beam path and are reflected back by the latter onto the receiver 4 . If an obstacle enters the beam path, the beam path is interrupted so that only a small amount of light hits the receiver 4 .

Zweckmäßigerweise erfolgt die Bewertung der vom Ausgang des Empfängers 4 anstehenden Empfangssignale mittels einer Schwellwerteinheit, welche Be standteil der Auswerteelektronik 5 ist. Die Höhe des in der Schwellwerteinheit generierten Schwellwerts ist so gewählt, daß bei freiem Strahlengang das Emp fangssignal oberhalb des Schwellwerts liegt und bei einem Objekteingriff in den Strahlengang unterhalb des Schwellwerts liegt.The received signals from the output of the receiver 4 are expediently evaluated by means of a threshold value unit, which is part of the evaluation electronics 5 . The level of the threshold value generated in the threshold value unit is selected so that the received signal is above the threshold value when the beam path is clear and is below the threshold value when an object intervenes in the beam path.

Der Empfänger 4 eines Sensors 1 ist über die Auswerteelektronik 5 an ein Funksendemodul 11 angeschlossen. Einem Funksendemodul 11 ist in Abstand ein Funkempfangsmodul 12 zugeordnet, welches an eine zentrale Auswerteein heit 13 angeschlossen ist. Die Auswerteeinheit 13 kann von einem Mikroprozes sor, Mikrocontroller oder dergleichen gebildet sein.The receiver 4 of a sensor 1 is connected to a radio transmitter module 11 via the evaluation electronics 5 . A radio transmission module 11 is associated at a distance with a radio reception module 12 , which is connected to a central evaluation unit 13 . The evaluation unit 13 can be formed by a microprocessor, microcontroller or the like.

Prinzipiell kann jeder der Empfänger 4 an ein separates Funksendemodul 12 angeschlossen sein. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind sämtliche Empfänger 4 an ein gemeinsames Funksendemodul 11 angeschlossen. Zum Anschluß der Empfänger 4 weist das Funksendemodul 11 mehrere Ein gänge auf. Das Funksendemodul 11 ist einem Funkempfangsmodul 12 zugeord net.In principle, each of the receivers 4 can be connected to a separate radio transmitter module 12 . In a particularly advantageous embodiment, all receivers 4 are connected to a common radio transmitter module 11 . To connect the receiver 4 , the radio transmitter module 11 has several inputs. The radio transmission module 11 is assigned to a radio reception module 12 .

Das Funksendemodul 11 emittiert Funksignale 14, deren Sendefrequenzen vor zugsweise im 433 MHz Band liegen. Da das Funksendemodul 11 eine breite Abstrahlcharakteristik aufweist, muß das Funksendemodul 11 nicht exakt auf das Funkempfangsmodul 12 ausgerichtet sein, was die Installation weiter ver einfacht.The radio transmitter module 11 emits radio signals 14 , the transmission frequencies of which are preferably in the 433 MHz band. Since the radio transmitter module 11 has a wide radiation pattern, the radio transmitter module 11 does not have to be exactly aligned with the radio receiver module 12 , which further simplifies the installation.

Das Funkempfangsmodul 12 und die Auswerteeinheit 13 können in einem Schaltschrank angeordnet sein, der sich in großer Entfernung, typischerweise bis zu 200 m, von den optoelektronischen Sensoren 1 befindet.The radio reception module 12 and the evaluation unit 13 can be arranged in a control cabinet which is located at a great distance, typically up to 200 m, from the optoelectronic sensors 1 .

Die Funksende- 11 und Funkempfangsmodule 12 bilden einen drahtlosen An schluß der optoelektronischen Sensoren 1 an die Auswerteeinheit 13. Die am Ausgang des Empfängers 4 eines Sensors 1 anstehenden Empfangssignale wer den hierzu über die Auswerteelektronik 5 in das Funksendemodul 11 eingelesen und von dort als Funksignale 14 zum Funkempfangsmodul 12 übertragen und dann in die Auswerteeinheit 13 eingelesen. In der Auswerteeinheit 13 erfolgt zentral die Auswertung aller Empfangssignale aller angeschlossenen Sensoren 1.The radio transmitters 11 and radio receiver modules 12 form a wireless connection to the optoelectronic sensors 1 to the evaluation unit 13 . The reception signals present at the output of the receiver 4 of a sensor 1 are read into the radio transmitter module 11 via the evaluation electronics 5 and from there transmitted as radio signals 14 to the radio receiver module 12 and then read into the evaluation unit 13 . All received signals of all connected sensors 1 are evaluated centrally in the evaluation unit 13 .

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Sensoren 1 von binäre Signale generierenden Reflexionslichtschranken gebildet. Je nachdem, ob der Strahlen gang einer Reflexionslichtschranke frei ist oder nicht, liegt das Empfangssignal oberhalb oder unterhalb des Schwellwerts.In the present exemplary embodiment, the sensors 1 are formed by reflection light barriers that generate binary signals. Depending on whether the beam path of a retro-reflective sensor is free or not, the received signal is above or below the threshold value.

Diese binäre Signalfolge kann im einfachsten Fall direkt als Triggersignal für das an den betreffenden Sensor 1 angeschlossene Funksendemodul 11 ver wendet werden. Liegt das Empfangssignal oberhalb des Schwellwerts, so sendet das Funksendemodul 11 Funksignale 14 einer bestimmten Sendefrequenz. Im anderen Fall sendet das Funksendemodul 11 keine Funksignale 14 aus. Alterna tiv werden vom Funksendemodul 11 Funksignale 14 mit einer bestimmten Sen defrequenz und zwei unterschiedlichen Kodierungen aus gesendet, welche jeweils einem Signalzustand des Empfangssignals entsprechen. Die Dekodierung der Funksignale 14 erfolgt im Funkempfangsmodul 12. In the simplest case, this binary signal sequence can be used directly as a trigger signal for the radio transmitter module 11 connected to the sensor 1 in question. If the received signal is above the threshold value, then the radio transmitter module 11 sends radio signals 14 of a specific transmission frequency. In the other case, the radio transmitter module 11 does not transmit any radio signals 14 . Alterna tively, radio signals 14 are sent from the radio transmitter module 11 with a certain frequency and two different encodings, each of which corresponds to a signal state of the received signal. The radio signals 14 are decoded in the radio reception module 12 .

Sind die optoelektronischen Sensoren 1 als Lichttaster oder als Lichtschranken ausgebildet, so liegen ebenfalls binäre Empfangssignale vor, welche in gleicher Weise wie bei einer Reflexionslichtschranke in das Funksendemodul 11 einge lesen werden können.If the optoelectronic sensors 1 are designed as light sensors or as light barriers, then binary reception signals are also present, which can be read into the radio transmitter module 11 in the same way as with a reflection light barrier.

Ist der optoelektronische Sensor 1 als Distanzsensor ausgebildet, so ist das Empfangssignal von einem einen Analogwert darstellenden Distanzwert gebil det.If the optoelectronic sensor 1 is designed as a distance sensor, the received signal is formed from a distance value representing an analog value.

In diesem Fall weist die Auswerteelektronik 5 des optoelektronischen Sensors 1 vorzugsweise einen Microcontroller auf, über welchen die Sequenzen der Dis tanzwerte in das Funksendemodul 11 eingelesen werden. Dort werden Funksig nale 14 generiert, welchen eine den Distanzwerten entsprechende Kodierung aufgeprägt ist.In this case, the evaluation electronics 5 of the optoelectronic sensor 1 preferably have a microcontroller, via which the sequences of the distance values are read into the radio transmitter module 11 . There, radio signals 14 are generated, to which an encoding corresponding to the distance values is impressed.

Claims

1. Optoelectronic sensor for detecting objects in a monitoring area with a transmitter light emitting transmitter and a receiving light receiving receiver, characterized in that a radio signal ( 14 ) emitting the radio transmitter module ( 11 ) is connected to the receiver ( 4 ), which is connected to the Output of the receiver ( 4 ) sends pending reception signals to a radio reception module ( 12 ) arranged at a distance from the sem.

2. Optoelectronic sensor according to claim 1, characterized in that the radio receiving module ( 12 ) is connected to an evaluation unit ( 13 ) in which the received signals are evaluated.

3. Optoelectronic sensor according to one of claims 1 or 2 characterized by their multiple arrangement, wherein one or more radio receiving modules ( 12 ) are connected to a central evaluation unit ( 13 ).

4. Optoelectronic sensor according to one of claims 1-3, characterized in that the radio transmitter modules ( 11 ) emit radio signals ( 14 ) in the 433 MHz band.

5. Optoelectronic sensor according to one of claims 1-4, characterized ge indicates that this is from a light barrier, from a reflection light barrier or is formed by a light sensor.

6. Optoelectronic sensor according to one of claims 1-4, characterized ge indicates that this is formed by a distance sensor.