DE3213479A1 - INFRARED BASED CONTROL DEVICE - Google Patents
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Abstract
Description
Steuervorrichtung auf InfrarotbasisInfrared based control device
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.The invention is based on a control device based on infrared with a transmitter for generating an infrared frequency wave by means of an oscillator and with a receiver of the frequency wave, which with a converter as a processor the signals of the receiver output interacts. Infrared control devices, that work with a frequency wave are widely known. This is how it is, for example known to turn a television on and off via an infrared frequency wave and via different frequencies programmed by individual buttons on the transmitter also to achieve a switching of the individual television channels. Since such controls have a relatively high energy consumption, they are predominantly through replaces other means of carrier such as lasers, ultrasound, etc. It is here also always with devices that are manufactured in large series working at the same frequency.
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.In contrast, the invention is based on the object one To develop control device of the type mentioned, which is used in security systems can be used, i.e. in systems with different protection.
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.This object is achieved according to the invention in that the infrared frequency wave serves as a base carrier for control signals, which in the transmitter according to a defined key encoded and decoded by the receiver, and that the transducer as a transmitter Locking system works with preferably electrical control elements.
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.In such a control device, the frequency wave can through at least one second oscillator signal frequencies are modulated on. Also can Transmission time limits are formed as control signals by a time calibrator. The "key" is formed by an encoder in the transmitter, which is then generated by a corresponding Decoder in the receiver is decrypted, using every conceivable combination Time signal and frequency signal can be encrypted and decrypted again.
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.In contrast to the known wireless controls, the infrared control has the great advantage that they are almost completely insensitive to the weather is, i.e. that environmental influences hardly have a disruptive effect, which is particularly great It is important if such a system is subject to environmental influences. this applies not only for the range of different temperatures, but also for Humidity or electrical charges in the air. In addition, is also such an infrared control insensitive to any environmental influences like sound. For example, it is known that in ultrasound-controlled garage doors due to ultrasound waves of the environment that are mostly indeterminable Unwanted garage doors open automatically. This also applies to controls on the electrical Transmission range, such as shortwave.
Auch hier können meist kaum bestimmbar Kurzwellen auftreten, die eine Steuerung aktivieren.Here, too, shortwaves can usually hardly be determined, the one Activate control.
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.The main advantage, however, is that infrared is used as the carrier element as described at the beginning in a wide variety of ways - time and frequency code extremely variable and complicated code can be entered without this can be determined by third parties. The encryption variations go well in the Faculty area, so that even the most skilful burglar can only do something by chance Determining the code can unlock such a secured lock. For example also the order of differently calibrated signals is different Frequency can be set arbitrarily, with different frequencies at the same time are modulatable. The great advantage of such a system is also that that all possible additional units can be switched on. So it is possible to have a automatic recorder to record all processes that take place with the lock, which can be important for locks for bank vaults, for example. as Such a lock system can also be linked to a certain time rhythm so that, for example, from a certain time an assigned lock can only be opened with a very special code. An extremely important benefit is that the main unit of the system is the stationary receiver and that the transmitter can be transported as a key with minimal dimensions without any problems and can be passed on.
Vorteilhafterweise wird im Niederfrequenzbereich gearbeitet, um dadurch in einen unempfindlicheren Bereich zu kommen.It is advantageous to work in the low frequency range in order to thereby to get into a less sensitive area.
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.According to one embodiment of the invention, the transmitter is made of cast resin poured in, so that exposure of the transmitter parts also destroys the code brings with it. The locking system can also be combined with an alarm system, so that the sending of a non-programmed signal by, for example, an intruder leads to the activation of the alarm system.
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.According to the invention it is also possible to have a decoder in the receiver Form an IC downstream, so that when trying to use a noise generator To determine the opening code, exactly the opposite is achieved.
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.When used for locks that require a particularly high level of security two transmitters and two receivers can be used to operate the locking system - for example in bank vaults - with the output values of the decoder in a Decoder comparators must be compared before the converter of the locking system can work.
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.Especially in the area of bank vaults, where the effort for the locks as well as the security system is extremely high, can be through find a clever combination of a lock and surrounding area security that is in your Unit is unique. Images and sound barriers can also be added here in a simple manner built in as well as time rhythms and process recorders.
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.According to a particularly advantageous embodiment of the invention the control device applied in the locking system of a motor vehicle. Here the locking system can work as a central locking system. The transmitter can simultaneously to unlock the ignition lock, i.e. serve as an ignition key by inserting it into a is positioned accordingly in the dashboard.
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.Such a sensor can provide additional security at the door lock must be coupled, i.e. the "ignition key" only works when the door lock is also unlocked. This can be important if, for example The intruder got into the vehicle via a convertible or a broken window.
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.Last but not least, such a control device can be used as a locking system serve a house. Codes can be different for the various locks Programs are used, for example, but also programs of different Increase. For example, with a more general program, the front door can be opened, with an activated program, first the apartment door and possibly via one further program any special locks in the apartment. So can be set up a graduation in banks or the like with extraordinary security, for example that with a first code the entrance of the bank, with a second any desks and then a safe can be opened with a third person.
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.The individual application options mentioned above as well the devices used for this, which are mostly known per se, are in the combination unusual and inventive in each case. This also applies to the application for example at a so-called ATM, in which in addition to the code of the sender a personal number is entered.
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.Four embodiments of the subject of the invention are schematic shown in the drawing and will be explained in more detail below. Show it: 1 shows the simple element structure of the transmitter and receiver, FIG. 2 shows the application for two electronic keys, 3 shows the infrared transmission via fiber optics and FIG. 4 the application in a house locking system.
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.As shown in Fig. 1 in a block diagram, in a Transmitter generated via an infrared oscillator 1, an infrared carrier frequency which is a key frequency, particularly in the low frequency range, via an oscillator 2 is modulated. This output is used in an amplifier and time calibrator 3 further modulated, so that an extremely varied program via a transmitter diode 4 can be sent.
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.It is possible that, depending on the design, the: encoder 2 and 3 several different time programs with a variety of frequency programs can be sent. Several different frequencies can be used at the same time be entered so that one can ask for the different options of the program comes to the faculty area.
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.A receiver is assigned to this transmitter, which has an infrared sensor 5 receives the transmission signal from the transmission diode 4. This signal then becomes a Filter 6 entered, which only has a very specific frequency, for example in the low frequency range, lets through. The reaction takes place only for a certain frequency in the infrared range. The carrier frequency and the NS frequency must therefore match exactly. Thereafter the filtered signal is amplified several times in an amplifier 7.
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.The signal then passes from the amplifier to a frequency decoder 8th; which in turn only reacts to the programmed frequencies. This frequency decoder is upstream or downstream of a time decoder through which the entered Time program is registered. So it is quite possible that within a calibrated Transmission time between 1 to 20 certain frequencies that exactly on each other are coordinated, are programmed one above the other. Then comes from the time decoder 9 the key signal to the switching unit 10, which has an electrical one, if it is allowed through Activates converter, for example a magnetically operated bolt of a lock.
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.The receiver "only works" 2 if the program of the Transmitter matches the program of the receiver. Since it is an electric System, a false signal as such can also be picked up at each switching point and fed to an alarm system or other electrical system will.
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.The circuit diagram shown in Fig. 2 is about the security system, which can only be unlocked with two electronic keys. Here are two Transmitter 11 is provided, to which two receivers 12 are assigned.
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.Each station has a different program, but each one A corresponding receiver 12 is assigned to the transmitter 11. The output variables of the Receivers 12 are checked in a decoder comparator 13. If the statement is positive the switching signal is then passed on to a switching unit 14, which then the converter drives.
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. 3 it is shown how such a system also constructively conditional gap between, for example, door and frame can work. The signals reach the door gap 16 from a transmitter (not shown) via glass fibers 15 and are each over the: ends of the glass fiber 15 opposite ends of Glass fibers 17 forwarded to the IR sensors 18. Here it is possible that an integer number of glass fibers are used, so that also one whole number of sensors 18 are connected to a decoder 19. With a security system can therefore only a small part of the large number of optical fibers, as here for example three glass fibers 20 are used for the shipment, namely by only using these three glass fibers 20 current signals are further processed in a downstream receiver 21. However, signals that run over the other optical fibers are in the decoder 19 directed to trigger an alarm system 22.
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.In Fig. 4, the application in a house system is in a circuit diagram shown. A transmitter 23 has three different codes. Are assigned to this Transmitter 3 different locks, for example the receiver 24 as a garden and Front door lock, the receiver 25 as a garage door lock and the receiver 26 as an apartment door lock. The transmitter can send a modulated low frequency here, for example its frequency changes twelve times per broadcast broadcast. The receiver 24 "understands" the frequency change from zero to three, the receiver 25 the frequency change from Zero to six and the receiver 26 the frequency changes from zero to twelve. Here Note that receiver 26 is six times more secure than receiver 24, although the same key was used in each case.
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