[0001] Die Erfindung betrifft eine Meldeanlage mit mindestens einer batteriebetriebenen
Unterstation mit einem Melder und einem damit gekoppelten Sender zur drahtlosen Signalübertragung
zu einem Empfänger einer Hauptstation, wobei die Unterstation eine Batterieüberwachungsstufe
enthält, die bei Ansprechen ein Signal sendet.
[0002] 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 Batterieüberwachung angesprochen hat. Diese Anordnung
hat jedoch den Nachteil, daß für die Batterieüberwachung etwa dieselbe Leistung verbraucht
wird, wie für die Übertragung 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 über verhältnismäßig aufwendige Frequenzfilter unterschieden werden.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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 Ubertragungssicherheit
gewährleistet 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 Abständen bei Ansprechen der
Batterieüberwachung sind einfach zu realisieren und lassen sich ebenso einfach in
der Empfangsstufe wieder unterscheiden.
[0006] Die Signalübertragung kann mit Infrarotlicht, Ultraschall oder Hochfrequenzwellen
erfolgen.
[0007] Der Sender kann einen Multivibrator mit Blockiereingang aufweisen, wobei der Blockiereingang
von der Batterieüberwachungsstufe und dem Melder angesteuert wird.
[0008] 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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 und 2
beschrieben.
[0012] Fig. l 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.
[0013] 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 "1"-Signal an.
[0014] Eine Batterieüberwachungsstufe enthält einen Komparator 2a, an dessen invertierendem
Eingang eine Referenzspannung U
ref 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 "1"-Signal ansteht. Diese kurzen
Impulse werden also gesendet, solange die Spannung der Batterie 3 höher als die Referenzspannung
U
ref ist. Dabei ist die Referenzspannung U
ref so festgelegt, daß die Batteriespannung mit ausreichender Sicherheit zur Versorgung
der Unterstation ausreicht, solange sie über dieser Referenzspannung U
ref liegt. Die Ausgänge 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 Blokkiereingang kein "l"-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 U
ref liegt.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] Der Takteingang des Zählers 17 ist mit einem Taktgenerator 18 verbunden. Bei Erreichen
eines festgelegten Zählerstandes steht an einem Ausgang des Zählers 17 ein "1"-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
ausgelösten kurzen Impulse immer wieder zurückgesetzt wird, bevor er den vorgegebenen
Zählerstand erreicht. Am Ausgang des Zählers 17 steht also nur dann ein "1"-Signal
an, wenn die von der Batterieüberwachung ausgelösten kurzen Impulse ausbleiben. d.h.
entweder die Batteriespannung zu niedrig wird oder der Übertragungsweg unterbrochen
ist. Am Ausgang des Zählers 17 steht also ein "1"-Signal an, wenn eine Störung 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.
[0019] Die beschriebene Meldeanlage ist also einfach zu installieren, da für die Unterstation
keinerlei Verbindungsleitungen 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.
1. Meldeanlage mit mindestens einer batteriebetriebenen Unterstation (A) mit einem
Melder (1) und einem damit gekoppelten Sender (5 - 8) zur drahtlosen Signalübertragung
zu einem Empfänger (9) einer Hauptstation (B), wobei die Unterstation eine Batterieüberwachungsstufe
(2) enthält, 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 Abständen kurze Impulse sendet, wenn die Batterieüberwachungsstufe
(2) nicht angesprochen hat und daß die Hauptstation netzbetrieben ist.
2. Meldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Signalübertragung
mit Infrarotlicht erfolgt.
3. Meldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Signalübertragung
mit Ultraschall erfolgt.
4. Meldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Signalübertragung
mit Hochfrequenzwellen erfolgt.
5. Meldeanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Sender (5 -
8) einen Multivibrator (5) mit Blockiereingang aufweist und daß der Blockiereingang
von der Batterieüberwachungsstufe (2) und dem Melder (1) angesteuert wird.
6. Meldeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , 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, dadurch gekennzeichnet , daß die Hauptstation (B)
einen Zähler (17) enthält, der von einem Taktgeber (18) angesteuert und vom ersten
Schmitt-Trigger (14) zurückgesetzt wird und daß der Zähler (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, ddadurch gekennzeichnet , daß zwischen Gleichrichter
(13) und zweitem Schmitt-Trigger (16) ein Integrator (15) eingefügt ist.