Домашняя система безопасности Российский патент 2019 года по МПК E06B7/30 

Объектом изобретения является домашняя система безопасности. Изобретение имеет практическое применение в секторе безопасности и более конкретно в частной безопасности или безопасности жилища в домах, причем его главной целью является обнаружение проникновения через дверь, окно или забор, хотя оно может быть использовано и в других местах, таких как стены или стена.

Уровень техники

В настоящее время в области частной безопасности для внутренних помещений используются различные типы устройств, способных обнаруживать проникновения в дом или подобное. Среди различных типов устройств обнаружения имеются следующие:

a) Объемные датчики, которые обнаруживают изменения в объеме измерительной области и переводят их в обнаружение движения.

b) Датчики открывания двери, которые обнаруживают, когда дверь или окно открывается или закрывается.

c) Инфракрасные барьерные датчики, которые обнаруживают прохождение объекта между их передатчиками и приемниками.

d) Датчик вибрации или разбития стекла, который обнаруживает вибрацию в кристаллах, когда они подвергаются ударам или терпят разрушение.

Все эти устройства имеют то общее, что они установлены внутри дома. Поэтому они не обеспечивают превентивной безопасности, поскольку способны обнаруживать проникновение только тогда, когда оно уже произошло. Поэтому это является не превентивной системой безопасности, а системой оповещения или сигнализации о событиях. С другой стороны, как объемные датчики, так и инфракрасные барьерные датчики не могут различать типы движущихся объектов или различные движения, которые происходят в пределах диапазона действия.

Чтобы избежать этих проблем, наилучшим решением являются датчики электростатического поля. Однако большинство документов основаны на неуправляемых сигналах и на косвенной оценке емкости в зависимости от изменения резонансной частоты сигнала и/или его импеданса.

Например, документ ES 2152335 Т3 описывает детекторное устройство, подключенное к антенне, для обнаружения небольших емкостных изменений в электрическом или электромагнитном поле вокруг антенны, причем упомянутое устройство содержит: генерирующее средство для генерирования электрического или электромагнитного поля вокруг упомянутой антенны; средство балансировки для поддержания электрического или электромагнитного поля вокруг упомянутой антенны в сбалансированном состоянии; фильтрующее средство для предотвращения воздействия на детекторное устройство изменения температуры или влажности; средство обнаружения для обнаружения небольших изменений генерируемого электрического или электромагнитного поля вокруг упомянутой антенны; и средство индикации для указания на то, что произошло изменение электрического или электромагнитного поля, при этом генерирующее средство представляет собой генератор прямоугольной волны с частотой между 50 Гц и 5000 Гц, и не изменяющаяся прямоугольная волна от упомянутого генератора и прямоугольная волна, емкостно изменяющаяся под воздействием поля, окружающего антенну, подаются на усилитель для усиления их разницы.

Благодаря этому детекторному устройству получают систему безопасности в первой зоне присутствия, указывающую на то, что нарушитель приблизился к защищенному объекту на расстояние между 100 и 150 см; второй зоне присутствия, указывающей на то, что нарушитель приблизился к защищенному объекту на расстояние 30 см, и третьей зоне присутствия, указывающей на то, что нарушитель почти вступает в контакт с защищенным объектом.

Следовательно, в этом изобретении создается прямоугольная волна, причем в зависимости от изменения частоты этой волны может быть рассчитана соответствующая емкость. Этот сигнал создает магнитное поле в проводнике, которое не подчиняется управлению, т.е. его силовые линии простираются во все направления и вдобавок претерпевают изменения в зависимости от температуры, влажности или других условий, поэтому необходимо устранить эти проблемы.

В общем, ни один из документов в современном уровне техники не описывает систему, способную измерять возмущение в отдельной антенне, а затем вывести присутствие человека, отличая его от животного или птицы, посредством измерения самого возмущения на упомянутой одиночной антенне. Такое обнаружение возмущения также связано с изменением топологии схем, используемых вместо решений с передатчиками и датчиками (как в документах US 2004090234 и US 5914610).

Описание изобретения

Целью настоящего изобретения является домашняя система безопасности, способная измерять возмущения, возникающие в электростатическом поле вокруг зонда, который действует как электрод или антенна, из-за присутствия человека поблизости от него. Это электростатическое поле также переориентируется управляемым образом посредством экранирования области нежелательных излучений, чтобы фокусировать свое влияние на определенной области. Кроме того, датчик может на основе величины изменения отличать людей от других живых существ или материальных объектов. Все это соответствует прилагаемым пунктам формулы изобретения, которые включены в настоящий документ посредством ссылки.

Изобретение основано на способности датчика - цели изобретения измерять изменения в электростатическом поле, существующем вокруг одного проводящего элемента, в случае использования в изобретении коаксиального кабеля, который действует как зонд или антенна, когда указанное поле подвергается воздействию заряженного тела, например тела человека.

Тело человека, как и любой другой существующий объект, имеет свои электрические характеристики, зависящие от материалов, плотности, объема, температуры и проводимости. Различия в потенциале между различными объектами приводят к электростатическим взаимодействиям от одного объекта к другому, когда они вступают в контакт или находятся близко друг к другу. Этот эффект используется датчиком, обеспечивающим непрерывное измерение колебаний, которые упомянутое поле вызывает в соединенной с ним электронной цепи. Эта цепь, благодаря изменениям величины поля, способна различать разные типы тел или объектов и отличать присутствие человека от присутствия другого материала или животного. Действительно, при непрерывном измерении емкости формируется электрическое поле, генерируемое на антенне и посредством бесконечных линий поля, а процессор, подключенный к нему, позволяет определять объем и плотность материала, который создает флуктуацию поля на антенне.

Изобретение применяется к системам безопасности в домах, что дает возможность превентивно обнаруживать проникновения в дверях, окнах и заборах или стенах, т.е. обеспечивает способность обнаружения еще до того, как происходит проникновение.

Повсеместно в описании и формуле изобретения слово «содержит» и его варианты не предназначены для исключения других технических признаков, добавлений, компонентов или шагов. Для специалистов в данной области техники преимущества и характеристики изобретения станут понятны частично из описания и частично из практики применения изобретения. Следующие примеры и чертежи приводятся в качестве иллюстрации и не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Кроме того, настоящее изобретение охватывает все возможные комбинации конкретных и предпочтительных вариантов осуществления, указанных в настоящем документе.

Краткое описание чертежей

Далее следует краткое описание ряда чертежей, которые помогают обеспечить лучшее понимание изобретения и прямо связаны с вариантом осуществления упомянутого изобретения, представленного в качестве его неограничивающего примера.

Фиг. 1 - Общая схема двери с неинтегрированной системой безопасности.

Фиг. 2 - Схематическая деталь двери на фиг. 1.

Фиг. 3 - Общая схема двери с интегрированной системой безопасности.

Фиг. 4 - Общая схема окна с неинтегрированной системой безопасности.

Фиг. 5 - Общая схема окна с интегрированной системой безопасности.

Фиг. 6 - Общая схема внутреннего ограждения с интегрированной системой.

Фиг. 7 - Общая схема внешнего ограждения с неинтегрированной системой.

Фиг. 8 - Структурная схема датчика в соответствии с изобретением.

Подробное описание изобретения

Целью изобретения является домашняя система безопасности, содержащая, взаимозаменяемо, дверь, окно, стену или любое из вышеперечисленного в комбинации. Ниже приведено подробное описание каждого из конкретных вариантов осуществления частей, которые составляют систему согласно изобретению.

Вариант осуществления двери с неинтегрированной системой безопасности

На фиг. 1 и 2 показан вариант осуществления, который в настоящее время развивает концепцию неинтегрированной умной двери {non-integrated Smart door), состоящую в предоставлении доступа к дверям с необходимой электроникой (на основе технологий управляемого магнитного поля с дополнительной электроникой), для того, чтобы упомянутая дверь могла сама обнаруживать присутствие людей поблизости от нее и фотографировать такие лица (в превентивной форме, т.е. когда они все еще находятся за пределами дома), когда они находятся в границах радиуса близости, заранее заданного пользователем. Эта электроника станет дополнительным элементам двери.

Изделие образовано в целом следующим (см. фиг. 1 и фиг. 2):

- Электронный глазок со встроенной камерой (1). Камера может иметь высокое или низкое разрешение в зависимости от модели и может иметь оптику с диафрагмой от 60 до 140 градусов в зависимости от модели. Этот глазок может содержать в топовой модели микрофон для аудиозахвата.

- ЖК-дисплей (2) для визуализации изображений в реальном времени. Эта схема будет содержать цепь проводной или беспроводной связи с датчиком. Экран может быть жидкокристаллическим (LCD) или светодиодным (LED) с сенсорным интерфейсом или без него в зависимости от модели. Этот дисплей в топовых моделях может иметь динамики для воспроизведения звуков, поступающих от микрофона, указанного в предыдущем абзаце.

Датчик (3) управляемого магнитного поля, как описано в PCT/ES 2014/070719, расположенный на поверхности двери вблизи ручки. Эта схема будет содержать цепь проводной или беспроводной связи для связи с дисплеем/глазком. Датчик может иметь акселерометр или инклинометр, который позволяет обнаруживать движение двери. Датчик может включать в себя схему персональной идентификации для идентификации пользователей и подавления предупреждающих сигналов в процессе входа и выхода. В этом случае антенна датчика может быть прикреплена к двери в любом положении, например внутри коробки.

- Оба элемента, датчик и электронный глазок, а также дисплей будут питаться от аккумуляторных батарей.

С одной стороны, глазок и дисплей могут использоваться независимо от датчика, так что устройство может отображать изображения или видео того, что происходит с другой стороны двери, где установлена система. Для этого устройство оснащено ЖК-дисплеем и кнопкой, которая будет включать и выключать систему.

С другой стороны, имеется датчик-глазок с комбинированной функциональностью, в котором датчик управляемого магнитного поля измеряет на частоте измерения, заранее заданной пользователем, и когда он обнаруживает присутствие человека, он посылает предупреждение о присутствии вместе с изображениями, сделанными камерой. Как количество полученных изображений, так и пороги обнаружения могут быть запрограммированы пользователем.

Датчик будет оснащен цепью связи, которая может быть проводной или беспроводной и которая будет использоваться как средство для отправки предупреждений и изображений в центральную систему, которая может быть физическим устройством или облаком, для последующего просмотра и управления с мобильного терминала (телефона или планшета) или персонального компьютера.

Вариант осуществления двери с интегрированной системой безопасности

В случае интегрированной умной двери (integrated smart door), как показано на фиг. 3, функциональность системы такая же, как и в предыдущем случае, с той разницей, что все элементы будут интегрированы в саму дверь, без работы по установке пользователем, и датчик будет электрически подключен к металлической части двери, которая в этом случае будет действовать как электрод отдельной антенны, посредством которой можно было бы измерять возмущения. В этом случае система может питаться от аккумуляторных батарей или напрямую от источника питания в зависимости от модели и заказчика.

Работа будет какой же, как и в предыдущем случае, с возможностью просмотра изображения или видео на дисплее после предшествующей активации кнопкой и обнаружения системой присутствия людей и предупреждения посредством прикрепленных сигнальных устройств, а также изображений и предупредительных сигналов.

Вариант осуществления окна с неинтегрированной системой безопасности

Концепция неинтегрированного умного окна (non-integrated smart window) (фиг. 4) представляет собой ту же концепцию, что и дверь, но без дисплея. Поэтому она состоит в обеспечении окон электроникой, необходимой для обнаружения присутствия человека поблизости от них с помощью датчиков управляемого магнитного поля и камеры, которая может делать фотографии или видео, когда датчик обнаруживает присутствие и переходит в режим предупреждения.

Изделие образовано в целом следующим:

- Камера, которая может быть высокого или низкого разрешения в зависимости от модели и может иметь оптику с апертурами от 60 до 140 градусов в зависимости от модели.

Датчик управляемого магнитного поля в соответствии с PCT/ES 2014/070719, расположенный на поверхности окна. Эта схема будет содержать цепь проводной или беспроводной связи для связи с камерой. Датчик может иметь акселерометр или инклинометр, который позволяет обнаруживать движение окна. Датчик может содержать схему персональной идентификации для идентификации пользователей и подавления предупреждающих сигналов при открытии окна.

- Оба элемента, датчик и камера, будут питаться от аккумуляторных батарей.

Датчик управляемого магнитного поля выполняет измерения на частоте измерения, заранее заданной пользователем, и когда он обнаруживает присутствие человека, он отправляет предупреждение о присутствии вместе с изображениями, сделанными камерой. Как количество полученных изображений, так и пороги обнаружения могут быть запрограммированы пользователем.

Датчик будет оснащаться цепью связи, которая может быть проводной или беспроводной, которая будет использоваться как средство для отправки предупреждений и изображений в центральную систему, которая может быть физическим устройством или облаком для последующего просмотра и управления с мобильного терминала (телефона или планшета) или персонального компьютера.

Вариант осуществления окна с интегрированной системой безопасности

В случае интегрированного умного окна (integrated smart window) (фиг. 5) функциональность системы такая же, как и в случае неинтегрированного окна (фиг. 4) с той разницей, что все элементы будут интегрированы в само окно, без работы по установке пользователем. Поэтому металлические части окна - это те, которые электрически соединены с датчиком, образуя собственный электрод антенны, посредством которого датчик измеряет возмущения. В этом случае система может питаться от аккумуляторных батарей или напрямую от источника питания в зависимости от модели и заказчика. Работа будет такой же, как и в предыдущем случае.

Вариант осуществления стены или внутреннего ограждения с интегрированной системой безопасности

Для решений с внешним периметром разработана концепция «Умная стена» («Smart Wall») с интегрированными и неинтегрированными версиями, как в предыдущих случаях. В этом случае решение состоит во включении в состав стены электроники с датчиками управляемого магнитного поля и одним или более электродами (хотя каждый электрод является приемно-передающей антенной), установленными посредством липкой ленты (фиг. 6), чтобы создать зону обнаружения на внешней стороне стены с радиусом около 1 м (часть, ориентированная по направлению к внутренней части стены, будет экранирована). Таким образом, датчик способен обнаруживать присутствие человека в непосредственной близости от стены, уменьшая вероятность кражи через сквозное отверстие в стене или подобного.

Изделие образовано в целом следующим (см. фиг. 6):

- Датчик управляемого магнитного поля, расположенный на поверхности стены. Эта схема будет содержать цепь проводной или беспроводной связи для связи с центральной системой. Датчик может содержать схему персональной идентификации для идентификации пользователей и подавления предупреждающих сигналов, когда необходимо.

- Электрод(-ы) из клеящего материала с максимальной длиной 10 метров, который служит элементом генерации и измерения магнитного поля. Электрод будет сформирован на гибкой и клеевой основе и будет состоять из металлических сплавов.

- Он питается от аккумуляторных батарей или источника питания.

Датчик (3) управляемого магнитного поля измеряет на частоте измерения, заранее заданной пользователем, и когда он обнаруживает присутствие человека, он отправляет предупреждение о присутствии. Датчик оснащен цепью связи, которая может быть проводной или беспроводной, которая будет использоваться как средство для отправки предупреждений и изображений в центральную систему, которая может быть физическим устройством или облаком, для последующего просмотра или управления с мобильного терминала (телефона или планшета) или персонального компьютера.

Вариант осуществления стены или внешнего ограждения с интегрированной системой безопасности

Для решений с внешним периметром разработана концепция «Умная внешняя стена» («Smart Outer Wall») с интегрированными и неинтегрированными версиями, как в предыдущих случаях. В этом случае решение состоит во включении в состав стены электроники с датчиками управляемого магнитного поля и одного и более электродов, чтобы создать зону обнаружения на внешней и внутренней сторонах стены с радиусом около 1 м. Таким образом, датчик способен обнаруживать присутствие человека в непосредственной близости от стены, уменьшая вероятность проникновения или попытки вредительства.

Изделие образовано в целом следующим (см. фиг. 7):

- Датчик управляемого магнитного поля, расположенный на поверхности стены. Эта схема будет содержать цепь проводной или беспроводной связи для связи с центральной системой. Датчик может содержать схему персональной идентификации для идентификации пользователей и подавления предупреждающих сигналов, когда необходимо.

- Электрод(-ы) с максимальной длиной 10 метров, который служит элементом генерации и измерения магнитного поля.

- Элементы будут питаться от аккумуляторных батарей или от источника питания.

Датчик (3) управляемого магнитного поля измеряет на частоте измерения, заранее заданной пользователем, и когда он обнаруживает присутствие человека, он отправляет предупреждение о присутствии. Датчик оснащен цепью связи, которая может быть проводной или беспроводной, которая будет использоваться как средство для отправки предупреждений и изображений в центральную систему, которая может быть физическим устройством или облаком, для последующего просмотра и управления с мобильного терминала (телефона или планшета) или персонального компьютера.

Датчик (3) управляемого магнитного поля

Датчик управляемого магнитного поля является датчиком, описанным в документе PCT/ES 2013/070719. Однако на фиг. 8 представлен альтернативный вариант осуществления упомянутого датчика. Как можно видеть на фиг. 8, датчик электростатического поля содержит антенну (4), состоящую из электрода, который в то же самое время является передатчиком и приемником (приемно-передающий электрод), и эта антенна (4), используется во всех из вышеупомянутых вариантов осуществления, хотя в некоторых случаях она соединена с металлическими частями двери или окна (варианты осуществления на фиг. 3, 5 и 6). Следует учитывать, что в некоторых вариантах осуществления несколько антенн могут существовать одновременно параллельно, хотя каждая из них сохраняет особенность, заключающуюся в том, что она является передатчиком и приемником в одно и то же время.

Однако датчик управляемого магнитного поля также содержит схему генерации и измерения поля, предпочтительно схему тюнера с рабочей частотой менее 5 МГц, имеющую RLC-цепь и цепь стабилизации фазы. Сигнал, принятый антенной, после измерения проходит через стадию фильтрации, а затем упомянутый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь, который, в свою очередь, подключен к процессору, выполненному с возможностью обнаруживать изменения в электростатическом поле, создавая вид трехмерной карты с такими изменениями, с возможностью определять объем и плотность объекта, который вызвал упомянутое изменение. Этот процессор, в свою очередь, подключен к радиочастотной схеме, которая излучает шифрованный сигнал к коммутатору или внешней интегрированной системе наблюдения, которая управляет всей установкой. Схема завершается памятью для хранения данных.

Домашняя система безопасности, установленная в ограждении, окне или двери и содержащая датчик (3) управляемого магнитного поля, соединенный с антенной (4), выполненной в виде отдельного электрода таким образом, что упомянутый датчик измеряет возмущения магнитного поля вокруг упомянутой антенны, при этом датчик управляемого магнитного поля выполнен с возможностью обнаруживать возмущение в магнитном поле, выявляемое его антенной, устанавливать присутствие человека в зависимости от мощности возмущения и отправлять предупреждение о присутствии человека. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Дверь, содержащая: электронный глазок со встроенной камерой (1); дисплей (2) и датчик (3) управляемого магнитного поля, соединенный с антенной (4), выполненной в виде отдельного электрода таким образом, что упомянутый датчик измеряет возмущения магнитного поля вокруг упомянутой антенны, при этом датчик управляемого магнитного поля выполнен с возможностью обнаруживать возмущение магнитного поля, выявляемое его антенной, устанавливать присутствие человека в зависимости от мощности возмущения и отправлять предупреждение о присутствии человека вместе с изображениями, сделанными камерой.

2. Дверь по п. 1, в которой антенна (4) электрически соединена по меньшей мере с металлической частью, которая объединяет дверь.

3. Дверь по п. 1 или 2, содержащая инклинометр.

4. Дверь по любому из пп. 1-3, содержащая акселерометр.

5. Окно, содержащее встроенную камеру (1) и датчик (3) управляемого магнитного поля, соединенный с антенной (4), выполненной в виде отдельного электрода таким образом, что упомянутый датчик измеряет возмущения магнитного поля вокруг упомянутой антенны, при этом датчик управляемого магнитного поля выполнен с возможностью обнаруживать возмущение магнитного поля, выявляемое его антенной, устанавливать присутствие человека в зависимости от мощности возмущения и отправлять предупреждение о присутствии человека вместе с изображениями, сделанными камерой.

6. Окно по п. 5, в котором отдельная антенна электрически соединена по меньшей мере с металлической частью, которая объединяет окно.

7. Окно по п. 5 или 6, содержащее инклинометр.

8. Окно по любому из пп. 5-7, содержащее акселерометр.

9. Архитектурное ограждение, содержащее датчик (3) управляемого магнитного поля, соединенный с антенной (4), выполненной в виде отдельного электрода таким образом, что упомянутый датчик измеряет возмущения магнитного поля вокруг упомянутой антенны (4), при этом электрод изготовлен из адгезивного материала, имеет максимальную длину 10 метров и выполнен в виде элемента генерации и измерения магнитного поля, соединенного с датчиком управляемого магнитного поля, причем электрод сформирован на гибкой основе и состоит из металлических сплавов; а датчик управляемого магнитного поля выполнен с возможностью обнаруживать возмущение в магнитном поле, выявляемое по меньшей мере одной антенной, и устанавливать, имеется ли присутствие человека, в зависимости от мощности возмущения и отправлять предупреждение о присутствии человека.

10. Архитектурное ограждение по п. 9, в котором электроды интегрированы в него.

11. Архитектурное ограждение по п. 9 или 10, являющееся наружным ограждением.

12. Архитектурное ограждение по п. 9 или 10, являющееся внутренним ограждением.

13. Домашняя система безопасности, содержащая по меньшей мере дверь по любому из пп. 1-4, и/или окно по любому из пп. 5-8, и/или архитектурное ограждение по любому из пп. 9-12 и соединенная с внешней интегрированной системой наблюдения.