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DE19646462A1 - Intrusion monitoring system in passage opening especially doorway - Google Patents

Intrusion monitoring system in passage opening especially doorway

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DE19646462A1
DE19646462A1 DE19646462A DE19646462A DE19646462A1 DE 19646462 A1 DE19646462 A1 DE 19646462A1 DE 19646462 A DE19646462 A DE 19646462A DE 19646462 A DE19646462 A DE 19646462A DE 19646462 A1 DE19646462 A1 DE 19646462A1
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DE
Germany
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opening
monitoring system
radar sensor
reflector
radar
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DE19646462A
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Siegfried Hillenbrand
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Micas Elektronik U Co KG GmbH
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Abstract

The monitoring system uses at least one radar sensor (combined transmitter and receiver), working according to the Doppler principle, with a transmitter beam and/or a receiver beam. A radar sensor (2) is arranged at one side of the passage opening, and works in conjunction with a reflector (12) fitted fixed on the other side of the passage opening. The radar sensor and in certain cases the reflector is integrated under a preferably round opening in the wall (5) of a housing type hollow post or frame. The clearance width of the opening is so tuned to the radar frequency, that a beam type detection region extends in the axis of the opening.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Überwachung des Eindringens von Personen oder Gegenständen in eine von Pfosten oder einem Rahmen umgrenzte Durchgangsöffnung. Solche Durchgangsöffnungen sind z. B. Aufzugstüren, Türen und Tore allgemein sowie Umschrankungen von Maschinen und Anlagen zum Schutz von Personen, die in den Sicherheitsbereich eintreten.The invention relates to a system for monitoring the Penetration of people or objects into one of posts or a frame-bound passage opening. Such Through openings are z. B. elevator doors, doors and gates general as well as enclosures of machines and systems for Protection of people entering the security area.

Bei Überwachungssystemen dieser Art werden bisher Lichtschranken oder Lichtschrankengitter eingesetzt. Diese haben jedoch Nachteile. Durch Verschmutzen der Lichtquellen oder -empfänger bzw. deren durchsichtige Abdeckungen können Funktionsstörungen verursacht werden, desgleichen durch extreme und stark wechselnde Lichtverhältnisse, z. B. in Fertigungshallen Funkenflug und starke Lichtblitze, wie sie bei Schweißanlagen auftreten, können Lichtschranken außer Funktion setzen. Starker Rauch unterbricht Lichtschranken unerwünschterweise und hat zur Folge, daß Aufzugstüren bei einem Brand nicht schließen. Und schließlich sind die Gehäuseöffnungen oder Fenster, die durch Lichtquellen und -empfänger bedingt sind, für jedermann sichtbar und zugänglich und daher insbesondere in Aufzugsanlagen oder in Verkaufsstätten dem Vandalismus ausgesetzt. Durch Aufkleben eines Kaugummis kann jede Lichtschranke außer Funktion gesetzt werden.Surveillance systems of this type have so far been used Light barriers or light barrier grids are used. This however, have disadvantages. By soiling the light sources or receivers or their transparent covers Malfunctions are caused, likewise by extreme and strongly changing lighting conditions, e.g. B. in Production halls sparks and strong flashes of light, like them occur in welding systems, light barriers can Set function. Heavy smoke interrupts light barriers undesirable and has the consequence that elevator doors at do not close a fire. And finally they are Housing openings or windows caused by light sources and recipients are conditional, visible and accessible to everyone and therefore especially in elevator systems or in Sales outlets exposed to vandalism. By sticking A chewing gum can disable any light barrier will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überwachungssystem vorzuschlagen, das unempfindlich ist gegen Verschmutzung, unterschiedliche Lichtverhältnisse, starke Blitze und Rauchbildung, und das mutwilliger Zerstörung oder Funktionsstörung sehr viel weniger ausgesetzt ist.The invention is based on the object To propose surveillance system that is insensitive to  Pollution, different lighting conditions, strong Lightning and smoke formation, and the wanton destruction or Dysfunction is much less exposed.

Diese Aufgabe wird bei einem Überwachungssystem der einleitend bezeichneten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach wird vorgeschlagen, pro Schranke einen nach dem Doppler-Prinzip arbeitenden Radarsensor mit gebündelter Strahlung zu verwenden. Ein solcher Radarsensor umfaßt einen vorzugsweise miniaturisierten Radarsender mit einer Sendeantenne, die zugleich Empfangsantenne für die reflektierte Strahlung ist. Als Signal erfaßt wird dabei die Bewegung eines von der Strahlung getroffenen bewegten Reflektors, wobei der menschliche Körper oder ein Gegenstand der wenigstens eine minimale elektrische Leitfähigkeit hat, den Reflektor bildet.This task is the introductory part of a monitoring system designated type according to the invention by the characterizing Features of claim 1 solved. After that, it is suggested per Barrier a radar sensor working according to the Doppler principle to use with focused radiation. Such a radar sensor comprises a preferably miniaturized radar transmitter a transmitting antenna that is also a receiving antenna for the is reflected radiation. The signal is recorded Movement of a moving person hit by the radiation Reflector, being the human body or an object that has at least a minimal electrical conductivity Forms reflector.

Elektromagnetische Wellen, die bei den erfindungsgemäß in Betracht gezogenen Radarsensoren typischerweise eine Frequenz zwischen etwa 1 GHz und 100 GHz und eine Wellenlänge von einigen Zentimetern bis in den Millimeterbereich haben, durchdringen übliche Schmutzschichten oder Flaum ebenso wie dichten Rauch. Lichteinflüsse oder Blitze beeinträchtigen die Empfangsantennen-Funktion in keiner Weise. Vor allem aber ist es infolge der Durchdringungsfähigkeit der Strahlung möglich, die Radarsensoren sowie auch die erwähnten festen Reflektoren mit Kunststoff oder einem anderen Werkstoff abgedeckt anzuordnen, so daß ein Zerstörungswilliger gar nicht weiß, wo sich der Sensor bzw. Reflektor befindet.Electromagnetic waves that in the invention in Radar sensors typically take into account a frequency between about 1 GHz and 100 GHz and a wavelength of a few centimeters down to the millimeter range, penetrate common layers of dirt or fluff as well thick smoke. Influences of light or lightning affect the Receive antenna function in no way. But most of all is it is possible due to the penetrability of the radiation, the radar sensors as well as the mentioned fixed reflectors covered with plastic or another material to be arranged so that a person willing to destroy does not even know where the sensor or reflector is located.

Radarschranken ohne Reflektor haben den zusätzlichen Vorteil, daß pro Schranke nur ein Radarsensor erforderlich ist, wodurch der Installationsaufwand gegenüber Lichtschranken halbiert wird. Radar barriers without a reflector have the additional advantage that only one radar sensor is required per barrier, whereby the installation effort is halved compared to light barriers becomes.  

Es wird vorgeschlagen, daß der Radarsensor und gegebenenfalls der Reflektor in einen gehäuseartig hohlen Pfosten oder Rahmen hinter einer vorzugsweise runden Öffnung der Pfosten- oder Rahmenwandung eingebaut ist, wobei die lichte Weite der Öffnung auf die Radarfrequenz so abgestimmt ist, daß ein sich in der Achse der Öffnung erstreckender Erfassungsbereich entsteht. Dadurch läßt sich der Erfassungsbereich wie ein Strahl ausrichten.It is proposed that the radar sensor and possibly the reflector in a housing-like hollow post or frame behind a preferably round opening of the post or Frame wall is installed, the clear width of the opening is tuned to the radar frequency so that one in the Detection area extending along the axis of the opening is created. This allows the detection area to be like a beam align.

Zweckmäßigerweise ist die Öffnung von einem Ring umrandet, dessen axiale Länge die Dicke der Wandung deutlich übertrifft. Dem Radarsensor und dem festen Reflektor kann auch ein Hohlleiter entsprechender Dimension vorgesetzt sein.The opening is expediently surrounded by a ring, whose axial length clearly exceeds the thickness of the wall. The radar sensor and the fixed reflector can also be a Waveguide of appropriate dimension can be provided.

Der Radarsensor an sich ist außerordentlich flach. Sein Gehäuse kann deshalb noch eine Reihe weiterer Module aufnehmen, die ebenfalls auf Platinen angeordnet und von flacher Gestalt sind. Hierzu können z. B. gehören eine Auswerteeinheit für die Radarfrequenzen, eine Stromversorgungseinheit sowie eine Verstärkereinheit. Somit ist eine funktionsfähige, einbaufertige Baugruppe geschaffen, die sich schnell und einfach montieren läßt.The radar sensor itself is extremely flat. His housing can therefore accommodate a number of other modules that also arranged on boards and are flat in shape. For this purpose, e.g. B. include an evaluation unit for the Radar frequencies, a power supply unit and one Amplifier unit. Thus, a functional, ready-to-install assembly that is quick and easy easy to install.

Andererseits kann aber auch ein Radarsensor mit einem an der anderen Seite der Durchgangsöffnung fest angebrachten Reflektor zusammenwirken. In diesem Fall kann die Sendestrahlung sich keulenförmig ausbreiten, während nur die am Reflektor zurückgeworfene Strahlung zum Empfänger gelangt, wodurch wieder ein bündelförmiger Erfassungsbereich entsteht. Wird ein Gegenstand oder Körperteil einer Person in den Erfassungsbereich eingebracht, so entsteht bei dieser Anordnung das Signal durch die Dämpfung bzw. völlige Absoption der empfangenen Strahlung.On the other hand, a radar sensor with one on the other side of the through hole fixed reflector work together. In this case, the transmitted radiation can be spread out in a club shape, while only those on the reflector reflected radiation reaches the receiver, causing again a bundle-shaped detection area is created. Becomes a Object or body part of a person in the Detection area introduced, so arises with this arrangement the signal through the attenuation or complete absoption of the received radiation.

Um größere Durchgangsöffnungen sicher zu überwachen, können mehrere Radarsensoren bzw. Radarsensor-Reflektor-Paare so angeordnet sein, daß sich die bündel- oder schlauchartigen Erfassungsbereiche in der Fläche der Durchgangsöffnung erstrecken, d. h. quer zur Durchgangsrichtung verlaufen.To safely monitor larger through openings  several radar sensors or pairs of radar sensors and reflectors be arranged so that the bundle or hose-like Detection areas in the area of the passage opening extend, d. H. run transverse to the direction of passage.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung im folgenden näher erläutert. Im einzelnen zeigtAn embodiment of the invention is based on a schematic drawing explained in more detail below. in the individual shows

Fig. 1 einen Türrahmen mit einem verdeckt eingebauten Radarsensor, Fig. 1 shows a door frame with a built-in hidden radar sensor,

Fig. 2 den Radarsensor nach Fig. 1 in größerem Maßstab in dem auf geschnittenen Türrahmen­ gehäuse, Fig. 2 shows the radar sensor of Fig. 1 in the housing on a larger scale to cut the door frame,

Fig. 3 eine Draufsicht der Frontfläche des Radarsensors, Fig. 3 is a plan view of the front face of the radar sensor,

Fig. 4 einen Türrahmen mit Radarsensor und Reflektor, beide verdeckt eingebaut und Fig. 4 shows a door frame with radar sensor and reflector, both concealed and

Fig. 5 eine aufgeschnittene Türrahmenpartie mit einem eingebauten Reflektor. Fig. 5 is a cut door frame section with a built-in reflector.

Der Türrahmen 1 nach Fig. 1 könnte beispielsweise der Rahmen einer automatisch betätigten Aufzugstüre sein. Ein Radarsensor 2 ist unsichtbar, weil durch einen nichtmetallischen Werkstoff abgedeckt, im Türrahmen 1 eingebaut. Er strahlt etwa in Hüfthöhe horizontal zum gegenüberliegenden Rahmenschenkel hin, so daß eine Person, die in die Aufzugskabine hineingeht oder aus dieser herauskommt einen beweglichen Reflektor für die Radarstrahlung bildet. Es ist möglich und im Beispiel beabsichtigt, die Strahlung, welche gleichzeitig den Erfassungsbereich des Radarsensors bildet, auf einen schlauchartigen Bereich von wenigen Zentimetern Durchmesser zu beschränken.The door frame 1 according to FIG. 1 could, for example, be the frame of an automatically operated elevator door. A radar sensor 2 is invisible because it is covered by a non-metallic material and installed in the door frame 1 . It radiates approximately at waist height horizontally to the opposite frame leg, so that a person who enters or comes out of the elevator car forms a movable reflector for the radar radiation. It is possible and in the example intended to limit the radiation, which at the same time forms the detection area of the radar sensor, to a tube-like area of a few centimeters in diameter.

Dies geschieht mit Hilfe einer Öffnung 4 in der öffnungsseitigen Wandung 5 des Rahmengehäuses, wobei an der Innenseite ein Fokussierring 6 um die Öffnung 4 gelegt ist. An die Öffnung schließt sich die Radarsensor-Baugruppe 7 an, die mittels einer Halterung 8 an der gegenüberliegenden Rahmengehäusewandung befestigt ist.This is done with the help of an opening 4 in the opening-side wall 5 of the frame housing, a focusing ring 6 being placed around the opening 4 on the inside. The opening is followed by the radar sensor assembly 7 which is fastened to the opposite frame housing wall by means of a holder 8 .

Die Radarsensor-Baugruppe 7, die außerdem eine miniaturisierte Stromversorgungseinheit, eine Verstärkereinheit mit Relais- oder Transistorausgang und eine Auswerteeinheit mit Daten- oder Busanbindung enthält, ist durch eine Kunststoffabdeckung 11 für den Aufzugbenutzer unsichtbar angebracht.The radar sensor assembly 7 , which also contains a miniaturized power supply unit, an amplifier unit with relay or transistor output and an evaluation unit with data or bus connection, is attached invisibly to the elevator user by means of a plastic cover 11 .

Fig. 3 zeigt die quadratische Frontfläche dieser Baugruppe in Gestalt einer Platine 9, die eine Schlitzantenne 10 aufnimmt. Diese ist auf die Mittenfrequenz des Sende- und des Empfangssignals abgestimmt. Fig. 3 shows the square front surface of this assembly in the form of a circuit board 9 , which receives a slot antenna 10 . This is tuned to the center frequency of the transmit and receive signals.

In Fig. 4 ist am Beispiel eines Türrahmens eine Radarschranke dargestellt, die aus einem Radarsensor 2 und einem Reflektor 12 besteht. Fig. 5 zeigt diesen Reflektor 12 in größerem Maßstab. Er besteht aus einer Metallscheibe 13, welcher ein Fokussierring vorgesetzt ist. An seine Stelle könnte auch ein sogenannter Hohlleiter treten.In FIG. 4, the example of a door frame there is shown a radar sensor, composed of a radar sensor 2 and a reflector 12. Fig. 5 shows this reflector 12 on a larger scale. It consists of a metal disc 13 , which is placed in front of a focusing ring. A so-called waveguide could also take its place.

Claims (8)

1. System zur Überwachung des Eindringens von Personen oder Gegenständen in eine von Pfosten oder einem Rahmen umgrenzte Durchgangsöffnung, insbesondere Türöffnung, gekennzeichnet durch die Verwendung wenigstens eines nach dem Doppler-Prinzip arbeitenden Radarsensors (kombinierter Sender und Empfänger) mit gebündelter Sende- und/oder Empfangsstrahlung.1. System for monitoring the penetration of people or objects into a through opening bounded by posts or a frame, in particular door opening, characterized by the use of at least one radar sensor (combined transmitter and receiver) working according to the Doppler principle with a combined transmitter and / or Reception radiation. 2. Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Radarsensor (2) an einer Seite der Durchgangsöffnung angebracht ist und mit einem an der anderen Seite fest angebrachten Reflektor (12) zusammenwirkt.2. Monitoring system according to claim 1, characterized in that a radar sensor ( 2 ) is attached to one side of the through opening and cooperates with a reflector ( 12 ) fixedly attached to the other side. 3. Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radarsensor und gegebenenfalls der Reflektor unter einer vorzugsweise runden Öffnung (4) der Wandung (5) eines gehäuseartig hohlen Pfostens oder Rahmens eingebaut ist, wobei die lichte Weite der Öffnung auf die Radarfrequenz so abgestimmt ist, daß ein sich in der Achse der Öffnung erstreckender bündelartiger Erfassungsbereich entsteht.3. Monitoring system according to claim 1, characterized in that the radar sensor and optionally the reflector is installed under a preferably round opening ( 4 ) of the wall ( 5 ) of a housing-like hollow post or frame, the clear width of the opening being so matched to the radar frequency is that a bundle-like detection area is formed which extends in the axis of the opening. 4. Überwachungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (4) von einem Ring (6) umrandet ist, dessen axiale Länge die Dicke der Wandung (5) deutlich übertrifft.4. Monitoring system according to claim 2, characterized in that the opening ( 4 ) is surrounded by a ring ( 6 ) whose axial length significantly exceeds the thickness of the wall ( 5 ). 5. Überwachungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Radarsensor (2) und gegebenenfalls dem Reflektor (12) ein Hohlleiter (14) vorgesetzt ist.5. Monitoring system according to claim 3, characterized in that the radar sensor ( 2 ) and optionally the reflector ( 12 ) a waveguide ( 14 ) is placed in front. 6. Überwachungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Radarsensor (2) und gegebenenfalls der Reflektor (12) sowie die Öffnungen durch eine für die Radarstrahlung durchlässige Abdeckung (11) aus einem nichtmetallischen Werkstoff geeigneter Dicke abgedeckt sind.6. Monitoring system according to claim 3, characterized in that the radar sensor ( 2 ) and optionally the reflector ( 12 ) and the openings are covered by a radially transparent cover ( 11 ) made of a non-metallic material of suitable thickness. 7. Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radarsensor (2) mit weiteren elektronischen Modulen, insbesondere einer Auswerte-, einer Stromversorgungs- und einer Verstärkereinheit in miniaturisierter Ausführung zu einer funktionsfähigen Baugruppe (7) vereinigt ist.7. Monitoring system according to claim 1, characterized in that the radar sensor ( 2 ) with further electronic modules, in particular an evaluation, a power supply and an amplifier unit in a miniaturized version is combined to form a functional assembly ( 7 ). 8. Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Radarsensoren so angeordnet sind, daß sich ihre bündelartigen Erfassungsbereiche in der Fläche der Durchgangsöffnung erstrecken.8. Monitoring system according to claim 1, characterized characterized in that several radar sensors are arranged so that their bundle-like detection areas are in the area extend the through opening.
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