开放式散射光烟雾检测器和用于这种开放式散射光烟雾检测器的移动通信装置的制作方法

本发明涉及一种开放式散射光烟雾检测器，具有光发射器，用于发射光，特别是在光学上不可见范围中，和光接收器，其与之光谱地匹配。检测器并入连接到光发射器和光接收器的控制单元。这被装备重复地、特别地周期性地用于通过脉冲信号序列致动光发射器以发射相应的光脉冲，并且用于在时间上评估由光接收器接收到的信号序列并且如果所接收的信号序列的信号强度超过用于烟雾浓度的最小值用于输出火灾报警。

本发明还涉及用于与这个类型的散射光烟雾检测器数据传输的移动通信终端，其位于通信范围之内。

背景技术：

脉冲信号序列优选是矩形定时信号，在相同的定时周期上例如经由开关致动光发射器以便在光发射器中产生周期性光脉冲序列。从此处继续，随后再次有黑暗周期（dark period）。在相同的时钟频率处光接收器的技术信号限制有效地抑制了其它频率处的光信号。在实践中，最初仅光接收器的接收信号的交替部分通过信号技术被考虑，并且然后通过匹配到时钟频率的带通滤波器被滤波。经滤波的信号被整流和平滑，并且随后能够通过A / D转换器被转换成相应的数字值。

例如，在国际专利申请WO 2001/031602 Al和在两个欧洲专利申请EP 2 093 733 A1和EP 1 191496 A1中描述了开放式散射光烟雾检测器。

技术实现要素：

从这些开始，本发明的一个目的是详细说明一种开放式散射光烟雾检测器，其使得一种特别简单的无线数据传输成为可能。

这一目的是通过主权利要求的主题来实现的。本发明的实施例的有利形式在从属权利要求中被详细说明。

根据本发明，控制单元被配备用于采用二进制数据信号致动所述检测器的光发射器，其中数据信号对内部检测器数据进行编码。可替换地或另外地，该控制单元被配备用于分析通过光接收器接收的二进制编码的信号序列，用于针对检测器的更新数据的有效编码，并且然后将其加载。

本发明的要点在于已经存在的开放式散射光装置的有利用途，用于火灾检测的目的，用于与在通信范围内的移动通信终端的单向或双向数据传输。最后一个典型地是具有已经存在于其中的合适光学数据接口的智能电话。由此，可能以简单的方式从所述散射光烟雾报警中读出报警数据并传输用于所述报警的更新的数据。

典型地，控制单元将采用脉冲信号序列周期性地致动光发射器以发射相应的光脉冲，诸如例如每2秒。这里，脉冲信号序列可以具有几百多达到几千个脉冲。这样的信号序列本身的持续时间位于从0.25多达到2毫秒的范围中。单独脉冲的持续时间典型地位于从0.5多达到2微秒的范围中。因而，信号序列周期与信号序列本身的持续时间的比率位于从两个多达到三个数量级更高的范围中。

术语“编码”或“解码”指的是适合用于串行数据传输的数字值，诸如例如一比特或一系列比特到二进制时间序列的转换，以及反之亦然。这种转换不必一定满足用于数据安全性的要求。

光发射器典型地是红外线LED和光接收器是一种与红外线LED光谱地匹配的光电二极管。控制单元将优选是处理器支持的，并且特别是微控制器。

该检测器还可以具有另一红外线LED，其被提供用于针对检测器附近中流掩蔽对象监控检测器，该流掩蔽对象长时期存在并且不利于检测火灾。所述控制单元现在能够被配备用于采用编码检测器数据的二进制数据信号致动另一红外线LED而不是红外线LED。

根据一种形式的实施例，检测器数据包括当前信号强度、用于检测器的光路的校准数据、配置数据、操作数据、加密数据、用于检测器安装部位的位置详述、所述检测器的序列号和/或总线地址。

对于接收到的信号序列所检测出的当前信号强度可以例如是以百分比值形式编码的输出，并且然后在移动通信终端上被显示。专家可以例如作为检测器的测试的一部分，评估该信号强度值。此外，用于检测器的光路的校准数据可以是输出，诸如例如用于光接收器的放大和用于光发射器的驱动器级的检测器内部值。也可能为检测器输出配置数据，诸如例如采样频率、声音报警发声器的响度或设置用于检测器的任何类型的操作模式，诸如例如在恶劣环境下鲁棒操作，在办公室中的灵敏操作。

另外，操作数据可以是，例如，故障数据、事件数据或当前电池充电状态。检测器数据还可以包括用于加密系统的密钥或密钥文件，诸如例如AES密钥或私有PGP密钥。此外，可能在移动通信终端上输出和显示用于检测器安装部位的位置详述，诸如例如以GPS数据的形式，或用于检测器的制造序列号和/或总线地址，用于与危险监测中心通信。

根据另一个形式的实施例，所述更新数据包括用于检测器的光路的校准数据、配置数据、加密数据、和用于检测器安装部位的位置详述、用于所述检测器的序列号和/或总线地址。

用这种方式，可能在检测器的光学调谐期间传送总线地址、序列号或所测量的校准数据到检测器，例如作为制造的一部分。而且，可能诸如例如基于楼层平面传送用于检测器的安装部位的当前位置详述到检测器，作为它的“在现场”调试的一部分。此外，有可能后来在现场在操作中加载改进的固件到检测器作为配置数据。

根据一个有利形式的实施例，仅当通过光接收器预先接收到的二进制编码的信号序列与存储在检测器中的第一码序列相一致时，所述控制单元被配备用于采用编码数据信号致动光发射器。如所需要的，这使得检测器数据到移动通信终端的电流消耗输出降低成为可能。因此，第一码序列是到本发明的散射光烟雾检测器的指令，以输出所请求的检测器数据。

根据另一有利形式的实施例，仅当通过光接收器预先接收到的二进制编码信号序列与存储在检测器中的第二码序列相一致时，所述控制单元被配备用于加载有效更新数据。因此，第二码序列是到本发明的散射光烟雾检测器的指令，以切换到接收模式中并等待被提供由移动通信终端用于传输的更新数据。通过循环询问，电流消耗被降低。

如果所述控制单元被配备用于通过光接收器接收在为该目的提供的测量时间窗口中的第一和/或第二码序列（仅仅）并且评估它，则这是特别地有利的。两个码序列是彼此不同的。在此，有关的测量时间窗口在时间上位于发射的两个脉冲信号序列之间。两个测量时间窗口可以是同一测量时间窗口。两个测量时间窗口特别地不是位于用于烟雾检测的周期性测量时间窗口中。优选地，该检测器数据的传输或更新数据的接收，如可适用的话，将在两个信号序列S之间在每种情况中被实现。它也仅仅在两个信号序列S之间每第二个，每第三个，每第四个周期等，或多达仅仅在每第50个周期中被实现。用这种方式，用于数据传输的电流消耗被进一步降低。

如果所述控制单元被配备用于在检测器处光学地和/或声学地指示与所述第一或第二码序列的一致性，则这是特别有利的。光学指示可以例如通过在检测器上的红色LED的短暂致动来实现，其被典型地周期性地致动，以指示所述检测器的操作准备。可替换地或另外地，在检测器上的蜂鸣器或能发出哔哔声音的仪器可以被短暂地致动。作为另一种替换，或另外地，通过光发射器通过输出采用第三码序列编码的数据信号确认该一致性。在其由所述通信终端接收时，检测器数据的成功加载或更新数据到所述检测器的成功传输甚至可以在通信装置上光学地和/或声学上被确认。

根据一种形式的实施例，所述控制单元被配备用于输出采用检测器数据编码作为比特序列、作为曼彻斯特码序列、双相标记码、归零码、脉冲位置码或脉冲宽度码的数据信号。可替换地或另外地，控制单元能够被配备用于分析作为编码比特序列接收的信号序列、用于曼彻斯特码、双相标记码、归零码、脉冲位置码或脉冲宽度码的二进制编码序列用于有效编码，并且如果有效编码被识别，则解码并且然后加载检测器侧更新数据。除了编码的比特序列外，以上引用的编码规则特别地很好适合作为用于无线传输的“线路码”。

如果要被发送的检测器数据和将被接收的更新数据被加密，则这特别地有利，其中所述检测器和所述移动通信终端根据本发明具有用于所需的加密和解密的相关密钥。加密可以是对称的或不对称的加密，诸如例如AES或PGP加密。检测器数据的加密和更新数据的解密由检测器的控制单元通过实现为软件的合适算法基于存储在检测器中的一个或多个密钥被实现。

根据一个有利形式的实施例，所述控制单元被配备用于承担二进制数据信号的编码，和/或二进制编码信号序列的解码，其基于用于红外线通信的数据传输协议，特别地基于IrDA标准被接收。

作为对其的替换，所述控制单元能够被配备用于承担二进制数据信号的编码和/或二进制编码信号序列的解码，其基于用于红外线远程控制的数据传输协议，特别地基于RC-5或RC-6的数据传输协议被接收。

根据一个特别有利形式的实施例，所述检测器具有在光接收器下游的带通滤波器。所述带通滤波器被构造使得其能够在第一滤波器频率和第二滤波器频率之间切换。所述切换在控制单元的控制下被实现。下游的带通滤波器允许主要地仅仅与第一或第二滤波器频率一致的那些信号部分通过。通过光接收器到两个滤波器频率中的一个的信号技术限制，在其他频率处的光信号被有效地抑制。所述控制单元被配备用于将带通滤波器设置到所述第一滤波器频率，用于火灾检测，并且用于采用具有相应于第一滤波器频率的时钟频率的脉冲信号序列致动光发射器。所述控制单元还被配备用于将带通滤波器设置到第二滤波器频率，用于传输检测器和更新数据，并且用于采用相应于第二滤波器频率的第二时钟频率用编码检测器数据的数据信号致动光发射器。

第二滤波器频率特别地比第一滤波器频率低。典型地，第一滤波器频率，并因此还有第一时钟频率位于从500KHz到2MHz的范围中。它具有例如小于50KHz的滤波器带宽。

通过相对地高的第一滤波器和时钟频率，在周边区域中的来自于红外线远程控制的脉冲光的任何干扰被有效地抑制。它们的传输频率显著地位于以上引用的第一频率以下。因此，典型的时钟频率，即红外线远程控制的载波频率，位于从恰好30多达到50KHz的范围中。来自IrDA源的脉冲红外线光的典型载波频率位于从18KHz多达到几百MHz的范围中。

彼此不同的两种滤波器和时钟频率的设置一方面使得可靠和极抗干扰的火灾探测成为可能，以及另一方面，基于已知的标准化传输程序使得可靠的光学数据传输成为可能。

本发明的目的进一步地通过一种位于通信范围内的用于与散射光烟雾检测器数据传输检测器数据和/或更新数据的移动通信装置来实现。移动通信终端具有用于接收检测器数据和/或用于发送更新数据的红外线数据接口。为此目的，所述通信装置已经在其上加载软件应用，其被设计用于对接收到的检测器数据解码和用于在通信装置上显示并存储检测器数据。软件应用能够可替换地或另外地被装备用于对存储或加载到移动通信终端上的更新数据进行编码。

用这种方式，可能以非常简单的方式从本发明的检测器读出检测器数据，或将更新数据加载到本发明的检测器作为制造、调试或维修的一部分。在这样的情况中，通信终端光学地朝向所提供的检测器被对准。

被加载到通信装置中的可执行软件应用可以另外地被设计成用于要被发送的更新数据的加密和/或用于被加载的检测器数据的解密。为了这个目的，将用于有关加密的相关联密钥在移动通信终端上存储作为文件。

根据一个另一形式的实施例，移动通信终端是智能电话、平板电脑或笔记本。这种类型的装置通常已经具有合适的红外线接口，特别地是IrDA接口。

附图说明

通过下面附图中的示例对本发明连同本发明的优选实施例进行解释。这些示出了：

图1是以示例的方式根据本发明的开放式散射光烟雾检测器和相关联的移动通信终端，

图2是根据本发明的来自散射光烟雾检测器的周期性脉冲信号序列的例子，具有在时间上插入它们之间的二进制编码的数据信号，用于检测器数据的输出，

图3是根据本发明的散射光烟雾检测器的电路框图，

图4是根据本发明的数据信号的例子，在来自移动通信终端的请求之后输出，以及

图5是在来自移动通信终端的请求之后，通过本发明的检测器实现的更新数据的加载的例子。

具体实施方式

图1以示例的方式根据本发明示出了开放式散射光烟雾检测器1和相关联的移动通信终端10。示出的散射光烟雾检测器1被固定到天花板。参考标记2指示检测器外壳。此外检测器1具有电子控制单元3，除其他事项外，其被提供用于利用脉冲信号序列电致动作为光发射器的红外线LED4，和用于捕获由作为光接收器的IR光电二极管5接收的信号序列并在该信号上执行时间评估。 DR是用于检测空间的参考标记，位于检测器外壳2的外部，在其中烟雾要被检测。在当检测到火灾报警AL的情况下，这经由连接的检测器线路ML被转发到火灾报警中心BMZ。参考标记6识别另一红外线LED，其被提供用于针对检测器附近长时期存在的并且特别地在半米半径内不利于检测火灾的流掩蔽对象监控检测器。

根据本发明，控制单元3现在被配备用于采用二进制数据信号D致动所述检测器1的光发射器4，其中该数据信号D对内部检测器数据DAT进行编码。在本示例中，控制单元3另外被配备用于分析通过光接收器5接收的二进制编码信号序列R，用于针对检测器1的更新数据UPDAT的有效编码，并且然后加载它。

通过根据本发明的位于通信范围内的移动通信终端10使得在这里是双向的数据传输成为可能。在本示例中，这是智能电话，其本身是公知的。这样的装置10并入红外线数据接口11，典型地是IrDA数据接口。红外线数据接口11在这里与一个（或多个）光发射器4，6以及与光接收器5光谱地匹配。此外，加载到移动通信装置10上是由通信装置10的微处理器（未进一步被示出）执行的软件应用APP。该软件应用APP是合适的，或者被适当地编程，以经由红外线数据接口11接收检测器数据DAT或采用检测器数据DAT编码的二进制红外线信号，对它进行解码，存储它，并且如果适用的话解密它，并将其显示在通信终端10的显示单元12上。软件应用APP可以可替换地或另外地被适当地编程，如果适当的话，用于加密存储在移动通信终端10中的更新数据UPDAT，其旨在用于更新本发明的散射光烟雾检测器1，然后编码它，并且最后经由红外线数据接口11将其作为编码的二进制红外线信号发射。

图2示出根据本发明的来自散射光烟雾检测器1的周期性脉冲信号序列S的例子，具有在时间上插入它们之间的二进制编码的数据信号D，用于检测器数据DAT的输出。

TP指示脉冲信号序列S的周期。其典型地位于从1至10秒的范围中。 TS指示用于单独信号序列S的传输时间的持续时间。这典型地位于从0.5到2毫秒的范围中。根据本发明，在被发射的两个脉冲信号序列S之间，脉冲数据信号D被输出，其对检测器数据DAT编码。这样的数据信号D的持续时间取决于数据的数量，即，取决于传输的数据项的数目连同它们的数字分辨率。数据的传输将优选地以具有例如36或40KHz，或甚至多个MHz的载波频率的调制形式来实现。如果例如1毫秒或0.1毫秒的时间跨度被用于单个比特的载波频率调制的传输，那么然后例如在具有2秒的周期TP的两个信号序列S之间发送1000比特或10000比特是没有问题。检测器数据DAT的传输能够在每个情况中在两个信号序列S之间被实现。它也能够在两个信号序列S之间仅仅在每第二个、每第三个、每第四个周期等中多达至仅仅在每第50个周期中实现。

下面的时序图示出两个测量时间窗口MF1。只有在这些测量时间窗口MF1内确实光接收器针对可能的散射光信号实现光学捕获。如在图2中进一步所示出的，根据本发明的烟雾检测利用第一滤波器和时钟频率f1被实现，而数据信号D的发射利用下面的第二时钟频率f2（其典型地对应于载波频率）被实现。如在引言中所描述的，检测器数据DAT的传输可以基于用于红外线通信的数据传输协议，特别地基于IrDA标准，或基于用于红外线远程控制的数据传输协议。

图3示出了根据本发明的散射光烟雾检测器1的电路框图。在图的左侧部分中所示出的是光发射器4和光接收器5。

在电路中光发射器4之前是信号处理器，诸如例如放大器9，其输出周期性信号序列S连同二进制数据信号D，该周期性信号序列S是由控制单元3输出。在此，数据信号D是对检测器数据DAT编码的串行信号。为了这个目的，控制单元3具有以软件实现的程序PRG，其转换该检测器数据DAT，其要被输出到合适的信号序列，诸如例如曼彻斯特码序列中。控制单元3还可以在此信号路径上输出第三码序列ACK，以确认更新数据UPDAT的有效接收。

所示出的光接收器5之后是用于如可适用的话放大已被接收到的光信号或红外线信号的信号放大器9。下游的带通滤波器8允许主要仅仅通过由第一或第二滤波器频率f1，f2设置的那些信号部分。该设置经由通过控制单元3输出的频率切换信号FREQ实现。对于烟雾检测的操作模式，所发射的信号序列S的时钟频率与在带通滤波器8上设置的第一滤波器频率f1相一致。下游的A / D转换器7将滤波的信号转换为数字值序列，其作为所接收的信号序列R通过信令技术与所发送的信号序列S相关。 A / D转换器7也可以是控制单元3本身的整体部分。

对于数据传输操作模式，即对于检测器数据DAT和更新数据UPDAT的传输，控制单元3输出改变的频率切换信号FREQ，使得仅与所述第二滤波器频率相一致的信号的那些部分通过带通滤波器8。滤波的信号再次通过下游的A / D转换器7被转换成数字值的序列，并且由控制单元3关于包含在其中的用于更新数据UPDATE以及用于其包含的任何第一和第二码序列RTS，RTU的编码进行分析。根据本发明两个码序列RTS，RTU由移动通信终端发射，以便向本发明的散射光烟雾检测器1指示检测器数据DAT被从检测器1读出或更新数据UPDAT可用于加载到检测器1中。随后的图4和图5要图解说明这一点。

图4示出了根据本发明的数据信号D的示例，在来自移动通信终端的请求之后作为输出。本时序图与图2中的时序图不同在于，第二测量时间窗口MF2被提供在检测器侧上，在其中等待至少一个第一二进制编码的码序列RTS的到来。如果检测到这样的码序列RTS，然后，优选地立即地其后，该检测器输出数据信号D，通过其编码该检测器数据DAT。所述第一码序列RTS的检测，以及还有数据信号D的随后发射使用第二滤波器和时钟频率f2实现。第二测量时间窗口MF2也可以在时间上紧随在第一测量时间窗口MF1之后。当第二测量时间窗口MF2开始时，针对高通滤波器8的滤波器频率f1，f2实现从第一到第二滤波器频率f1，f2的频率切换。

图5示出在来自移动通信终端的请求之后，通过本发明的检测器实现的更新数据UPDAT的加载的示例。本时序图与在图4中时序图的不同在于，第三测量时间窗口MF2被提供在检测器侧上，在其中等待第二二进制编码的码序列RTU的到来。如果检测到这样的码序列RTU，然后，优选地立即地其后，发生接收预先通知的更新数据，其在接收到的信号序列R中被编码。

两个测量时间窗MF2，MF3不必一定在每个周期TP中可用。其也可以仅仅在每第二个、每第三个、每第四个周期TP等中是可用的。优选地，两个测量时间窗口MF2，MF3将是相同的。换句话说，然后等待第一或第二码序列RTS，RTU的到来。两个测量时间窗口MF2，MF3将优选地具有从1至50毫秒范围中的持续时间。

参考标记的列表

1开放式散射光烟雾检测器

2检测器外壳

3电子控制单元，处理器，微控制器

4光发射器，LED，IRED

5光接收器，光电二极管，IR光电二极管

6另一光发射器，环境光发射器，IRED

7 放大器

8带通滤波器

9比较器，信号处理器

10通信装置，智能电话

11红外线数据接口

12显示和操作单元，触摸屏

ACK 确认，确认信号

AL 报警消息，警告消息

APP，PRG程序，应用

BMZ危险报告中心，火灾报告中心

D数据信号

DAT检测器数据

DR检测空间，散射光区域

f1，f2滤波器频率，时钟频率

FREQ 频率切换信号

MF，MF2，MF3 测量时间窗口

ML检测器线路，检测器总线，双线线路

R 接收的信号序列

RTS发送请求，发送请求信号

RTU更新请求，更新请求信号

S 脉冲信号序列

t时间，时间轴

TP周期的持续时间，周期

TS传输的持续时间

UPDAT更新数据。