專利名稱：用于探測破壞的運動探測器和用于探測破壞的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及傳感器和安全系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及一種包括感測元件的
探測器，該感測元件適于探測在破壞(tampering)該探測器時所產(chǎn)生的振動信 號。
背景M
傳^^皮用于探測例如玻璃破碎、運動、資產(chǎn)轉(zhuǎn)移、、鵬以及碰撤沖擊的 事件。這些傳感器可以被用作獨立裝置或與安全系統(tǒng)結(jié)合<頓。安全系統(tǒng)包括 生命、安全以及財產(chǎn)保護系統(tǒng)。當傳繊探湖倒事件時，傳感器與控制面板通 信。
運動探測器包含纖陣列或窗口/鏡(minor)陣列系統(tǒng)，麟人產(chǎn)生的紅外 (IR)會遣聚焦在熱電傳皿(pyroelectric sensor)上，該熱電傳lf^將到達它 的IR肯遣的變化轉(zhuǎn)換成電信號。人^^所產(chǎn)生的育遣在5mM至15jiM的范 圍內(nèi)，也稱為遠紅外。 一種類型的運動探測器中的透鏡陣歹,包含鏡陣列的另 一種類型中的窗口必須允許遠紅外能量皿，以便將該能量聚焦在熱電傳感器 上。如果以阻止遠紅外能量通過的方式對透鏡或窗口進行破壞，那么運動探測 器將無法探測入侵者。
運動傳 或探測器可能受到入侵者的故意破壞。例如，入侵者可以利用 諸如涂料之類的涂層遮掩探測器的窗口^M。探測器的遮掩阻止了 IR肖遣抵 達探測器的熱電傳麟，從而破壞了探測保護區(qū)域內(nèi)運動的探測功能。通常， 在傳繊的窗口或透祉噴凃郷i脈阻擋紅夕Kf號的涂層或薄膜可以遮鄉(xiāng)咖 被動紅外傳麟(PIR)的探測器。
考慮到前述問題，許多運動探測微設(shè)計為包括探測故意遮掩(masking) 或阻掛專感器的感測元件的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)一般被稱為反遮掩系統(tǒng)。例如，這 些運動探測器使用主動近紅外傳 (波長稍大于可見波譜，一般在900nM左 右)作為它們用于反遮掩的基綠具。霍尼韋爾公司(Honeywell)盼'Viewguard PIR AM"是這種利用主動近紅外感測系統(tǒng)的運動探測器的例子，并且在市場上有售。在可替換實施例中，這些運動探測器可以翻微波感測系統(tǒng)作為反遮掩
系統(tǒng)。霍尼韋爾公司的DT7550是這種禾,微波繊係統(tǒng)的運動探測器的例子， 并且在市場上有售。
然而，這些探測器對用刷子殺涂敷的或用噴霧麟敷的涂料具有固有的 缺點。噴涂的動作只會j姓動近紅外傳感器信號發(fā)生微小短暫的變化。然而， 這種短暫的改變可能是由其它與遮掩不相關(guān)的事件(例如電尖峰信號(electrical spike)或物體通過)引起的。通過刷子涂敷透明涂料的動作通常會使主動近紅 外傳繊信號發(fā)生明顯擺動。然而，拍翅的蛾子或羽毛撣帚會弓胞與刷子同樣 的擺動。因此，僅對探測器信號中的短暫變化或者擺動的探測是不夠的，并且 有時f,探測遮掩是不可靠的，因為可育撥出指示破壞的虛警。
財卜，噴涂在材料上的斷胃透明物(例如發(fā)膠鵬明涂料)本身難以探測。 其它難探測的材料是地非常平坦地施加在透鏡上而沒有摺皺或氣泡的透明粘合 齊廿，例如透明帶，該透明粘合劑在施加之后幾乎不可能被探測到。透明涂料和 透明粘合劑對于可見和近IR (紅外)能量是透明的，但是阻擋遠IR能量。因此， 覆蓋有透明涂料^f占合劑的探觀螺窗口阻擋入侵者的熱能抵達熱電傳感器，這 使^^測器失明。
因此，提供一種具有會,有效并可靠地對探測器的任何可能的故意遮, 行探測的^Sii掩機制的運動探測器和方法是非常有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對一種運動探測器，其能夠?qū)υ撎綔y器的破壞進行探測。尤其是， 本發(fā)明的探測器可以鵬測器的遮掩進行探測，這種遮掩釆用了在透鏡或窗口 上(^凃或刷^^凃?qū)拥姆绞?，目的是為了阻擋遠IR肯遣,熱電傳 。
該探測器包括對施加到該探測器的振動敏感的振動感測單元，該振動感 測單元產(chǎn)生〗樣探測至啲振動參數(shù)的振動輸出信號；對波長在5-15 區(qū)域的 光敏感的紅外光感測單元，該紅外光^i單元產(chǎn)生代表探測到的預(yù)定光譜內(nèi)的 光的參數(shù)的光輸出信號；以及處理單元，該處理單元用于確定該振動輸出信號 是否與標破壞的預(yù)定模型一致，并且相應(yīng)地產(chǎn)生激活信號。
本發(fā)明還針對一種探測對運動探測器的破壞的方法。該方^&括如下步驟 感測施加到該探測器的振動并產(chǎn)生代表探測到的振動7k平的振動輸出信號，確 定該振動輸出信號是否與表示破壞的預(yù)定模型一致以及相應(yīng)地產(chǎn)生撒活信號。雖然將結(jié)合安全系統(tǒng)對根據(jù)本發(fā)明一個實施例的探測器和方法進行描述， 但是應(yīng)該明白根據(jù)本發(fā)明的探測器和方法的應(yīng)用不限于安全系統(tǒng)。相反，該探 測器和方法可以應(yīng)用于其它任何適合的環(huán)境。


通過參考下面的文字和附圖，本發(fā)明的這些以及其它特征、好處以及優(yōu)點 #^變得顯而易見，附圖中相同的參考數(shù)字表示相同的結(jié)構(gòu)，其中 圖1是根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的運動探測器的框圖2示出根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的運動探測器的處理單元的框圖；以及
圖3示出根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的破壞探測方法的流程圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖對本發(fā)明進纟亍詳細描述，附圖中示出了本發(fā)明的示范性實 施例。然而，本發(fā)明可以用多種不同的形式來實現(xiàn)而不應(yīng)該被解釋為限定于這 里給出的實施例。全文中相同的數(shù)字 相同的元件。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施例的運動探測器ioo的框圖。通
常，運動探測系統(tǒng)100包括包含光濾波器112的熱電傳感器110、振動傳感器 120、透鏡130、第一信號放大器150和第二信號放大器150a、第一信號濾波器 160和第二信號、搶波器160a以及處理單元170。此外，運動探觀螺100包掛艮 警繼電器180,當探測到人時該報難電器發(fā)信號給控制面板。當控制面板處于 布防狀態(tài)(aimed)時，該面板將采TO施，例如當報警信號產(chǎn)生時通知警察、 響起警報、和/或打開一個禾哆個燈。運動探測器100還包含用于當探測器單元 已經(jīng)被破壞時產(chǎn)生信號的破壞繼電器180a。在本發(fā)明的示范性實施例中，處理 器170保持該繼電器，皮激活，直到破壞條件已經(jīng)被去除并且已經(jīng)驗證運動探測 器100再次具有探測保護區(qū)域內(nèi)的人的能力。鈔卜，運動探測器100包括用于
顯燕動探測器100的操作狀態(tài)的狀態(tài)指示器190。此外，運動探測器100包括 電源(未示出)。該電源可以是內(nèi)部電源，例如電池。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，運動探測器100適于探測對運動探測器100的破壞。 運動探測器100倉^^測^itH 130上噴凃娜lj涂凃?qū)?，其中噴涂鄉(xiāng)賒會妨 礙運動的精確探測。通常，運動探測器100檢查或分析與探測M壞相關(guān)聯(lián)的 振動相關(guān)的參數(shù)，以確定探測區(qū)中破壞動作的存在，并且此外確定破壞動作的 鄉(xiāng)，例如噴凃郷賒。例如，纖130 (與鏡陣列齢<頓的菲涅耳邀竟陣列或窗口)被置于熱電 傳離110的前面，以將光肖驟焦荊專輸至IJ傳繊上。例如，菲涅耳透鏡陣列 可以在外部模制，并且組裝在運動探測器100的外殼(未示出)內(nèi)，從而實現(xiàn) 遨竟130。纖130可以為多面的從而提供多個探測區(qū)，該探測區(qū)可以沿垂直取 向以及水平取向散開從而使探觀係統(tǒng)的覆蓋最大化。
透鏡130還可以被配置為抑制具有預(yù)定波長的光的通過，從而可以用作濾 光元件。M卜能量或信號只能S3iig鏡130縱熱電傳繊。從而，如驗鏡
被噴凃，麟有涂層，那么紅夕Kt號將無法M;。在熱電傳自iio的示范性
實施例中，濾波器112被配置為盡可能多地、,il31it鏡130的可見光，并且 盡可能小地削弱M31ii鏡130的紅外光。
熱電傳感器no響應(yīng)于由進Am出探測區(qū)的物體發(fā)出的紅夕卜光的變化。
熱電傳感器110將M卜光的變化轉(zhuǎn)化為電信號。當具有一個鵬的紅外^lt源 (例如人體)在具有另一溫度的源(背景)的前面通過時，運動被探測到。運 動是基于m^被探測的。
熱電傳感器110生成f^探測到的紅外光參數(shù)(例如紅外光 雖等級的變 化)的光輸出信號。如果紅外光的等級增加超出了閾值等級，則確定探測區(qū)內(nèi) 存&\侵者，并隨后發(fā)出報警。例如，來自熱電傳感器110的輸出信號的形式 是電壓變化。探測器100包括第一信號放大器150和第一信號滄波器 160，以在該信號被輸入至處理單元170之前對該電壓變化進行放大和濾波。
振動傳感器120可以是旨灘ffl鵬加在探測器上，尤其是施加在探測器的 透鏡130上的振動的ftf可適合的傳感器。通過將這種振動敏感的傳li^合并到 探測器中，該探測器可以"聽到"遮掩材料在纖上的施加。振動傳繊120包 括但不限于聲傳liH,例如麥克自壓電換能器。振動傳感器120育,感測由 空氣或固體傳導(dǎo)的振動。在一個實施例中，振動傳自120包括駐極體麥克風， 該駐極體麥克風對由在探測器的透鏡上噴涂郷餘弓胞的固體傳導(dǎo)的聲音非常 敏感。此外，振動傳感器120可以包括但不限于，任何類型的適合的麥克則口/ 働口速計。
振動傳麟120可以布置在相對于探測器的任何位置處，只要該傳麟可 以感測施加在透鏡上的振動。在一個實施例中，振動傳繊120 ^A在探測器 的固體組件內(nèi)，例如安裝在探測器的PCB的表面上，從而探測艦空氣輻射以^!^卜殼傳導(dǎo)給PCB的聲音。
振動傳感器120感測振動，并產(chǎn)生〗該探測至啲振動參數(shù)的振動輸出信號。
例如，振動傳感器120根據(jù)施加給探測器透鏡的振動的振幅、纟賊禾n/或頻率產(chǎn)
生信號。例如，該信號釆用電壓變化的形式。在一個實施例中，探測器100包 括第二信號放大器150a和第二信號濾波器160a，以在該信號被發(fā)逛U處理單元
170之itn^大并過濾該電壓變化。
通常，不同類型的破壞示出不同的聲音模式，其不僅可以被用來確定破壞 動作的存在，而且可以被用來確定破壞動作的類型。
例如，由噴涂所引起的輸出信號示出與由刷涂弓胞的輸出信號不同的特性。 從而，可以相應(yīng)地產(chǎn)生表示具體破壞動作的模型?？梢赃M行實驗來設(shè)定與具體 破壞動作(例如噴凃)相關(guān)的報警閾值。根據(jù)經(jīng)驗或統(tǒng)計地可以產(chǎn)生多個閾值， 用于識別不同的破壞動作。如果確定由可能的破壞動作引起的輸出信號皿預(yù) 定的閾值，那么就發(fā)出破壞警報，并相應(yīng)地識別破壞動作的類型。例如，可以 創(chuàng)建用來探測和識別噴凃、刷涂或施力隨明帶的模型。這些模型存儲在存儲器 內(nèi)，該存儲器可由鵬單元170訪問。
在一個實施例中，熱電傳感器110和振動傳感器120被集成為單一部分 110，，如圖l的假想線(phantom line)所示。單一 (unitary)部分110'執(zhí)行對 紅外光和振動的感測并產(chǎn)生輸出i言號，該輸出信號可以代表紅外光或聲音。在 這種情況下，通過由兩組不同的放大器和濾波器實現(xiàn)的兩個不同,對信號進 行處理以探測運動和破壞。并且，單一部分110'可以由本身具有熱電效應(yīng)和壓 電鵬的材料制成，例如艦振動敏感的熱電傳繊。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的艦單元的功能塊的框圖。該鵬單元可以 是任何計算機相關(guān)實體，只要該實體肯灘執(zhí)行其中的功能。例如，該組件包括 但不限于硬件、軟件以及硬件和軟件的組合。
如圖2所示，處理單元170包括信號接收元件171、數(shù)據(jù)讀取元件172、邏 輯比較元件173以及激活信號產(chǎn)生元件174。
信號接收元件171接收來自熱電傳感器110和/或振動傳感器120的輸出信 號，并進而將該信^t到邏輯比板件173和繊讀取元件172。輸入到翻 讀取元件172中的信號被用來確定存儲在存儲器(未示出)中的哪個/哪些模型 應(yīng)被讀出并進而m到邏輯比,件173。存儲器(storage)包括所有預(yù)置的模型和閾值，包括但不限于變ttJ!率、搟賣時間、幅度等等。存儲器可以是任何
的儲存器(memory)。
例如，如果 讀取元件172確定輸入信號表示的是紅外光3M等級的變 化，那么麵讀取元件172就讀出與該光輸出信號相關(guān)的模型，例如用于紅外 光的閾值，并將該閾值m到邏輯比^件173。否則， 讀取元件172讀取 與振動輸出信號相關(guān)的模型，例如恭示刷涂、噴凃、透明帶的施力瞎等的閥值， 并將該閾值mit至腿輯比^件173。
邏輯比較元件173將從信號接收元件171輸入的信號和從數(shù)據(jù)讀取元件172 輸入的閾值進行比較，從而確定該信號是否超過預(yù)定的閥值。如果該信號超過 預(yù)定的閼值，那么邏輯比l^件173將指令傳輸給激活信號產(chǎn)生元件174，用于 產(chǎn)生識別運動或破壞動作的激活信號，并且，如果探測到破壞動作，識別破壞 動作的類型。如圖1所示，報警繼電器180響應(yīng)于該運動激舌信號并相應(yīng)地向 面板發(fā)出報警信號。如圖l所示，破壞繼電器180a響應(yīng)于破壞激活信號并相應(yīng) 地向面板發(fā)出破壞信號。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的用于探測破壞的方法200的流程圖。
在步驟210，探測施加給探測器透鏡的振動，并由圖1所示的振動傳 120相艦產(chǎn)生^樣探測到的振動7乂平的振動輸出信號。例如，振動輸出信號采 用電壓變化的形式，該電壓變化反映施加在探測器的透鏡上的振動。任選地， 方法200包括對步驟210產(chǎn)生的輸出信號進行放大和過濾的步驟。雌地，該 信號在處理之前被數(shù)字化。
在步驟220，確定該振動輸出信號是否與表示破壞的預(yù)定模型一致。在步驟 220，將振動輸出信號與從存儲器取得的閾值以及波形進行比較。如果確定該振 動輸出信號與該波形一致并且艦了該閾值，那么在步驟230產(chǎn)生敗活信號， 該激活信號被傳輸給破壞繼電器用于發(fā)出破壞報警。另一方面，如果確定該振 動輸出信號沒有超出該閾值或者與該波形不一致，那么該方法返回至步驟210。
這里參考了特定的示范性實施例對本發(fā)明進行了描述。在不脫離本發(fā)明的 范圍的情況下，某些變更以及修改對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。這 些示范性實施例是說明性的，并不限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由所附的 權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種運動探測器，用于探測對該運動探測器的破壞，包括振動感測單元，其對施加到該探測器的振動敏感并產(chǎn)生代表探測到的振動參數(shù)的振動輸出信號；紅外光感測單元，其對預(yù)定光譜中的紅外光敏感并產(chǎn)生代表探測到的該預(yù)定光譜中的光的參數(shù)的光輸出信號；以及處理單元，用于確定該振動輸出信號是否與表示破壞的預(yù)定模型一致并相應(yīng)地產(chǎn)生激活信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測器，進一步包括用于放大該振動輸出信號的 信號放大器和用于過濾該振動輸出信號的信號濾波器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測器，其中該探測至啲振動參數(shù)包括振動的頻 率、振幅和纟賊中的至少一個。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測器，其中該振動感測單^卩光/if』單元被集成在單一部分內(nèi)，該單一部分由本身具有熱電，和壓電效應(yīng)的材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于探測破壞的運動探測器和用于探測破壞的方法。一種運動探測器，用于對探測區(qū)內(nèi)的破壞進行探測。提供了對施加給探測器的振動敏感的振動感測單元，用于產(chǎn)生代表探測到的振動參數(shù)的振動輸出信號。提供了對預(yù)定光譜內(nèi)的光敏感的光感測單元，用于產(chǎn)生代表探測到的預(yù)定光譜內(nèi)的光的參數(shù)的光輸出信號。進一步提供了處理單元，用于確定該振動輸出信號與表示破壞的預(yù)定模型是否一致并相應(yīng)地產(chǎn)生激活信號。
文檔編號G01H11/08GK101608951SQ20091013465
公開日2009年12月23日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者D·E·默里特, M·C·巴克利 申請人:霍尼韋爾國際公司