專利名稱：通過同步采樣實(shí)現(xiàn)熒光燈抗擾性的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及安全系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及用于通過對電 線頻率的同步采樣實(shí)現(xiàn)安全系統(tǒng)傳感器的熒光燈抗擾性的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
微波多普勒收發(fā)器是以電磁頻譜的GHz范圍中的頻率發(fā)射微波脈 沖并接收由物體反射的返回脈沖的設(shè)備。靜止物體反射的返回脈沖的頻 率等于所發(fā)射的頻率。另一方面，移向或遠(yuǎn)離微波多普勒收發(fā)器的物體 將根據(jù)該物體相對于微波多普勒源的速度和方向使原始頻率發(fā)生移位 并以偏移了特定頻率的頻率反射返回信號。這種現(xiàn)象被稱為多普勒頻 移。安全系統(tǒng)利用這種多普勒頻移來檢測運(yùn)動，其可指示對被監(jiān)視區(qū)域 的未經(jīng)授權(quán)的入侵。然而，微波多普勒收發(fā)器對熒光燈敏感，這可引起 假警報并屏蔽合法信號。使用5Hz到500Hz范圍的通帶的傳統(tǒng)濾波技術(shù) 是行不通的，原因在于噪聲落入通帶頻率范圍之內(nèi)。抗屏蔽(anti-masking)系統(tǒng)對熒光燈發(fā)出的噪聲也同樣敏感。熒光燈是這樣工作的，在充滿氣體的空間中提供高壓脈沖，所述氣 體一旦被脈沖激發(fā)，就會引起磷光體顆粒發(fā)出熒光，從而發(fā)射光。該過 程對所述氣體進(jìn)行充電和放電，從而使得氣體顆粒來回移動。微波多普 勒收發(fā)器很容易檢測到氣體顆粒的運(yùn)動并將其認(rèn)為是入侵者，從而產(chǎn)生 假警報。諸如硬件陷波濾波器之類的解決方案對于大量低成本的制造是行 不通的，另外可能會去除太多所需要的信號。目前，微波多普勒收發(fā)器 被設(shè)計成通過以50Hz采樣，產(chǎn)生調(diào)諧到采樣頻率倍數(shù)的梳狀濾波器來 去除線路噪聲。在美國和世界其它地區(qū)，線路頻率被設(shè)為60Hz,從而就需要不同 的采樣率。被設(shè)計在50Hz的國家和60Hz的國家中使用的產(chǎn)品通過包含 DIP開關(guān)，該開關(guān)需要安裝者根據(jù)當(dāng)?shù)鼐€路頻率來設(shè)置，來克服該問題，
從而允許單一產(chǎn)品可以在所有地區(qū)中銷售。然而，DIP開關(guān)對消費(fèi)者而 言是不希望的，原因在于它們需要時間進(jìn)行設(shè)置并且引入因DIP開關(guān)的 不正確設(shè)置而導(dǎo)致錯誤的可能性。在世界一些區(qū)域中，50或60Hz線路頻率的頻率控制可能不精確。 如果線路頻率不是精確的50Hz，則50Hz的采樣將引入低頻混疊，該低 頻混疊可能強(qiáng)到足以產(chǎn)生假信號。例如，如果線路在51Hz,則1Hz的 混疊將不會從5Hz模擬高通濾波器完全衰減。較好的解決方案將是準(zhǔn)確 地以線路頻率進(jìn)行采樣，而不管線路頻率是多大。在這些情況下，允許 在預(yù)定義的線路頻率集合中選擇其中一個線路頻率的DIP開關(guān)是完全不 合適的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了根據(jù)所檢測的環(huán)境信號來自動檢測線路頻率并同步 到該線路頻率的系統(tǒng)和方法。因此，就消除了安裝者的干預(yù)，并且還對 "近似50Hz，，的國家做了校正。本發(fā)明用于向入侵檢測系統(tǒng)提供熒光燈抗擾性，其執(zhí)行如下步驟 檢測環(huán)境電磁(EM)信號；放大所述環(huán)境EM信號；濾波所述環(huán)境EM 信號以分離出指示由電力線的頻率引起的噪聲的頻率；以及同步所述入 侵才企測系統(tǒng)以在與所分離的頻率相對應(yīng)的時間間隔詢問被監(jiān)一見的區(qū) 域。用于向入侵檢測系統(tǒng)提供熒光燈抗擾性的本發(fā)明的實(shí)施例包括指 示熒光燈閃爍的信號，該信號可以由適配成光檢測器的發(fā)光二極管、調(diào) 諧天線或容性耦合的報警回路接收或檢測。放大器增加了所述信號的增 益。濾波器從經(jīng)放大的信號中分離出與交流(AC )輸電線的線路頻率的 二次諧波相對應(yīng)的頻率。方形波成形放大器產(chǎn)生方波信號，該方波信號 是從濾波的信號得到的?？刂破魍饺肭謾z測系統(tǒng)以在與方波信號相對 應(yīng)的時間間隔詢問被監(jiān)-見的區(qū)域?？蛇x地，用于向入侵檢測系統(tǒng)提供熒光燈抗擾性的本發(fā)明的實(shí)施例 可以包括適于運(yùn)動檢測的微波收發(fā)器。該微波收發(fā)器產(chǎn)生微波范圍的電 磁(EM)信號。放大器增加已被轉(zhuǎn)向該放大器的EM信號的一部分的 增益。濾波器分離出與交流(AC )輸電線的線路頻率的二次諧波相對應(yīng) 的頻率。方形波成形放大器產(chǎn)生方波信號，該方波信號是從濾波的信號
得到的?？刂破魍饺肭謾z測系統(tǒng)以在與方波信號相對應(yīng)的時間間隔詢 問被監(jiān)視的區(qū)域。


參照如下描述、隨附權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將會被更好地理解。其中在附圖中圖1示出了用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的過程的流程圖； 圖2示出了本發(fā)明的實(shí)施例的框圖表示；圖3示出了具有被容性耦合到報警回路的放大器的本發(fā)明的實(shí)施例 的示意圖；圖4示出了具有調(diào)諧天線的本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖； 圖5示出了具有被適配成光檢測器的LED的本發(fā)明的實(shí)施例的示 意圖；并且圖6示出了使用來自微波多普勒收發(fā)器的微波信道的輸出的本發(fā)明 的實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖l所示，用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的方法開始于在步驟101中 由檢測裝置接收噪聲信號。所接收的噪聲信號也可以在步驟101被放大 并濾波以分離噪聲。隨后在步驟103中分析該噪聲信號以確定在高于預(yù) 定閾值的電平上是否存在噪聲。在檢測到噪聲的情況下，在步驟105確定該噪聲的頻率。該噪聲頻 率直接表示熒光燈閃爍頻率(Rf)。在步驟107將閃爍頻率(RF)與存 儲在存儲裝置中的發(fā)射率(Rt)相比較。發(fā)射率(Rt)是收發(fā)器裝置發(fā) 射詢問器脈沖的速率或頻率。收發(fā)器裝置可以是微波收發(fā)器或其它這樣 的可被熒光燈影響的檢測設(shè)備。如果閃爍頻率(Rp)等于所存儲的發(fā)射 率(Rt),則該過程前進(jìn)到步驟113，在步驟113控制收發(fā)器裝置以所存儲的發(fā)射率(Rt)發(fā)射詢問器脈沖。然而，在閃爍頻率(Rf)不等于所存儲的發(fā)射率(Rt)的情況下， 在步驟109中將發(fā)射率(Rt)同步到閃爍頻率(Rf)并在步驟111中將 新的發(fā)射率(Rt)存儲在存儲器裝置中。隨后，該過程繼續(xù)到步驟U3， 在步驟113中控制收發(fā)器裝置以新同步的發(fā)射率(RT )發(fā)射詢問器脈沖。 再參照回步驟103,在沒有檢測到高于預(yù)定閾值的噪聲的情況下， 該過程從步驟103前進(jìn)到步驟115，在步驟115中設(shè)置默認(rèn)的發(fā)射率 (RT)并將其存儲在存儲器裝置中。隨后，在步驟113中控制收發(fā)器裝 置以默認(rèn)的發(fā)射率(RT)發(fā)射詢問器脈沖，所述默認(rèn)的發(fā)射率(Rt)可 以是50Hz、 60Hz或任何其它適當(dāng)頻率的速率。詢問器脈沖詢問或掃描 被監(jiān)視的區(qū)域用于入侵指示。該過程可以被配置成不間斷地監(jiān)視其中設(shè)置有檢測器的環(huán)境的環(huán) 境噪聲條件。以這種方式，當(dāng)出現(xiàn)變化時，例如熒光燈被打開或關(guān)閉， 收發(fā)器可被適當(dāng)?shù)卣{(diào)整以補(bǔ)償噪聲。參照圖2，其示出了本發(fā)明的實(shí)施例的框圖表示。本實(shí)施例提供了 檢測器裝置202,該檢測器裝置可以是被適配成光檢測器的發(fā)光二極 管，調(diào)諧天線或容性耦合的報警回路。由檢測器裝置202接收的噪聲信 號被提供給放大器裝置204，在該放大器裝置中噪聲信號被放大到足夠 的電平以供進(jìn)一步處理。經(jīng)放大的信號被中繼到濾波裝置206,在此把 指示熒光燈閃爍的噪聲信號從可能存在于該噪聲信號中的任何其它背 景噪聲中濾波出來。同步裝置208從濾波裝置206接收經(jīng)濾波的信號。同步裝置208確定該經(jīng)濾波的信號的頻率，從而確定熒光燈的閃爍速率，并且調(diào)整收發(fā) 器210的傳輸定時以匹配該閃爍速率。收發(fā)器裝置210以與熒光燈的閃爍同步的微波頻率發(fā)射詢問器信 號。存在若干可被用作詢問器信號的微波頻率，包括近似24GHz、 10.2GHz和2.4GHz。以這種方式，由熒光燈的氣體反射的返回信號將不 會被登記為入侵，因?yàn)槿肭謾z測器200將不會檢測到任何相對運(yùn)動。另外，入侵檢測器200被供以在布設(shè)在入侵檢測器200和安全系統(tǒng) 控制器(未示出)之間的配線214上傳輸?shù)闹绷骰蚪涣麟妷?，或供以?內(nèi)置電池或諸如太陽能電池的其它發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的直流電壓。還提供了 數(shù)據(jù)線212,其把入侵檢測器200和安全系統(tǒng)控制器連接在一起。盡管 數(shù)據(jù)線212可被提供為配線，但可選地，數(shù)據(jù)線212還可以是無線傳輸 單元。在如圖3中所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，檢測系統(tǒng)300包括高增益 放大器308、帶通濾波器310和方形波成形放大器312。另外，電容器 306被布置在高增益放大器308和布設(shè)在報警系統(tǒng)控制面板302和運(yùn)動
檢測器304之間的報警系統(tǒng)配線之間。該電容器在檢測器系統(tǒng)300和報 警系統(tǒng)配線之間提供直流(DC)隔離，從而只允許交流電(AC)傳給 高增益放大器308。該系統(tǒng)配線可以是用于在運(yùn)動檢測器和控制面板之 間傳送信號的報警回路，或用于對報警系統(tǒng)供電的輸電線。高增益放大器308放大交流信號并把經(jīng)放大的信號中繼到帶通濾波 器310。帶通濾波器310被適配成從經(jīng)放大的信號中濾波100Hz或120Hz 二次諧波。然而，優(yōu)選的帶通濾波器具有110Hz的中心頻率，從而使帶 通濾波器能夠充分地濾波100Hz和120Hz二次諧波。根據(jù)具體情形，其 它的中心頻率也可被使用。經(jīng)濾波的二次諧波被傳給方形波成形放大器312，其接收二次諧波 的正弦波形并輸出相應(yīng)的方波信號。輸出的方波信號被提供給微控制器 314以作為控制信號輸入，該控制信號輸入用于向運(yùn)動檢測系統(tǒng)提供同 步定時。該裝置將主要提供最小5'的天線-在大多數(shù)情形中較長-具有 最小為1K的對地阻抗。然而，必須調(diào)節(jié)源自安全系統(tǒng)控制面板的噪聲 和測試信號的轉(zhuǎn)換以減少干擾?？蛇x地，在圖4中，檢測器系統(tǒng)由放大器402、線跡(wire-track) 天線404、帶通濾波器406和方形波成形放大器408組成。放大器402 被耦合到形成于電路板上的線跡天線404。根據(jù)需要，線跡天線404的 長度可以為1英寸或更長，并且該天線可被適配成接收50Hz到60Hz范 圍的信號。線跡天線404接收由放大器402放大的電磁噪聲。帶通濾波 器406濾波經(jīng)放大的噪聲信號，并且該噪聲信號的二次諧波被輸出到方 形波成形放大器408。方形波成形放大器408接收該二次諧波的正弦波 形并輸出相應(yīng)的方波信號。輸出的方波信號被提供給微控制器410以作 為控制信號輸入，該控制信號輸入用于向運(yùn)動檢測系統(tǒng)提供同步定時。因?yàn)榻涣鬏旊娋€以等于交流線路頻率的頻率把電磁噪聲發(fā)射到周 圍環(huán)境中，檢測該電磁線路噪聲將允許確定提供給焚光燈具的線路頻 率。在美國被設(shè)為60Hz的交流線路頻率被直接與熒光燈的閃爍速率相 聯(lián)。另外，可以使用發(fā)光二極管(LED)或光電二極管來直接檢測閃爍 速率，如圖5中所示。LED用作光檢測器是鮮為人知且很少記載的。這 種能力使得可能已經(jīng)存在于入侵檢測器中的LED被指派用作閃爍速率 檢測組件。以這種方式直接檢測閃爍速率的好處在于如果房間中的燈
沒有一個強(qiáng)到足以在LED中產(chǎn)生信號，那么也不會出現(xiàn)微波千擾問題。 如圖5中所示，另一個可選檢測器系統(tǒng)包括LED或光電二極管 502、高增益放大器504、帶通濾波器506和方形波成形放大器508。LED 502被如此定位以使環(huán)境光很容易影響LED 502,從而感應(yīng)出微弱的電 流。高增益放大器504放大該感應(yīng)電流，輸出經(jīng)放大的信號。根據(jù)所使 用的特定LED配置，高增益放大器504可以是電壓放大器或跨導(dǎo)放大 器。與檢測器裝置的先前實(shí)施例中一樣，帶通濾波器506濾波經(jīng)放大的 噪聲信號并且該噪聲信號的二次諧波被輸出到方形波成形放大器508。 方形波成形放大器508接收該二次諧波的正弦波形并輸出相應(yīng)的方波信 號。所輸出的方波信號被提供給微控制器510以作為控制信號輸入，該控制信號輸入用于向運(yùn)動檢測系統(tǒng)提供同步定時。此外，圖6示出了檢測器系統(tǒng)的另一可選實(shí)施例，其中來自微波多 普勒收發(fā)器602的微波信道的輸出被轉(zhuǎn)向且饋送通過放大器603以進(jìn)行 放大，之后通過帶通濾波器604，所述帶通濾波器604濾波100Hz或 12 0 H z 二次諧波。方形波成形放大器606對經(jīng)濾波的二次諧波進(jìn)行方形 波成形，并且輸出相應(yīng)的方波信號。所輸出的方波信號被提供給微控制 器608以作為控制信號輸入，該控制信號輸入用于向運(yùn)動檢測系統(tǒng)提供 同步定時。使用微波信道外的噪聲的優(yōu)勢在于如果沒有出現(xiàn)足夠的噪聲將被 檢測，那么噪聲將不足以為入侵檢測器帶來問題。如果使用了該方法， 則優(yōu)選使用軟同步方案，從而允許采樣率緩慢變化。這是為了防止正常 的步行活動引起假觸發(fā)，因?yàn)槟承┎叫兴俣葘a(chǎn)生大約在100和120Hz 附近的合法信號。上述檢測器系統(tǒng)中的任何一個可被并入圖2中所描述的組件中，替 代檢測器裝置、放大裝置和濾波裝置。然而，所描述的本發(fā)明的實(shí)施例 旨在說明而不是限制，并不打算代表本發(fā)明的一切可能的實(shí)施例。在不 偏離如下字面上和法律上認(rèn)可的等效范圍的權(quán)利要求所記載的本發(fā)明 的精神和范圍的情況下，可進(jìn)行各種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于向入侵檢測系統(tǒng)提供熒光燈抗擾性的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于檢測環(huán)境電磁信號的裝置；用于放大所述環(huán)境電磁信號的裝置；用于濾波所述環(huán)境電磁信號以分離出指示由電線的頻率引起的噪聲的頻率的裝置；用于同步所述入侵檢測系統(tǒng)以便以與所述分離的頻率相對應(yīng)的時間間隔詢問被監(jiān)視的區(qū)域的裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述檢測裝置檢測出現(xiàn)在微波 源的輸出中的環(huán)境電磁信號，所述微波輸出傳輸通過濾波器以分離出二 次諧波。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中通過電容器把所述檢測裝置耦 合到引入的輸電線，所述電容器阻止直流信號傳播到所述放大裝置而允 許交流信號傳播到所述放大裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中通過電容器把所述檢測裝置耦 合到報警回路，所述電容器阻止直流信號傳播到所述放大裝置而允許交 流信號傳播到所述放大裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述檢測裝置是被調(diào)諧到預(yù)定 中心頻率的天線，所述預(yù)定中心頻率位于與由所述電線產(chǎn)生的噪聲相關(guān) 的頻率范圍中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述頻率范圍在50Hz和60Hz 之間。
7. —種用于向入侵檢測系統(tǒng)提供熒光燈抗擾性的方法，所述方法包括檢測環(huán)境電磁信號;放大所述環(huán)境電磁信號；濾波所述環(huán)境電磁信號以分離出指示由電線的頻率引起的噪聲的 頻率；以及同步所述入侵檢測系統(tǒng)以便以與所述分離的頻率相對應(yīng)的時間間 隔詢問被監(jiān);f見的區(qū)域。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述檢測檢測出現(xiàn)在微波源的 輸出中的環(huán)境電磁信號，所述微波輸出傳輸通過濾波器以分離出二次諧 波。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述檢測是經(jīng)由容性耦合的引 入輸電線來執(zhí)4亍的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述檢測是經(jīng)由容性耦合的 報警回路來執(zhí)行的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述檢測裝置是被調(diào)諧到預(yù) 定中心頻率的天線，所述預(yù)定中心頻率位于與由所述電線產(chǎn)生的噪聲相 關(guān)的頻率范圍中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述頻率范圍在50Hz和 60Hz之間。
13. —種用于向入侵檢測系統(tǒng)提供熒光燈抗擾性的系統(tǒng)，所述熒光 燈抗護(hù)L性系統(tǒng)包括天線，用于接收指示熒光燈閃爍的電磁信號； 放大器，用于增加所述電磁信號的增益；濾波器，用于分離出與交流輸電線的線路頻率的二次諧波相對應(yīng)的 頻率；方形波成形放大器，用于產(chǎn)生方波信號，所述方波信號是從所述經(jīng) 濾波的信號得到的；以及控制器，用于同步所述入侵檢測系統(tǒng)以便以與所述方波信號相對應(yīng) 的時間間隔詢問被監(jiān)一見的區(qū)域。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述信號是由所述交流輸電 線發(fā)射的電^f茲噪聲。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述天線是形成于電路板上 的線跡天線。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述天線是由入侵檢測系統(tǒng) 配線的一部分形式的，所述配線通過電容器耦合到所述放大器，所述電 容器阻止直流信號傳播到所述放大器而允許交流信號傳播到所述放大器。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述天線被調(diào)諧到50Hz和 60Hz之間的頻率范圍。
18. —種用于向入侵檢測系統(tǒng)提供熒光燈抗擾性的系統(tǒng)，所述熒光 燈抗擾性系統(tǒng)包括適于運(yùn)動檢測的微波收發(fā)器，所述微波收發(fā)器產(chǎn)生微波范圍的電磁 信號；放大器，用于增加所述電磁信號的一部分的增益，所述部分已被轉(zhuǎn)向所述放大器；濾波器，用于分離出與交流輸電線的線路頻率的二次諧波相對應(yīng)的 頻率；方形波成形放大器，用于產(chǎn)生方波信號，所述方波信號是從所述經(jīng) 濾波的信號得到的；以及控制器，用于同步所述入侵檢測系統(tǒng)以便以與所述方波信號相對應(yīng) 的時間間隔詢問被監(jiān)一見的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種使用同步采樣來減少由報警系統(tǒng)上的熒光燈引起的干擾的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)引入了用于檢測輸電線的線路頻率的檢測器并且把安全系統(tǒng)同步到所檢測的線路頻率。所采用的檢測器可以是被配置成光檢測器的發(fā)光二極管，調(diào)諧在55Hz頻率附近的天線，或連接到微波信道輸出的濾波器。
文檔編號H05B41/36GK101166390SQ200710180818
公開日2008年4月23日 申請日期2007年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月17日
發(fā)明者D·E·默里特 申請人:霍尼韋爾國際公司