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STAND DER TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Detektieren von Versuchen
zur Umgehung von Bewegungssensoren, und im Besonderen betrifft die vorliegende
Erfindung beim Einschalten eines Bewegungsdetektors das Detektieren,
ob der Bewegungsdetektor maskiert bzw. abgedeckt worden ist.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Bewegungsdetektoren
kommen in Alarmsystemen weit verbreitet zum Einsatz. Dem Stand der Technik
entsprechende Bewegungsdetektoren setzen für gewöhnlich eine duale Erfassungstechnologie
ein, wie etwa einen Mikrowellen-Doppler-Sensor in Kombination mit einem passiven
Infrarotsensor (PIR), mit einer Kopplung mit Verarbeitungssoftware. In
den meisten Fällen
handelt es sich bei dem PIR-Sensor um den primären Sensor, wobei der Mikrowellensensor
als sekundärer
Sensor verwendet wird, um ein Detektierungsereignis von dem PIR-Sensor zu bestätigen. Während die
Technologie zuverlässig
Alarmzustände
auf der Basis verschiedener erfasster Zustände detektiert, ist es trotzdem möglich, einen
Doppelsensor-Bewegungsdetektor durch „Maskierung" des PIR-Sensors
zu überlisten. Im
Fach versteht man unter dem Begriff „Maskierung" allgemein das Platzieren
eines stationären
Objekts vor einem Sensor, wobei der Sensor mit einer Substanz wie
etwa mit einem Band oder Lack oder dergleichen bedeckt bzw. abgedeckt
wird. Auch die Platzierung einer Glasplatte oder das Sprühen eines transparenten
Lacks oder Haarsprays über
ein Infrarotsensorfenster kann eine effektive Maskierung darstellen.
Meistens ist der PIR-Sensor das Ziel der Maskierung, da Infrarotsignale
die Sichtlinie betreffen, während
Mikrowellensignale penetrieren und von Objekten abprallen.
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Natürlich ist
das Erkennen einer Maskierung sehr wichtig, wenn stets ein hohes
Maß an
Sicherheit aufrechterhalten werden muss, und somit wurden verschiedene
Ansätze
zum Detektieren einer Maskierung entwickelt. Der einfachste Ansatz
ist die Überwachung
der PIR-Aktivität
und des Erklärens
eines Maskierungszustands, wenn über
einen vorbestimmten Zeitraum ein Aktivitätsverlust auftritt, wobei dieses
Verfahren jedoch für
fehlerhafte Erkennungen von Maskierungen anfällig ist, da auch ein leerer Raum
das Anzeigen eines Maskierungszustands bewirkt. Ein weiterer Ansatz
betrifft das Detektieren eines Maskierungszustands während des
eigentlichen Vorgangs der Maskierung. Bei Doppelsensordetektoren
unter Verwendung eines Mikrowellen-Doppler-Sensors werden hohe Mikrowellensignale
erzeugt, wenn eine Person oder ein sich bewegendes Objekt in die
unmittelbare Umgebung des Sensors eintreten. Somit können Elemente
leicht durch den Mikrowellen-Doppler-Sensor detektiert werden, wenn
sie sich an eine Position bewegen, welche den Sensor blockiert.
Nachdem es sich jedoch an eine Position bewegt hat, wird ein stationäres Objekt
leider für
einen Mikrowellen-Doppler-Detektor im Wesentlichen unsichtbar. Bei
einem weiteren Ansatz wird ein Emitter-Detektor-Paar im mittleren
Infrarotbereich eingesetzt, das auf einen reflektierten Strahl achtet.
Ein hoher reflektierter Signalpegel zeigt einen Maskierungszustand
an, da ein Objekt in der unmittelbaren Umgebung platziert worden
ist. Dieser Ansatz ist jedoch teuer und weist einen verhältnismäßig hohen
Stromverbrauch auf.
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Der
zuverlässigste
Ansatz für
die Detektierung einer Maskierung ohne zusätzliche Kosten oder einen höheren Stromverbrauch
zu verursachen ist somit der Einsatz eines Mikrowellen-Doppler-Sensors
zum Detektieren von Nahbereichsereignissen; das heißt einer
Bewegung innerhalb von ungefähr achtzehn
Zoll des Mikrowellen-Doppler-Sensors. Beim Detektieren eines Nahbereichsereignisses
wird ein PIR-Detektierungsfenster
geöffnet.
Wenn in diesem Fenster eine PIR-Aktivität detektiert wird, so endet
die Routine zur Detektierung einer Maskierung. Wenn im anderen Fall
innerhalb dieses Zeitraums keine PIR-Aktivität auftritt, so wird ein Maskierungszustand
erklärt.
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Unter
Verwendung Maskierungsdetektierung auf Mikrowellenbasis existiert
jedoch weiterhin eine ernsthafte Bedrohung der Sicherheit, da diese
Technologie davon abhängig
ist, den tatsächlichen
Vorgang der Maskierung sehen zu müssen. Die Technologie kann
somit eine Maskierung nicht erkennen, wenn dem Detektor die Stromversorgung
entzogen wird, wie etwa bei einem Stromausfall am Detektor während ein
Sensor maskiert wird, oder wenn das System tagsüber ausgeschaltet wird, oder
wenn eine Person während
einem Stromausfall den Sensor maskiert. In jedem dieser Fälle zeit
der Sensor, wenn er wieder eingeschaltet wird, nicht an, dass eine
Maskierung erfolgt ist, da die Maskierung bereits erfolgt ist. Somit
werden ein System und ein Verfahren zum Detektieren einer bereits
erfolgten Sensormaskierung benötigt,
ohne dass der Sensor einen falschen Maskierungszustand erklärt, wenn
in einem leeren Gebäude
ein Stromausfall auftritt. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese
und andere Anforderungen und beseitigt in herkömmlichen Technologien festgestellte
Unzulänglichkeiten.
Die britische Patentanmeldung GB 2 308 482 A offenbart eine Detektierungsvorrichtung
mit Fehlerüberwachung.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren einer
Maskierung beim Einschalten gemäß dem gegenständlichen
Anspruch 1 sowie einen Bewegungsdetektor zum Detektieren einer Maskierung
gemäß dem gegenständlichen
Anspruch 9.
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Weitere
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen beansprucht.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Bestimmen, ob sich ein Bewegungsdetektor
zum Zeitpunkt der Stromzufuhr an den Detektor in einem maskierten
Zustand befindet. Im Besonderen detektiert die vorliegende Erfindung
eine Situation, in der eine Person die Stromzufuhr an den Detektor
unterbricht, wie zum Beispiel durch Abschalten der Stromzufuhr über ein
elektrisches Bedienfeld, wobei der Detektor danach maskiert und
schließlich
die Stromzufuhr wiederhergestellt wird.
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Zum
Detektieren eines Maskierungszustands gemäß der vorliegenden Erfindung
wird der Detektor zum Beispiel und ohne einzuschränken in einen
Maskendetektierungszustand versetzt, wenn der Strom zugeführt wird.
Jede nach dem Aufwärmen und
Stabilisieren des Detektors detektierte Infrarotbewegung beendet
den Maskendetektierungszustand. Wenn jedoch in dem Sichtfeld ein
vorbestimmtes Ausmaß der
Mikrowellensensoraktivität
detektiert wird, ohne dass eine Infrarotaktivität detektiert worden ist, wird
ein Maskierungszustand erklärt.
Das Verfahren zum Detektieren eines Maskierungszustands basiert
auf der Annahme, dass ein hohes Maß der Mikrowellenaktivität zumindest
von einem geringen Maß der
Infrarotaktivität
begleitet werden sollte, wenn der Infrarotsensor nicht maskiert
worden ist. Das Maß der
Mikrowellenaktivität,
das zum Auslösen einer
Maskierungsdetektierung erforderlich ist, kann auf der Basis einzelner
Detektormerkmale variiert werden, wobei es lediglich ausreichend
hoch sein muss, um eine fehlerhafte Maskierungsdetektierung als
Ergebnis einer Mikrowellenaktivität zu vermeiden, die durch Radiosender,
Mobiltelefone und andere Störquellen
erzeugt worden ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Versuche zur
Umgehung eines Bewegungsdetektors zu detektieren.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine
zuverlässige
Maskierungsdetektierung vorzusehen, und zwar praktisch ohne zusätzliche
Komponentenkosten und praktisch keinen zusätzlichen Stromverbrauch im
Vergleich zu einem Emitter-Detektor-Paar im mittleren Infrarotbereich.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, zu bestimmen,
ob der Infrarotsensor in einem Bewegungsdetektor maskiert worden
ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, nach
dem Einschalten Maskierungszustände
in einem Bewegungsdetektor zu detektieren.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine
Maskierung eines Bewegungsdetektors zu detektieren, die während einem Stromausfall
auftritt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine
Maskierungsdetektierung in einem Bewegungsdetektor über einen
vorbestimmten Zeitraum nach dem ersten Einschalten des Bewegungsdetektors
zu ermöglichen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, die Maskierung
eines Infrarotsensors in einem Bewegungsdetektor unter Verwendung eines
Mikrowellen-Doppler-Sensors
als eine Auslöservorrichtung
zu detektieren.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung sind in den folgenden Abschnitten
der Beschreibung ausgeführt,
wobei die genaue Beschreibung dem Zweck der vollständigen Offenbarung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
der Erfindung dient, ohne die Erfindung einzuschränken.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird in Bezug auf die folgenden Zeichnungen umfassender
verständlich,
die ausschließlich
Veranschaulichungszwecken dienen. Es zeigen:
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1 ein
Funktionsblockdiagramm eines Bewegungsdetektors mit zwei Kanälen; und
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2 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren einer Maskierung
beim Einschalten gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Verwendung in Verbindung mit dem Bewegungsdetektor
aus 1.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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In
erstem Bezug auf die Abbildung aus 1 ist ein
Funktionsblockdiagramm eines Doppelsensor-Bewegungsdetektors 10 dargestellt.
Der Detektor 10 weist einen Infrarotkanal 12 und
einen Mikrowellenkanal 14 auf, die beide analoge Signale
ausgeben. Der Infrarotkanal umfasst für gewöhnlich einen pyroelektrischen
Sensor 16 und ein Verstärkersystem 18,
während
der Mikrowellenkanal für
gewöhnlich
einen Mikrowellenemitter/-detektor als einen Doppler-Sensor 20,
eine Steuer/-Überwachungsschaltung 22 und
ein Verstärkersystem 24 umfasst. Die
analogen Signale aus beiden Kanälen
werden durch einen Analog-Digital-Umsetzer (ADU) 26 in
digitale Form umgesetzt. Ein Mikrocontroller 28 verarbeitet
diese Signale und detektiert, ob ein Alarmzustand gegeben ist, und
sieht eine Ausgabe an ein Alarmrelais 30 vor. Der Mikrocontroller 28 weist
für gewöhnliche
eine oder mehrere Speicherarten auf, wie etwa einen Nur-Lesespeicher
oder einen Direktzugriffsspeicher, zum Speichern von Verarbeitungssoftware
und -Daten, und wobei der Mikrocontroller den Analog-Digital-Umsetzer 26 aufweisen
kann. Der Fachmann erkennt, dass auch andere Vorrichtungen und Teilsysteme
vorgesehen sein können,
und dass die dargestellten Vorrichtungen bzw. Bausteine und Teilsysteme
auf andere Art und Weise als in der Abbildung aus 7 dargestellt
miteinander verbunden werden können.
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Aus
der folgenden Beschreibung wird deutlich, dass die vorliegende Erfindung
in Software und/oder Firmware implementiert werden kann, die einem
Detektor mit der vorstehenden Konfiguration zugeordnet ist oder
jedem anderen herkömmlichen Detektor
mit Infrarot- und Mikrowellenkanälen.
Der Detektor 10 dient lediglich als ein Beispiel für einen herkömmlichen
Detektor, und die vorliegende Erfindung ist nicht so auszulegen,
dass sie nur für
den in diesem Beispiel dargestellten Detektor gilt.
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Allgemein
ausgedrückt
basiert das Verfahren zum Detektieren eines Maskierungszustands
auf der Annahme, dass ein hohes Maß der Mikrowellenaktivität zumindest
von einem geringen Maß an
Infrarotaktivität
begleitet werden sollte, wenn der Infrarotsensor nicht maskiert
worden ist. Daraus folgt, dass ein vorbestimmtes Maß der Mikrowellenaktivität ohne jede
Infrarotaktivität
einen Maskierungszustand anzeigt. Ferner folgt, dass ein in einem
leeren Raum eingeschalteter, nicht maskierter Sensor keinen Maskierungszustand
erklärt,
da nicht ausreichend Mikrowellenaktivität gegeben ist, um einen Maskierungszustand
anzuzeigen. Und während
ein in einem leeren Raum eingeschalteter maskierter Sensor in Abwesenheit
von Mikrowellenenergie ebenfalls keinen Maskierungszustand erklärt, würde der
Detektor für den
Fall, dass ein Eindringling in der Folge in den Raum eintritt, einen
Maskierungszustand erklären, wenn
die erzeugte Mikrowellenaktivität
erfasst wird. Wenn die Bewohner nach der Maskierung des Sensors
wieder in das Gebäude
zurückkehren,
bewirkt ihre Aktivität
eine Detektierung der Maskierung. Die vorliegende Erfindung sieht
eine zuverlässige
Anzeige vor, dass in dem Gebäude
ein Fehler gegeben ist, wobei keine falschen Maskierungszustände erklärt werden.
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In
folgendem Bezug auf die Abbildung aus 2 sind die
Schritte zum Detektieren eines Maskierungszustands gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Das Verfahren wird vorzugsweise durch eine
Programmierung ausgeführt,
die in dem Mikrocontroller 28 vorgesehen ist, wobei es
aber auch durch eine Programmierung ausgeführt werden kann, die in einem
anderen Mikrocontroller vorgesehen ist. Darüber hinaus erfolgt die Ausführung dieser Programmierung
bzw. dieses Programms vorzugsweise gleichzeitig zu den normalen
Aktivitäts-
und Detektierungsroutinen in dem Bewegungsdetektor.
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In
dem Schritt 100 detektiert die Erfindung ein von dem Mikrocontroller 28 empfangenes
Einschalt-Rücksetzsignal.
Eine herkömmliche
Einschalt-Detektierungsschaltung, wie etwa gemäß der Abbildung aus 3,
wird dazu verwendet, ein Einschalt-Rücksetzsignal
vorzusehen, um die bei den meisten Mikrocontrollern zu findende
Eingabe zurückzusetzen.
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In
der Schaltung aus der Abbildung aus 3 entspricht
Vs der eingehenden Stromleitung in den Bewegungsdetektor nach der Übergangsunterdrückungs-
und einer Umkehrpolaritäts-Schutzdiode (nicht
abgebildet). Vdd ist die geregelte Stromversorgungsspannung, die
den Mikrocontroller betreibt und den Kondensator C1 lädt. Wenn
der Kondensator C1 zu Beginn entladen ist, wechselt die Rücksetzleitung in
einen niedrigen Zustand und setzt den Mikrocontroller zurück. Wenn
die Ladung an dem Kondensator C1 den Schwellenwert von 3,9 Volt
der Zenerdiode CR1 überschreitet,
wird der zurückgesetzte
Ausgang hoch und ermöglicht
es, dass der Mikrocontroller mit dem Betrieb beginnt. Wenn Vdd während dem
Betrieb sinkt, ermöglicht
die Diode CR2 ein schnelles Entladen von C1, so dass kurze Ausfälle schnell
detektiert werden können.
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Als
nächstes
wartet das System in dem Schritt 102 ungefähr sechzig
Sekunden, um es den Verstärkern
in dem Detektor zu ermöglichen,
sich zu stabilisieren. Darüber
hinaus wird während
dem Initialisierungszeitraum ein Einschalt-Detektierungskennzeichen gesetzt. Dieses
Kennzeichen wird zum Anzeigen verwendet, dass man sich in einem
Einschalt-Maskierungsdetektierungszustand
befindet, so dass die Routine zum Detektieren einer Maskierung beim
Einschalten jedes Mal ausgeführt
wird, wenn der Alarmverarbeitungscode einen neuen Zyklus durchläuft. Mit
anderen Worten ausgedrückt
läuft die
Routine zum Detektieren einer Maskierung beim Einschalten parallel
zu dem Alarmverarbeitungscode.
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Nach
der Initialisierung wird der Infrarotsensor in dem Schritt 104 getestet,
um zu bestimmen, ob eine Infrarotaktivität detektiert worden ist. Wenn
dies der Fall ist, wird das Einschalt-Detektierungskennzeichen in
dem Schritt 106 zurückgesetzt,
und das System kehrt in dem Schritt 108 zum normalen Betrieb zurück. Da Infrarotaktivität detektiert
worden ist, ist es nicht erforderlich, zu evaluieren, ob ein Einschalt-Maskierungszustand
existiert. Durch Löschen des
Einschalt-Detektierungskennzeichen wird die Routine zum Detektieren
einer Maskierung beim Einschalten nicht ausgeführt, wenn der Alarmverarbeitungscode
das nächste
Mal einen neuen Zyklus durchläuft.
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Wenn
in dem Schritt 104 keine Infrarotaktivität detektiert
worden ist, so wird der Mikrowellen-Doppler-Sensor in dem Schritt 110 in
Bezug auf ein vorbestimmtes Maß der
Aktivität
geprüft.
Unter Verwendung der in der Abbildung aus 1 dargestellten
Detektorkonfiguration liegt der Schwellenwert in einem Bewegtfenster
von ungefähr
drei Sekunden bei ungefähr
acht Ereignissen, und die Höhe
des Schwellenwerts für
die Mikrowellenaktivität,
die in dem Fenster auftreten muss, kann auf der Basis der individuellen
Detektoreigenschaften variiert werden. Der Schwellenwert sollte
jedoch ausreichend hoch sein, um eine fehlerhafte Maskierungsdetektierung zu
verhindern, die das Ergebnis einer Mikrowellenaktivität ist, die
durch Radiosender, Mobiltelefone, Bewegung in einem benachbarten
Raum oder andere Störquellen
erzeugt worden ist. Anders ausgedrückt ist es das Ziel, einen
Schwellenwert auszuwählen, der
detektiert, dass sich in dem geschützten Raum tatsächlich Bewegung
befindet.
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Wenn
die Höhe
des Schwellenwerts für
die Mikrowellenaktivität
detektiert worden ist, wird in dem Schritt 112 ein Infrarotdetektierungs-Zeitfenster
geöffnet.
Das Fenster entspricht vorzugsweise ungefähr fünfzehn Sekunden. Ein kürzeres Fenster
führt zu
einer schnelleren Maskierungsdetektierung, während ein längeres Fenster zu einer höheren Immunität in Bezug
auf fehlerhafte Maskierungen führt. Wenn
in dem Schritt 114 eine Infrarotaktivität in diesem Fenster detektiert
wird, wird der Maskierungsdetektierungszustand in dem Schritt 116 gelöscht, wobei
das Einschalt-Detektierungskennzeichen in dem Schritt 106 gelöscht wird,
und wobei das System in dem Schritt 108 zu dem normalen
Betrieb zurückkehrt.
Wenn alternativ in dem Schritt 114 keine Infrarotaktivität detektiert
worden ist, wird die abgelaufene Zeit in dem Schritt 118 geprüft. Wenn
der Zeitraum für das
Zeitfenster nicht überschritten
worden ist, wird der Infrarotsensor weiter überprüft, und wenn keine Infrarotaktivität detektiert
wird, wenn der Zeitraum für das
Fenster abgelaufen ist, wird in dem Schritt 120 ein Maskierungsdetektierungszustand
erklärt
bzw. festgestellt.
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Hiermit
wird festgestellt, dass die Betriebssoftware oder der Code zur Implementierung
der vorliegenden Erfindung unter Verwendung herkömmlicher Programmiertechniken
in verschiedenen Programmiersprachen für verschiedene Plattformen
geschrieben werden können.
Demgemäß sind die
Einzelheiten des Operationscodes hierin nicht dargestellt.
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Folglich
ist es ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung eine zuverlässige Detektierung
einer Maskierung vorsieht, eingeleitet durch ein Einschaltereignis.
Die vorstehende Beschreibung weist zahlreiche Einzelheiten auf,
die jedoch den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken, sondern vielmehr
lediglich einige der zurzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung veranschaulichen. Der Umfang der vorliegenden Erfindung
ist somit ausschließlich
durch die anhängigen
Ansprüche
und deren rechtlichen Äquivalente bestimmt.