CN102157045A - 自适应红外激光入侵探测器 - Google Patents

Abstract

一种自适应红外激光入侵探测器，主要由发射端和接收端两部分构成，能通过外罩/立柱/支承架式机械结构、高可靠性数字电路结构、发射功率自动调节和防干扰智能识别算法等手段，显著降低入侵探测器的误报率和漏报率。

Description

自适应红外激光入侵探测器

技术领域

本发明涉及一种安全防范用入侵探测装置，尤其是采用自适应控制的红外激光入侵探测器。

背景技术

随着社会经济的快速发展，社会公共安全也受到人们越来越多的关注，智能化安防技术的发展已取得了举世瞩目的成就，随着企业和住宅小区需求的凸现，数字化智能安防当前面临新的发展契机，由于数字化智能安防行业的特殊性，国家对智能安防产业的发展一直都给于政策上的鼓励。近年来，为了解决企业和住宅小区的安全防范问题，建设部、公安部两部先后签署下达了多种相关文件，以强化企业和住宅小区的智能化安全防范设施。

在区域安全防范领域，主动红外入侵探测器(即由发射端和接收端组成的红外对射报警装置)已得到推广应用，由于普通红外光束存在穿透能力较低、发射功耗偏高等固有缺陷，造成现有产品大多存在探测距离短、误报率高、能耗偏高、寿命较短、性能不稳定等诸多缺陷，很大程度上限制了该类产品的进一步普及。考虑到激光是一种受激辐射产生的高亮度定向能束，较自发辐射产生的普通光束具有方向性好、单色性好、强相干性、稳定可靠、结构简单、发散角小、能量密度大、穿透力强(基本不受雨、雾、雪、沙尘等影响)、抗干扰性好(基本不受阳光、灯光、雷电、电磁波等干扰)、能耗低、环境适应性强、工作寿命长、维护方便等优点；故为克服现有普通红外入侵探测器的诸多缺陷，采用红外激光作为发射光源是一种较理想的解决方案。

目前，红外激光入侵探测器尚处于推广试用阶段，产品性能上相对普通红外探测器并无明显优势，在安装、使用和维护方面普遍存在如下问题：

1)相邻激光发射器发出的光束经常会相互干扰，造成不必要的误报现象；

2)激光发射器的发射角调节装置抗振性差，造成激光光束偏移而发生误报；

3)由于红外激光光束不可见，现场安装调试时，激光发射器和接收器对准困难；

4)探测器抗电压波动、温度变化、雨雾天气、阳光直射、窗口积灰的能力差，易发生漏报或误报，且半导体激光发射管寿命较短，很难满足国家相关强制性检测要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为弥补现有红外激光入侵探测器的诸多不足，本发明提供一种自适应红外激光入侵探测器，能通过外罩/立柱/支承架式机械结构、高可靠性数字电路结构、发射功率自动调节和防干扰智能识别算法等手段，显著降低入侵探测器的误报率和漏报率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：主要由发射端和接收端两部分构成，由发射端发出数束红外激光，在接收端之间形成警戒线，当有人体通过警戒线、光束被遮挡时，接收端的接收信号发生改变，经防干扰智能识别算法处理后，通过无线或有线通讯方式对外发出报警信号；如遇恶劣天气、强光直射、窗口积灰等干扰工况，接收端的接收信号发生信噪比减弱、影响正常识别时，接收端通过无线通讯方式向发射端发出指令，对激光发射功率进行自动调节。发射端主要由顶盖、外壳、底座、玻璃窗、立柱、支承架、调整架、激光发射器、发射电路板、防水电缆接头等部件组成，外壳为薄壁管材结构，玻璃窗通过密封圈及螺栓安装在外壳管壁的开口处，外壳上端口与顶盖通过密封圈及螺栓连接，外壳下端口与底座通过密封圈及螺栓连接，立柱与底座通过螺纹连接，支承架通过螺栓安装在立柱上，调整架通过螺栓安装在支承架上，激光发射器通过螺栓安装在调整架上，通过调整架可调节激光发射器的出光角，调节支承架的安装高度使激光发射器的出光口对准玻璃窗，发射电路板通过螺栓安装在支承架侧面，防水电缆接头安装在底座端面的开口处，供电电缆通过防水电缆接头与发射电路板连通；接收端主要由顶盖、外壳、玻璃窗、底座、立柱、支承架、光电传感器、接收电路板、防水电缆接头等部件组成，光电传感器通过螺栓安装在支承架上，调节支承架的安装高度使光电传感器的进光口对准玻璃窗，接收电路板通过螺栓安装在支承架侧面，供电及信号电缆通过防水电缆接头与接收电路板连通，其余装配结构与发射端相同。

本发明的有益效果是：能通过外罩/立柱/支承架式机械结构、高可靠性数字电路结构、发射功率自动调节和防干扰智能识别算法等手段，显著降低入侵探测器的误报率和漏报率，改善现有红外激光入侵探测器的诸多不足。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明中发射端/接收端的外观结构。

图2是本发明中发射端的内部机械结构。

图3是本发明中接收端的内部机械结构。

图4是本发明中发射端的电路结构。

图5是本发明中接收端的电路结构。

图6是本发明中发射端的控制流程。

图7是本发明中接收端的控制流程。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步描述。

在图1、2和3所示实施例中，本发明中发射端主要由顶盖(1)、外壳(2)、底座(3)、玻璃窗(4)、立柱(5)、支承架(6)、调整架(7)、激光发射器(8)、发射电路板(9)、防水电缆接头(10)等部件组成，外壳为薄壁管材结构，玻璃窗通过密封圈及螺栓安装在外壳管壁的开口处，外壳上端口与顶盖通过密封圈及螺栓连接，外壳下端口与底座通过密封圈及螺栓连接，立柱与底座通过螺纹连接，支承架通过螺栓安装在立柱上，调整架通过螺栓安装在支承架上，激光发射器通过螺栓安装在调整架上，通过调整架可调节激光发射器的出光角，调节支承架的安装高度使激光发射器的出光口对准玻璃窗，发射电路板通过螺栓安装在支承架侧面，防水电缆接头安装在底座端面的开口处，供电电缆通过防水电缆接头与发射电路板连通；接收端主要由顶盖、外壳、玻璃窗、底座、立柱、支承架、光电传感器(12)、接收电路板(13)、防水电缆接头等部件组成，光电传感器通过螺栓安装在支承架上，调节支承架的安装高度使光电传感器的进光口对准玻璃窗，接收电路板通过螺栓安装在支承架侧面，供电及信号电缆通过防水电缆接头与接收电路板连通，其余装配结构与发射端相同。

在图4所示实施例中，本发明中发射端的电路结构主要由电源电路、微处理器、驱动电路、无线接收电路、防拆保护电路、激光发射器1和2等部分构成，其原理是：微处理器按预设的频率和占空比输出脉宽调制(PWM)信号，并按无线接收电路收到的控制指令(来自接收端)，通过驱动电路对PWM信号进行功率放大，驱动两路激光发射器工作，从而将电信号转为光信号对外输出；电源电路对输入电源进行降压、稳压和滤波处理，为系统提供符合要求的直流电源；防拆保护电路用于传感发射端遭受的破坏或拆卸行为，并通过微处理器将触发信号加载至PWM信号输出。

在图5所示实施例中，本发明中接收端的电路结构主要由电源电路、信号调理电路、微处理器、驱动电路、无线发射电路、信号输出电路、防拆保护电路、光电传感器1和2等部分构成，其原理是：两路光电传感器分别将来自发射端的光信号转为电信号，经信号调理电路进行放大和滤波后输入微处理器，微处理器根据发射功率自动调节和防干扰智能识别算法进行信号处理后输出报警信号，报警信号通过驱动电路进行功率放大，再通过信号输出电路(包括继电器和数据总线)和无线发射电路对外输出；电源电路对输入电源进行降压、稳压和滤波处理，为系统提供符合要求的直流电源；防拆保护电路用于传感接收端遭受的破坏或拆卸行为，并通过微处理器将触发信号加载至报警信号输出。

在图6所示实施例中，本发明中发射端的控制流程是：系统开始工作后，首先初始化配置参数(包括系统时钟、单片机I/O口定义等)，然后由PWM发生器产生用于驱动激光发射器的PWM信号，同时驱动显示报警和两路激光发射器工作状况的发光二极管；随后开始读取拨码开关信息，系统根据信息进入不同的操作状态(包括：系统调试状态、正常工作状态、PWM满占空比输出调试状态)；最后系统进入工作状态，每隔一段时间发送一组信号。

在图7所示实施例中，本发明中接收端的控制流程是：系统开始工作后，首先初始化配置参数(包括系统时钟、单片机I/O口定义等)，然后系统开始配置经信号调理后的输入信号，同时驱动显示报警和两路激光发射器工作状况的发光二极管；随后开始读取拨码开关信息，系统根据信息进入不同的操作状态(包括：调试状态和正常工作状态)；最后系统进入工作状态，记录预设时间内接收到的数据个数，与标准个数进行比较，如接收到的数据量明显减少，则驱动信号输出电路报警，反之则不报警。

Claims (5)

1.一种自适应红外激光入侵探测器，主要由发射端和接收端两部分构成，由发射端发出数束红外激光，在接收端之间形成警戒线，当有人体通过警戒线、光束被遮挡时，接收端的接收信号发生改变，经防干扰智能识别算法处理后，通过无线或有线通讯方式对外发出报警信号；如遇恶劣天气、强光直射、窗口积灰干扰工况，接收端的接收信号发生信噪比减弱、影响正常识别时，接收端通过无线通讯方式向发射端发出指令，对激光发射功率进行自动调节。

2.根据权利要求1所述的自适应红外激光入侵探测器，所述发射端主要由顶盖、外壳、底座、玻璃窗、立柱、支承架、调整架、激光发射器、发射电路板、防水电缆接头组成，外壳为薄壁管材结构，玻璃窗通过密封圈及螺栓安装在外壳管壁的开口处，外壳上端口与顶盖通过密封圈及螺栓连接，外壳下端口与底座通过密封圈及螺栓连接，立柱与底座通过螺纹连接，支承架通过螺栓安装在立柱上，调整架通过螺栓安装在支承架上，激光发射器通过螺栓安装在调整架上，通过调整架可调节激光发射器的出光角，调节支承架的安装高度使激光发射器的出光口对准玻璃窗，发射电路板通过螺栓安装在支承架侧面，防水电缆接头安装在底座端面的开口处，供电电缆通过防水电缆接头与发射电路板连通。

3.根据权利要求1所述的自适应红外激光入侵探测器，所述接收端主要由顶盖、外壳、玻璃窗、底座、立柱、支承架、光电传感器、接收电路板、防水电缆接头组成，光电传感器通过螺栓安装在支承架上，调节支承架的安装高度使光电传感器的进光口对准玻璃窗，接收电路板通过螺栓安装在支承架侧面，供电及信号电缆通过防水电缆接头与接收电路板连通，其余装配结构与发射端相同。

4.根据权利要求1所述的自适应红外激光入侵探测器，所述发射端的电路结构主要由电源电路、微处理器、驱动电路、无线接收电路、防拆保护电路、激光发射器1和2构成，其原理是：微处理器按预设的频率和占空比输出脉宽调制信号，并按无线接收电路收到来自接收端的控制指令，通过驱动电路对脉宽调制信号进行功率放大，驱动两路激光发射器工作，从而将电信号转为光信号对外输出；电源电路对输入电源进行降压、稳压和滤波处理，为系统提供符合要求的直流电源；防拆保护电路用于传感发射端遭受的破坏或拆卸行为，并通过微处理器将触发信号加载至脉宽调制信号输出。

5.根据权利要求1所述的自适应红外激光入侵探测器，所述接收端的电路结构主要由电源电路、信号调理电路、微处理器、驱动电路、无线发射电路、信号输出电路、防拆保护电路、光电传感器1和2构成，其原理是：两路光电传感器分别将来自发射端的光信号转为电信号，经信号调理电路进行放大和滤波后输入微处理器，微处理器根据发射功率自动调节和防干扰智能识别算法进行信号处理后输出报警信号，报警信号通过驱动电路进行功率放大，再通过信号输出电路和无线发射电路对外输出；电源电路对输入电源进行降压、稳压和滤波处理，为系统提供符合要求的直流电源；防拆保护电路用于传感接收端遭受的破坏或拆卸行为，并通过微处理器将触发信号加载至报警信号输出。

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