CN102999985B - 六线制脉冲电子围栏主机及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种六线制脉冲电子围栏主机及其工作方法，该主机包括主机控制模块、高压充电模块、高压放电模块、高压输出模块、高压输入模块、高压检测模块；主机控制模块依次经高压充电模块、高压放电模块、高压输出模块与围栏部分连接；围栏部分由6组围栏线组成；高压输出模块的正、负高压脉冲输出端分别与围栏部分的2组围栏线的一端连接；2组围栏线的另一端与剩余4组围栏线的另一端连接；剩余4组围栏线的一端接入高压输入模块，高压输入模块通过高压检测模块接入主机控制模块。本发明除了降低成本之外，还克服了相邻两路短路不报警的弊端，从而实现了相邻两路短路报警，断开任何一路报警的功能，安全可靠。

Description

六线制脉冲电子围栏主机及其工作方法

技术领域

本发明属于电子通信技术领域，涉及一种六线制脉冲电子围栏主机及其工作方法。

背景技术

在普通居民住宅区、别墅住宅区、企事业单位、工厂、仓库、变电站、电厂、学校或者看守所、监狱、机场、军事基地、政府机构、重点文物保护单位等场所均需要周界安全防范和周界防入侵报警设施。目前，市场上的高压脉冲电子围栏周界防入侵报警系统分为单防区高压脉冲电子围栏周界防入侵报警系统、双防区高压脉冲电子围栏周界防入侵报警系统、以及多防区高压脉冲电子围栏周界防入侵报警系统。现在销售使用的围栏部分的围栏线数均为4的整数，没有六线制结构的围栏。现有的围栏部分若要实现六线制就要用两个单防区高压脉冲主机或者一个双防区高压脉冲主机跟围栏部分结合起来组成8线模式来代替，除了提高成本外，还增加了高压脉冲电子围栏周界防入侵报警系统的复杂性，以及相邻两路短路会造成不报警的弊端。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种六线制脉冲电子围栏主机，该主机实现了相邻两路短路报警，断开任何一路报警的功能；

此外，本发明还提供一种六线制脉冲电子围栏主机的工作方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种六线制脉冲电子围栏主机，包括主机控制模块、高压充电模块、高压放电模块、高压输出模块、高压输入模块、高压检测模块；所述主机控制模块依次经高压充电模块、高压放电模块、高压输出模块与围栏部分连接；所述围栏部分由6组围栏线组成；所述高压输出模块的正、负高压脉冲输出端分别与围栏部分的2组围栏线的一端连接，形成正、负两路高压脉冲回路；所述2组围栏线的另一端与剩余4组围栏线的另一端连接，转换成正、负交替的4路高压脉冲回路；所述剩余4组围栏线的一端接入高压输入模块，高压输入模块通过高压检测模块接入主机控制模块。

作为本发明的一种优选方案，所述围栏部分的6组围栏线分别为第一、二、三、四、五、六组围栏线；其中第一、二组围栏线的一端与高压输出模块的正、负高压脉冲输出端连接，第一组围栏线的另一端分别与第三、五组围栏线的另一端相连，第二组围栏线的另一端分别与第四、六组围栏线的另一端相连，第三、四、五、六组围栏线的一端与高压输入模块的正、负高压脉冲输入端连接。

作为本发明的另一种优选方案，所述主机还包括一通信装置模块，所述通信装置模块与主机控制模块相连，主机控制模块经通信装置模块与外界通信设备通信连接。

作为本发明的再一种优选方案，所述高压检测模块包括四路脉冲检测电路和一个接线端子，所述四路脉冲检测电路分别为第一正脉冲检测电路、第二正脉冲检测电路、第一负脉冲检测电路、第二负脉冲检测电路；所述接线端子具有6个引脚，第1个引脚接电源电压VCC，第2个引脚接地，第3至6个引脚分别用以接第一正脉冲检测电路、第一负脉冲检测电路、第二正脉冲检测电路、第二负脉冲检测电路。

作为本发明的再一种优选方案，所述第一正脉冲检测电路包括光电耦合器U8，其中光电耦合器U8具有4个端口，U8的第二端口接地，U8的第一端口通过电阻R24接正高压脉冲，U8的第一端口通过二极管D4接地，二极管D4的正极接地，二极管D4的负极接U8的第一端口。U8的第三端口接二极管D62的正极，二极管D62的负极接接线端子的第6个引脚，且二极管D62的负极还通过电容C16接地。所述U8的第三端口还通过串联的电阻R17和二极管D17接地；二极管D17的正极接电阻R17，负极接地。所述U8的第四端口接+12V电源。

所述第一负脉冲检测电路包括光电耦合器U9，其中光电耦合器U9具有4个端口，U9的第一端口接地，U9的第二端口通过电阻R25接负高压脉冲，U9的第一端口和第二端口之间连接有二极管D60，其中二极管D60的正极接U9的第二端口，二极管D60的负极接U9的第一端口。U9的第三端口接二极管D61的正极，二极管D61的负极接接线端子的第5个引脚，且二极管D10的负极还通过电容C8接地。所述U9的第三端口还通过串联的电阻R19和二极管D18接地；二极管D18的正极接电阻R19，负极接地。所述U9的第四端口接+12V电源。

所述第二正脉冲检测电路包括光电耦合器U16，其中光电耦合器U16具有4个端口，U16的第二端口接地，U16的第一端口通过电阻R26接正高压脉冲，U16的第一端口通过二极管D19接地，二极管D19的正极接地，二极管D19的负极接U16的第一端口。U16的第三端口接二极管D64的正极，二极管D64的负极接接线端子的第4个引脚，且二极管D64的负极还通过电容C56接地。所述U16的第三端口还通过串联的电阻R21和二极管D26接地；二极管D26的正极接电阻R21，负极接地。所述U16的第四端口接+12V电源。

所述第二负脉冲检测电路包括光电耦合器U17，其中光电耦合器U17具有4个端口，U17的第一端口接地，U17的第二端口通过电阻R27接负高压脉冲，U17的第一端口和第二端口之间连接有二极管D20，其中二极管D20的正极接U27的第二端口，二极管D20的负极接U27的第一端口。U27的第三端口接二极管D63的正极，二极管D63的负极接接线端子的第3个引脚，且二极管D63的负极还通过电容C57接地。所述U17的第三端口还通过串联的电阻R22和二极管D27接地；二极管D27的正极接电阻R22，负极接地。所述U17的第四端口接+12V电源。

所述六线制脉冲电子围栏主机的工作方法，包括以下步骤：

步骤一，六线制脉冲电子围栏主机包括主机控制模块、高压充电模块、高压放电模块、高压输出模块、高压输入模块、高压检测模块；主机控制模块通过控制高压充电模块和高压放电模块实现正、负两路高压脉冲输出；

步骤二，正、负两路高压脉冲输出后接入围栏部分，然后转换成4路高压脉冲回路反馈到高压输入模块，再接入高压检测模块完成正、负高压脉冲的检测功能。

作为本发明的一种优选方案，所述主机还包括一通信装置模块，所述通信装置模块与主机控制模块相连，主机控制模块经通信装置模块与外界通信设备通信连接；当围栏部分出现短路、断路时，主控制模块发出报警，并通过通信装置模块将报警信息上传给上级报警系统。

作为本发明的另一种优选方案，所述主机控制模块依次经高压充电模块、高压放电模块、高压输出模块与围栏部分连接；所述围栏部分由6组围栏线组成；所述高压输出模块的正、负高压脉冲输出端分别与围栏部分的2组围栏线的一端连接，形成正、负两路高压脉冲回路；所述2组围栏线的另一端与剩余4组围栏线的另一端连接，转换成正、负交替的4路高压脉冲回路；所述剩余4组围栏线的一端接入高压输入模块，高压输入模块通过高压检测模块接入主机控制模块。

作为本发明的再一种优选方案，所述围栏部分的6组围栏线分别为第一、二、三、四、五、六组围栏线；其中第一、二组围栏线的一端与高压输出模块的正、负高压脉冲输出端连接，第一组围栏线的另一端分别与第三、五组围栏线的另一端相连，第二组围栏线的另一端分别与第四、六组围栏线的另一端相连，第三、四、五、六组围栏线的一端与高压输入模块的正、负高压脉冲输入端连接。

本发明的有益效果在于：本发明所述的六线制脉冲电子围栏主机除了成本上比两套单防区高压脉冲主机或者一套双防区高压脉冲主机的成本降低了很多之外，还克服了相邻两路短路不报警的弊端，从而实现了相邻两路短路报警，断开任何一路报警的功能，安全可靠。

附图说明

图1为本发明所述的六线制脉冲电子围栏主机的内部结构示意图；

图2为本发明所述的六线制脉冲电子围栏主机的外部接线示意图；

图3为本发明所述的第一正脉冲检测电路的电路结构示意图；

图4为本发明所述的第一负脉冲检测电路的电路结构示意图；

图5为本发明所述的第二正脉冲检测电路的电路结构示意图；

图6为本发明所述的第二负脉冲检测电路的电路结构示意图。

主要组件符号说明：

1、主机控制模块； 2、高压充电模块；

3、高压放电模块； 4、高压输出模块；

5、高压输入模块； 6、高压检测模块；

7、通信装置模块； 8、围栏部分；

81、第一组围栏线； 82、第二组围栏线；

83、第三组围栏线； 84、第四组围栏线；

85、第五组围栏线； 86、第六组围栏线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

实施例一

本实施例提供一种六线制脉冲电子围栏主机，如图1所示，包括主机控制模块、高压充电模块、高压放电模块、高压输出模块、高压输入模块、高压检测模块、通信装置模块；所述主机控制模块依次经高压充电模块、高压放电模块、高压输出模块与围栏部分连接；所述围栏部分由6组围栏线组成；所述高压输出模块的正、负高压脉冲输出端分别与围栏部分的2组围栏线的一端连接，形成正、负两路高压脉冲回路；所述2组围栏线的另一端与剩余4组围栏线的另一端连接，转换成正、负交替的4路高压脉冲回路；所述剩余4组围栏线的一端接入高压输入模块，高压输入模块通过高压检测模块接入主机控制模块，主机控制模块1经通信装置模块与外界通信设备连接。

【主机控制模块1】

主机控制模块1以微处理器为控制核心，该微处理器具有多路的输入/输出端口，且内部集成有PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)电路，6路A/D转换电路，大容量EEPROM(用于保存系统运行数据)。

【高压充电模块2】

高压充电模块2包括高频变压器和一个电容，完成高压脉冲的第一级放大。

【高压放电模块3】

高压放电模块3以高频变压器和放电控制电路组成，完成高压脉冲的第二级放大。

【高压输出模块4】

高压输出模块4主要以压敏电阻、高压接线柱、高压屏蔽线组成。

【高压输入模块5】

高压输入模块5主要由接口电路，高压接线柱，高压保护电路组成。

【高压检测模块6】

高压检测模块6主要以四路脉冲检测电路和一个接线端子组成，主要完成高压脉冲信号的检测功能。所述四路脉冲检测电路分别为第一正脉冲检测电路、第二正脉冲检测电路、第一负脉冲检测电路、第二负脉冲检测电路。所述接线端子具有6个引脚，第1个引脚接电源电压VCC，第2个引脚接地，第3至6个引脚分别用以接第一正脉冲检测电路、第一负脉冲检测电路、第二正脉冲检测电路、第二负脉冲检测电路。

如图3所示，所述第一正脉冲检测电路包括光电耦合器U8，其中光电耦合器U8具有4个端口，U8的第二端口接地，U8的第一端口通过电阻R24接正高压脉冲，U8的第一端口通过二极管D4接地，二极管D4的正极接地，二极管D4的负极接U8的第一端口。U8的第三端口接二极管D62的正极，二极管D62的负极接接线端子的第6个引脚，且二极管D62的负极还通过电容C16接地。所述U8的第三端口还通过串联的电阻R17和二极管D17接地；二极管D17的正极接电阻R17，负极接地。所述U8的第四端口接+12V电源。

如图4所示，所述第一负脉冲检测电路包括光电耦合器U9，其中光电耦合器U9具有4个端口，U9的第一端口接地，U9的第二端口通过电阻R25接负高压脉冲，U9的第一端口和第二端口之间连接有二极管D60，其中二极管D60的正极接U9的第二端口，二极管D60的负极接U9的第一端口。U9的第三端口接二极管D61的正极，二极管D61的负极接接线端子的第5个引脚，且二极管D10的负极还通过电容C8接地。所述U9的第三端口还通过串联的电阻R19和二极管D18接地；二极管D18的正极接电阻R19，负极接地。所述U9的第四端口接+12V电源。

如图5所示，所述第二正脉冲检测电路包括光电耦合器U16，其中光电耦合器U16具有4个端口，U16的第二端口接地，U16的第一端口通过电阻R26接正高压脉冲，U16的第一端口通过二极管D19接地，二极管D19的正极接地，二极管D19的负极接U16的第一端口。U16的第三端口接二极管D64的正极，二极管D64的负极接接线端子的第4个引脚，且二极管D64的负极还通过电容C56接地。所述U16的第三端口还通过串联的电阻R21和二极管D26接地；二极管D26的正极接电阻R21，负极接地。所述U16的第四端口接+12V电源。

如图6所示，所述第二负脉冲检测电路包括光电耦合器U17，其中光电耦合器U17具有4个端口，U17的第一端口接地，U17的第二端口通过电阻R27接负高压脉冲，U17的第一端口和第二端口之间连接有二极管D20，其中二极管D20的正极接U27的第二端口，二极管D20的负极接U27的第一端口。U27的第三端口接二极管D63的正极，二极管D63的负极接接线端子的第3个引脚，且二极管D63的负极还通过电容C57接地。所述U17的第三端口还通过串联的电阻R22和二极管D27接地；二极管D27的正极接电阻R22，负极接地。所述U17的第四端口接+12V电源。

【通信装置模块7】

通信装置模块7是主机提供常开与常闭两路开关量输出，并将报警信息上传给上级系统，完成通信接口的功能。

【围栏部分8】

所述围栏部分8的6组围栏线分别为第一、二、三、四、五、六组围栏线，如图2所示，即第一组围栏线81、第二组围栏线82、第三组围栏线83、第四组围栏线84、第五组围栏线85、第六组围栏线86；其中第一、二组围栏线的一端与高压输出模块的正、负高压脉冲输出端连接，第一组围栏线的另一端分别与第三、五组围栏线的另一端相连，第二组围栏线的另一端分别与第四、六组围栏线的另一端相连，第三、四、五、六组围栏线的一端与高压输入模块的正、负高压脉冲输入端连接。

图2为本发明所述的六线制脉冲电子围栏主机的外部接线示意图。六线制脉冲电子围栏主机设有两路高压脉冲输出，高压输出模块的正、负高压脉冲输出端分别与围栏部分的第一、二围栏线的一端对应连接；第一、二围栏线分别为正、负两路高压脉冲输出线。在围栏的另一端，高压输出模块的两路高压脉冲输出线转换成正、负交替的4路高压脉冲线，相邻两路高压脉冲线之间是正、负高压脉冲彼此交替，分别为图2中围栏部分的第三、四、五、六围栏线。围栏部分中的第三、四、五、六围栏线(也可称4路高压脉冲线)的另一端接入高压输入模块的输入端，通过高压检测模块完成4路高压脉冲线的检测功能。这样高压输出模块的2路高压脉冲输出线和4路高压脉冲线组成了六线制围栏系统。

本发明的六线制脉冲电子围栏主机的围栏部分由6路高压脉冲线组成，彼此相邻的两路高压脉冲线传输的是不同高压的脉冲，因此，当无论相邻两路高压脉冲线出现短路还是断路问题，六线制脉冲电子围栏主机都能完成报警检测功能。

本实施例还提供一种六线制脉冲电子围栏主机的工作方法，具体过程如下：

主机控制模块通过控制高压充电模块和高压放电模块实现正、负两路高压脉冲输出；其中，主机控制模块以单片机为控制核心；高压充电模块主要由变压器和电容等组成；高压放电模块主要以升压变压器为核心，形成两级升压原理，并形成正、负两路高压脉冲。

正、负两路高压脉冲接入围栏部分后，转换成4路高压脉冲回路反馈到高压输入模块，再接入高压检测模块，完成正、负高压脉冲的检测功能，可作为断路、短路报警的依据。

当六线制围栏出现短路、断路时，主控制模块发出报警，并通过通信装置模块将报警信息上传给上级报警系统。

本发明针对已有技术中存在的缺陷，为了实现高压脉冲电子围栏周界防入侵报警系统围栏的六线制围栏结构模式，降低成本，克服相邻两路短路不报警的弊端。

本发明所述的六线制脉冲电子围栏主机，除了成本上比两套单防区高压脉冲主机或者一套双防区高压脉冲主机的成本降低了很多之外，还克服了相邻两路短路不报警的弊端，从而实现了相邻两路短路报警，断开任何一路报警的功能。

本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件来实现。

Claims (3)

1.一种六线制脉冲电子围栏主机，其特征在于：包括主机控制模块、高压充电模块、高压放电模块、高压输出模块、高压输入模块、高压检测模块；所述主机控制模块依次经高压充电模块、高压放电模块、高压输出模块与围栏部分连接；所述围栏部分由6组围栏线组成；所述高压输出模块的正、负高压脉冲输出端分别与围栏部分的2组围栏线的一端连接，形成正、负两路高压脉冲回路；所述2组围栏线的另一端与剩余4组围栏线的另一端连接，转换成正、负交替的4路高压脉冲回路；所述剩余4组围栏线的一端接入高压输入模块，高压输入模块通过高压检测模块接入主机控制模块；

所述高压检测模块包括四路脉冲检测电路和一个接线端子，所述四路脉冲检测电路分别为第一正脉冲检测电路、第二正脉冲检测电路、第一负脉冲检测电路、第二负脉冲检测电路；所述接线端子具有6个引脚，第1个引脚接电源电压VCC，第2个引脚接地，第3至6个引脚分别用以接第一正脉冲检测电路、第一负脉冲检测电路、第二正脉冲检测电路、第二负脉冲检测电路；

所述第一正脉冲检测电路包括光电耦合器U8，其中光电耦合器U8具有4个端口，U8的第二端口接地，U8的第一端口通过电阻R24接正高压脉冲，U8的第一端口通过二极管D4接地，二极管D4的正极接地，二极管D4的负极接U8的第一端口；U8的第三端口接二极管D62的正极，二极管D62的负极接接线端子的第6个引脚，且二极管D62的负极还通过电容C16接地；所述U8的第三端口还通过串联的电阻R17和二极管D17接地；二极管D17的正极接电阻R17，负极接地；所述U8的第四端口接+12V电源；

所述第一负脉冲检测电路包括光电耦合器U9，其中光电耦合器U9具有4个端口，U9的第一端口接地，U9的第二端口通过电阻R25接负高压脉冲，U9的第一端口和第二端口之间连接有二极管D60，其中二极管D60的正极接U9的第二端口，二极管D60的负极接U9的第一端口；U9的第三端口接二极管D61的正极，二极管D61的负极接接线端子的第5个引脚，且二极管D10的负极还通过电容C8接地；所述U9的第三端口还通过串联的电阻R19和二极管D18接地；二极管D18的正极接电阻R19，负极接地；所述U9的第四端口接+12V电源；

所述第二正脉冲检测电路包括光电耦合器U16，其中光电耦合器U16具有4个端口，U16的第二端口接地，U16的第一端口通过电阻R26接正高压脉冲，U16的第一端口通过二极管D19接地，二极管D19的正极接地，二极管D19的负极接U16的第一端口；U16的第三端口接二极管D64的正极，二极管D64的负极接接线端子的第4个引脚，且二极管D64的负极还通过电容C56接地；所述U16的第三端口还通过串联的电阻R21和二极管D26接地；二极管D26的正极接电阻R21，负极接地；所述U16的第四端口接+12V电源；

所述第二负脉冲检测电路包括光电耦合器U17，其中光电耦合器U17具有4个端口，U17的第一端口接地，U17的第二端口通过电阻R27接负高压脉冲，U17的第一端口和第二端口之间连接有二极管D20，其中二极管D20的正极接U27的第二端口，二极管D20的负极接U27的第一端口；U27的第三端口接二极管D63的正极，二极管D63的负极接接线端子的第3个引脚，且二极管D63的负极还通过电容C57接地；所述U17的第三端口还通过串联的电阻R22和二极管D27接地；二极管D27的正极接电阻R22，负极接地；所述U17的第四端口接+12V电源。

2.根据权利要求1所述的六线制脉冲电子围栏主机，其特征在于：所述围栏部分的6组围栏线分别为第一、二、三、四、五、六组围栏线；其中第一、二组围栏线的一端与高压输出模块的正、负高压脉冲输出端连接，第一组围栏线的另一端分别与第三、五组围栏线的另一端相连，第二组围栏线的另一端分别与第四、六组围栏线的另一端相连，第三、四、五、六组围栏线的一端与高压输入模块的正、负高压脉冲输入端连接。

3.根据权利要求1所述的六线制脉冲电子围栏主机，其特征在于：所述主机还包括一通信装置模块，所述通信装置模块与主机控制模块相连，主机控制模块经通信装置模块与外界通信设备通信连接。