CN103729955B - 一种脉冲-张力式电子围栏系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脉冲-张力式电子围栏系统及方法，该系统包括：脉冲-张力式电子围栏前端包括张力索和感应张力索张力的传感器；脉冲-张力式电子围栏主机包括：微处理器模块输出脉冲信号，为高压充电模块充入高压电；高压放电模块输出高压脉冲信号；高压输出模块与高压放电模块将高压脉冲信号输出到张力索上；高压输入模块采集张力索上的高压脉冲信号；高压检测模块检测高压脉冲信号，输出检测信号；张力转换模块将传感器传来的张力信号转为电信号；张力探测模块探测电信号获得压力数据；微处理器模块根据检测信号和压力数据判断脉冲-张力式电子围栏前端是否遭到入侵。本发明解决了脉冲电子围栏系统的旁路问题，提高了张力电子围栏系统的威慑力。

Description

一种脉冲-张力式电子围栏系统及方法

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及一种电子围栏系统及其工作方法，特别是涉及一种脉冲-张力式电子围栏系统及方法。

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、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入侵报警设施。随着安全防范需求的增强，各种新型探测技术的安全防范系统迅速发展，周界防范产品也越来越丰富。对于民用周界报警防范系统而言，普通采用的是红外探测技术和红外微波技术双鉴定技术，但采用这些技术的报警系统在受到外界影响时容易产生误报。这些外界影响包括：各种动物（如猫、狗、老鼠）及各种非动物的红外辐射源（如暖气、强灯光、太阳光）、移动及禁止物体、气体等。除了以上方式的报警系统之外，采用高压脉冲电子方式的电子围栏和采用张力探测器的电子围栏是目前较先进的周界报警系统。

高压脉冲电子围栏系统主要由高压脉冲主机（高压脉冲发生器）和探测围栏组成，其主要原理是，高压脉冲主机产生和接收高压脉冲信号，当探测到围栏处于出触网、短路、断路状态时能产生报警信号。高压脉冲电子方式的电子围栏系统普遍存在一个问题—对于脉冲围栏的“旁路”问题，高压脉冲电子方式的电子围栏系统是不能做出报警判断的。在实体围栏项目中，当改变围栏导线的长度，从而改变了围栏的防护能力，所以高压脉冲电子方式的电子围栏就失去了阻挡的作用，这就是所谓的“旁路问题”；如图3所示：当导线1剪断，用长的导线2连接，这样，就是电子围栏的“旁路问题”。张力电子围栏系统主要由张力主机、张力探测杆、张力前端组成，该系统的主要特点是通过张力探测杆对张力索上的张力值做测量，微处理器根据测量值进行一个警戒值的比较判断，从而做出周界是否报警的判断。对于张力电子围栏系统而言，由于张力探测杆是探测张力索上张力的变化，随着温度变化，张力索的材料会热胀冷缩，从而会引起张力探测器的判断出现失误，误报率高，而且受环境、天气等影响比较严重。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种脉冲-张力式电子围栏系统及方法，用于解决现有技术中脉冲电子围栏系统的“旁路”问题以及张力电子围栏系统的误判率高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种脉冲-张力式电子围栏系统及方法。

一种脉冲-张力式电子围栏系统，所述脉冲-张力式电子围栏系统包括脉冲-张力式电子围栏主机和脉冲-张力式电子围栏前端；所述脉冲-张力式电子围栏前端包括张力索和用以感应张力索张力的传感器；

所述脉冲-张力式电子围栏主机包括：微处理器模块、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、张力转换模块、张力探测模块；所述微处理器模块用以输出脉冲信号；所述高压充电模块与所述微处理器模块相连，用以充入高压电；所述高压放电模块与所述高压充电模块相连，用以输出高压脉冲信号；所述高压输出模块与所述高压放电模块和所述张力索分别相连，用以将所述高压脉冲信号输出到张力索上；所述高压输入模块与所述张力索相连，用以采集所述张力索上的高压脉冲信号；所述高压检测模块与所述高压输入模块和微处理器模块分别相连，用以检测所述高压脉冲信号，输出检测信号；所述张力转换模块与所述传感器相连，用以将所述传感器传来的张力信号转换为电信号；所述张力探测模块与所述张力转换模块和微处理器模块分别相连，用以探测所述电信号，获得压力数据；所述所述微处理器模块根据所述检测信号和所述压力数据判断所述脉冲-张力式电子围栏前端是否遭到入侵。

优选地，所述脉冲-张力式电子围栏主机还包括一与所述微处理器模块相连的变压器；所述变压器的输出端与所述高压充电模块相连。

优选地，所述脉冲-张力式电子围栏主机还包括一与所述微处理器模块相连的通信模块。

优选地，所述脉冲-张力式电子围栏前端还包括张力控制杆和终端杆；所述张力索的一端与所述张力控制杆相连，另一端与所述终端杆相连；所述传感器设置于所述张力控制杆内。

优选地，所述脉冲-张力式电子围栏前端还包括串在所述张力索上的收紧器。

优选地，所述张力索的另一端通过弹力模块与所述终端杆相连。

优选地，所述张力索的一端通过绝缘子模块与所述张力控制杆相连。

优选地，所述张力控制杆和终端杆之间设有至少1个用以支撑张力索的支撑杆。

优选地，所述张力控制杆、终端杆和支撑杆的底部均设有万向底座。

一种脉冲-张力式电子围栏方法，所述脉冲-张力式电子围栏方法包括：脉冲-张力式电子围栏主机同时采集脉冲-张力式电子围栏前端的高压脉冲信号和张力信号，根据所述高压脉冲信号和张力信号综合判断所述脉冲-张力式电子围栏前端是否遭到入侵。

优选地，所述脉冲-张力式电子围栏主机同时采集脉冲-张力式电子围栏前端的高压脉冲信号和张力信号的过程包括：所述脉冲-张力式电子围栏前端采用传感器感应围栏中张力索的张力；采用微处理器模块输出脉冲信号给高压充电模块充电；采用高压放电模块和高压输出模块将高压脉冲信号输出到脉冲-张力式电子围栏前端的张力索上；采用高压输入模块采集所述张力索上的高压脉冲信号；采用高压检测模块检测所述高压脉冲信号，输出检测信号；采用张力转换模块将所述脉冲-张力式电子围栏前端的传感器传来的张力信号转换为电信号；采用张力探测模块探测所述电信号，获得压力数据；微处理器模块根据所述检测信号和所述压力数据判断所述脉冲-张力式电子围栏前端是否遭到入侵。

优选地，所述脉冲-张力式电子围栏方法还包括：采用通信模块将所述微处理器模块的判断结果发送到远程控制端。

优选地，所述脉冲-张力式电子围栏前端的工作过程包括：采用张力控制杆固定所述张力索的一端；采用绝缘子模块将所述张力索的一端固定在所述张力控制杆上；采用终端杆固定所述张力索的另一端；采用弹力模块将所述张力索的另一端固定在所述终端杆上；采用绝缘子模块将所述张力索的另一端与所述弹力模块相连；采用支撑杆支撑所述张力索的中段；在所述张力控制杆内设置所述传感器；采用绝缘子模块将所述张力索与所述传感器相连；采用收紧器串接在所述张力索上，用以调节所述张力索的张力；采用万向底座固定所述张力控制杆、支撑杆和终端杆。

如上所述，本发明所述的脉冲-张力式电子围栏系统及其工作方法，具有以下有益效果：

本发明结合了脉冲式电子围栏系统和张力式电子围栏系统的优点，克服了单个系统的先天缺陷，解决了脉冲电子围栏系统的“旁路”问题，提高了张力电子围栏系统的威慑力，使系统更加安全高效。

附图说明

图1显示为本发明所述的脉冲-张力式电子围栏系统的结构示意图。

图2显示为本发明所述的脉冲-张力式电子围栏前端的结构示意图。

图3显示为现有技术中电子围栏出现旁路问题的情景示意图。

元件标号说明

1脉冲-张力式电子围栏主机；

2脉冲-张力式电子围栏前端；

101微处理器模块；

102高压充电模块；

103高压放电模块；

104高压输出模块；

105高压输入模块；

106高压检测模块；

107张力转换模块；

108张力探测模块；

109通信模块；

201张力控制杆；

202终端杆；

203绝缘子模块；

204支撑杆；

205弹力模块；

206收紧器；

207万向底座；

208张力索；

209传感器。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

针对高压脉冲电子围栏系统中的“旁路”问题，以及张力电子围栏系统中的误报问题，本发明提出了一种脉冲-张力式电子围栏系统，该脉冲-张力式电子围栏系统中的脉冲-张力式电子围栏主机不停的给前端围栏发射高压脉冲，并对高压脉冲进行检测；同时，该主机实时检测前端围栏张力索上的张力大小，用来防止前端围栏的“旁路”问题，在这两种情况下，对周界的各种入侵报警做出报警判断。

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。

实施例

本发明提供一种脉冲-张力式电子围栏系统，如图1所示，所述脉冲-张力式电子围栏系统包括脉冲-张力式电子围栏主机1和脉冲-张力式电子围栏前端2。所述脉冲-张力式电子围栏主机同时采集脉冲-张力式电子围栏前端的高压脉冲信号和张力信号，根据所述高压脉冲信号和张力信号综合判断所述脉冲-张力式电子围栏前端是否遭到入侵。

如图2所示，所述脉冲-张力式电子围栏前端2包括：张力控制杆201、终端杆202、绝缘子模块203、支撑杆204、弹力模块205、收紧器206、万向底座207、张力索208和用以感应张力索张力的传感器209。

所述张力索208的一端与所述张力控制杆201相连，张力索208的另一端与所述终端杆202相连。所述传感器209设置于所述张力控制杆201内。进一步，所述张力索208的一端通过绝缘子模块203与所述张力控制杆201相连；所述张力索208的另一端通过弹力模块205与所述终端杆202相连。具体地，所述张力索208可采用钢丝绳。所述弹力模块205包括拉力弹簧等类型具有弹力功能的元器件。

所述张力控制杆201和终端杆202之间设有至少1个用以支撑张力索的支撑杆204。所述张力控制杆201、终端杆202和支撑杆204的底部均设有万向底座207。所述收紧器206串接在所述张力索208上，用以调节张力索的张力。

如图3所示，所述脉冲-张力式电子围栏主机1包括：微处理器模块101、高压充电模块102、高压放电模块103、高压输出模块104、高压输入模块105、高压检测模块106、张力转换模块107、张力探测模块108、通信模块109。

所述微处理器模块101用以输出脉冲信号。进一步，所述脉冲-张力式电子围栏主机还包括一与所述微处理器模块101相连的变压器；所述变压器的输出端与所述高压充电模块102相连，用以为所述高压充电模块102充电。具体地，所述变压器为高频变压器，所述高频变压器向无极性高压电容充电，高压电容通过控制开关和高频变压器的初级线圈放电，在高频变压器的次级线圈上产生脉冲高压。

所述高压充电模块102与所述微处理器模块101相连，用以充入高压电。进一步，所述高压充电模块102为高压电容。

所述高压放电模块103与所述高压充电模块102相连，用以输出高压脉冲信号。

所述高压输出模块104与所述高压放电模块103和所述张力索208分别相连，用以将所述高压脉冲信号输出到张力索上。

所述高压输入模块105与所述张力索208相连，用以采集所述张力索上的高压脉冲信号。

所述高压检测模块106与所述高压输入模块105和微处理器模块101分别相连，用以检测所述高压脉冲信号，输出检测信号。进一步，所述高压检测模块包括光电耦合器件，所述光电耦合器件将高压脉冲电信号转换成低压脉冲电信号并输入微处理器模块。

所述张力转换模块107与所述传感器209相连，用以将所述传感器传来的张力信号转换为电信号。

所述张力探测模块108与所述张力转换模块107和微处理器模块101分别相连，用以探测所述电信号，获得压力数据。进一步，所述的张力检测模块包括张力传感器、信号调理电路和微处理器组成，张力传感器将张力转换成微弱电信号，再经信号调理电路输入到微处理器。

所述所述微处理器模块101根据所述检测信号和所述压力数据判断所述脉冲-张力式电子围栏前端是否遭到入侵。

所述通信模块109与所述微处理器模块101相连，用以将所述微处理器模块的判断结果发送到远程控制端。进一步，所述通信模块109可采用RS485通信模块或其他类型的通信模块。

本发明还提供一种脉冲-张力式电子围栏方法，所述脉冲-张力式电子围栏方法包括：脉冲-张力式电子围栏主机同时采集脉冲-张力式电子围栏前端的高压脉冲信号和张力信号，根据所述高压脉冲信号和张力信号综合判断所述脉冲-张力式电子围栏前端是否遭到入侵。

进一步，所述脉冲-张力式电子围栏主机同时采集脉冲-张力式电子围栏前端的高压脉冲信号和张力信号的过程包括：

所述脉冲-张力式电子围栏前端采用传感器感应围栏中张力索的张力；

采用微处理器模块输出脉冲信号给高压充电模块充电；

采用高压放电模块和高压输出模块将高压脉冲信号输出到脉冲-张力式电子围栏前端的张力索上；

采用高压输入模块采集所述张力索上的高压脉冲信号；

采用高压检测模块检测所述高压脉冲信号，输出检测信号；

采用张力转换模块将所述脉冲-张力式电子围栏前端的传感器传来的张力信号转换为电信号；

采用张力探测模块探测所述电信号，获得压力数据；

微处理器模块根据所述检测信号和所述压力数据判断所述脉冲-张力式电子围栏前端是否遭到入侵。

进一步，所述脉冲-张力式电子围栏方法还包括：采用通信模块将所述微处理器模块的判断结果发送到远程控制端。

进一步，所述脉冲-张力式电子围栏前端的工作过程包括：

采用张力控制杆固定所述张力索的一端；采用绝缘子模块将所述张力索的一端固定在所述张力控制杆上；

采用终端杆固定所述张力索的另一端；采用弹力模块将所述张力索的另一端固定在所述终端杆上；采用绝缘子模块将所述张力索的另一端与所述弹力模块相连；

采用支撑杆支撑所述张力索的中段；

在所述张力控制杆内设置所述用以感应张力索张力的传感器；采用绝缘子模块将所述张力索与所述传感器相连；

采用收紧器串接在所述张力索上，用以调节所述张力索的张力；采用万向底座固定所述张力控制杆、支撑杆和终端杆。

本发明中，微处理器模块向高压充电模块输出PWM信号，经过变压器向高压充电模块中的高压电容充电，高压充电模块中的高压电容通过高压放电模块和高压输出模块向前端围栏的张力索上输出高压脉冲信号，高压脉冲信号经过前端围栏的张力索输入到高压输入模块，再经过高压检测模块输入微处理器模块，微处理器模块根据高压检测模块的检测信号判断是否有入侵报警（前端围栏的张力索短路或断路），对于高压脉冲的“旁路”问题，则由张力部分来判断。

本发明中，张力控制杆中的传感器通过绝缘子模块与张力索连接在一起，张力索的另一端也通过绝缘子模块连接在弹力模块上，弹力模块固定在终端杆上，张力索中串入收紧器可调节张力索的张紧程度，张力控制杆中的传感器接入张力转换模块，再经过张力探测模块把张力索的张力数据输入微处理器模块，微处理器模块根据张力数据的大小或者变化来判断张力索是否遭到入侵（即被“旁路”），结合脉冲和张力的探测数据，系统就可以准确的给出入侵报警信号，并通过通信模块把报警信息传送到远程控制中心，这样就完美的解决了传统脉冲式电子围栏的旁路问题，同时也保持了脉冲式电子围栏良好的威慑力的优点。

所述脉冲-张力式电子围栏主机能够形成高压脉冲输出给脉冲-张力式电子围栏前端，并采集脉冲-张力式电子围栏前端的高压脉冲进行检测，根据高压脉冲检测结果做出是否报警的动作，或进一步给出何种类型的警报。高压脉冲报警能对入侵者形成警示作用。

同时，所述脉冲-张力式电子围栏主机通过微处理器、张力转换模块、张力检测模块等完成对脉冲-张力电子围栏前端的张力索进行张力测量，并根据测量张力索的张力大小，设置报警情况，根据报警情况产生警报，特别是对张力索的断路检测，是判断系统中“旁路”问题的基础。

本发明结合了脉冲式电子围栏系统和张力式电子围栏系统的优点，克服了单个系统的先天缺陷，解决了脉冲电子围栏系统的“旁路”问题，提高了张力电子围栏系统的威慑力，使系统更加安全高效。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种脉冲-张力式电子围栏系统，其特征在于：所述脉冲-张力式电子围栏系统包括脉冲-张力式电子围栏主机和脉冲-张力式电子围栏前端；

所述脉冲-张力式电子围栏前端包括张力索和用以感应张力索张力的传感器；

所述脉冲-张力式电子围栏主机包括：

微处理器模块，用以输出脉冲信号；

高压充电模块，与所述微处理器模块相连，用以充入高压电；

高压放电模块，与所述高压充电模块相连，用以输出高压脉冲信号；

高压输出模块，与所述高压放电模块和所述张力索分别相连，用以将所述高压脉冲信号输出到张力索上；

高压输入模块，与所述张力索相连，用以采集所述张力索上的高压脉冲信号；

高压检测模块，与所述高压输入模块和微处理器模块分别相连，用以检测所述高压脉冲信号，输出检测信号；

张力转换模块，与所述传感器相连，用以将所述传感器传来的张力信号转换为电信号；

张力探测模块，与所述张力转换模块和微处理器模块分别相连，用以探测所述电信号，获得压力数据；

所述微处理器模块根据所述检测信号和所述压力数据判断所述脉冲-张力式电子围栏前端是否遭到入侵。

2.根据权利要求1所述的脉冲-张力式电子围栏系统，其特征在于：所述脉冲-张力式电子围栏主机还包括一与所述微处理器模块相连的变压器；所述变压器的输出端与所述高压充电模块相连。

3.根据权利要求1所述的脉冲-张力式电子围栏系统，其特征在于：所述脉冲-张力式电子围栏主机还包括一与所述微处理器模块相连的通信模块。

4.根据权利要求1所述的脉冲-张力式电子围栏系统，其特征在于：所述脉冲-张力式电子围栏前端还包括张力控制杆和终端杆；所述张力索的一端与所述张力控制杆相连，另一端与所述终端杆相连；所述传感器设置于所述张力控制杆内。

5.根据权利要求4所述的脉冲-张力式电子围栏系统，其特征在于：所述脉冲-张力式电子围栏前端还包括串在所述张力索上的收紧器。

6.根据权利要求4所述的脉冲-张力式电子围栏系统，其特征在于：所述张力索的另一端通过弹力模块与所述终端杆相连。

7.根据权利要求4所述的脉冲-张力式电子围栏系统，其特征在于：所述张力索的一端通过绝缘子模块与所述张力控制杆相连。

8.根据权利要求4所述的脉冲-张力式电子围栏系统，其特征在于：所述张力控制杆和终端杆之间设有至少1个用以支撑张力索的支撑杆。

9.根据权利要求8所述的脉冲-张力式电子围栏系统，其特征在于：所述张力控制杆、终端杆和支撑杆的底部均设有万向底座。

10.一种脉冲-张力式电子围栏方法，其特征在于，所述脉冲-张力式电子围栏方法包括：脉冲-张力式电子围栏主机同时采集脉冲-张力式电子围栏前端的高压脉冲信号和张力信号，根据所述高压脉冲信号和张力信号综合判断所述脉冲-张力式电子围栏前端是否遭到入侵；

所述脉冲-张力式电子围栏主机同时采集脉冲-张力式电子围栏前端的高压脉冲信号和张力信号的过程包括：

所述脉冲-张力式电子围栏前端采用传感器感应围栏中张力索的张力；

采用微处理器模块输出脉冲信号给高压充电模块充电；采用高压放电模块和高压输出模块将高压脉冲信号输出到脉冲-张力式电子围栏前端的张力索上；

采用高压输入模块采集所述张力索上的高压脉冲信号；采用高压检测模块检测所述高压脉冲信号，输出检测信号；

采用张力转换模块将所述脉冲-张力式电子围栏前端的传感器传来的张力信号转换为电信号；采用张力探测模块探测所述电信号，获得压力数据；

微处理器模块根据所述检测信号和所述压力数据判断所述脉冲-张力式电子围栏前端是否遭到入侵。

11.根据权利要求10所述的脉冲-张力式电子围栏方法，其特征在于，所述脉冲-张力式电子围栏方法还包括：采用通信模块将所述微处理器模块的判断结果发送到远程控制端。

12.根据权利要求10所述的脉冲-张力式电子围栏方法，其特征在于，所述脉冲-张力式电子围栏前端的工作过程包括：

采用张力控制杆固定所述张力索的一端；采用绝缘子模块将所述张力索的一端固定在所述张力控制杆上；

采用终端杆固定所述张力索的另一端；采用弹力模块将所述张力索的另一端固定在所述终端杆上；采用绝缘子模块将所述张力索的另一端与所述弹力模块相连；

采用支撑杆支撑所述张力索的中段；

在所述张力控制杆内设置所述传感器；采用绝缘子模块将所述张力索与所述传感器相连；

采用收紧器串接在所述张力索上，用以调节所述张力索的张力；

采用万向底座固定所述张力控制杆、支撑杆和终端杆。