CN105243774A - 精确定位光线感应报警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开精确定位光线感应报警系统，包括位置相对设置的光探测器和光反射器，所述光探测器包括激光发射器、激光接收器、报警器和处理器，所述处理器包括数据采集器和主控制器，所述主控制器包括单片机LM3S6911，所述数据采集器包括收发器SP3481和辅助电路，所述收发器SP3481采集激光发射器和激光收发器的激光信号，并经信号传送至所述单片机LM3S6911，所述单片机LM3S6911通过RS485接口接收激光信号并进行处理，并根据处理后的结果确定是否发出报警信号。本发明监测范围1米到10公里不等，范围广，报警准确，并能提供视频图像，便于确定入侵者，成本低，适应能力强。
Description
技术领域
本发明涉及一种精确定位报警系统，具体的涉及一种精确定位光线感应报警系统。
背景技术
目前，大部分定位感应报警系统基于光线传输，光纤不仅可以用于信号传输，还可以作为安全防范应用中的传感器，在光线链路中信号传输的同时，仅需其中的三芯光纤，即可实现光纤感应探测器。本公司与2014年申请的申请号为201410804833.3的专利中公开了基于光线传输的预警报警系统，其通过独特的光纤链路，使用10mw/1550波长激光器最长能传输220公里光纤链路，也就是说现在的光纤链路设计的是光缆内部从0米端传到110公里端在通过光模块特殊结构传回0米端，这样一个来回实际是220公里，提供了很好的预警报警效果。但是，该系统基于光线布线，布线受局限，适应能力不强，灵敏度有待改进。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种适应力强、灵敏度高的精确定位光线感应报警系统。
技术方案：本发明所述精确定位光线感应报警系统，包括位置相对设置的光探测器和光反射器，所述光探测器包括激光发射器、激光接收器、报警器和处理器，所述处理器包括数据采集器和主控制器，所述主控制器包括单片机LM3S6911，所述数据采集器包括收发器SP3481和辅助电路，
所述收发器SP3481的脚7与所述激光发射器3连接，所述收发器SP3481的脚6与所述激光收发器4连接，所述收发器SP3481的脚1与所述单片机LM3S6911的脚12连接，所述收发器SP3481的脚4与所述单片机LM3S6911的脚13连接，所述收发器SP3481的脚2和脚3与所述单片机LM3S6911的脚11连接，采集激光发射器和激光收发器的激光信号，并经信号传送至所述单片机LM3S6911，所述单片机LM3S6911通过RS485接口接收激光信号并进行处理，并根据处理后的结果确定是否发出报警信号；
所述辅助电路包括电阻R17、电阻R27、电阻R18、二极管D1、二极管D2和二极管D3，所述电阻R27的两端分别与所述收发器SP3481的脚7和脚6连接，所述电阻R17的一端与所述收发器SP3481的脚7连接，其另一端接地；所述电阻R18的一端与所述收发器SP3481的脚6连接，其另一端连接电源；所述二极管D1的负极与所述收发器SP3481的脚7连接，其正极接地；所述二极管D2的负极与所述收发器SP3481的脚7和脚6连接，其正极接地；所述二极管D3的正极与所述收发器SP3481的脚6连接，其负极与所述收发器SP3481的脚7连接。
本发明技术方案的进一步限定为，所述辅助电路还包括电容C17，所述电容C17的一端与所述收发器SP3481的脚8连接，其另一端接地。
进一步地，还包括双路继电电路，所述双路继电电路包括芯片ULN2003、第一输入电路、第二输入电路、继电器Relay1和继电器Relay2，
所述芯片ULN2003的脚1连接第一路输入电路，第一路输入电路包括电阻R6、电阻R11和三极管Q1，所述电阻R6的一端与所述单片机LM3S6911的脚73连接，其另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射机接地，所述三极管Q1的集电极与所述芯片ULN2003的脚1连接，同时所述芯片ULN2003的脚1与所述电阻R11连接后连接电源；所述芯片ULN2003的脚2连接第二路输入电路，第二路输入电路包括电阻R7、电阻R12和三极管Q2，所述电阻R7的一端与所述单片机LM3S6911的脚72连接，其另一端与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射机接地，所述三极管Q2的集电极与所述芯片ULN2003的脚2连接，同时所述芯片ULN2003的脚2与所述电阻R12连接后连接电源；
所述继电器Relay1的型号为TX2-5V，其脚1与所述芯片ULN2003的脚9连接，其脚2与所述芯片ULN2003的脚15连接；所述继电器Relay2的型号为TX2-5V，其脚1与所述芯片ULN2003的脚9连接，其脚2与所述芯片ULN2003的脚16连接。
进一步地，所述光探测器和光反射器之间的距离为1米到10公里。
进一步地，还包括设置于所述光探测器同侧的摄像机，所述摄像机所述处理器连接，接收所述主控制器的控制信号。
有益效果：本发明提供的精确定位光线感应报警系统，监测范围1米到10公里不等，范围广，报警准确，并能提供视频图像，便于确定入侵者；同时，本发明的数据采集器的辅助电路抗干扰能力强，数据精度高，而双路继电电路保证的主控制器的稳定工作；本发明直接采用激光的光线传输，无需布置光纤等传输介质，布网便捷方便，成本低，不受限制，适应能力强。
附图说明
图1为本发明提供的精确定位光线感应报警系统的结构示意图；
图2为本发明提供的主控器的电路图；
图3为本发明提供的数据采集器的电路图；
图4为本发明提供的双向继电电路的电路图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：本实施例提供一种精确定位光线感应报警系统，其结构示意图如图1所示，包括位置相对设置的光探测器1和光反射器2，所述光探测器1和光反射器2之间的距离为1米到10公里，本报警系统对光探测器1和光反射器2之间做为防护区，当入侵者进入防护区域，系统会发出警报信号，同时能够准确报出入侵距离。
本系统的光探测器1包括激光发射器3、激光接收器4、报警器和处理器。本系统工作正常时，主要通过激光发射器3的光线传输至光反射器2，光反射器2反射的光线被激光接收器4接收，从而不停的得到默认探测距离；当有入侵者进入防护区域时，激光接收器4接收到的光线为入侵者反射的光线，则探测到的距离小于默认探测距离，系统立即发出报警信号。
本系统直接采用激光的光线传输，无需布置光纤等传输介质，因此，对光线的接收处理，需要非常灵敏，精确度高的电路，下面对本系统的电路做详细的解释。
所述处理器包括数据采集器和主控制器，所述主控制器包括单片机LM3S6911，主控制器各引脚及其外围电路如图2所示。
所述数据采集器包括收发器SP3481和辅助电路，其电路图如图3所示，所述收发器SP3481的脚7与所述激光发射器3连接，所述收发器SP3481的脚6与所述激光收发器4连接，所述收发器SP3481的脚1与所述单片机LM3S6911的脚12连接，所述收发器SP3481的脚4与所述单片机LM3S6911的脚13连接，所述收发器SP3481的脚2和脚3与所述单片机LM3S6911的脚11连接，采集激光发射器3和激光收发器4的激光信号，并经信号传送至所述单片机LM3S6911，所述单片机LM3S6911通过RS485接口接收激光信号并进行处理，并根据处理后的结果确定是否发出报警信号。收发器SP3481是一款低功耗半双工收发器，为本系统提供RS485的接收，实现数字信号的稳定传输。
所述辅助电路包括电阻R17、电阻R27、电阻R18、二极管D1、二极管D2和二极管D3，所述电阻R27的两端分别与所述收发器SP3481的脚7和脚6连接，所述电阻R17的一端与所述收发器SP3481的脚7连接，其另一端接地；所述电阻R18的一端与所述收发器SP3481的脚6连接，其另一端连接电源；所述二极管D1的负极与所述收发器SP3481的脚7连接，其正极接地；所述二极管D2的负极与所述收发器SP3481的脚7和脚6连接，其正极接地；所述二极管D3的正极与所述收发器SP3481的脚6连接，其负极与所述收发器SP3481的脚7连接。所述辅助电路还包括电容C17，所述电容C17的一端与所述收发器SP3481的脚8连接，其另一端接地。基于收发器SP3481是一款低功耗半双工收发器，其数据传输率可高达10Mbps，因此，对数据的干扰度要求较高，需要对采集的光线信号做去干扰的处理，而本实施例的辅助电路中，电阻R17和电阻R18采用相同阻值的电阻，均为47K，配合电阻R27的阻值12k使用，对电源信号的干扰起到很好的过滤作用。同时，本实施例采用3个单向导通的二极管对采集的信号进行初步的过滤，保证了采集信号的净度。
另外，本实施例的系统还包括双路继电电路，所述双路继电电路的电路图如图4所示，包括芯片ULN2003、第一输入电路、第二输入电路、继电器Relay1和继电器Relay2，所述芯片ULN2003的脚1连接第一路输入电路，第一路输入电路包括电阻R6、电阻R11和三极管Q1，所述电阻R6的一端与所述单片机LM3S6911的脚73连接，其另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射机接地，所述三极管Q1的集电极与所述芯片ULN2003的脚1连接，同时所述芯片ULN2003的脚1与所述电阻R11连接后连接电源；所述芯片ULN2003的脚2连接第二路输入电路，第二路输入电路包括电阻R7、电阻R12和三极管Q2，所述电阻R7的一端与所述单片机LM3S6911的脚72连接，其另一端与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射机接地，所述三极管Q2的集电极与所述芯片ULN2003的脚2连接，同时所述芯片ULN2003的脚2与所述电阻R12连接后连接电源；所述继电器Relay1的型号为TX2-5V，其脚1与所述芯片ULN2003的脚9连接，其脚2与所述芯片ULN2003的脚15连接；所述继电器Relay2的型号为TX2-5V，其脚1与所述芯片ULN2003的脚9连接，其脚2与所述芯片ULN2003的脚16连接。采用高耐压、大电流复合晶体管ULN2003协调主控制的继电器功能，保证了主控制器的稳定工作，从而保证了对光线信号的稳定处理。
而且，本系统还包括设置于所述光探测器同侧的摄像机5，所述摄像机5与所述处理器连接，接收所述主控制器的控制信号，当报警信号被触及后，摄像机5启动工作，记录下入侵者的视频图像，便于对入侵者的追查。
本实施例提供的精确定位光线感应报警系统，数据采集器对光线数据的精确采集并传输主控制器，主控制器通过植入的算法对数据进行处理，当达到报警条件后，启动报警和摄像，如果未达到报警条件，则持续保持监测。主控制器控制算法为简单地数据比对和控制信号的发送，不做为本申请的重点，再次不做赘述。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (5)
1.精确定位光线感应报警系统，包括位置相对设置的光探测器（1）和光反射器（2），其特征在于，所述光探测器（1）包括激光发射器（3）、激光接收器（4）、报警器和处理器，所述处理器包括数据采集器和主控制器，所述主控制器包括单片机LM3S6911，所述数据采集器包括收发器SP3481和辅助电路，
所述收发器SP3481的脚7与所述激光发射器（3）连接，所述收发器SP3481的脚6与所述激光收发器（4）连接，所述收发器SP3481的脚1与所述单片机LM3S6911的脚12连接，所述收发器SP3481的脚4与所述单片机LM3S6911的脚13连接，所述收发器SP3481的脚2和脚3与所述单片机LM3S6911的脚11连接，采集激光发射器（3）和激光收发器（4）的激光信号，并经信号传送至所述单片机LM3S6911，所述单片机LM3S6911通过RS485接口接收激光信号并进行处理，并根据处理后的结果确定是否发出报警信号；
所述辅助电路包括电阻R17、电阻R27、电阻R18、二极管D1、二极管D2和二极管D3，所述电阻R27的两端分别与所述收发器SP3481的脚7和脚6连接，所述电阻R17的一端与所述收发器SP3481的脚7连接，其另一端接地；所述电阻R18的一端与所述收发器SP3481的脚6连接，其另一端连接电源；所述二极管D1的负极与所述收发器SP3481的脚7连接，其正极接地；所述二极管D2的负极与所述收发器SP3481的脚7和脚6连接，其正极接地；所述二极管D3的正极与所述收发器SP3481的脚6连接，其负极与所述收发器SP3481的脚7连接。
2.根据权利要求1所述的精确定位光线感应报警系统，其特征在于，所述辅助电路还包括电容C17，所述电容C17的一端与所述收发器SP3481的脚8连接，其另一端接地。
3.根据权利要求1所述的精确定位光线感应报警系统，其特征在于，还包括双路继电电路，所述双路继电电路包括芯片ULN2003、第一输入电路、第二输入电路、继电器Relay1和继电器Relay2，
所述芯片ULN2003的脚1连接第一路输入电路，第一路输入电路包括电阻R6、电阻R11和三极管Q1，所述电阻R6的一端与所述单片机LM3S6911的脚73连接，其另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射机接地，所述三极管Q1的集电极与所述芯片ULN2003的脚1连接，同时所述芯片ULN2003的脚1与所述电阻R11连接后连接电源；所述芯片ULN2003的脚2连接第二路输入电路，第二路输入电路包括电阻R7、电阻R12和三极管Q2，所述电阻R7的一端与所述单片机LM3S6911的脚72连接，其另一端与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射机接地，所述三极管Q2的集电极与所述芯片ULN2003的脚2连接，同时所述芯片ULN2003的脚2与所述电阻R12连接后连接电源；
所述继电器Relay1的型号为TX2-5V，其脚1与所述芯片ULN2003的脚9连接，其脚2与所述芯片ULN2003的脚15连接；所述继电器Relay2的型号为TX2-5V，其脚1与所述芯片ULN2003的脚9连接，其脚2与所述芯片ULN2003的脚16连接。
4.根据权利要求1所述的精确定位光线感应报警系统，其特征在于，所述光探测器（1）和光反射器（2）之间的距离为1米到10公里。
5.根据权利要求1所述的精确定位光线感应报警系统，其特征在于，还包括设置于所述光探测器同侧的摄像机（5），所述摄像机（5）与所述处理器连接，接收所述主控制器的控制信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Accurate-positioning light inductive alarming system Effective date of registration: 20181227 Granted publication date: 20171229 Pledgee: Nanjing science and technology innovation financing guarantee Management Co., Ltd. Pledgor: Nanjing Yexiang Technology Development Co., Ltd. Registration number: 2018320000377 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20191118 Granted publication date: 20171229 Pledgee: Nanjing science and technology innovation financing guarantee Management Co., Ltd. Pledgor: Nanjing Yexiang Technology Development Co., Ltd. Registration number: 2018320000377 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Accurate-positioning light inductive alarming system Effective date of registration: 20191125 Granted publication date: 20171229 Pledgee: Nanjing science and technology innovation financing guarantee Management Co., Ltd. Pledgor: Nanjing Yexiang Technology Development Co., Ltd. Registration number: Y2019320000294 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20201208 Granted publication date: 20171229 Pledgee: Nanjing science and technology innovation financing guarantee Management Co.,Ltd. Pledgor: NANJING YEXIANG TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2019320000294 |