CN105654642A

CN105654642A - 一种脉冲电子围栏系统及其工作方法

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Publication number: CN105654642A
Application number: CN201610179514.7A
Authority: CN
Inventors: 王雷
Original assignee: Shanghai Gato Information Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Gato Information Technology Co Ltd
Priority date: 2016-03-26
Filing date: 2016-03-26
Publication date: 2016-06-08

Abstract

本发明公开了一种脉冲电子围栏系统及其工作方法，高压脉冲模块、短路断路报警检测模块、接触报警检测模块的一端与主机控制模块相连，另一端与电子围栏相连，所述主机控制模块控制高压脉冲模块产生高压脉冲电信号输入到电子围栏，在主机的输出端或输入端采用至少两个用于分压的电容，通过分压将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，随后采集该信号，短路、断路报警检测模块和接触报警检测模块处理所述低压识别的信号，主机控制模块根据信号变化产生报警。本发明能够有效解决现有技术中脉冲电子围栏系统的“单线接触”不报警、导线“跨接”不报警以及“旁路”不报警的技术问题。

Description

一种脉冲电子围栏系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，涉及一种电子围栏，尤其涉及一种脉冲电子围栏系统及其工作方法。

背景技术

传统脉冲电子围栏主机的工作原理,主机产生高压脉冲电,通过高压导线传递给前端围栏,当前端围栏出现“断线”或前端围栏导线“短接”时,脉冲主机检测不到高压脉冲信号,主机就产生报警。

在实际使用过程中,传统脉冲电子围栏主机存在“单线接触”前端围栏或者用高压导线“跨接”前端围栏的情况,在这种情况下,传统脉冲电子围栏主机不能产生报警,因此,这是传统脉冲电子围栏存在的缺陷。

为了解决传统脉冲电子围栏主机中存在的如上缺陷,不同的厂家采用了不同的设计思路和方法：中国实用新型专利ZL201420301273.5，公开了一种脉冲电子围栏接触报警系统(授权公告号：CN203931057U，授权公告日：2014年11月5日)，该触网型电子围栏通过多种工作模式,采用信号载波的方式来实现触网报警,但它的缺点是载波信号是高频信号,信号容易受到环境的影响,特别是在变电站、通信基站、广播电视塔周界,载波信号容易受到干扰、误报率高。中国发明专利ZL201010619350.8，公开了一种电子脉冲式探测器(授权公告号：CN102024300B，授权公告日：2013年12月18日)，该发明解决了非法旁路而造成报警失效的一部分难题，但不具备脉冲电子围栏前端的单线接触报警功能，误报和漏报现象严重。中国实用新型专利ZL201320875621.5，公开了一种高压脉冲电子围栏(授权公告号：CN203644146U，授权公告日：2014年6月11日)，该实用新型提出了一种可实现对触网、短路、短路状态进行检测的高压脉冲电子围栏，其无法解决脉冲电子围栏前端导线“跨接”不报警的问题，且容易受到环境的影响，信号不稳定，适用性不强，具有误报和漏报现象。

现有技术仍然不能很好的解决前述技术缺陷。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种脉冲电子围栏系统及其工作方法，能够有效解决现有技术中脉冲电子围栏系统的“单线接触”不报警、导线“跨接”不报警以及“旁路”不报警的技术问题。

如图14所示，“单线接触”不报警，即：当人触摸到电子围栏上一根导电线缆，而电子围栏不报警。“旁路”不报警，即：在实体围栏项目中，通过改变围栏导线的长度，从而改变了围栏的防护能力，高压脉冲电子围栏就失去了阻挡的作用，这就是“旁路问题”；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”。“跨接”不报警，即：在两个间隔的导电线缆之间，用一根导线连接，导电线缆6连接第三、第五根线缆(线缆从上往下依次为第一、第二、第三等等，此处线缆仅仅是用于举例)，剪掉线缆4和线缆5，此时高压脉冲电子方式的电子围栏不报警。

本发明技术方案之一在于提供一种脉冲电子围栏系统，高压脉冲模块、短路断路报警检测模块、接触报警检测模块的一端与主机控制模块相连，另一端与电子围栏相连，所述主机控制模块控制高压脉冲模块产生高压脉冲电信号输入到电子围栏前端，在主机的输出端或输入端采用电容分压电路将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，随后采集该信号，根据信号变化产生报警。

本发明整体包括主机控制模块、高压脉冲模块、电子围栏前端模块、短路/断路报警检测模块、接触报警检测模块、电源模块、显示模块、通信模块；所述主机控制模块与高压脉冲模块、短路，断路报警检测模块、接触报警检测模块、电源模块、显示模块、通信模块相连，所述高压脉冲模块、短路，断路报警检测模块、接触报警检测模块的另一端与电子围栏前端模块相连。

其中，所述主机控制模块，用于控制高压脉冲模块产生高压脉冲信号，并对脉冲电子围栏传递过来的且经过检测装置检测的短路、断路的高压脉冲信号和触网报警信号进行分析判断；所述主机控制模块包括控制模块、信号转换模块、AD转换模块和报警模块。

所述高压脉冲模块，根据主机控制模块的控制，产生高压脉冲信号，并将高压脉冲信号传递给脉冲电子围栏前端。

所述短路、断路报警检测模块，用于检测脉冲电子围栏的短路、断路报警信号，并将短路、断路报警信号传递给主机控制模块。

所述接触报警检测模块，经过电容分压，将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，同时，将围栏上的接触报警引起的信号变换转化成可以识别的模拟信号，检测脉冲电子围栏的触网报警，并将触网报警传递给主机控制模块。

所述电源模块，包括三种供电方式：(交流电电压220V，频率50HZ；(交流电压24V，频率50HZ；(直流电压12V。

所述显示模块，包括薄膜矩阵按键、LED灯、LCD显示屏；所述LED灯用来显示系统运行状况，所述LCD显示屏用于显示主机参数：包括电压、主机工作模式、主机报警模式、主机能量、主机地址。

所述通信模块，用以实现与外部设备的实时通讯，其与第三方的通讯接口包括RS-485接口、CAN总线接口、TCP/IP接口。

优选的，在主机的输出端或输入端采用至少两个用于分压的电容，将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号。

优选的，所述电容为：2—50个。电容的容值优选为：1皮法—0.1微法。

优选的，本发明所述系统进一步包括至少一个匹配电容，用于对分压的电容进行校准。分压电容在工作中，通常会受到现场周界电子围栏长度的不同和外界环境的变化而带来的影响，导致分压电容分压不准，所分压之后的低压识别信号产生变化、引起误差，从而导致分压电容的效果不够精确，分压电容达不到最佳工作状态。为了弥补因外界环境对分压电容带来的前述不利影响，匹配电容能够消除前述分压电容的变化，对分压电容的变化、误差进行补偿、修正、复位，以使得分压电容正常化，避免分压电容分压之后的低压识别信号误差。从而降低了因电子围栏的长度的不同或外界环境的变化对分压甚至对主机的影响。

优选的，所述用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端，所述匹配电容设置在所述用于分压的电容之间。

优选的，位于所述匹配电容两侧的用于分压的电容的容值总和相等。

优选的，所述用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与负高压之间。

优选的,所述用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与地之间。

优选的，所述用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的负高压与地之间。

优选的，当导体接触电子围栏单线，使电子围栏上的信号发生变化，导致接触报警。

优选的，当导体旁路围栏单线，使电子围栏上的信号发生变化，导致接触报警。

优选的，当导体形成围栏跨接，使电子围栏上的信号发生变化，导致接触报警。

本发明另一技术方案在于提供一种脉冲电子围栏系统的工作方法，其中，电源模块对主机控制模块进行供电，包括如下步骤：

步骤1：主机控制模块控制高压脉冲模块产生高压脉冲电信号并输入到电子围栏；

步骤2：主机的输出端或输入端采用至少两个电容构成分压电路，通过分压将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，并采集该信号；

步骤3：短路、断路报警检测模块和接触报警检测模块处理所述低压识别的信号；

步骤4：主机控制模块根据所述低压识别的信号的变化产生报警。

优选的，所述短路、断路报警检测模块和接触报警检测模块根据采集的所述低压识别的信号检测脉冲电子围栏的短路、断路报警信号以及其他接触报警信号，得到对应的电信号，并将电信号滤波、放大，并转换成数字信号之后发送给主机控制模块进行处理，以确定电子围栏的信号变化位置及原因，发出入侵报警。

优选的，本发明所述系统进一步包括至少一个匹配电容，用于对分压的电容进行校准。

本发明的又一技术方案是，一种脉冲电子围栏系统，高压脉冲模块、短路断路报警检测模块、接触报警检测模块的一端与主机控制模块相连，另一端与电子围栏相连，所述主机控制模块控制高压脉冲模块产生高压脉冲电信号输入到电子围栏前端，在主机的输出端或输入端采用两个电容将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，随后根据信号变化产生报警，通过一个匹配电容对用于分压的电容校准，所述两个电容的容值相等并分别设置在所述匹配电容的两侧。

本发明的又一技术方案是，一种脉冲电子围栏系统，高压脉冲模块、短路断路报警检测模块、接触报警检测模块的一端与主机控制模块相连，另一端与电子围栏相连，所述主机控制模块控制高压脉冲模块产生高压脉冲电信号输入到电子围栏前端，在主机的输出端或输入端采用三个电容将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，随后根据信号变化产生报警，通过一个匹配电容对用于分压的电容校准，所述三个电容分别设置在所述匹配电容的两侧，位于所述匹配电容的两侧的电容容值总和相等。

本发明的有益效果在于：(1)利用电容分压原理实现了触网报警功能，基于电容分压原理的脉冲电子围栏系统具备传统电子围栏系统的“短路”报警、“断路”报警功能，同时能够实现脉冲电子围栏前端的单线接触报警、导线跨接报警以及同电位的“旁路”报警功能。(2)基于电容分压原理的脉冲电子围栏系统对触网信号的判断方法不容易受到环境的影响，信号稳定、适用性强、没有误报和漏报现象，能很好的实现脉冲电子围栏接触报警,单线报警和跨接报警功能。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明为2个用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与负高压之间的接触报警模块示意图；

图3是本发明为4个用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与负高压之间的接触报警模块示意图；

图4是本发明为3个用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与负高压之间的接触报警模块示意图；

图5是本发明为5个用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与负高压之间的接触报警模块示意图；

图6是本发明为2个用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与地之间的接触报警模块示意图；

图7是本发明为4个用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与地之间的接触报警模块示意图；

图8是本发明为3个用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与地之间的接触报警模块示意图；

图9是本发明为5个用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与地之间的接触报警模块示意图；

图10是本发明为2个用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的负高压与地之间的接触报警模块示意图；

图11是本发明为4个用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的负高压与地之间的接触报警模块示意图；

图12是本发明为3个用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的负高压与地之间的接触报警模块示意图；

图13是本发明为5个用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的负高压与地之间的接触报警模块示意图；

图14是脉冲电子围栏触网时的示意图。

具体实施方式：

为了使本发明的创作特征、技术手段与达成目的易于明白理解，以下结合具体实施例进一步阐述本发明。

如图1-14所示，本发明整体包括主机控制模块、高压脉冲模块、电子围栏前端模块、短路/断路报警检测模块、接触报警检测模块、电源模块、显示模块、通信模块；所述主机控制模块与高压脉冲模块、短路，断路报警检测模块、接触报警检测模块、电源模块、显示模块、通信模块相连，所述高压脉冲模块、短路，断路报警检测模块、接触报警检测模块的另一端与电子围栏前端模块相连。所述主机控制模块控制高压脉冲模块产生高压脉冲电信号输入到电子围栏前端，在主机的输出端或输入端采用至少两个用于分压的电容，通过分压将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，随后采集该信号，根据信号变化产生报警。采用电容分压的好处是：通常脉冲电压为5KV,通过分压之后，能转换成普通信号处理的低电压，同时，当导体触碰围栏时，引起匹配电容C9上的信号发生变化，主机控制模块根据信号变化准确判断围栏接触报警。

所述电源模块，包括三种供电方式：交流电电压220V，频率50HZ；交流电压24V，频率50HZ；直流电压12V。

所述电容为：2—50个。电容的容量优选为：1皮法—0.1微法。

所述电容中包含至少一个匹配电容，用于对分压的电容进行校准。分压电容在工作中，通常会受到现场周界电子围栏长度的不同和外界环境的变化而带来的影响，导致分压电容分压不准，所分压之后的低压识别信号产生变化、引起误差，从而导致分压电容的效果不够精确，分压电容达不到最佳工作状态。为了弥补因外界环境对分压电容带来的前述不利影响，匹配电容能够消除前述分压电容的变化，对分压电容的变化、误差进行补偿、修正、复位，以使得分压电容正常化，避免分压电容分压之后的低压识别信号误差。从而降低了因电子围栏的长度的不同或外界环境的变化对分压甚至对主机的影响。

所述用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端，所述匹配电容设置在用于分压的电容之间。

所述位于匹配电容前端两侧的用于分压的电容的容值总和相等。

如图2至5所示，所述用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与负高压之间。

如图6至9所示，所述用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与地之间。

如图10至13所示，所述用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的负高压与地之间。

如图2所示，正高压脉冲信号和负高压脉冲信号经过电容C1和C2分压后进入电容C9,通过信号处理后提取该信号，图中C1＝C2。

如图3所示，正高压脉冲信号和负高压脉冲信号经过电容C1、C2、C3、C4分压后进入电容C9,通过信号处理后提取该信号，图中C1+C2＝C3+C4。

如图4所示，正高压脉冲信号和负高压脉冲信号经过电容C1、C2、C3分压后进入电容C9,通过信号处理后提取该信号，图中C1＝C2+C3。

如图5所示，正高压脉冲信号和负高压脉冲信号经过电容C1、C2、C3、C4、C5分压后进入电容C9,通过信号处理后提取该信号，图C1+C2＝C3+C4+C5。

如图6所示，正高压脉冲信号经过电容C1、C2分压后进入电容C9，通过信号处理后提取该信号，图中C1＝C2。

如图7所示，正高压脉冲信号经过电容C1、C2、C3、C4分压后进入电容C9，通过信号处理后提取该信号，图中C1+C2＝C3+C4。

如图8所示，正高压脉冲信号经过电容C1、C2、C3分压后进入电容C9，通过信号处理后提取该信号，图中C1＝C2+C3。

如图9所示，正高压脉冲信号经过电容C1、C2、C3、C4、C5分压后进入电容C9，通过信号处理后提取该信号，图C1+C2＝C3+C4+C5。

如图10所示，负高压脉冲信号经过电容C1、C2分压后进入电容C9，通过信号处理后提取该信号，图中C1＝C2。

如图11所示，负高压脉冲信号经过电容C1、C2、C3、C4分压后进入电容C9，通过信号处理后提取该信号，图中C1+C2＝C3+C4。

如图12所示，负高压脉冲信号经过电容C1、C2、C3分压后进入电容C9，通过信号处理后提取该信号，图中C1＝C2+C3。

如图13所示，负高压脉冲信号经过电容C1、C2、C3、C4、C5分压后进入电容C9，通过信号处理后提取该信号，图C1+C2＝C3+C4+C5。

本发明能够实现如下3种报警，所述的触网报警信号是“单线接触”、“旁路”或“跨接”信号。当导体接触电子围栏单线，使电子围栏上的信号发生变化，导致接触报警；当导体旁路围栏单线，使电子围栏上的信号发生变化，导致接触报警；当导体形成围栏跨接，使电子围栏上的信号发生变化，导致接触报警。所述的接触报警装置产生的触网报警信号和所述高压脉冲发射装置产生的高压脉冲信号的结合，能解决脉冲电子围栏前端上的触网报警问题，并对入侵者形成高压脉冲的威慑和打击。

如图14所示，所述“单线”触网报警，如图6上“1”，即当导体接触围栏单线，从而改变围栏上的信号变化，从而产生接触报警。所述“旁路”触网报警，如图6上“2”，即当导体旁路围栏单线，从而改变围栏上的信号变化，从而产生接触报警。所述“跨接”触网报警，如图6上“4”,“5”,“6”,形成围栏跨接，从而改变围栏上的信号变化，产生接触报警。

本发明一种脉冲电子围栏系统，高压脉冲模块、短路断路报警检测模块、接触报警检测模块的一端与主机控制模块相连，另一端与电子围栏相连，所述主机控制模块控制高压脉冲模块产生高压脉冲电信号输入到电子围栏前端，在主机的输出端或输入端采用两个电容将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，随后根据信号变化产生报警，通过一个匹配电容对用于分压的电容校准，所述两个电容的容值相等并分别设置在所述匹配电容的两侧。

本发明一种脉冲电子围栏系统，高压脉冲模块、短路断路报警检测模块、接触报警检测模块的一端与主机控制模块相连，另一端与电子围栏相连，所述主机控制模块控制高压脉冲模块产生高压脉冲电信号输入到电子围栏前端，在主机的输出端或输入端采用三个电容将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，随后根据信号变化产生报警，通过一个匹配电容对用于分压的电容校准，所述三个电容分别设置在所述匹配电容的两侧，位于所述匹配电容的两侧的电容容值总和相等。

本发明一种脉冲电子围栏系统的工作方法，其中，电源模块对主机控制模块进行供电，包括如下步骤：步骤1：主机控制模块控制高压脉冲模块产生高压脉冲电信号并输入到电子围栏；步骤2：主机的输出端或输入端采用至少两个电容构成分压电路，通过分压将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，并采集该信号；步骤3：短路、断路报警检测模块和接触报警检测模块处理所述低压识别的信号；步骤4：主机控制模块根据所述低压识别的信号的变化产生报警。所述短路、断路报警检测模块和接触报警检测模块根据采集的所述低压识别的信号检测脉冲电子围栏的短路、断路报警信号以及其他触网报警信号，得到对应的电信号，并将电信号滤波、放大，并转换成数字信号之后发送给主机控制模块进行处理，以确定电子围栏的信号变化位置及原因，发出入侵报警。用于分压的电容容易受外界环境变化的影响，可能会导致分压不精确，引起误差，本发明通过至少一个匹配电容，用于对分压的电容进行校准，对损失的精度进行补偿或对增加的进行修复。提高电容分压的准确性，避免了环境变化产生的负面影响。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一种脉冲电子围栏系统，高压脉冲模块、短路断路报警检测模块、接触报警检测模块的一端与主机控制模块相连，另一端与电子围栏相连，其特征在于：所述主机控制模块控制高压脉冲模块产生高压脉冲电信号输入到电子围栏前端，在主机的输出端或输入端采用电容分压电路将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，随后采集该信号，根据信号变化产生报警。

2.根据权利要求1所述的脉冲电子围栏系统，其特征在于：在主机的输出端或输入端采用至少两个用于分压的电容，将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号。

3.根据权利要求1或2所述的脉冲电子围栏系统，其特征在于，所述电容为：2—50个。

4.根据权利要求3所述的脉冲电子围栏系统，其特征在于，所述电容的容值为：1皮法—0.1微法。

5.根据权利要求1或2所述的脉冲电子围栏系统，其特征在于，还包含至少一个匹配电容，对用于分压的电容进行校准。

6.根据权利要求5所述的脉冲电子围栏系统，其特征在于，所述用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端，所述匹配电容设置在所述用于分压的电容之间。

7.根据权利要求6所述的脉冲电子围栏系统，其特征在于，位于所述匹配电容两侧的用于分压的电容的容值总和相等。

8.根据权利要求6所述的脉冲电子围栏系统，其特征在于，所述用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与负高压之间。

9.根据权利要求6所述的脉冲电子围栏系统，其特征在于，所述用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的正高压与地之间。

10.根据权利要求6所述的脉冲电子围栏系统，其特征在于，所述用于分压的电容串联设置在脉冲电子围栏前端的负高压与地之间。

11.根据权利要求1所述的脉冲电子围栏系统，其特征在于，当导体接触电子围栏单线，使电子围栏上的信号发生变化，导致接触报警。

12.根据权利要求1所述的脉冲电子围栏系统，其特征在于，当导体旁路围栏单线，使电子围栏上的信号发生变化，导致接触报警。

13.根据权利要求1所述的脉冲电子围栏系统，其特征在于，当导体形成围栏跨接，使电子围栏上的信号发生变化，导致接触报警。

14.一种脉冲电子围栏系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤2：主机的输出端或输入端采用至少两个电容，通过分压将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，随后采集该信号；

步骤4：根据所述低压识别的信号的变化产生报警。

15.根据权利要求14所述的脉冲电子围栏系统的工作方法，其特征在于，还包含至少一个匹配电容，对用于分压的电容进行校准。

16.根据权利要求14所述的脉冲电子围栏系统的工作方法，其特征在于，所述短路、断路报警检测模块和接触报警检测模块根据采集的所述低压识别的信号检测脉冲电子围栏的短路、断路报警信号以及其他接触报警信号，得到对应的电信号，并将电信号滤波、放大，并转换成数字信号之后发送给主机控制模块进行处理。

17.一种脉冲电子围栏系统，高压脉冲模块、短路断路报警检测模块、接触报警检测模块的一端与主机控制模块相连，另一端与电子围栏相连，其特征在于：所述主机控制模块控制高压脉冲模块产生高压脉冲电信号输入到电子围栏前端，在主机的输出端或输入端采用两个电容将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，随后根据信号变化产生报警，通过一个匹配电容对用于分压的电容校准，所述两个电容的容值相等并分别设置在所述匹配电容的两侧。

18.一种脉冲电子围栏系统，高压脉冲模块、短路断路报警检测模块、接触报警检测模块的一端与主机控制模块相连，另一端与电子围栏相连，其特征在于：所述主机控制模块控制高压脉冲模块产生高压脉冲电信号输入到电子围栏前端，在主机的输出端或输入端采用三个电容将高压脉冲电信号转换成低压识别的信号，随后根据信号变化产生报警，通过一个匹配电容对用于分压的电容校准，所述三个电容分别设置在所述匹配电容的两侧，位于所述匹配电容的两侧的电容容值总和相等。