CN105761394A - 室内窗口防入侵探测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种室内窗口防入侵探测系统,包括用于探测室内的人体活动信号的第一探测器、用于探测室外的人体活动信号的第二探测器、控制装置、告警装置以及电源模块;第一探测器和第二探测器均与控制装置的输入端连接,控制装置的输出端与告警装置连接;电源模块分别与第一探测器、第二探测器、控制装置、告警装置连接;若在第一预设时间内第一探测器未探测到人体活动信号,而后第二探测器探测到人体活动信号且在之后的第二预设时间内第一探测器未探测到人体活动信号,则控制装置输出开启信号至告警装置;告警装置接收开启信号并进行告警。本发明不需要用户进行任何布防、撤防操作,就能保持不间断监测窗外来人的防范能力。
Description
技术领域
本发明涉及智能安防领域,特别是涉及一种室内窗口防入侵探测系统。
背景技术
在面向居家使用的防范窗外来人入室的电子装备中,除了视频监控及接触探测(如振动开关、干簧管构成的防触动、防开启)类产品,更多是在室内利用被动式非接触的人体探测技术如热释红外侦测/多普勒微波探测等等防范外来入侵的产品,特别是使用幕帘式红外探头。但这些非接触的探测产品目前大多要依靠人工进行布防撤防(包括设置定时布防及撤防)。因为若不撤防,主人在家的活动同样会被探测系统当成入侵者而错发报警。这种需要人工控制布防/撤防的运行方式(主要是无线遥控方式,包括利用手机通过网络遥控)因其使用实在不够便利而难以在现实中普及应用。虽然以色列的EL公司采用获得专利的移动矢量判断算法成功发展出利用多元红外检测构成可辨方向的红外幕帘探头,做到依据人体行走方向判别来人,一定程度实现了主人抵近窗口活动也不必撤防的应用,但因其难免的错报误报,在现实居家中使用也是不多。至于通过手动通电、断电进行布防、撤防的产品几乎没有防范意义。
如上述目前需要人工操控的室内防入侵探测产品,无论是以遥控器还是手机进行控制,家庭成员每每离家返家都要记得进行布防/撤防操作,以免家中无人时漏失设防;有人返家又未及时撤防,在使用上实在是令人精神疲惫。而用户在家休息时想要获得防范护卫,那设防之后,任何家庭成员再行于室内窗前或是出阳台就要记得先进行遥控撤防,以免自己触发报警。而离开后还必须记得再遥控布防,这样的使用要求几乎难有几家能坚持下去。另外,万一遥控发射器遗失、损坏或是需要更换电池,及时获得补缺、更新也并非易事。
发明内容
基于此,本发明提供一种室内窗口防入侵探测系统,通过朝向室内的第一探测器获取主人的活动信息,朝向室外的第二探测器获取的室外人体活动信号,并将第一探测器和第二探测器的输出信号一起输入控制装置,控制装置依据判断原则判别是否有贼人入侵,从而实现室内窗口防入侵探测系统全天开机,自主运行,无需用户的遥控操作。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种室内窗口防入侵探测系统,包括用于探测室内人体活动信号的第一探测器、用于探测室外人体活动信号的第二探测器、控制装置、告警装置以及电源模块;所述第一探测器和所述第二探测器均与所述控制装置的输入端连接,所述控制装置的输出端与所述告警装置连接;所述电源模块分别与所述第一探测器、所述第二探测器、所述控制装置、所述告警装置连接;
若在第一预设时间内所述第一探测器未检测到室内人体活动信号,而后所述第二探测器检测到室外人体活动信号且在之后的第二预设时间内所述第一探测器仍未检测到室内人体活动信号,则所述控制装置输出开启信号给所述告警装置;所述告警装置接收所述开启信号后进行告警。
本发明利用非接触探测人体活动的商品化技术,通过朝向室内的第一探测器探测室内的人体活动信号,通过朝向室外(窗外)的第二探测器探测室外的人体活动信号,并将第一探测器和第二探测器的输出信号一齐输入至控制装置,控制装置3依据一个非法入侵判断的原则自行判断是否针对当前第二探测器探测到的人体活动信号发出告警,从而实现无论用户离家、在家活动、休息,都不需进行任何布防、撤防操作,就能保持不间断监测窗外来人的防范能力。
附图说明
图1为本发明的室内窗口防入侵探测系统在实施例一中的结构示意图;
图2为本发明的室内窗口防入侵探测系统安装位置的示意图;
图3为本发明实施例中非法入侵判断的逻辑运行框图;
图4为本发明实施例二中第一探测器和第二探测器的安装位置示意图;
图5为本发明实施例二中控制装置的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合较佳实施例及附图对本发明的内容作进一步详细描述。显然,下文所描述的实施例仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。应当理解的是,尽管在下文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语,这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本发明范围的情况下,“第一”信息也可以被称为“第二”信息,类似的,“第二”信息也可以被称为“第一”信息。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例一
图1是本发明的室内窗口防入侵探测系统在实施例一中的结构示意图,如图1所示,本实施例中的室内窗口防入侵探测系统包括第一探测器1、第二探测器2、控制装置3、告警装置4以及电源模块5。其中第一探测器1朝向室内,用于探测室内的人体活动信号;第二探测器2朝向室外,用于探测室外的人体活动信号。第一探测器1和第二探测器2均与控制装置3的输入端连接,控制装置3的输出端与告警装置4连接;电源模块5分别与第一探测器1、第二探测器2、控制装置3、告警装置4连接,用于为上述各装置提供工作电源。
本实施例一中的室内窗口防入侵探测系统可安装在窗户的侧壁上,如图2所示,其能实现自主运行,能对是否有非法入侵行为进行准确判断。
在实际生活中,非法入侵者一定会尽量避免被他人见到或提前发现,因此歹徒要么是夜间在远处见到室内无灯光,而直接攀爬、破窗入室;要么是抵近在窗外或露台、天台上观察(无论昼夜),待到能确定室内无人或暂时不会出现主人的活动才会进入;或者歹徒发现室内虽然有人但是其在休息状态(睡眠)时,才可能入室。
因此,依据歹徒非法入侵的实际前提条件,控制装置3就可以建立起一个根据室内的人体活动信号(由第一探测器1探测得到)和室外的人体活动信号(由第二探测器2探测得到)出现的时间先后顺序进行非法入侵判断的原则:若在第一预设时间内第一探测器1未探测到人体活动信号,而后第二探测器2探测到人体活动信号且在之后的第二预设时间内第一探测器1仍未探测到人体活动信号,则控制装置3生成开启信号,并将开启信号发送至告警装置4。
具体的,当第一探测器1在第一预设时间(例如5秒)内未探测到人体活动信号时,表明室内本无人,或者室内虽然有人但没有活动(如正在睡眠、停靠在窗边不动等),再或者主人刚离开室内超过一定时间(比如5秒),此后第二探测器2探测到人体活动信号,表明室外有人,但此时还不能立即开启告警装置4进行告警,因为有可能是主人停靠在窗户旁边不动且超过第一预设时间(参照图2所示,主人立于窗边不动),第一探测器1在第一预设时间内未能检测到室内的人体活动信号,而后主人在窗边活动,第二探测器2将会检测到人体活动信号并将其当作是室外的人体活动信号,这种情况下如果控制装置3生成开启信号并发送至告警装置4,则在日常生活中将会给用户带来极大的困扰(用户到窗边停止活动超过第一预设时间之后的活动将引起误报)。因此,本实施例在第二探测器2探测到人体活动信号后并不直接引发告警,控制装置3还需判断在第二探测器2探测到人体活动信号之后的第二预设时间(第二预设时间需设置为一个较小值,例如1秒)内第一探测器1是否探测到人体活动信号,若是,则表明停靠在窗边的主人开始活动,并先后(或同时)被第二探测器2和第一探测器1探测到,故此时不引发告警;若否,则表明有贼人闯入室内(贼人不可能在1秒内从窗户闯入室内),控制装置3生成开启信号并将其发送至告警装置4,告警装置4接收该开启信号并进行告警。
上述非法入侵的判断原则可以表示为图3所示的逻辑运行框图,控制装置3可以由数字逻辑电路实现上述非法入侵的判断原则,也可以依据图3所示的逻辑运行框图通过程序驱动可编程电路实现上述非法入侵的判断原则,本实施例对此不进行限制。
目前可采用的非接触探测人体活动的商品化技术主要包括被动式人体热释红外探测、主动式红外线探测、微波多普勒探测、超声波探测等等,在一种可选的实施方式中,本实施例一中的第一探测器1可选用若干个人体热释红外探测器。
凡是温度超过绝对0℃(-273℃)的物体都能产生热辐射(红外光谱),而温度低于1725℃的物体产生的热辐射光谱集中在红外光区域,因此自然界的所有物体都能向外辐射红外热,不同温度的物体,其释放的红外能量的波长是不一样的,因此红外波长与温度的高低是相关的。而任何物体由于本身的物理和化学性质的不同、本身温度不同所产生的红外辐射的波长和距离也不尽相同,人体辐射的红外光波长3~50μm,其中8~14μm占46%,峰值波长9.5μm。
人体热释红外探测器是一种被动式红外探测器,其本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。人体热释红外探测器安装后经过数秒钟适应环境,在无人进入探测区域时,现场的红外辐射稳定不变,一旦有人体红外线辐射进来,经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号。在本实施例一中可采用多个人体热释红外探测器组成第一探测器1,以使探测范围覆盖室内绝大部分空间。
对于第二探测器2,考虑到整个室内窗口防入侵探测系统一般安装在室内窗户侧壁或顶部,为保证能探测到室外的人体活动信号,要求第二探测器2能透过窗帘、玻璃探测窗外空间,因此,在一种可选的实施方式中,第二探测器2可较佳使用微波多普勒探测器。微波多普勒探测器通过天线向探测区域内发射微波信号,当探测区域内无移动目标时,微波多普勒探测器接收到的微波信号频率与发射信号频率相同。当有移动目标时,由于多普勒效应,目标反射的微波信号频率将发生偏移,微波多普勒探测器经过分析可以判断出探测区域内有人体活动。由于微波多普勒探测器的探测范围比较大,第二探测器2采用一个微波多普勒探测器便能满足需求。
当第一探测器1选用一个或多个人体热释红外探测器以探测室内的人体活动信号、第二探测器2选用微波多普勒探测器以探测室外的人体活动信号时,控制电路3接收人体热释红外探测器和微波多普勒探测器的输出信号,并依据上述非法入侵判断的原则,对是否存在非法入侵行为进行判断,一旦在第一预设时间内人体热释红外探测器未探测到人体活动信号,而后微波多普勒探测器探测到人体活动信号,且在之后的第二预设时间内人体热释红外探测器仍未探测到人体活动信号,则控制装置3判定有非法入侵行为,此时生成开启信号,并将开启信号发送至告警装置4,告警装置4接收该开启信号后进行告警。
在一种可选的实施方式中,告警装置4包括声光报警电路,当告警装置4接收到开启信号后,声光报警电路发出声音、闪光等报警信息,以提醒正在休息主人或用户的邻居。
在一种可选的实施方式中,告警装置4包括摄像头组件,当告警装置4接收到开启信号后,摄像头组件拍摄环境照片进行存储或自动上传到网络中,以保存非法入侵的证据。
进一步的,告警装置4还包括无线编码发射装置,无线编码发射装置可在接收开启信号后向外发射无线编码信号。例如,把报警编码信号发射到已接入移动网络或固话线路的无线接收器解码后自动拨号呼叫用户的手机、座机,告知用户窗外有歹人企图闯入。
综上所述,本实施例一中的室内窗口防入侵探测系统利用非接触探测人体活动的商品化技术,通过朝向室内的第一探测器1探测室内的人体活动信号,通过朝向窗外的第二探测器2探测室外的人体活动信号,并将第一探测器和第二探测器的输出信号一齐输入至控制装置3,控制装置3依据一个非法入侵判断的原则自行判断是否针对当前第二探测器2探测到的人体活动信号发出告警,从而实现无论用户离家、在家活动、休息,都不需进行任何布防、撤防操作,就能保持不间断监测窗外来人的防范能力。
实施例二
参照图4,且一并参照图1至图3,在本实施例二中,室内窗口防入侵探测系统中的第一探测器1包括第一人体热释红外探测器11和第二人体热释红外探测器12,第二探测器2包括微波多普勒探测器20,室内窗口防入侵探测系统的所有构件均可设在在支板100上,支板100安装于窗户的侧壁200,离地高度约为2米。第一人体热释红外探测器11和第二人体热释红外探测器12朝向室内,用于探测室内的人体活动信号,探测方位和角度均可调,较佳地,第一人体热释红外探测器11和第二人体热释红外探测器12均安装全向菲涅尔透镜,全向菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理,能显著提高人体热释红外探测器的探测接收灵敏度,安装全向菲涅尔透镜后,第一人体热释红外探测器11和第二人体热释红外探测器12各自的探测角度在100°左右,为保证第一探测器1的探测范围能覆盖室内区域,第一人体热释红外探测器11和第二人体热释红外探测器12构成180°的复合探测角度(探测范围如图2虚线箭头所指示的范围)。微波多普勒探测器20朝向窗外,用于探测室外的人体活动信号,其天线正面探测范围大致呈半球形(如图2点划线所指示的范围),探测间距大小可调,而其天线背向的灵敏度较低,尤其当微波多普勒探测器20背靠窗框时,面向背后的探测能力会明显减弱。两个朝向室内不同角度的人体热释红外探头可以构成180°的复合探测角度,能先于微波多普勒探测器20探得室内的人体活动信号。
第一人体热释红外探测器11、第二人体热释红外探测器12以及微波多普勒探测器20的输出端均连接至控制装置3的输入端。控制装置3依据非法入侵判断的原则对各探测器的输出信号进行处理,最终判断是否存在非法入侵行为。
具体的,基于实施例一中描述的非法入侵判断的原则,凡室内先有主人的抵近活动导致任一人体热释红外探测器率先探测到窗前的人体活动信号,则其产生的输出信号都能让室内窗口防入侵探测系统中的告警装置4进入第一预设时间的等待期(例如第一预设时间为5秒,相当于延时5秒),使得其间即使微波多普勒探测器20探测到室外人体活动信号也不会导致告警。也就是说先有主人临近室内窗口就一律在第一预设时间内对告警装置4进行抑制,然后不论主人继续活动还是停止活动,即便其在窗边躺下休息,当其再次的肢体活动能率先被某个人体热释红外探测器及时探知,或虽是被微波多普勒探测器20率先探知,但与随后被第一人体热释红外探测器11或第二人体热释红外探测器12探测到的时间相差不大于第二预设时间(该第二预设时间设置为一个较小值,例如1秒),则主人的肢体活动仍然是导致告警装置4进入持续的延时等待而非告警,这样就能实现不论主人如何活动、室内是无人还是有人在休息、窗户是敞开还是关闭,只要室内主人在窗口周围的活动停止或消失超过第一预设时间后,窗外的来人就会被微波多普勒探测器20探测到,并会导致控制装置3驱动告警装置4而进行告警,因为无论外来者如何动作都不可能使两种探测器对他的响应时间相差小于第二预设时间(例如1秒),因而一定不会导致告警装置4进入第一预设时间的等待,只会导致即刻的告警。
为详细说明本实施例室内窗口防入侵探测系统中控制装置3的工作原理,下面给出一个由数字逻辑电路构成的控制装置3的具体实例。
图5为本实施例中控制装置3的电路原理图,。如图5所示,且一并参照图1至图4,控制装置3包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8,由电源模块5提供工作电源的反相器单元U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9,二极管D1、D2、D3、D4、D5,电容C1、C2,开关晶体管T1。其中,反相器单元可以是反相器,也可以是与反相器等效的逻辑电路单元,本实施例中U1至U9均为反相器。
反相器U1的输入端通过电阻R1与第一人体热释红外探测器11的输出端连接,反相器U1的输出端与反相器U2的输入端连接;
反相器U3的输入端通过电阻R2与第二人体热释红外探测器12的输出端连接,反相器U3的输出端与反相器U4的输入端连接;
反相器U5的输入端通过电阻R3与微波多普勒探测器20的输出端连接,反相器U5的输出端与反相器U6的输入端连接;
二极管D1的正极与反相器U2的输出端连接,负极与反相器U7的输入端连接;
二极管D2的正极与反相器U4的输出端连接,负极与反相器U7的输入端连接;
反相器U7的输入端分别通过电容C1、电阻R4接地;反相器U7的输出端经电阻R6与反相器U8的输入端连接;
二极管D3的正极经电阻R7与反相器U8的输出端连接,负极与反相器U7的输入端连接;
二极管D4的正极与二极管D3的正极连接,二极管D4的负极与反相器U6的输出端连接;
反相器U9的输入端经电容C2接地,并经电阻R5与反相器U6的输出端连接;反相器U9的输出端经电阻R8与所述开关晶体管的基极连接;
二极管D5的正极与反相器U8的输出端连接,负极与所述开关晶体管的基极连接。
在一种可选的实施方式中,所述晶体管T1可选用PNP开关晶体管,PNP晶体管T1的集电极与告警装置4连接,发射极与电源模块5连接。
下面使用正电平逻辑信号来说明图5所示电路的运行原理,以此解释控制装置3的工作原理。在图4中,信号VD1特指第一人体热释红外探测器11在每次探测到室内人体活动信号后,经其内部电路运算处理后对外输出约1秒的方波信号;同理,VD2特指第二人体热释红外探测器12在每次探测到室内人体活动信号后,经其内部电路运算处理后对外输出约1秒的方波信号;VD3特指微波多普勒探测器20在每次探测到人体活动信号后,经其内部电路运算处理后对外输出约1秒的方波信号。
参照图5所示电路,在实际运用中,当各探测器探测到人体活动信号时,VD1、VD2、VD3约为2V~5V。图5中U1~U9为反相器或与之等效的逻辑电路单元,反相器U1、U3、U5的输入端接入的电阻R1、R2、R3均为限流电阻,三者取值相同,可设为100KΩ或220KΩ。T1是带动告警装置4工作的开关晶体管,本实施例中选用PNP晶体管,告警装置4可以是声光报警电路、无线发射装置或摄像头组件等等。二极管D1~D5选用小功率开关二极管,电容C1、C2选用陶瓷电容。本实施例中,第一预设时间设为5秒,第二预设时间设为1秒,因此,电阻R4、电容C1构成的RC电路的时间常数为10秒,电阻R5、电容C2构成的RC电路的时间常数为2秒,即取图5中第一人体热释红外探测器11、第二人体热释红外探测器12、微波多普勒探测器20、各个反相器的工作电压以及PNP晶体管发射极的电压均为VDD,由电源模块5提供,本实施例中VDD取3.0V。
每当主人在室内出现的活动被第一人体热释红外探测器11或第二人体热释红外探测器12探测到,使VD1或VD2成为高电平,反相器U2或反相器U4输出高电平方波会对电阻R4和电容C1构成的RC电路进行充电,由于二极管D1、D2、D3的隔离使P点处于高电平至少5秒钟维持反相器U8输出高电平至少5秒,经二极管D5把近似为VDD的高电平加在PNP晶体管T1的基极,由于有电阻R8,无论反相器U9输出高电平或是低电平,结果都使PNP晶体管被强行抑制在截止状态至少5秒钟,从而使告警装置4至少5秒不会获得加电而工作。也就是说,主人出现在室内活动时,只要先被任意一个人体热释红外探测器探测到,都会导致系统退出告警值守的状态至少5秒。
在微波多普勒探测器20没有探测到室外的人体活动信号时,即VD3=0,反相器U6的输出端就是低电平,N点被二极管D4钳位在低电平(小于1.0V),使得P点电平只会受反相器U2或反相器U4的输出影响。反相器U7的输入电阻非常大(可视为无限大),设电阻R4和电容C1构成的RC电路的时间常数为10秒(可取R4=10MΩ,C1=1μ),则每次反相器U2或反相器U4输出的高电平,经二极管D1或二极管D2对电阻R4和电容C1构成的RC电路进行充电,都会使P点电位在充电结束后大约经过5秒后低于从而使反相器U8输出低电平,结束经二极管D6对PNP晶体管T1导通的强行抑制,也就是说不再强行抑制PNP晶体管T1的导通,此时PNP晶体管T1是否导通由反相器U9的输出决定。
当朝向室内的第一人体热释红外探测器11和第二人体热释红外探测器12在其探测范围内连续5秒钟没有探测到室内人体活动信号,如前述,不论室内有人还是无人,因VD1、VD2同时呈低电平超过了5秒,反相器U2和反相器U4没有持续输出高电平给二极管D1、D2,以维持对电容C1、电阻R4构成的RC电路的充电,由电阻R4对电容C1的放电到此时会使P点电压低于令反相器U8的输出翻转成低电平而结束对PNP晶体管T1导通的强行抑制,这会让PNP晶体管T1随时会被此后单独出现的高电平VD3经反相器U5、U6、U9触发导通并带动告警装置4工作。也就是说当室内的人体活动停止时间超过5秒(5秒内第一人体热释红外探测器11和第二人体热释红外探测器12均未检测到室内人体活动信号),室内窗口防入侵探测系统又会转入值守告警的状态。
在值守告警状态下,若微波多普勒探测器20探测到人体活动信号,VD3就转为高电平,经过电阻R3使反相器U5输出翻转为低电平,则反相器U6输出高电平,N点处于高电平,但由于电阻R5和电容C2构成的RC电路的作用,A点电压要经历约1秒钟的延缓才可能高于而后使反相器U9的输出转为低电平,进而使PNP晶体管T1导通。其中,1秒的延缓就是要用以分辨VD3是否为单独出现的高电平信号,即用1秒钟来等待之后第一人体热释红外探测器11和第二人体热释红外探测器12的输出信号。如果在1秒内没有高电平的VD1或VD2出现,就可以认定此高电平的VD3是由窗外的人体活动引起,其依据是,两种探测器(人体热释红外探测器和微波多普勒探测器)都能探测到室内窗边的人体活动信号,重新出现的任何人体活动被两种探测器先后探测到的时间差不会超过1秒钟。而窗外的来人无论如何活动也不可能使自己在1秒内同时被两种探测器探知(参见图2、图4,微波多普勒探测器在外来者抵近窗前就会首先探知)。
若1秒钟内任一朝向室内的人体热释红外探测器都没有探测到室内窗边的人体活动信号,即VD1=VD2=0,使得B点没有出现高电平,那1秒后反相器U9输出的低电平将通过电阻R8(电阻R8可取如2.2KΩ等值)使PNP晶体管T1导通,告警装置4获得加电而进行告警(可以是发报警、拍照、无线联络呼叫等等)。窗外的人体动作过后微波多普勒探测器20的输出信号VD3转成低电平,告警装置4也就随PNP晶体管T1的关闭而结束告警。
若1秒内任意一个人体热释红外探测器探测到室内窗边的人体活动信号,输出高电平的VD1或VD2,那将导致P点的高电位使反相器U8输出高电平,强行抑制PNP晶体管T1的导通,使告警装置4重新进入5秒以上的等待状态。
如前述,任何时候当第一人体热释红外探测器11和/或第二人体热释红外探测器12先探测到了室内的人体活动信号,即使之后微波多普勒探测器20随即输出高电平的VD3,但由于先有高电平的VD1或VD2,因而P点首先会获得至少5秒的高电平维持(P点电压大于),此时不论是何人的活动抵近窗前引发高电平的VD3,首先会使反相器U6转成高电平输出,N点得以成为高电平,因为5秒内B点一直是高电平,那P点会得到反相器U8输出的高电平的持续支持,维持B点的高电平以强行抑制PNP晶体管T1的导通,直到高电平的VD3消失(这可能是窗外的歹人见到室内有人而隐藏不动,也有可能是主人在窗前停止了活动),之后若VD1或VD2未再出现高电平,即主人在室内停止了活动,此时歹人在窗外仍不敢动,VD3为低电平,N点就会又被二极管D4钳位在反相器U6输出的低电平上。但P点如前述,至少在维持约5秒后会使反相器U8的输出(B点)转为低电平,即室内窗口防入侵探测系统在主人于窗前停止活动5秒后就又进入随时告警的值守状态。此时即使之前已抵近在窗外的歹人再有活动,由于只会引发微波多普勒探测器输出高电平的VD3,就一定会在1秒后引发告警装置进行告警。由此可见,本实施例二中的室内窗口防入侵探测系统在室内有人时也能正确运行,及时识别出现在窗外的人体活动信号。
之后不论主人是继续不动(例如休息)还是活动,由于室内再出现的身体动作一定会引发两种探测器同时或先后(1秒内)输出高电平信号,如上述,图4所示的电路始终被抑制在不能告警的状态。若在高电平的VD1和VD2消失后的5秒内持续出现高电平的VD3,从图5可见,在P点电位低于前出现高电平的VD3会使反相器U6输出高电平而使N点进入高电平,这会让P点的高电平因反相器U8输出的高电平通过电阻R7、二极管D3对电容C1持续充电而得以维持。而之后只要不超过5秒间隔都有高电平的VD3出现,即使没有高电平的VD1或VD2,图4所示的电路也还是处在被连续抑制告警的状态,本实施例二中的控制装置3凭借该功能允许主人在窗边将身体探出窗外且只活动窗外肢体(如晾晒衣物),或是整个人体去到窗外(如进行清洁等等)只会被微波多普勒探测器20探知时,只要不是5秒内完全不动,电路就会持续维持抑制告警的状态,等待主人的活动结束再转入值守的状态。
从上述说明可见,选用合适的探测器(人体热释红外探测器或微波多普勒探测器),结合本实施例二提供的控制装置,就能使室内窗口防入侵探测系统依照非法入侵判断的原则,实现不需人工控制(布防与撤防)、不论主人在与不在室内、不论主人在室内如何活动,都能自动运行并在窗外有来人时进行告警,为主人提供安全易用的防范能力。
应当强调的是,本发明的室内窗口防入侵探测系统与现有技术中的双鉴、三鉴探头在应用原理上完全不同。双鉴探头是在进行人体热释红外探测时叠加多普勒微波进行同方向的辅助探测,当两者都探测到活动目标时就报警,这可以提高探头对人体活动信号的识别率,降低因小动物活动而发出的误报,提高探头其在某些使用环境下的适应力。三鉴探头是在双鉴探头的基础之上又加入微处理器进行信号模式分析和计算处理,进一步减少探头的误报率。而本发明的室内窗口防入侵系统是将置于一体内的第一探测器(如人体热释红外探测器)及第二探测器(如微波多普勒探测器)进行分工合用,以朝向室内的第一探测器所探测到的人体活动信号作为排除条件,与负责探测窗外来人的第二探测器的输出信号一齐在一个依据非法入侵判断的原则建立的控制装置中运行,从而辨别当前在第二探测器上探测到的人体活动信号是否因窗外来人抵近引起,并在判定有窗外来人非法入侵时及时发出告警,实现免除人工操作控制的全天自主值守。只要有适合的外接信号,本装置中的第一探测器都可以采用双鉴、三鉴探头,本发明对此不进行限定。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种室内窗口防入侵探测系统,其特征在于,包括用于探测室内的人体活动信号的第一探测器、用于探测室外的人体活动信号的第二探测器、控制装置、告警装置以及电源模块;所述第一探测器和所述第二探测器均与所述控制装置的输入端连接,所述控制装置的输出端与所述告警装置连接;所述电源模块分别与所述第一探测器、所述第二探测器、所述控制装置、所述告警装置连接;
若在第一预设时间内所述第一探测器未探测到人体活动信号,而后所述第二探测器探测到人体活动信号且在之后的第二预设时间内所述第一探测器仍未探测到人体活动信号,则所述控制装置输出开启信号给所述告警装置;所述告警装置接收所述开启信号后进行告警。
2.根据权利要求1所述的室内窗口防入侵探测系统,其特征在于,所述第一探测器包括一个或多个人体热释红外探测器。
3.根据权利要求1所述的室内窗口防入侵探测系统,其特征在于,所述第二探测器包括微波多普勒探测器。
4.根据权利要求1所述的室内窗口防入侵探测系统,其特征在于,所述告警装置包括声光报警电路和/或摄像头组件。
5.根据权利要求4所述的室内窗口防入侵探测系统,其特征在于,所述告警装置还包括无线编码发射装置,所述无线编码发射装置在接收所述开启信号后向外发射无线编码信号。
6.根据权利要求1所述的室内窗口防入侵探测系统,其特征在于,所述第一探测器为双鉴探头或三鉴探头。
7.根据权利要求2所述的室内窗口防入侵探测系统,其特征在于,所述第一探测器包括均安装有全向菲涅尔透镜的第一人体热释红外探测器和第二人体热释红外探测器;所述第二探测器包括微波多普勒探测器。
8.根据权利要求7所述的室内窗口防入侵探测系统,其特征在于,所述控制装置包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8,由所述电源模块提供工作电源的反相器单元U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9,二极管D1、D2、D3、D4、D5,电容C1、C2,开关晶体管;
反相器单元U1的输入端通过电阻R1与所述第一人体热释红外探测器的输出端连接,反相器单元U1的输出端与反相器单元U2的输入端连接;
反相器单元U3的输入端通过电阻R2与所述第二人体热释红外探测器的输出端连接,反相器单元U3的输出端与反相器单元U4的输入端连接;
反相器单元U5的输入端通过电阻R3与所述微波多普勒探测器的输出端连接,反相器单元U5的输出端与反相器单元U6的输入端连接;
二极管D1的正极与反相器单元U2的输出端连接,负极与反相器单元U7的输入端连接;
二极管D2的正极与反相器单元U4的输出端连接,负极与反相器单元U7的输入端连接;
反相器单元U7的输入端分别通过电容C1、电阻R4接地;反相器单元U7的输出端经电阻R6与反相器单元U8的输入端连接;
二极管D3的正极经电阻R7与反相器单元U8的输出端连接,负极与反相器单元U7的输入端连接;
二极管D4的正极与二极管D3的正极连接,二极管D4的负极与反相器单元U6的输出端连接;
反相器单元U9的输入端经电容C2接地,并经电阻R5与反相器单元U6的输出端连接;反相器单元U9的输出端经电阻R8与所述开关晶体管的基极连接;
二极管D5的正极与反相器单元U8的输出端连接,负极与所述开关晶体管的基极连接。
9.根据权利要求8所述的室内窗口防入侵探测系统,其特征在于,电阻R5、电容C2构成的RC电路的时间常数为2秒;电阻R4、电容C1构成的RC电路的时间常数为10秒。
10.根据权利要求8所述的室内窗口防入侵探测系统,其特征在于,所述开关晶体管为PNP晶体管;所述PNP晶体管的集电极与所述告警装置连接,发射极与所述电源模块连接。
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