CN106781170A - 一种基于tdr技术的微振动周界入侵报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于TDR技术的微振动周界入侵报警系统，包括：微振动无源感知节点，用于接收远程控制节点发送的发射信号，向所述远程控制节点返回反射信号；与微振动无源感知节点相连的远程控制节点，用于通过分析比对反射信号与发射信号的波形及时间差，对入侵状态进行定位；与所述远程控制节点相连的动力及网络化传输系统；与所述动力及网络化传输系统相连的后台综合监测与应急联动指挥系统。该系统实现提高监测准确性。

Description

一种基于TDR技术的微振动周界入侵报警系统

技术领域

本发明涉及监测技术领域，特别是涉及一种基于TDR技术的微振动周界入侵报警系统。

背景技术

当前市场上周界报警设备的种类繁多，仍局限于红外对射、激光对射、超声波、微波、泄露电缆等技术手段，由于技术局限性决定了存在几方面问题或不足，主要包括：受外界因素影响大，容易产生死角；发散角度小，容易发生偏光现象；易受电磁波干扰；探测效率受收发单元之间距离影响；防护距离受限；现场安装调试较为繁琐；因温度变化引起热胀冷缩导致误漏报率高。定位偏差大、联动效应不强、后期维护成本较高、维护工作量大以及部分器件或单元受应用环境的影响更换频率高等问题，基于以上这些问题，现有周界入侵探测设备并未真正起到预期安防效果，监测准确率较低。

我国的周界安防产品制造以模仿为主。由于周界安防行业进入门槛低，大部分技术通过引进而形成，基本停留在仿制及低层次创新阶段。现有周界安防生产制造企业科研投入少，自主创新能力不足。目前安防行业智能产品在技术层面较为单一，缺乏体系化的应急联动及调度指挥平台。现阶段我国安防装备中，周界入侵监测装备和技术发展相对滞后。目前保障周界安全性的主要方法是电子围栏和漏泄电缆。然而，由于设备环境适应能力弱、数据传输不稳定、监测状态不能及时反馈等诸多问题，虽然我国各行业在周界安防领域已经部署了大量的监控系统和一系列成熟的防护手段，但是监测准确率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于TDR技术的微振动周界入侵报警系统，实现提高监测准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于TDR技术的微振动周界入侵报警系统，该系统包括：

微振动无源感知节点，用于接收远程控制节点发送的发射信号，向所述远程控制节点返回反射信号；

与所述微振动无源感知节点相连的所述远程控制节点，用于通过分析比对反射信号与发射信号的波形及时间差，对入侵状态进行定位；

与所述远程控制节点相连的动力及网络化传输系统；

与所述动力及网络化传输系统相连的后台综合监测与应急联动指挥系统。

优选的，所述系统还包括：

与所述远程控制节点相连的本地化前置声光预警节点。

优选的，所述系统还包括：

与所述远程控制节点相连的外部环境感知单元。

优选的，所述系统所述远程控制节点包括：主控单元，脉冲信号发射单元，信息传输业务逻辑单元，传输信息编辑码单元，网络化控制单元，时隙控制管理单元，反射波接收与判断单元以及脉冲信号接收单元。

优选的，所述系统所述动力及网络化传输系统包括传输信息编辑码单元，网络控制与路由指向单元，信源初步分析判断单元以及能源远供转换单元。

优选的，所述系统所述后台综合监测与应急联动指挥系统包括采集服务器、映射服务器、分析处理服务器，对比服务器，综合调度指挥平台以及外接应急联动系统。

优选的，所述微振动无源感知节点的个数为至少一个。

优选的，所述远程控制节点的个数为至少一个。

本发明所提供的一种基于TDR技术的微振动周界入侵报警系统，包括：微振动无源感知节点，用于接收远程控制节点发送的发射信号，向所述远程控制节点返回反射信号；与所述微振动无源感知节点相连的所述远程控制节点，用于通过分析比对反射信号与发射信号的波形及时间差，对入侵状态进行定位；与所述远程控制节点相连的动力及网络化传输系统；与所述动力及网络化传输系统相连的后台综合监测与应急联动指挥系统。可见，该系统基于时域反射技术原理即TDR技术，对前端微振动无源感知节点连续不断发送异类弱脉冲信号，利用发射信号波形与反射信号波形对比及反射时间差形成的有效计算，对入侵状态进行精准定位，有效降低甚至屏蔽由于大风、动物等异常波动造成的误报情况，最大限度的提高周界入侵安防报警效率，提高监测准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种基于TDR技术的微振动周界入侵报警系统的结构示意图；

图2为远程控制节点的结构示意图；

图3为动力及网络化传输系统的结构示意图；

图4为微振动周界入侵报警系统的具体结构示意图；

图5为前面板示意图；

图6为上盖示意图；

图7为侧挡板示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供基于TDR技术的微振动周界入侵报警系统，以实现提高监测准确性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种基于TDR技术的微振动周界入侵报警系统的结构示意图，该系统包括：

微振动无源感知节点11，用于接收远程控制节点12发送的发射信号，向远程控制节点12返回反射信号；

与微振动无源感知节点11相连的远程控制节点12，用于通过分析比对反射信号与发射信号的波形及时间差，对入侵状态进行定位；

与远程控制节点12相连的动力及网络化传输系统13；

与动力及网络化传输系统13相连的后台综合监测与应急联动指挥系统14。

可见，该系统基于TDR(Time-Domain Reflectometry，时域反射计)技术原理，对前端微振动无源感知节点连续不断发送异类弱脉冲信号，利用发射信号波形与反射信号波形对比及反射时间差形成的有效计算，对入侵状态进行精准定位，有效降低甚至屏蔽由于大风、动物等异常波动造成的误报情况，最大限度的提高周界入侵安防报警效率，提高监测准确性。

基于上述系统，进一步的，所述系统还包括：与远程控制节点相连的本地化前置声光预警节点。

进一步的，所述系统还包括：与远程控制节点相连的外部环境感知单元。

具体的，本系统设置有微振动无源感知节点、远程控制节点、本地化前置声光预警节点、外部环境感知单元、动力及网络化传输系统、后台综合监测与应急联动指挥系统。

其中，微振动无源感知节点和远程控制节点组成前端监测系统。

详细的，远程控制节点包括：主控单元，脉冲信号发射单元，信息传输业务逻辑单元，传输信息编辑码单元，网络化控制单元，时隙控制管理单元，反射波接收与判断单元以及脉冲信号接收单元。其中，主控单元与脉冲信号发射单元相连，脉冲信号发射单元与信息传输业务逻辑单元相连，信息传输业务逻辑单元与传输信息编辑码单元相连，传输信息编辑码单元与网络化控制单元相连，网络化控制单元与时隙控制管理单元相连，时隙控制管理单元和微振动无源感知节点相连，反射波接收与判断单元和微振动无源感知节点相连，反射波接收与判断单元与脉冲信号接收单元相连，脉冲信号接收单元与信息传输业务逻辑单元相连。进一步的，主控单元与本地化前置声光预警节点、动力及网络化传输系统、外部环境感知单元均相连。图2为远程控制节点的结构示意图，远程控制节点12设置有主控单元1102、脉冲信号发射单元1103、信息传输业务逻辑单元1104、传输信息编辑码单元1105、网络化控制单元1106、时隙控制管理单元1107、反射波接受与判断单元1108、脉冲信号接收单元1109。时隙控制管理单元1107和微振动无源感知节点11相连，反射波接收与判断单元1108和微振动无源感知节点11相连。主控单元1102与本地化前置声光预警节点15、动力及网络化传输系统13、外部环境感知单元16均相连。其中，网络化控制单元1106为有线宽带3G/4G/无线网桥。

动力及网络化传输系统包括传输信息编辑码单元，网络控制与路由指向单元，信源初步分析判断单元以及能源远供转换单元。其中，传输信息编辑码单元和网络控制与路由指向单元相连，网络控制与路由指向单元和信源初步分析判断单元相连，信源初步分析判断单元和传输信息编辑码单元相连。能源远供转换单元和传输信息编辑码单元、网络控制与路由指向单元、信源初步分析判断单元均相连。进一步的，传输信息编辑码单元与远程控制节点、动力及网络化传输系统均相连。图3为动力及网络化传输系统的结构示意图，动力及网络化传输系统13中设置有传输信息编辑码单元401、网络控制与路由指向单元402、信源初步分析判断单元403、能源远供转换单元404。

后台综合监测与应急联动指挥系统包括采集服务器、映射服务器、分析处理服务器，对比服务器，综合调度指挥平台以及外接应急联动系统。其中，采集服务器和映射服务器相连，映射服务器与分析处理服务器相连，分析处理服务器与对比服务器相连，对比服务器与综合调度指挥平台相连，综合调度指挥平台与外接应急联动系统相连。采集服务器与动力及网络化传输系统相连。

其中，微振动无源感知节点的个数为至少一个。

其中，远程控制节点的个数为至少一个。每个远程控制节点与多个微振动无源感知节点相连。图4为微振动周界入侵报警系统的具体结构示意图，后台综合监测与应急联动指挥系统14(也称为后台系统)中设置有采集服务器501、映射服务器502、分析处理服务器503、对比服务器504、综合调度指挥平台505、外接应急联动系统506，微振动无源感知节点和远程控制节点构成前端检测系统。

具体的，本发明提供的基于TDR(时域反射)技术的微振动周界入侵报警系统，微振动无源感知节点通过采集前端振动信息，传输到远程控制节点，远程控制节点向微振动无源感知节点连续发送双向脉冲信号，通过分析对比反射信号与发射信号的波形与时间差，对入侵状态进行定位，将各个从感知节点将信息汇聚到主感知节点，并将数据通过动力及网络化传输系统传送到后台指挥系统。将数据信息顺次发送到采集服务器、映射服务器、分析处理服务器、对比服务器、最终在综合调度指挥平台人机界面显示相关信息、并进行外接应急系统联动报警。

微振动无源感知节点与远程控制节点之间以宽带高速电信号连接，远程控制节点与动力及网络化传输系统之间通过高速宽带电信号连接。动力及网络化传输系统通过有线宽带、3G/4G、无线网桥与采集服务器、映射服务器、分析处理服务器、对比服务器连接，高速传输数据信息。

本系统便于加大信息传输的可靠性保证信息的准确性和抗干扰能力，降低了误报率保证了入侵报警的可信性，为周界安防安全可靠运行提供可靠保障。

本发明提供的基于TDR技术的微振动周界入侵报警系统工作原理是：基于无线和有线传输理论，前端监测部分的远程控制节点主动触发异类脉冲信号发送给本节点所连接的微振动感知节点，当存在周界入侵或周界破坏等非正常异动行为发生时，本地微振动无源感知节点内部脉冲信号发生形变、叠加、噪声、无反馈等现象，通过TDR技术的反射波在远程控制节点接收对比信息发生变异，并进行对应计算和分析，对变异信息进行详尽处理，产生定位信息，同时启动本地化前置声光预警节点建立本地化紧急语音和灯光的预警警示，本信息发送到后台综合监测与应急联动指挥系统。后台系统进行有效联动启动，调集视频监控、人员防区等联动装置，实现对防区的有效合理化处理。日常中微振动无源感知节点进行微振动入侵信息采集，发送给远程控制节点对数据信息汇总后，经采集服务器对数据进行初步分析处理并将数据存储、转发，映射服务器将接收到的数据信息的IP地址映射定位到入侵状态位置，利用分析处理服务器内算法对信息进行再处理，利用对比服务器中对比算法，将异动信息和真实人为入侵信息进行对比分析，过滤大风、动物等异动行为所产生的误报情况，筛选出真实有效入侵信息并传送到综合调度指挥平台，与门禁报警系统、语音对讲系统、视频监控系统等外接应急联动系统联动。后台指挥系统，在保证信息传输的可信性方面，采用了高可靠性的高速宽带网络化传输，使入侵信息能够快速响应实现了安全信息的传输保证。融合信息感知、信息复合、信息接入等技术，将数据信息顺次发送到采集服务器、映射服务器、分析处理服务器、对比服务器、最终在综合调度指挥平台人机界面显示相关信息、并进行外接应急系统联动报警，实现了数据源统一联动，为周界防护安全提供了保障。

本发明基于时域反射技术原理，对前端微振动无源感知单元连续不断发送异类弱脉冲信号，利用发射波形与反射波形对比及反射时间差形成的有效计算，对入侵状态进行精准定位，有效降低甚至屏蔽由于大风、动物等异常波动造成的误报情况，最大限度的提高周界入侵安防报警效率。

本发明提供了基于TDR(时域反射)技术的微振动周界入侵报警系统。主要是为了形成体系化、智能化、网络化的周界入侵监测报警系统，从而保证微振动周界入侵防护运行过程中，实现对入侵行为与环境异常的感知、采集、过滤、对比及智能分析处理，提高入侵信息定位的精准度，减少误报率的发生，提升重点区域安全防护的及时性、高效性。

本发明的目的旨在提高周界入侵防护预警准确性的同时最大限度减少漏报率，以至于避免由于大风、动物等环境异变情况造成的误报率高等问题，提高相关行业人员监测效率避免不必要的误报情况造成人员成本的升高，优化周界入侵监测装备水平，大力提升周界安防主动安全和应急响应的能力。

全部系统节点采用标准化电连接和无线连接，其中各远程控制节点以及各感知节点间采用标准RS485电连接，外部环境感知单元与远程控制节点间采用标准RS422连接，远程控制节点与本地化前置声光预警节点间采用RS232电连接，动力及网络化传输系统与远程控制节点、后台系统采用标准TCP/IP协议有线网络进行信息数据传输，如无有线网络条件也可采用3G/4G/无线网桥传输，后台系统中的各服务器间采用UDP协议有线网络传输信息数据。

图5-7说明了系统设备外观及布局示意图。附图标记5.1表示前面板示意图；附图标记5.2表示上盖示意图；附图标记5.3表示侧挡板示意图；附图标记501表示内机芯边框及安装固定孔等；附图标记502表示主控单元及对外接口面板接口、各单元状态指示灯、安装固定孔等；附图标记503表示盲板安装固定孔等；附图标记504表示电源模块的接口、状态指示灯、安装固定孔等；附图标记505—508表示机箱外结构固定孔；表示电源模块的接口、状态指示灯、安装固定孔等；附图标记509表示双套冗余电源单元布置示意；附图标记510表示数据读取单元接口、安装孔等；附图标记511表示双套冗余主控单元安装布置示意；附图标记512表示设备结构宽度尺寸；附图标记513表示通信单元及监测发送单元状态显示、安装孔、位置布置等；附图标记514表示设备结构深度尺寸；附图标记515—516表示设备安装固定螺丝；附图标记517—520表示各单元的助拔器；附图标记521表示上盖的散热蜂窝网；附图标记522—523表示对外接口单元及主控单元的助拔器；附图标记524表示设备结构高度尺寸。

以上对本发明所提供的一种基于TDR技术的微振动周界入侵报警系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于TDR技术的微振动周界入侵报警系统，其特征在于，包括：

微振动无源感知节点，用于接收远程控制节点发送的发射信号，向所述远程控制节点返回反射信号；

与所述微振动无源感知节点相连的所述远程控制节点，用于通过分析比对反射信号与发射信号的波形及时间差，对入侵状态进行定位；

与所述远程控制节点相连的动力及网络化传输系统；

与所述动力及网络化传输系统相连的后台综合监测与应急联动指挥系统。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

与所述远程控制节点相连的本地化前置声光预警节点。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：

与所述远程控制节点相连的外部环境感知单元。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述远程控制节点包括：主控单元，脉冲信号发射单元，信息传输业务逻辑单元，传输信息编辑码单元，网络化控制单元，时隙控制管理单元，反射波接收与判断单元以及脉冲信号接收单元。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述动力及网络化传输系统包括传输信息编辑码单元，网络控制与路由指向单元，信源初步分析判断单元以及能源远供转换单元。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述后台综合监测与应急联动指挥系统包括采集服务器、映射服务器、分析处理服务器，对比服务器，综合调度指挥平台以及外接应急联动系统。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的系统，其特征在于，所述微振动无源感知节点的个数为至少一个。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述远程控制节点的个数为至少一个。