CN107331095A - 一种利用目标移动产生光变量的入侵探测方法 - Google Patents

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李贵荣
殷燕南
张磊
张浩然
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Abstract

本发明涉及一种利用目标移动产生光变量的入侵探测方法，红外发射单元向监测区域发射经调制的红外光信号；红外接收单元接收红外发射单元所发射的红外光信号,并进行放大；信号处理单元对红外接收单元输出的红外光信号进行解调后，提取出红外光变量信号；报警单元接收信号处理单元输出的红外光变量信号，当红外光变量信号的变化满足报警条件时，进行报警。本发明有效解决了传统主动红外、被动红外、微波、超声波等入侵探测器受自然环境影响较大，易被干扰、误报率高以及漏报等问题，有效提高了入侵探测的准确率。

Description

一种利用目标移动产生光变量的入侵探测方法
技术领域
本发明涉及一种利用目标移动产生光变量的入侵探测方法。
背景技术
目前，国内外普遍使用的入侵探测安全报警装置有主动红外、被动红外、超声波、微波、以及由被动红外与微波组成的双鉴复合入侵探测器等。作为空间区域安全防范的入侵探测器主要有微波入侵探测器、被动红外入侵探测器及双鉴入侵探测器(微波、被动红外)几种类型。然而上述几种类型的入侵探测器由于技术上固有的缺陷，从而限制了使用环境，使得其有局限性，例如被动式红外探测装置，其探测方法为检测某个防范空间内人体的热辐射，由于人体表面温度与周围环境温度存在差别，所以在人体移动时，这种差别产生的变化可以通过红外敏感元件来检测到，从而触发报警器。被动式红外探测方法容易受各种热源、自然光源干扰，当环境温度和人体温度接近时，被动式红外探测装置的探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失效。微波探测器信号的收发稳定可靠，但是微波由于穿透性极强，易受相互干扰及外界的射频干扰。双鉴复合入侵探测器实质上是将红外探测装置与微波探测装置结合起来应用，并没有从根本上解决这两种探测装置的缺点及局限性。可见，现在使用的入侵探测报警技术存在受自然环境影响较大、易被干扰、误报率高以及漏报等技术上的固有缺陷。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种利用目标移动产生光变量的入侵探测方法，有效提高入侵探测准确率。
实现本发明目的的技术方案：
一种利用目标移动产生光变量的入侵探测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1:红外发射单元向监测区域发射经调制的红外光信号；
步骤2：红外接收单元接收红外发射单元所发射的红外光信号,并进行放大；
步骤3：信号处理单元对红外接收单元输出的红外光信号进行解调后，当发生移动目标侵入监测区域时，提取出实时红外光变量信号；
步骤4：报警单元接收信号处理单元输出的红外光变量信号，当红外光变量信号的变化满足报警条件时，进行报警。
进一步地，步骤4中，根据红外光变量信号变化的速度、幅度进行报警判断。
进一步地，步骤1中，红外发射单元包括红外发射二极管和调制电路，红外发射二极管发射的初始红外光波经调制电路处理后向监测区域发射调制红外光波信号。
进一步地，步骤2中，红外接收单元包括光电接收管、放大电路，光电接收管接收的红外光信号经放大电路进行放大，输出至信号处理单元。
进一步地，步骤3中，信号处理单元包括解调电路和误差放大电路，红外接收单元输出的红外光信号经解调电路解调出红外监测区域的实时红外光波信号后，再经误差放大电路处理提取出红外光变量信号，输出至报警单元。
进一步地，红外发射单元发射的红外光信号为广角信号。
进一步地，红外发射单元与红外接收单元呈一体设置。
进一步地，红外发射单元与红外接收单元呈分体设置，红外接收单元位于红外光信号覆盖区域的任意位置。
本发明具有的有益效果：
本发明红外发射单元向监测区域发射经调制的红外光信号；红外接收单元接收红外光信号并进行放大；红外接收单元输出的红外光信号交由信号处理单元的解调电路解调出红外监测区域的实时红外光波信号后，提取红外光变量信号；报警单元接收信号处理单元输出的红外光变量信号，当红外光变量信号的变化满足报警条件时，进行报警。本发明探测方法是通过提取与分析由入侵目标在红外监测区域内移动产生的红外光变量信号，确定移动目标的侵入行为并进行报警。当红外监测区域内未出现人或物体移动的情况时，由于红外监测区域内的发射波与反射波相干状态未发生变化，即红外接收单元接收的红外光信号未发生变化，未产生红外光变量信号，不进行报警响应；当监测区域内有人或物体移动的情况时，由于人或物体的移动使防护空间区域内发射波与反射波的相干状态发生变化，产生红外光变量信号，报警模块接收所述红外光变量信号，对所述红外光变量信号进行分析判断，若所述红外光变量信号满足报警条件，则报警。
本发明通过判断人或物体的移动引发监测区域内是否产生光变量的方法确定侵入行为，由于自然环境变化(温度、湿度、环境光缓变)并不能对红外光波的相干状态产生干扰，抑制环境变化引发误报的产生；且由于红外光波的辐射区域范围较大，保证了探测距离与探测角度。因此，本发明有效解决了传统主动红外、被动红外、微波、超声波等入侵探测器受自然环境影响较大，易被干扰、误报率高以及漏报等问题，有效提高了入侵探测的准确率。
本发明红外发射单元与红外接收单元呈一体设置或者呈分体设置，红外接收单元位于红外光信号覆盖区域的任意位置。现有主动式红外入侵探测器发射的为红外光束信号，为线状信号，与接收机必须形成点对点连接，通过接收机判断有或无，即是否发生遮挡来判断是否报警，该方式只能进行线状或由多条线组成的面状进行防护，无法对空间区域进行防护。而本发明红外发射单元发射的红外光波信号采用广角发射方式，红外监测区域可覆盖整个空间区域，且红外接收单元的位置不局限于点对点接收，即可发射和接收同向放置组成一体探测器，也可将接收单元放置于发射光波覆盖的任意位置组成分体探测器，以上方式均可有效的识别出监测空间区域内人或物体移动时产生的光变量信号，有效保证入侵探测报警的准确率。
本发明步骤3中，信号处理单元包括解调电路和误差放大电路，红外接收单元输出的红外光信号经解调电路解调出红外监测区域的实时红外光波信号后，再经误差放大电路处理提取出红外光变量信号，将光变量信号输出至报警单元。本发明通过对红外发射信号的调制解调和红外光变量信号的提取，保证了信号处理单元只响应由红外发射单元发射并由红外接收单元接收的红外光信号，抑制了环境光突变、外界突发射频干扰信号的影响，保证入侵探测报警的抗干扰能力。
本发明步骤4中，根据红外光变量信号变化的速度、幅度进行报警判断，当红外光变量信号的变化满足报警条件时，进行报警，进一步保证入侵探测报警的准确率，避免误报。
附图说明
图1是本发明工作原理框图；
图2是具体实施方式原理框图。
具体实施方式
实施例一：
如图1、图2所示，本发明一种利用目标移动产生光变量的入侵探测方包括如下步骤：
步骤1:红外发射单元向监测区域发射调制的红外光信号；
红外发射单元包括红外发射二极管和调制电路，红外发射二极管发射的初始红外光波经调制电路处理后向监测区域发射调制红外光波信号。
红外发射单元发射的红外光信号为广角信号。红外发射单元与红外接收单元呈一体设置。
步骤2：红外接收单元接收红外光波信号，并进行放大；
红外接收单元包括光电接收管、放大电路，实施时，放大电路采用差分放大器、平衡放大器。差分放大器接收的红外光信号再经平衡放大器进行放大，输出至信号处理单元。
步骤3：信号处理单元对红外接收单元输出的红外光信号进行解调处理，提取光变量信号；
信号处理单元包括解调电路、负反馈式超低通滤波电路和误差放大电路，红外接收单元输出的红外光信号经解调电路解调出监测空间区域的实时红外光波信号后，再经误差放大电路提取出红外光变量信号，输出至报警单元。实施时，解调电路采用同步检波电路，误差放大电路输出的红外光变量信号，再经负反馈式超低通滤波电路进行滤波后，输出至报警单元。
步骤4：报警单元接收信号处理单元输出的解调后的红外光变量信号，对红外光变量信号变化的速度、幅度进行定积分处理，通过自适应门限进行判断。当红外光变量信号的变化满足报警条件时，进行报警。
当红外监测区域内未出现人或物体移动的情况时，由于红外监测区域内的发射波与反射波相干状态未发生变化，即红外接收单元接收的红外光信号未发生变化，未产生红外光变量信号，不进行报警响应；当监测区域内有人或物体移动的情况时，由于人或物体的移动使防护空间区域内发射波与反射波的相干状态发生变化，产生红外光变量信号。报警模块接收所述红外光变量信号，对所述红外光变量信号进行分析判断，若所述红外光变量信号满足报警条件，则报警。
实施例二：
步骤1中，红外发射单元与红外接收单元呈分体设置，红外接收单元位于红外光信号覆盖区域的任意位置。
步骤2中，设有智能衰减网络，智能衰减网络检测接收的红外光信号的幅度，通过实时控制红外光信号的衰减,使得在红外监测区域内的探测灵敏度保持一致。
步骤3中，信号处理单元还包括直流动态微变量放大电路，负反馈式超低通滤波电路输出的红外光变量信号经直流动态微变量放大电路放大后，输出至报警单元。
其余工作原理同实施例一。

Claims (9)

1.一种利用目标移动产生光变量的入侵探测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1:红外发射单元向监测区域发射经调制的红外光信号；
步骤2：红外接收单元接收红外发射单元所发射的红外光信号,并进行放大；
步骤3：信号处理单元对红外接收单元输出的红外光信号进行解调后，当发生移动目标侵入监测区域时，提取出实时红外光变量信号；
步骤4：报警单元接收信号处理单元输出的红外光变量信号，当红外光变量信号的变化满足报警条件时，进行报警。
2.根据权利要求1所述的利用目标移动产生光变量的入侵探测方法，其特征在于：步骤3中，所述红外光变量信号产生的前提条件是发生移动目标侵入监测区域。
3.根据权利要求1所述的利用目标移动产生光变量的入侵探测方法，其特征在于：步骤4中，根据红外光变量信号变化的速度、幅度进行报警判断。
4.根据权利要求2所述的利用目标移动产生光变量的入侵探测方法，其特征在于：步骤1中，红外发射单元包括红外发射二极管和调制电路，红外发射二极管发射的初始红外光波经调制电路处理后向监测区域发射调制红外光波信号。
5.根据权利要求3所述的利用目标移动产生光变量的入侵探测方法，其特征在于：步骤2中，红外接收单元包括光电接收管、放大电路，光电接收管接收的红外光信号经放大电路进行放大，输出至信号处理单元。
6.根据权利要求4所述的利用目标移动产生光变量的入侵探测方法，其特征在于：步骤3中，信号处理单元包括解调电路和误差放大电路，红外接收单元输出的红外光信号经解调电路解调出红外监测区域的实时红外光波信号后，再经误差放大电路处理提取出红外光变量信号，输出至报警单元。
7.根据权利要求3所述的利用目标移动产生光变量的入侵探测方法，其特征在于：红外发射单元发射的红外光信号为广角信号。
8.根据权利要求4所述的利用目标移动产生光变量的入侵探测方法，其特征在于：红外发射单元与红外接收单元呈一体设置。
9.根据权利要求4所述的利用目标移动产生光变量的入侵探测方法，其特征在于：红外发射单元与红外接收单元呈分体设置，红外接收单元位于红外光信号覆盖区域的任意位置。
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