CN107862820B - 一种周界报警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于传感器和监测技术领域，具体涉及一种周界报警系统，其包括振动传感探测器和控制器，振动传感探测器与控制器连接，振动传感探测器包括陀螺仪传感器、加速度计传感器和压敏计传感器三种传感器，分别用于获取转角运动信息、线性运动信息和受力强度信息等振动信息，将该振动信息传送至控制器，控制器将该振动信息与预设阈值进行比对，确定报警类型，并向报警管理平台发送报警信息。本发明公开的一种周界报警系统采用了陀螺仪传感器、加速度计传感器和压敏计传感器的多元化数据采集分析，达到了报警率高、误报率低、综合成本低和方便安装布防的有益效果。

Description

一种周界报警系统
技术领域
本发明属于传感器和监测技术领域，尤其涉及一种周界报警系统。
背景技术
周界是指需要进行实体防护或电子防护的封闭区域边界。周界报警系统是利用传感器技术和电子信息技术，对非法侵入周界的行为进行监测，并产生报警信息的系统，可对周界的安全防护发挥重要作用。
现阶段周界防护主要采用微波墙、泄露电缆、振动光纤、脉冲电子围栏等技术方式。微波墙技术方式覆盖面积大、距离长，可以全天候工作，但是防范区域要求有良好的平直度；泄露电缆技术方式隐蔽性好、适应多种地形，但是成本高、安装繁琐；振动光纤技术方式不受地域、气候等因素限制、灵敏度高，但是造价较高；脉冲电子围栏技术方式兼具威慑、阻挡和报警功能、环境适应性强，但是不慎触及，易造成间接人员伤害，而且因为有时候会产生电火花，不宜在有可燃气体的环境下使用。现有技术一定程度上提高了周界安全防护水平，但仍存在误报率、漏报率高、综合成本高等问题，难以满足现代周界防护的发展需要。
发明内容
本发明提供一种周界报警系统，用以解决现有技术中误报率高、漏报率高、成本高、安装繁琐的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种周界报警系统，该系统包括振动传感探测器和控制器，所述振动传感探测器与所述控制器连接；
所述振动传感探测器包括陀螺仪传感器、加速度计传感器和压敏计传感器；
所述振动传感探测器固定设置在物理防护介质上，所述陀螺仪传感器用于获取物理防护介质的转角运动信息，所述加速度计传感器用于获取物理防护介质的线性运动信息，所述压敏计传感器用于获取物理防护介质的受力强度信息；所述振动传感探测器用于采集所述转角运动信息、线性运动信息、受力强度信息并发送给所述控制器；
所述控制器用于将所述转角运动信息、线性运动信息、受力强度信息与每一种报警类型对应的预设阈值进行比对，确定报警类型信息，并向报警管理平台发送报警信息。
进一步地，所述预设阈值包括：转角运动阈值、线性运动阈值、受力强度阈值；相应的，所述控制器具体用于根据所述转角运动信息与所述转角运动阈值之间的大小、所述线性运动信息与所述线性运动阈值之间的大小、所述受力强度信息与所述受力强度阈值之间的大小，确定报警类型信息，并向所述报警管理平台发送报警信息。
进一步地，所述振动传感探测器还包括两线制变送器；所述陀螺仪传感器通过所述两线制变送器将所述转角运动信息发送给所述控制器，所述加速度计传感器通过所述两线制变送器将所述线性运动信息发送给所述控制器，所述压敏计传感器通过所述两线制变送器将所述受力强度信息发送给所述控制器。
进一步地，所述周界报警系统还包括：差分放大器；所述振动传感探测器与所述控制器之间通过所述差分放大器实现连接。
进一步地，所述振动传感探测器采用电力线载波通讯技术。
进一步地，所述振动传感探测器还包括：壳体；所述陀螺仪传感器、加速度计传感器和压敏计传感器封装在所述壳体中。
进一步地，所述振动传感探测器还包括：定位装置；所述定位装置用于获取所述振动传感探测器的地理位置信息，并发送给所述控制器。
进一步地，所述振动传感探测器还用于将标识信息发送给所述控制器，所述控制器还用于根据所述标识信息确定所述振动传感探测器的地理位置信息。
进一步地，该周界报警系统还包括报警管理平台，所述控制器采用RS232串口与所述报警管理平台连接。
本发明提供的周界报警系统的有益效果在于：与现有技术相比，本发明采用了陀螺仪传感器、加速度计传感器和压敏计传感器的三元化数据采集分析，因此报警率高、误报率低、综合成本低。
附图说明
图1为本发明实施例提供的周界报警系统的示意图1；
图2为本发明实施例提供的振动传感探测器的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的周界报警系统的示意图2。
附图标记：1-振动传感探测器、2-控制器、3-陀螺仪传感器、4-加速度计传感器、5-压敏计传感器、6-第一两线制变送器、7-第二两线制变送器、8-第三两线制变送器、9-调理电路、10-V/I转换器、11-报警管理平台、12-声光报警器、13-摄像机
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
具体实施例：
如图1所示，一种周界报警系统，该系统包括振动传感探测器1和控制器2，振动传感探测器1与控制器2连接；振动传感探测器1包括陀螺仪传感器3、加速度计传感器4和压敏计传感器5；振动传感探测器1固定设置在物理防护介质(刀片网或滚刺网)上，陀螺仪传感器3用于获取物理防护介质的转角运动信息，加速度计传感器4用于获取物理防护介质的线性运动信息，压敏计传感器5用于获取物理防护介质的受力强度信息；振动传感探测器1用于获取所述转角运动信息、线性运动信息、受力强度信息并发送给控制器2；控制器2用于将所述转角运动信息、线性运动信息、受力强度信息与预设阈值进行比对，确定报警类型信息，并向报警管理平台发送报警信息。报警类型包括人入侵、小动物入侵、风雪天气等。相应地，预设阈值范围包括人入侵阈值、小动物入侵阈值、风雪天气阈值等。振动传感探测器1获取的转角运动信息、线性运动信息、受力强度信息与每一种报警类型对应的预设阈值进行比较，确定本次振动的报警类型，并由控制器2将该报警类型信息发送到报警管理平台。
本发明采用了陀螺仪传感器3、加速度计传感器4和压敏计传感器5的三元化数据采集分析，能够具体区分造成振动的原因是人入侵、动物入侵还是天气因素，因此报警率高、误报率低、综合成本低，另外对地形不规则、起伏较大的周界，可方便安装布防。
预设阈值包括：转角运动阈值、线性运动阈值、受力强度阈值；相应的，控制器2具体用于根据所述转角运动信息与所述转角运动阈值之间的大小、线性运动信息与所述线性运动阈值之间的大小、受力强度信息与受力强度阈值之间的大小，确定报警类型信息，并向报警管理平台11发送报警信息。另外，也可以通过获取的转角运动信息、线性运动信息、受力强度信息，进一步比较得到振动信号的频率、振幅强弱和持续时间等信息，相应地预设阈值包括振动信号的频率阈值、振幅强弱阈值和持续时间阈值。相应地报警类型的阈值范围以振动信号的频率阈值、振幅强弱阈值和持续时间阈值区分限定。
振动传感探测器1采用电力线载波通讯技术，使系统搭建简单快速、数据传输距离远、施工成本低。
振动传感探测器1采用微机电结构集成，将陀螺仪传感器3、加速度计传感器4和压敏计传感器5封装在一个壳体中。当振动信号通过介质传导到振动传感探测器1时控制器2可同时快速获取三种探测器的数据信息。
如图2所示，所述振动传感探测器1还包括两线制变送器；所述陀螺仪传感器3通过第一两线制变送器6将转角运动信息发送给控制器2，所述加速度计传感器4通过第二两线制变送器7将线性运动信息发送给控制器2，所述压敏计传感器5通过第三两线制变送器8将受力强度信息发送给控制器2。两线制变送器可以同时解决振动传感探测器1的供电和信号传输问题。两线制变送器包括调理电路9和两线制V/I变换器(两线制电压/电流变换器)10，该两线制V/I变换器10包括采样电阻、运算放大器和稳压单元用于根据调理电路的输出电压VOUT成比例调整总体耗电电流；同时为陀螺仪传感器3、加速度计传感器4和压敏计传感器5等三元传感器和调理电路提供电源电压VCC和基准电压VREF。两线制变送器的应用，控制了电路的电流总功耗，解决了振动传感探测器1的电源供给和信号传输的问题。
所述周界报警系统还包括：差分放大器；振动传感探测器与控制器之间通过所述差分放大器实现连接。
所述振动传感探测器还包括：定位装置；所述定位装置用于获取所述振动传感探测器的地理位置信息，并发送给控制器。
进一步地，所述振动传感探测器还用于将标识信息发送给控制器，所述控制器还用于根据所述标识信息确定所述振动传感探测器的地理位置信息。
如图3所示，控制器2可以直接连接声光报警器12，具备简单的接警报警及处警功能，即在没有上位计算机的环境下可以独立工作。该周界报警系统还包括报警管理平台11，该报警管理平台11可以是一台计算机，控制器2采用RS232串口技术与该报警管理平台11连接。报警管理平台11可直观的显示报警信息，同时能够联动摄像机13等视频监控设备和声光报警器12。
本实施例中，控制器的功能可以由多个硬件模块来实现，例如，比较某信息与阈值之间的大小，可以通过比较器来实现，确定振动的频率可以通过计数器来实现，确定振动的持续时间，可以通过定时器来实现。

Claims (8)

1.一种周界报警系统，其特征在于，该系统包括振动传感探测器和控制器，所述振动传感探测器与所述控制器连接；
所述振动传感探测器包括陀螺仪传感器、加速度计传感器和压敏计传感器；
所述振动传感探测器固定设置在物理防护介质上，所述陀螺仪传感器用于获取物理防护介质的转角运动信息，所述加速度计传感器用于获取物理防护介质的线性运动信息，所述压敏计传感器用于获取物理防护介质的受力强度信息；所述振动传感探测器用于获取所述转角运动信息、线性运动信息、受力强度信息并发送给所述控制器；
所述控制器用于将所述转角运动信息、线性运动信息、受力强度信息与每一种报警类型对应的预设阈值进行比对，确定报警类型信息，并向报警管理平台发送报警信息；
所述报警类型包括：人入侵，小动物入侵和风雪天气；
所述振动传感探测器还包括两线制变送器；
所述陀螺仪传感器通过所述两线制变送器将所述转角运动信息发送给所述控制器，所述加速度计传感器通过所述两线制变送器将所述线性运动信息发送给所述控制器，所述压敏计传感器通过所述两线制变送器将所述受力强度信息发送给所述控制器；
所述两线制变送器包括调理电路和两线制电压/电流变换器，所述两线制电压/电流变换器用于根据所述调理电路的输出电压成比例调整总体耗电电流，以及为所述陀螺仪传感器、加速度计传感器、压敏计传感器和所述调理电路提供电源电压和基准电压；
所述两线制电压/电流变换器包括采样电阻、运算放大器和稳压单元；
所述预设阈值包括：振动信号的频率阈值、振幅强度阈值和持续时间阈值；
所述控制器具体用于：根据获得的转角运动信息、线性运动信息和受力强度信息进一步比较得到振动信号的频率、振幅强度和持续时间；根据所述振动信号的频率与所述振动信号的频率阈值的大小、所述振动信号的振幅强度与所述振幅强度阈值之间的大小、所述振动信号的持续时间与所述持续时间阈值之间的大小，确定报警类型信息，并向所述报警管理平台发送报警信息。
2.根据权利要求1所述的周界报警系统，其特征在于，还包括：差分放大器；
所述振动传感探测器与所述控制器之间通过所述差分放大器实现连接。
3.根据权利要求1所述的周界报警系统，其特征在于，所述振动传感探测器采用电力线载波通讯技术。
4.根据权利要求1所述的周界报警系统，其特征在于，还包括：壳体；
所述陀螺仪传感器、所述加速度计传感器和所述压敏计传感器封装在所述壳体中。
5.根据权利要求1所述的周界报警系统，其特征在于，所述振动传感探测器还包括：定位装置；所述定位装置用于获取所述振动传感探测器的地理位置信息，并发送给所述控制器。
6.根据权利要求1所述的周界报警系统，其特征在于，所述振动传感探测器还用于将标识信息发送给所述控制器，所述控制器还用于根据所述标识信息确定所述振动传感探测器的地理位置信息。
7.根据权利要求1所述的周界报警系统，其特征在于，还包括报警管理平台。
8.根据权利要求5所述的周界报警系统，其特征在于，所述控制器采用RS232串口与所述报警管理平台连接。
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