CN108053590A - 一种光束围蔽系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明创造公开了一种光束围蔽系统，包括多根固定在地面上的支撑桩、红外发射模块、红外接收模块以及提示模块，所述红外发射模块被配置为每个单位时间内向相邻支撑桩上的红外接收模块发送携带有循环编码信息的红外光信号，所述红外接收模块被配置为接收相邻支撑桩上的红外发射模块所发射的红外信号并判断单位时间内所接收的红外光信号中是否存在一个完整的编码信息。本发明创造中当红外接收模块单位时间内无法接收到一个完整的编码信息时，控制提示模块启动，用户可根据实际需求对循环的编码信息的传输参数进行设定，从而设定红外接收模块能够容忍红外光信号被遮挡的时间，降低系统误触发的机率。本发明创造用于特定区域进行封锁围蔽。

Description

一种光束围蔽系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电子围蔽系统技术领域。

背景技术

在传统的建筑工程或者是电力工程的施工区域内，为了保证其施工范围安全，施工单位经常使用围蔽方式保证施工区域的安全。

传统的施工区域围蔽方案主要有两种，一种是“软围蔽”方案，意思就是说通过布条对特定区域进行围蔽，这种围蔽方案容易布置，价格低廉，但是围蔽效果差，有人闯入围蔽区域中也没有相应的警告提示；第二种是就“硬围蔽”方案，意思就是说利用钢板围栏将特定区域进行围蔽，虽然能够完全起到安全围蔽的作用，但是设置过程繁琐，价格高昂，且无法随时拆装。

针对上述两种围蔽方案的不足，工程人员设计了一种利用红外收发技术实现围蔽系统，当接收端无法接收到红外光信号时，就认为有人企图进入围蔽区域，此技术方案缺点在于出现误触发的可能性较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种有效降低误触发机率的光束围蔽系统以及该围蔽系统的控制方法。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种光束围蔽系统，包括多根固定在地面上的支撑桩、红外发射模块、红外接收模块以及提示模块，所述红外发射模块、红外接收模块以及提示模块均安装在支撑桩上，所述红外发射模块被配置为每个单位时间内向相邻支撑桩上的红外接收模块发送携带有循环编码信息的红外光信号，所述红外接收模块被配置为接收相邻支撑桩上的红外发射模块所发射的红外信号并判断单位时间内所接收的红外光信号中是否存在一个完整的编码信息，如果是，向提示模块发送启动信号。

作为上述方案进一步改进，所述红外发射模块包括编码单元、调制单元、电流跟随器以及红外发光二极管，所述编码单元输出端与调制单元输入端相连，所述调制单元输出端与电流跟随器输入端相连，所述电流跟随器输出端与红外发光二极管正极相连，所述红外发光二极管负极接地。

作为上述方案进一步改进，所述编码单元包括人机交互界面以及单片机，所述调制单元包括DTMF信号发生器，所述人机交互界面输出端与单片机输入端相连，所述单片机输出端与DTMF信号发生器输入端相连，所述DTMF信号发生器输出端与电流跟随器输入端相连。

作为上述方案进一步改进，所述电流跟随器包括电阻R1、电阻R2以及运放器A1，所述运放器A1同相输入端通过电阻R1接地，所述运放器A1输出端通过电阻R2与反相输入端相连，所述运放器A1输出端通过电阻R2与红外发光二极管正极相连，所述DTMF信号发生器输出端与运放器A1同相输入端相连。

作为上述方案进一步改进，所述红外接收模块包括光电转换单元、解调单元以及解码单元，所述光电转换单元输出端与解调单元输入端相连，所述解调单元输出端与解码单元输入端相连，所述解码单元输出端与提示模块输入端相连。

作为上述方案进一步改进，所述光电转换单元包括红外接收管、电阻R3、可变电阻R4以及运放器A2，所述可变电阻R4是滑动变阻器，所述可变电阻R4两固定端分别与电源端和接地端相连，所述红外接收管与电阻R3串联在电源端和接地端之间，所述运放器A2反相输入端与可变电阻R4滑动端相连，所述运放器A2同相输入端接在红外接收管与电阻R3的连接点，所述运放器A2输出端与解调单元输入端相连。

本发明创造的有益效果是：本发明创造中红外发射模块向红外接收模块发送的红外光信号中携带有单位时间内循环的编码信息，当红外接收模块单位时间内无法接收到一个完整的编码信息时，控制提示模块启动，用户可根据实际需求对循环的编码信息的传输参数进行设定，从而设定红外接收模块能够容忍红外光信号被遮挡的时间，降低系统误触发的机率。本发明创造用于特定区域进行封锁围蔽。

本发明创造同时还提供了一种上述围蔽系统的控制方法，包括以下步骤：

设定编码信息的传输速率、位数以及单位时间内的循环次数；

将携带有编码信息的基带信号进行调制操作，生成带有编码信息的调制信号；

将所述调制信号转换成携带有编码信息的红外光信号并输出；

接收所述携带有编码信息的红外光信号，转换成电信号，并进行解调以及解码操作，将解调后电信号定义为待检信号；

判断单位时间内所述待检信号中是否存在一个完整的编码信息，如果是，无需输出报警提示信号，如果不是，输出报警提示信号。

本发明创造的有益效果是：本控制方法将传统通信用的编码信息附加到红外光信号中，使所传输红外光信号携带有单位时间内循环的编码信息，如果接收端单位时间内接收不到一个完整的编码信息时，认为红外光信号被遮挡了，发出报警提示信号，用户可根据实际需求对循环的编码信息的位数、循环次数以及传输速率进行设定，从而设定红外接收模块能够容忍红外光信号被遮挡的时间，降低系统误触发的机率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明创造的系统模块框架图；

图2是本发明创造的电流跟随器实施例原理图；

图3是本发明创造的光电转换单元实施例原理图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指元件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接元件，来组成更优的电路结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1～图3，针对现有利用红外技术的区域围蔽方案的缺陷，本发明创造公开了一种光束围蔽系统，包括多根固定在地面上的支撑桩、红外发射模块、红外接收模块以及提示模块，所述红外发射模块、红外接收模块以及提示模块均安装在支撑桩上，所述红外发射模块被配置为每个单位时间内向相邻支撑桩上的红外接收模块发送携带有循环编码信息的红外光信号，所述红外接收模块被配置为接收相邻支撑桩上的红外发射模块所发射的红外信号并判断单位时间内所接收的红外光信号中是否存在一个完整的编码信息，如果是，向提示模块发送启动信号。假设所述红外发射模块单位时间内向红外接收模块循环发送3次编码信息，而红外接收模块只要能够接收到1次完整的编码信息就认为红外光信号没有被遮挡，即此情况下围蔽系统最高能够允许红外光信号被遮挡2/3的单位时间；同理假设所述红外发射模块单位时间内只向红外接收模块发送一次编码信息，此情况下围蔽系统不允许红外光信号出现如何的遮挡，这种情况下围蔽系统的灵敏度最高，能容忍红外光信号被遮挡的时间最低。当然了所述单位时间可根据实际情况自由调节，也可通过调节所述编码信息的位数进行单位时间的调节。本发明创造中红外发射模块向红外接收模块发送的红外光信号中携带有单位时间内循环的编码信息，当红外接收模块单位时间内无法接收到一个完整的编码信息时，控制提示模块启动，用户可根据实际需求对循环的编码信息的传输参数进行设定，从而设定红外接收模块能够容忍红外光信号被遮挡的时间，降低系统误触发的机率。

进一步作为优选的实施方式，本发明创造具体实施方式中，所述红外发射模块包括编码单元、调制单元、电流跟随器以及红外发光二极管，所述编码单元输出端与调制单元输入端相连，所述调制单元输出端与电流跟随器输入端相连，所述电流跟随器输出端与红外发光二极管正极相连，所述红外发光二极管负极接地。其中所述编码单元用于生成位数一定的编码信息并以一定的传输速度输出到调制单元；所述调制单元用于将携带有编码信息的信号频率调制到合适的频段上并输出，提高信号传输的抗干扰性；所述电流跟随器以及红外发光二极管共同配合将电流信号转换成红外光信号，从而输出携带有编码信息的红外光信号。

进一步作为优选的实施方式，本发明创造具体实施方式中，所述编码单元包括人机交互界面以及单片机，所述调制单元包括DTMF信号发生器，所述人机交互界面输出端与单片机输入端相连，所述单片机输出端与DTMF信号发生器输入端相连，所述DTMF信号发生器输出端与电流跟随器输入端相连。其中所述人机交互界面给用户提供操作输入接口，用于设定编码信息的位数，循环次数，传输速率等参数，所述单片机用于根据所设定的参数发送规定的编码信息，所述DTMF信号发生器起到调制作用，以提高信号的抗干扰能力。

进一步作为优选的实施方式，本发明创造具体实施方式中，所述电流跟随器包括电阻R1、电阻R2以及运放器A1，所述运放器A1同相输入端通过电阻R1接地，所述运放器A1输出端通过电阻R2与反相输入端相连，所述运放器A1输出端通过电阻R2与红外发光二极管正极相连，所述DTMF信号发生器输出端与运放器A1同相输入端相连，所述电流跟随器的电流增益接近1，其输出电流与输入电流近似，且输出阻抗高，高频特性好。

进一步作为优选的实施方式，本发明创造具体实施方式中，所述红外接收模块包括光电转换单元、解调单元以及解码单元，所述光电转换单元输出端与解调单元输入端相连，所述解调单元输出端与解码单元输入端相连，所述解码单元输出端与提示模块输入端相连。具体地，所述光电转换单元用于将接收到的红外光信号转换时电压信号，所述解调单元用于将接收到的信号进行解调操作，所述解码单元用于识别所接收到的信号中所携带的编码信息并判断所述编码信息是否完整。

进一步作为优选的实施方式，本发明创造具体实施方式中，所述光电转换单元包括红外接收管、电阻R3、可变电阻R4以及运放器A2，所述可变电阻R4是滑动变阻器，所述可变电阻R4两固定端分别与电源端和接地端相连，所述红外接收管与电阻R3串联在电源端和接地端之间，所述运放器A2反相输入端与可变电阻R4滑动端相连，所述运放器A2同相输入端接在红外接收管与电阻R3的连接点，所述运放器A2输出端与解调单元输入端相连。

本发明创造同时还公开了一种上述光束围蔽系统的控制方法，包括以下步骤：

设定编码信息的传输速率、位数以及单位时间内的循环次数；

将携带有编码信息的基带信号进行调制操作，生成带有编码信息的调制信号；

将所述调制信号转换成携带有编码信息的红外光信号并输出；

接收所述携带有编码信息的红外光信号，转换成电信号，并进行解调以及解码操作，将解调后电信号定义为待检信号；

判断单位时间内所述待检信号中是否存在一个完整的编码信息，如果是，无需输出报警提示信号，如果不是，输出报警提示信号。

具体地，本发明创造所述的控制方法将传统通信用的编码信息附加到红外光信号中，使所传输红外光信号携带有单位时间内循环的编码信息，如果接收端单位时间内接收不到一个完整的编码信息时，认为红外光信号被遮挡了，发出报警提示信号，用户可根据实际需求对循环的编码信息的位数、循环次数以及传输速率进行设定，从而设定红外接收模块能够容忍红外光信号被遮挡的时间，降低系统误触发的机率。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种光束围蔽系统，包括多根固定在地面上的支撑桩，其特征在于：包括红外发射模块、红外接收模块以及提示模块，所述红外发射模块、红外接收模块以及提示模块均安装在支撑桩上，所述红外发射模块被配置为每个单位时间内向相邻支撑桩上的红外接收模块发送携带有循环编码信息的红外光信号，所述红外接收模块被配置为接收相邻支撑桩上的红外发射模块所发射的红外信号并判断单位时间内所接收的红外光信号中是否存在一个完整的编码信息，如果是，向提示模块发送启动信号。

2.根据权利要求1所述的一种光束围蔽系统，其特征在于：所述红外发射模块包括编码单元、调制单元、电流跟随器以及红外发光二极管，所述编码单元输出端与调制单元输入端相连，所述调制单元输出端与电流跟随器输入端相连，所述电流跟随器输出端与红外发光二极管正极相连，所述红外发光二极管负极接地。

3.根据权利要求2所述的一种光束围蔽系统，其特征在于：所述编码单元包括人机交互界面以及单片机，所述调制单元包括DTMF信号发生器，所述人机交互界面输出端与单片机输入端相连，所述单片机输出端与DTMF信号发生器输入端相连，所述DTMF信号发生器输出端与电流跟随器输入端相连。

4.根据权利要求3所述的一种光束围蔽系统，其特征在于：所述电流跟随器包括电阻R1、电阻R2以及运放器A1，所述运放器A1同相输入端通过电阻R1接地，所述运放器A1输出端通过电阻R2与反相输入端相连，所述运放器A1输出端通过电阻R2与红外发光二极管正极相连，所述DTMF信号发生器输出端与运放器A1同相输入端相连。

5.根据权利要求1或2所述的一种光束围蔽系统，其特征在于：所述红外接收模块包括光电转换单元、解调单元以及解码单元，所述光电转换单元输出端与解调单元输入端相连，所述解调单元输出端与解码单元输入端相连，所述解码单元输出端与提示模块输入端相连。

6.根据权利要求5所述的一种光束围蔽系统，其特征在于：所述光电转换单元包括红外接收管、电阻R3、可变电阻R4以及运放器A2，所述可变电阻R4是滑动变阻器，所述可变电阻R4两固定端分别与电源端和接地端相连，所述红外接收管与电阻R3串联在电源端和接地端之间，所述运放器A2反相输入端与可变电阻R4滑动端相连，所述运放器A2同相输入端接在红外接收管与电阻R3的连接点，所述运放器A2输出端与解调单元输入端相连。

7.一种光束围蔽系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

设定编码信息的传输速率、位数以及单位时间内的循环次数；

将携带有编码信息的基带信号进行调制操作，生成带有编码信息的调制信号；

将所述调制信号转换成携带有编码信息的红外光信号并输出；

接收所述携带有编码信息的红外光信号，转换成电信号，并进行解调以及解码操作，将解调后电信号定义为待检信号；

判断单位时间内所述待检信号中是否存在一个完整的编码信息，如果是，无需输出报警提示信号，如果不是，输出报警提示信号。