CN109035661A - 利用光变量及微波多普勒技术的入侵探测方法及装置 - Google Patents

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马步远
李贵荣
张磊
张浩然
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    • G08B13/22—Electrical actuation
    • G08B13/24—Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2491—Intrusion detection systems, i.e. where the body of an intruder causes the interference with the electromagnetic field
    • G08B13/2494—Intrusion detection systems, i.e. where the body of an intruder causes the interference with the electromagnetic field by interference with electro-magnetic field distribution combined with other electrical sensor means, e.g. microwave detectors combined with other sensor means

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Abstract

本发明涉及一种利用光变量及微波多普勒技术的入侵探测方法及装置，向监测区域发送和接收红外光波信号；将接收的红外光波信号转换为采样电压信号，当采样电压信号大于基准电压信号时，向控制单元发送第一预警信号；微波发射器向监测区域发送微波信号，微波接收器接收微波信号；当接收微波信号频率相对发送微波信号频率发生偏移时，向控制单元发送第二预警信号；控制单元根据第一预警信号和第二预警信号判断监测区域是否发生入侵行为；如果是，则控制单元控制报警单元报警。本发明能够提高入侵探测的准确率。

Description

利用光变量及微波多普勒技术的入侵探测方法及装置
技术领域
本发明涉及一种利用光变量及微波多普勒技术的入侵探测方法及装置。
背景技术
安全防范系统涉及军队、银行、博物馆、工矿企业、家庭等多个领域，入侵探测器则是该系统的主要装置。目前，国内外普遍使用的室内空间移动入侵探测器主要包括被动红外入侵探测器(很少单独使用)、微波入侵探测器(很少单独使用)、双鉴入侵探测器(被动红外与微波结合)。由于上述探测装置都有其特定的使用条件，从而使得探测装置的使用均具有一定局限性，例如：被动红外入侵探测器，其探测方法为监测某个立体防范空间内的热辐射的变化，当人体在探测范围内移动，引起接收到的红外辐射电平变化，从而触发报警。被动式红外探测方法容易受各种热源(空调、冷热空气对流)、光源干扰，当环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵，当用遮挡物(大雨伞、雨衣、玻璃等隔热物体)挡住身体时探测器将失效；微波探测器信号的探测方法为，微波发射器通过天线向防范区域内发射微波信号，当防范区域内无移动目标时，接收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，接收机经过分析以产生报警信号收发稳定可靠，但是微波由于波长较短、穿透性强，极易受外界射频或其他信号产生相互干扰。
与本发明最相关的现有技术是发明名称为“一种利用光多普勒效应的入侵探测系统和方法”专利(专利号：201510583898.4)、“一种利用目标移动产生光变量的入侵探测方法”专利(专利号2017107915471)，上述专利通过提取与分析监测区域内产生的光变量(移动变量)信号，以确定移动目标的侵入行为并进行报警，有效避免了外界及自然环境变化(温度、湿度、气流)对入侵探测器造成的干扰，但由于光变量入侵探测器的报警源为光的变量，因此，不能完全避免所有外界光源强突变干扰(如太阳强光、白炽灯、卤素、红外强光等)，造成一定的误报率。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种利用光变量及微波多普勒技术的入侵探测方法及装置，能够有效提高入侵探测的准确率。
基于同一发明构思，本发明具有两个独立的技术方案：
1、一种利用光变量及微波多普勒双技术鉴别的入侵探测方法，其特征在于：
向监测区域发送和接收红外光波信号；将接收的红外光波信号转换为采样电压信号，当采样电压信号大于基准电压信号时，向控制单元发送第一预警信号；
微波发射器向监测区域发送微波信号，微波接收器接收微波信号；当接收微波信号频率相对发送微波信号频率发生偏移时，向控制单元发送第二预警信号；
控制单元根据第一预警信号和第二预警信号判断监测区域是否发生入侵行为；如果是，则控制单元控制报警单元报警。
进一步地，在设定的等待时间内，当控制单元接收到两个预警信号时，即接收到第一预警信号和第二预警信号时，控制单元判断监测区域发生入侵。
进一步地，在设定的等待时间内，当控制单元仅接收到一个预警信号时，控制单元判断该预警信号为误报。
进一步地，设定的等待时间为0.1～120s。
2、一种利用光变量及微波多普勒双技术鉴别的入侵探测装置，其特征在于，包括：
光变量入侵探测单元，用于向监测区域发送和接收红外光波信号，将接收的红外光波信号转换为采样电压信号，并将采样电压信号与基准电压信号进行比较；光变量入侵探测单元的信号输出端接控制单元；
微波入侵探测单元，用于向监测区域发送和接收微波信号，并将接收微波信号频率与发送微波信号频率进行比较；微波入侵探测单元的信号输出端接控制单元；
控制单元，用于根据光变量入侵探测单元和微波入侵探测单元传送的信号，判断监测区域是否发生入侵；
报警单元，用于报警输出响应；报警单元的信号输入端接控制单元。
进一步地，光变量入侵探测单元包括红外发射模块、红外接收模块、信号处理模块，红外接收模块接收红外发射模块发射的红外信号，红外接收模块的信号输出端接信号处理模块。
进一步地，所说信号处理模块由带通滤波器、信号提取模块、信号采样模块、比较电路依次串接组成。
本发明具有的有益效果：
本发明向监测区域发送和接收红外光波信号；将接收的红外光波信号转换为采样电压信号，当采样电压信号大于基准电压信号时，向控制单元发送第一预警信号；微波发射器向监测区域发送微波信号，微波接收器接收微波信号；当接收微波信号频率相对发送微波信号频率发生偏移时，向控制单元发送第二预警信号；控制单元根据第一预警信号和第二预警信号判断监测区域是否发生入侵行为；如果是，则控制单元控制报警单元报警。本发明将光变量探测方法和微波多普勒探测方法有效结合，控制单元根据两种探测方法输出的预警信号判定监测区域发生入侵，从而有效避免了探测误报，提高入侵探测的准确率。
本发明在设定的等待时间内，当控制单元接收到两个预警信号时，即接收到第一预警信号和第二预警信号时，控制单元判断监测区域发生入侵，当控制单元仅接收到一个预警信号时，控制单元判断该预警信号为误报，进一步保证了入侵探测的准确率。
本发明光变量入侵探测单元包括红外发射模块、红外接收模块、信号处理模块，红外接收模块接收红外发射模块发射的红外信号，红外接收模块的信号输出端接信号处理模块；所说信号处理模块由滤波器、信号提取模块、信号采样模块、比较电路依次串接组成。本发明接收的红外信号经滤波、提取、采样后获得采样电压，再将采样电压与基准电压通过比较电路比较，进一步保证了入侵探测工作的可靠性。
附图说明
图1是本发明入侵探测装置的原理框图；
图2是本发明入侵探测装置光变量入侵探测单元的原理框图；
图3是本发明入侵探测装置光变量入侵探测单元的信号处理模块原理框图。
具体实施方式
实施例一：
本发明利用光变量及微波多普勒双技术鉴别的入侵探测方法如下：
向监测区域发送和接收红外光波信号；将接收的红外光波信号转换为采样电压信号，当采样电压信号大于基准电压信号时，向控制单元发送第一预警信号；
微波发射器向监测区域发送微波信号，微波接收器接收微波信号；当接收微波信号频率相对发送微波信号频率发生偏移时，向控制单元发送第二预警信号；
控制单元根据第一预警信号和第二预警信号判断监测区域是否发生入侵行为；如果是，则控制单元控制报警单元报警。在设定的等待时间内，当控制单元接收到两个预警信号时，即接收到第一预警信号和第二预警信号时，控制单元判断监测区域发生入侵。在设定的等待时间内，当控制单元仅接收到一个预警信号时，控制单元判断该预警信号为误报。设定的等待时间为0.1～120s，本实施例中为20s。
实施例二：
如图1所示，本发明利用光变量及微波多普勒双技术鉴别的入侵探测装置包括：
光变量入侵探测(预警)单元，用于向监测区域发送和接收红外光波信号，将接收的红外光波信号转换为采样电压信号，并将采样电压信号与基准电压信号进行比较；光变量入侵探测单元的信号输出端接控制单元；
微波入侵探测(预警)单元，用于向监测区域发送和接收微波信号，并将接收微波信号频率与发送微波信号频率进行比较；微波入侵探测单元的信号输出端接控制单元；
控制单元，用于根据光变量入侵探测单元和微波入侵探测单元传送的信号，判断监测区域是否发生入侵；
报警单元，用于报警输出响应；报警单元的信号输入端接控制单元。实施时，报警单元采用报警器。
如图2所示，光变量入侵探测单元包括红外发射模块、红外接收模块、信号处理模块，红外接收模块接收红外发射模块发射的红外信号，红外接收模块的信号输出端接信号处理模块。
如图3所示，所说信号处理模块由滤波器、信号提取模块、信号采样模块、比较电路依次串接组成。其中，带通滤波器包括低通滤波器和高通滤波器，信号提取模块包括信号放大电路和检波电路，输出光变量信号，信号采集模块包括动态误差运算电路和绝对值放大电路，输出采样电压信号。

Claims (7)

1.一种利用光变量及微波多普勒双技术鉴别的入侵探测方法，其特征在于：
向监测区域发送和接收红外光波信号；将接收的红外光波信号转换为采样电压信号，当采样电压信号大于基准电压信号时，向控制单元发送第一预警信号；
微波发射器向监测区域发送微波信号，微波接收器接收微波信号；当接收微波信号频率相对发送微波信号频率发生偏移时，向控制单元发送第二预警信号；
控制单元根据第一预警信号和第二预警信号判断监测区域是否发生入侵行为；如果是，则控制单元控制报警单元报警。
2.根据权利要求1所述的利用光变量及微波多普勒双技术鉴别的入侵探测方法，其特征在于：在设定的等待时间内，当控制单元接收到两个预警信号时，即接收到第一预警信号和第二预警信号时，控制单元判断监测区域发生入侵。
3.根据权利要求2所述的利用光变量及微波多普勒双技术鉴别的入侵探测方法，其特征在于：在设定的等待时间内，当控制单元仅接收到一个预警信号时，控制单元判断该预警信号为误报。
4.根据权利要求3所述的利用光变量及微波多普勒双技术鉴别的入侵探测方法，其特征在于：设定的等待时间为0.1～120s。
5.一种利用光变量及微波多普勒双技术鉴别的入侵探测装置，其特征在于，包括：
光变量入侵探测单元，用于向监测区域发送和接收红外光波信号，将接收的红外光波信号转换为采样电压信号，并将采样电压信号与基准电压信号进行比较；光变量入侵探测单元的信号输出端接控制单元；
微波入侵探测单元，用于向监测区域发送和接收微波信号，并将接收微波信号频率与发送微波信号频率进行比较；微波入侵探测单元的信号输出端接控制单元；
控制单元，用于根据光变量入侵探测单元和微波入侵探测单元传送的信号，判断监测区域是否发生入侵；
报警单元，用于报警输出响应；报警单元的信号输入端接控制单元。
6.根据权利要求5所述的利用光变量及微波多普勒双技术鉴别的入侵探测装置，其特征在于：光变量入侵探测单元包括红外发射模块、红外接收模块、信号处理模块，红外接收模块接收红外发射模块发射的红外信号，红外接收模块的信号输出端接信号处理模块。
7.根据权利要求6所述的利用光变量及微波多普勒双技术鉴别的入侵探测装置，其特征在于：所说信号处理模块由滤波器、信号提取模块、信号采样模块、比较电路依次串接组成。
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