CN110432255A - 一种基于多传感器融合的智能防鼠门系统及其防鼠方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于多传感器融合的智能防鼠门系统及其防鼠方法，包括防鼠门以及安装在所述防鼠门上的多传感器融合驱鼠模块，多传感器融合驱鼠模块包括至少一组顶端红外传感器、底端红外传感器、异或门逻辑单元以及驱鼠器。通过顶端红外传感器和底端红外传感器共同输出的电平信号经异或门逻辑单元控制驱鼠器的启停，从而实现对防鼠门附近出现的老鼠进行实时监测及驱离，在防鼠门的机械阻挡上进一步实现从生理上对老鼠进行干涉和驱离，大大提升了防鼠效果。

Description

一种基于多传感器融合的智能防鼠门系统及其防鼠方法
技术领域
本发明涉及变电站防鼠技术领域，尤其涉及设一种基于多传感器融合的智能防鼠门系统及其防鼠方法。
背景技术
变电站的功能室内有大量二次设备，包括测控装置、保护装置、通讯装置等重要设备。老鼠一旦进入室内就会对设备安全造成巨大的威胁，因此防范老鼠是变电站运行管理的重要一环。目前，变电站的防鼠装置基本停留在机械阻挡这个层面，这种阻挡方式存在以下不足：1、由于门存在缝隙和人为疏漏等因素的存在，始终存在老鼠、壁虎等小动物进入室内的隐患；2、当功能室内有长期重要施工作业时，由于大量的施工人员搬运仪器频繁进出，为了施工方便，极易人为地使门处于常开状态，此时容易让老鼠、壁虎等小动物进入室内。
发明内容
本发明为解决现有的防鼠门仍不能有效防止老鼠进入的问题，提供了一种基于多传感器融合的智能防鼠门系统及其防鼠方法。
为实现以上发明目的，而采用的技术手段是：
一种基于多传感器融合的智能防鼠门系统，包括防鼠门以及安装在所述防鼠门上的多传感器融合驱鼠模块，所述多传感器融合驱鼠模块包括至少一组顶端红外传感器、底端红外传感器、异或门逻辑单元以及驱鼠器，所述顶端红外传感器和底端红外传感器分别位于所述防鼠门的两端，所述顶端红外传感器的信号输出端以及所述底端红外传感器的信号输出端均与所述异或门逻辑单元的输入端连接，所述顶端红外传感器的信号输入端还与所述底端红外传感器的信号输出端连接，所述异或门逻辑单元的输出端与所述驱鼠器的信号输入端连接。
上述方案中，通过顶端红外传感器和底端红外传感器共同输出的电平信号经异或门逻辑单元控制驱鼠器的启停，从而实现对防鼠门附近出现的老鼠的实时监测及驱离，在防鼠门的机械阻挡上进一步实现从生理上进行干涉和驱离。
优选的，所述防鼠门包括门框、门体、挡板和驱鼠器，所述门体与所述门框的一侧边铰接并设置在所述门框的上部，所述挡板与所述门框的一边连接并设置在所述门框的下部，所述门体以及挡板的遮挡范围为所述门框内的面积大小。在本优选方案中，在防鼠门的门框的下部设置挡板，防止在门的打开期间老鼠从门进入设备间，实现对老鼠的机械阻挡。
优选的，所述顶端红外传感器安装在所述挡板的顶端，所述底端红外传感器安装在所述挡板的底端，所述驱鼠器以及异或门逻辑单元嵌入安装在所述挡板的中部。在本优选方案中，将两个红外传感器分别设置在挡板的顶端和底端，可以可以通过两者的共同判断，避免老鼠已逃离或者是工作人员路过导致驱鼠器的无效启动。
优选的，所述门体的底边设有卡槽，所述挡板通过所述卡槽与所述门框的底边可拆卸连接。在本优选方案中，挡板插入卡槽即可安装在门框上，挡板拔出卡槽即可完成拆卸，使得挡板的拆装使用方便。
优选的，所述挡板与卡槽的连接处设有第一磁吸机构，所述卡槽内设有第二磁吸机构，所述第一磁吸机构和第二磁吸机构具有相互磁性作用。在本优选方案中，挡板通过磁吸结构与卡槽固定，既能保证防止老鼠进入，同时由于磁吸结构的特性，向挡板施加一定的外力时挡板就会打开，提高了向室内搬运设备的效率，也减少了工作人员无意之中被挡板砸伤或绊倒的情况。
优选的，所述门体的上方还设有闭门器，所述闭门器的一端安装在门框的顶端，所述闭门器的另一端安装在门体上。在本优选方案中，设置闭门器可以避免因工作人员忘记关门导致老鼠进入的情况。
优选的，所述挡板的底边上还设有电源插孔，所述电源插孔分别与所述顶端红外传感器、底端红外传感器、驱鼠器以及异或门逻辑单元电连接，且所述电源插孔用于与外部供电电源连接获取电源。
优选的，所述门体的四周设置有密封板。在本优选方案中，通过设置密封板确保门体的四周不存在缝隙，从而确保防鼠效果。
优选的，所述门体和挡板均为不锈钢材质。
本发明还提供了一种基于多传感器融合的智能防鼠门系统的防鼠方法，所述防鼠门通过对老鼠实现机械阻挡从而实现防鼠；所述多传感器融合驱鼠模块对老鼠实现实时监测及驱离，具体包括以下步骤：
S1.底端红外传感器启动自保持，并监测在其传感范围内是否有老鼠；若否则继续监测，若是则进行下一步；
S2.底端红外传感器延时10秒自保持，并监测在其传感范围内是否有老鼠；若是则底端红外传感器输出高电平信号并进行下一步，若否则返回步骤S1；
S3.顶端红外传感器接收到所述底端红外传感器的高电平信号后启动，并监测在其传感范围内是否有老鼠；若是则输出高电平信号并进行下一步，若否则输出低电平信号并进行步骤S5；
S4.异或门逻辑单元接收到步骤S2中底端红外传感器输出的高电平信号以及步骤S3中顶端红外传感器输出的高电平信号，经自身的异或逻辑后输出低电平信号，驱鼠器不启动；返回步骤S1；
S5.异或门逻辑单元接收到步骤S2中底端红外传感器输出的高电平信号以及步骤S3中顶端红外传感器输出的低电平信号，经自身的异或逻辑后输出高电平信号，驱鼠器启动；进行下一步；
S6.顶端红外传感器停止工作，输出低电平信号；底端红外传感器启动自保持一分钟并监测在其传感范围内是否有老鼠，若是则输出高电平信号并进行下一步，若否则输出低电平信号并进行步骤S8；
S7.异或门逻辑单元接收到步骤S6中底端红外传感器输出的高电平信号以及顶端红外传感器输出的低电平信号，经自身的异或逻辑后输出高电平信号，驱鼠器启动；
S8.异或门逻辑单元接收到步骤S6中底端红外传感器输出的低电平信号以及顶端红外传感器输出的低电平信号，经自身的异或逻辑后输出低电平信号，驱鼠器停止；返回步骤S1。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提供的基于多传感器融合的智能防鼠门系统及其防鼠方法，通过多红外传感器共同输出的电平信号经异或门逻辑单元控制驱鼠器的启停，从而实现对防鼠门附近出现的老鼠的实时监测及驱离，同时将红外传感器分别设置在挡板的顶端和底端，对防鼠门处的老鼠或滞留的工作人员进行判别，避免老鼠已逃离防鼠门或者是工作人员路过防鼠门导致驱鼠器的无效启动，其与防鼠门的结合实现了对老鼠的机械阻挡以及生理防御和驱赶的双重防护效果。此外驱鼠器启动次数可以作为变电站防鼠等级的重要依据，而挡板的磁吸结构在确保防鼠效果的同时，使得挡板的安装和拆卸，提高了工作人员搬运设备的效率，也减少了工作人员无意之中被挡板砸伤或绊倒的情况。
附图说明
图1为实施例1中挡板的结构示意图。
图2为实施例1中基于多传感器融合的智能防鼠门系统的整体结构示意图。
图3为实施例1中的多传感器融合驱鼠模块的逻辑结构图。
图4为实施例2中多传感器融合驱鼠模块对老鼠实现实时监测及驱离的方法流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
一种基于多传感器融合的智能防鼠门系统，包括防鼠门以及安装在所述防鼠门上的多传感器融合驱鼠模块；
如图1和2所示，其中防鼠门包括门框7、门体、挡板4、闭门器10，门框7设置在墙体12上，所述门体与所述门框7的一侧边通过门耳8铰接并设置在所述门框7的上部，所述门体的底边设有卡槽6，所述挡板4通过所述卡槽6与所述门框7的底边可拆卸连接并设置在所述门框7的下部，挡板4与卡槽6的连接处设有第一磁吸机构，所述卡槽6内设有第二磁吸机构，所述第一磁吸机构和第二磁吸机构具有相互磁性作用；所述门体以及挡板4的遮挡范围为所述门框7内的面积大小；所述门体的外侧还设有门把9，所述门体的上方还设有闭门器10，所述闭门器10的一端安装在门框7的顶端，所述闭门器10的另一端安装在门体上；所述门体的四周设置有密封板11，在本实施例1中密封板11为2cm的薄钢片，焊接在门体四周的缝隙处。对于上述防鼠门，可通过挡板4实现对老鼠的机械阻挡，当工作人员进行搬运工作需要移开挡板4时，将其从卡槽6拔出或施加外力下压挡板4均可。
其中多传感器融合驱鼠模块包括一组顶端红外传感器、底端红外传感器、异或门逻辑单元以及驱鼠器，所述顶端红外传感器1安装在挡板4的顶端并位于挡板4顶边下的2cm处，所述底端红外传感器2安装在挡板4的底端并位于挡板4底边上的2cm处，红外传感器的监测范围宽度与挡板4的宽度相同，监测到红外热信号后就会输出高电位信号，反之输出低电位信号，所述驱鼠器3以及异或门逻辑单元嵌入安装在所述挡板4的中部；所述挡板4的底边上还设有电源插孔5，所述电源插孔5分别与所述顶端红外传感器1、底端红外传感器2、驱鼠器3以及异或门逻辑单元电连接，且所述电源插孔5用于与外部供电电源连接获取电源，在本实施例1中使用的驱鼠器3为超声波驱鼠器3，其被异或门逻辑单元输出的电压信号控制，高电位信号启动，低电位信号停止；顶端红外传感器1、底端红外传感器2在监测到红外热信号后就会输出高电位信号从而在其传感范围内监测老鼠，同时它们均自带有延迟功能，本实施例1使用的红外传感器以及驱鼠器都可以在市场上获得。
如图3所示，顶端红外传感器1、底端红外传感器2、异或门逻辑单元以及驱鼠器3的逻辑结构为：顶端红外传感器1的信号输出端以及所述底端红外传感器2的信号输出端均与所述异或门逻辑单元的输入端连接，顶端红外传感器1的信号输入端与所述底端红外传感器2的信号输出端连接，所述异或门逻辑单元的输出端与所述驱鼠器3的信号输入端连接。对于上述多传感器融合驱鼠模块，两个红外传感器共同输出电平信号经异或门逻辑单元控制驱鼠器的启停3，可以对防鼠门附近出现的老鼠进行监测并实时从生理上进行干涉和驱离。
实施例2
本实施例2对基于实施例1多传感器融合的智能防鼠门系统的防鼠方法进行说明，如图3和4所示：
所述防鼠门通过对老鼠实现机械阻挡从而实现防鼠；所述多传感器融合驱鼠模块对老鼠实现实时监测及驱离，具体包括以下步骤：
S1.底端红外传感器2启动自保持，并监测在其传感范围内是否有老鼠；若否则继续监测，若是则进行下一步；
S2.底端红外传感器2延时10秒自保持，并监测在其传感范围内是否有老鼠；若是则底端红外传感器2输出高电平信号并进行下一步，若否则返回步骤S1；该步骤中若底端红外传感器2监测到在其传感范围内无老鼠，则说明刚刚监测到的老鼠已经逃离，或者刚刚经过的是人；
S3.顶端红外传感器1接收到所述底端红外传感器2的高电平信号后启动，并监测在其传感范围内是否有老鼠；若是则输出高电平信号并进行下一步，若否则输出低电平信号并进行步骤S5；
S4.异或门逻辑单元接收到步骤S2中底端红外传感器2输出的高电平信号以及步骤S3中顶端红外传感器1输出的高电平信号，经自身的异或逻辑后输出低电平信号，驱鼠器3不启动；返回步骤S1；
S5.异或门逻辑单元接收到步骤S2中底端红外传感器2输出的高电平信号以及步骤S3中顶端红外传感器1输出的低电平信号，经自身的异或逻辑后输出高电平信号，驱鼠器3启动；进行下一步；
S6.顶端红外传感器1停止工作，输出低电平信号；底端红外传感器2启动自保持一分钟并监测在其传感范围内是否有老鼠，若是则输出高电平信号并进行下一步，若否则输出低电平信号并进行步骤S8；
S7.异或门逻辑单元接收到步骤S6中底端红外传感器2输出的高电平信号以及顶端红外传感器1输出的低电平信号，经自身的异或逻辑后输出高电平信号，驱鼠器3启动；
S8.异或门逻辑单元接收到步骤S6中底端红外传感器2输出的低电平信号以及顶端红外传感器1输出的低电平信号，经自身的异或逻辑后输出低电平信号，驱鼠器3停止；返回步骤S1。
上述判断过程中底端红外传感器2延时10秒自保持，是因为人出入防鼠门时的时间一般在10秒，而老鼠一般不会那么快，这样就避免了因工作人员路过时而导致顶端红外传感器1的无效启动。另外，在本实施例2中还可以设置一个计数器对驱鼠器的启动次数进行计算，作为变电站防鼠等级的重要依据。
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于多传感器融合的智能防鼠门系统，其特征在于，包括防鼠门以及安装在所述防鼠门上的多传感器融合驱鼠模块，所述多传感器融合驱鼠模块包括至少一组顶端红外传感器(1)、底端红外传感器(2)、异或门逻辑单元以及驱鼠器(3)，所述顶端红外传感器(1)和底端红外传感器(2)分别位于所述防鼠门的两端，所述顶端红外传感器(1)的信号输出端以及所述底端红外传感器(2)的信号输出端均与所述异或门逻辑单元的输入端连接，所述顶端红外传感器(1)的信号输入端还与所述底端红外传感器(2)的信号输出端连接，所述异或门逻辑单元的输出端与所述驱鼠器(3)的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的智能防鼠门系统，其特征在于，所述防鼠门包括门框(7)、门体、挡板(4)和驱鼠器(3)，所述门体与所述门框(7)的一侧边铰接并设置在所述门框(7)的上部，所述挡板(4)与所述门框(7)的一边连接并设置在所述门框(7)的下部，所述门体以及挡板(4)的遮挡范围为所述门框(7)内的面积大小。
3.根据权利要求2所述的基于多传感器融合的智能防鼠门系统，其特征在于，所述顶端红外传感器(1)安装在所述挡板(4)的顶端，所述底端红外传感器(2)安装在所述挡板(4)的底端，所述驱鼠器(3)以及异或门逻辑单元嵌入安装在所述挡板(4)的中部。
4.根据权利要求2所述的基于多传感器融合的智能防鼠门系统，其特征在于，所述门体的底边设有卡槽(6)，所述挡板(4)通过所述卡槽(6)与所述门框(7)的底边可拆卸连接。
5.根据权利要求2所述的基于多传感器融合的智能防鼠门系统，其特征在于，所述挡板(4)与卡槽(6)的连接处设有第一磁吸机构，所述卡槽(6)内设有第二磁吸机构，所述第一磁吸机构和第二磁吸机构具有相互磁性作用。
6.根据权利要求2所述的基于多传感器融合的智能防鼠门系统，其特征在于，所述门体的上方还设有闭门器(10)，所述闭门器(10)的一端安装在门框(7)的顶端，所述闭门器(10)的另一端安装在门体上。
7.根据权利要求3所述的基于多传感器融合的智能防鼠门系统，其特征在于，所述挡板(4)的底边上还设有电源插孔(5)，所述电源插孔(5)分别与所述顶端红外传感器(1)、底端红外传感器(2)、驱鼠器(3)以及异或门逻辑单元电连接，且所述电源插孔(5)用于与外部供电电源连接获取电源。
8.根据权利要求2所述的基于多传感器融合的智能防鼠门系统，其特征在于，所述门体的四周设置有密封板(11)。
9.根据权利要求8所述的基于多传感器融合的智能防鼠门系统，其特征在于，所述门体和挡板(4)均为不锈钢材质。
10.一种基于权利要求1～9任一项所述的多传感器融合的智能防鼠门系统的防鼠方法，其特征在于，所述防鼠门通过对老鼠实现机械阻挡从而实现防鼠；所述多传感器融合驱鼠模块对老鼠实现实时监测及驱离，具体包括以下步骤：
S1.底端红外传感器(2)启动自保持，并监测在其传感范围内是否有老鼠；若否则继续监测，若是则进行下一步；
S2.底端红外传感器(2)延时10秒自保持，并监测在其传感范围内是否有老鼠；若是则底端红外传感器(2)输出高电平信号并进行下一步，若否则返回步骤S1；
S3.顶端红外传感器(1)接收到所述底端红外传感器(2)的高电平信号后启动，并监测在其传感范围内是否有老鼠；若是则输出高电平信号并进行下一步，若否则输出低电平信号并进行步骤S5；
S4.异或门逻辑单元接收到步骤S2中底端红外传感器(2)输出的高电平信号以及步骤S3中顶端红外传感器(1)输出的高电平信号，经自身的异或逻辑后输出低电平信号，驱鼠器(3)不启动；返回步骤S1；
S5.异或门逻辑单元接收到步骤S2中底端红外传感器(2)输出的高电平信号以及步骤S3中顶端红外传感器(1)输出的低电平信号，经自身的异或逻辑后输出高电平信号，驱鼠器(3)启动；进行下一步；
S6.顶端红外传感器(1)停止工作，输出低电平信号；底端红外传感器(2)启动自保持一分钟并监测在其传感范围内是否有老鼠，若是则输出高电平信号并进行下一步，若否则输出低电平信号并进行步骤S8；
S7.异或门逻辑单元接收到步骤S6中底端红外传感器(2)输出的高电平信号以及顶端红外传感器(1)输出的低电平信号，经自身的异或逻辑后输出高电平信号，驱鼠器(3)启动；
S8.异或门逻辑单元接收到步骤S6中底端红外传感器(2)输出的低电平信号以及顶端红外传感器(1)输出的低电平信号，经自身的异或逻辑后输出低电平信号，驱鼠器(3)停止；返回步骤S1。
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