CN110689703B - 一种电子围栏及其自动报警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子围栏及其自动报警方法。架设若干电子单元和上位机,上位机和若干电子单元上的主控制器通信;电子单元包括电子单元,圆柱形的电子单元外部安装有蓄电池,电子单元的顶部为主控制器,主控制器的上部连接报警器的底部,报警器为长方体形状,报警器的上部固定步进电机一和步进电机二,步进电机一和步进电机二的上部分别固定红外对射传感器一和红外对射传感器二,红外对射传感器一和红外对射传感器二上分别固定激光发射装置与激光接收装置。本发明不需要人为拉起警戒带,也不需要人站岗警戒,当无关人员靠近时会自动发出警报声,报警信号会上位机实时显示,指引安全员及时到现场,电子围栏较传统围栏受不确定因素影响小,具有安装简单,易操作,稳定性高等优点,极大地解放了劳动力,降低了二次事故率。

Description

一种电子围栏及其自动报警方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术技术领域,具体为一种电子围栏及其自动报警方法。
背景技术
在进行电力抢修时,如果有人在操作工人不知情的情况下非法闯入抢修范围,则极有可能造成电力事故,进而危害工作人员和无辜群众,造成财产损失,目前国内在进行电力抢修时采取的传统方法是在安全距离内设置警戒带、警戒柱或警戒围栏等物理设施,这种传统方法不仅费时费力,并且还极易受天气、人为等诸多不确定因素影响,故设备常常损坏,最终无法起到警戒的作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子围栏及其自动报警方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
第一步,组网,组网过程如下:
架设若干电子单元和上位机,上位机和若干电子单元上的主控制器通信;电子单元包括电子单元,圆柱形的电子单元外部安装有蓄电池,电子单元的顶部为主控制器,主控制器的上部连接报警器的底部,报警器为长方体形状,报警器的上部固定步进电机一和步进电机二,步进电机一和步进电机二的上部分别固定红外对射传感器一和红外对射传感器二,红外对射传感器一和红外对射传感器二上分别固定激光发射装置与激光接收装置;
第二步,开启步进电机一和步进电机二,红外对射传感器一和红外对射传感器二分别在步进电机一和步进电机二的作用下旋转,开始自动组网,在构成无形警戒线后步进电机一和步进电机二停止;
第三步,自动开启报警器,电子围栏安装完毕,投入使用。
一种电子围栏的自动报警方法,
上位机包括路由器,上位机将指令传达给主控制器,主控制器开始响应并控制步进电机一和步进电机二旋转并带动红外对射传感器转动和红外对射传感器转动,同时激光发射装置转动与激光接收装置旋转;使第一个电子单元上的激光发射装置与第二个电子单元上的激光接收装置对准,按照顺序依次相邻两个电子单元上的激光发射装置与激光接收装置对准,激光发射装置与激光接收装置都对准后组成网络;对准完成之后各个红外线对射传感器共处在同一个高度、同一个平面内,构成一个封闭的长方形警戒带,报警器通电,指示灯变绿,自组网电子围栏开始正式工作,当有人接近警戒带时,该条警戒带所在的红外线对射传感器接到有人靠近的信号,这时报警灯红色闪烁状态并且发出报警声,警示试图进入警戒带的无关人员,前方危险;待无关人员离开后,报警器恢复正常状态;电子单元选址要求地势平稳并使一端激光发射装置与另一端电子单元上的激光接收装置处于同一高度,使所有红外对射传感器处于同一平面上。
优选的,所述主控制器采用的是氢氦科技的ESP8266无线物联网模块。
优选的,所述步进电机一与步进电机二都是采用的是DSSERVO达盛舵机公司的RDS3115舵机,扭矩大速度快,精度高,噪音小。
优选的,移动桩为钢制导轨,重量轻,体积小,可伸缩。
优选的,蓄电池采用的是凯美威的三元聚合物锂电池,充电速度快,可循环使用500次以上。
优选的,所述的红外对射传感器一与红外对射传感器二采用的是艾礼富公司的红外对射报警器,封闭式外观防雨,防尘,防雷劈,易调节等特点。
优选的,所述的报警器为双色柱形警报灯塔。
优选的,所述的激光发射装置和激光接收装置和为工业级激光对接装置。为提高可靠性在激光接收装置的前端加装激光接收管制凸透镜,起聚光作用,可拆卸。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过若干个电子单元可以在短时间内自动构成一道无线的警戒带,警戒带是由红外对射传感器一发出红外线,红外对射传感器二接收红外线,这样一发一收就构成了无线警戒带,当外界对红外线接收产生影响时报警器就会发出报警。不需要人为拉起警戒带,也不需要人站岗警戒,当无关人员靠近时会自动发出警报声,报警信号会上位机实时显示,指引安全员及时到现场,电子围栏较传统围栏受不确定因素影响小,具有安装简单,易操作,稳定性高等优点,极大地解放了劳动力,降低了二次事故率。
附图说明
图1为本发明电子单元的结构简图;
图2为本发明的一个具体实施例结构图;
图3为本发明的一个具体实施例运行方式;
图4为本发明主控制器电路图顺时针旋转90度后的图;
图中:1、激光发射装置,2、激光接收装置,3、红外对射传感器一,4、红外对射传感器二,5、步进电机一,6、步进电机二,7、报警器,8、主控制器,9、移动桩,10、蓄电池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4,一种电子围栏,其中,移动桩9的底部安装有通过WiFi通讯与上位机构成物联网系统的主控制器8,上位机是网页报警平台,移动桩9的一侧安装有可满足此设备运行48小时的蓄电池10,移动桩9的顶部安装有具有WiFi通讯功能的报警器7,报警器7上安装有红色和绿色两个指示灯,在报警器7的上部安装有步进电机一5和步进电机二6,步进电机5的上部安装有红外对射传感器一3,红外对射传感器一3的上部安装激光发射装置1;步进电机二6的上部安装有红外对射传感器二4,红外对射传感器二4的上部安装激光接收装置2。所述的激光发射装置和激光接收装置和为工业级激光对接装置。为提高可靠性在图1中激光接收装置2的前端加装激光接收管制凸透镜,起聚光作用,可拆卸。
一种电子围栏的自动报警方法,如图1所示:在四个电子单元架设好后,上位机通过WiFi将指令传达给主控制器8,主控制器8开始响应并控制步进电机一5和步进电机二6旋转,步进电机一5和步进电机二6分别带动红外对射传感器一3﹑红外对射传感器二4﹑激光发射装置1和激光接收装置2旋转。如图2所示:设置四个电子单元,四个电子单元形成一个四方形,让电子单元一的上的激光发射装置1与电子单元二上的激光接收装置2对准,电子单元二上的激光发射装置1与电子单元三上的激光接收装置2对准,电子单元三上的激光发射装置1与电子单元四上的激光接收装置2对准,电子单元四上的激光发射装置1与电子单元一上的激光接收装置2对准;按照顺序依次对准,对准完成之后每个电子单元的红外线对射传感器一3共处在同一个高度和同一个平面内;电子单元一上的红外线对射传感器一3与电子单元二上的红外线对射传感器一3对准,电子单元二上的红外线对射传感器二4与电子单元三上的红外线对射传感器二4对准,电子单元三上的红外线对射传感器一3与电子单元四上的红外线对射传感器一3对准,电子单元四上的红外线对射传感器一3与电子单元一上的红外线对射传感器二4对准,这样构成一个封闭的长方形警戒带,报警器7通电,指示灯变绿,自组网电子围栏开始正式工作,假如有人接近警戒带时,该条警戒带所在的红外线对射传感器一3接到有人靠近的信号,这时报警灯红色闪烁状态并且发出报警声,警示试图进入警戒带的无关人员,前方危险,请绕行。待无关人员离开后,报警器回复正常状态,这就是该操作系统的报警工作流程。
图4是主控制器8电路图,由于电路图较长,把图4顺时针旋转90度放进说明书附图里面,图4逆时针旋转90度后就是正确的显示主控制器8电路图;主控制器8的电路包括四个部分,在每一个部分的下面分别标注1、2、3和4;第一部分是电源电路,运用直流斩波电路把12V电压转换成5V直流电压给ESP8266供电;第二部分是主控制器8外围引脚电路,标清各个引脚功能,ESP8266模块的接线端子引出,方便调试;第三部分是报警器及报警器的驱动电路,BEEP接D8,控制报警信号,通过beep引脚控制外部报警灯的状态,当beep为高电平的时侯,Q2,Q3导通,Q1截止,RED被拉到低,LED2亮,外部红色报警灯报警,绿色指示灯熄灭;当beep为低电平时候,Q2,Q3截止,Q1导通,LED2灭,外部红色报警灯熄灭,绿色指示灯高亮;第四部分是外设接口电路,与其他设备建立连接。JP3和JP4的SLEEP接D7,控制激光发射头的开关,INT0和INT1分别接D5和D6接收激光接收头的信号;GPIO1和GPIO2接D3和D4接红外对射传感器;JP7和JP8分别接D1和D2控制电机角度;JP9的GREEN和RED信号接报警电路绿灯和红灯;JP10的RXD0和TXD0分别接D9和D10主控制器和上位机通讯。
主控制器8负责各个部分协调控制作用。主控制器8选用的ESP8266无线物联网模块,可自主连接Wiff,首先通过路由器使四个电子单元与上位机同处一个Wiff环境下,上位机的指令通过路由器发送到每个电子单元的主控制器8,每个电子单元的主控制器8通过路由器把数据传给上位机,这样上位机与四个电子单元可实现相互通讯。上位机给主控器8下达自组网开始命令,主控制器8通过图4中的第2部分的D7引脚下达指令打开激光发射装置1与激光接收装置2,同时通过图4中的第2部分的D1和D2引脚控制所有制步进电机一5和步进电机二6复位,即同时旋转到最大角度后在以一定速度反向旋转,增大对准效率,自组网开始,当激光发射装置1的激光被激光接收装置2接收后,激光接收装置2通过图4中的第2部分的D6引脚把信号回传给主控制器8,主控制器8给激光发射装置1和激光接收装置2所在的电机下达停止旋转的命令,这样依次完成四组激光的对准,在组网完成后,主控制器8通过图4中的第2部分D3和D4引脚与红外对射传感器相连接,下达指令打开红外对射传感器一3和红外对射传感器二4,主控制器8通过图4中的第2部分D8引脚与报警器相连接,不发送报警信号,报警器7绿灯亮起,自组网电子围栏开始工作。当发出报警时,红外对射传感器的接收装置收不到红外线,红外对射传感器二4通过图4中的第2部分D4引脚向主控制器8发送警报信号,主控制器8通过图4中的第2部分的D8引脚向报警器7下达报警命令,红灯亮,报警器7响起。
四个电子单元下各带有一个12V蓄电池,该蓄电池充满电可满足此设备运行48小时。该蓄电池给报警器、电机、红外对射传感器供12V电。该蓄电池经过降压处理,把电压从12V降到5V给主控制器供电。即外部接入的+12V电源通过降压斩波电路,可以将其转化成平稳的+5V直流电压,并且能提供最大15W的持续功率输出。这样实现了电子单元的电力供应。该蓄电池具有体积小,电压稳定,续航能力强,易更换等特点。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种电子围栏,其特征在于:包括如下步骤:
第一步,组网,组网过程如下:
架设若干电子单元和上位机,上位机和若干电子单元上的主控制器(8)通信;电子单元包括移动桩(9),圆柱形的移动桩(9)外部安装有蓄电池(10),移动桩(9)的顶部为主控制器(8),主控制器(8)的上部连接报警器(7)的底部,报警器(7)为长方体形状,报警器(7)的上部固定步进电机一(5)和步进电机二(6),步进电机一(5)和步进电机二(6)的上部分别固定红外对射传感器一(3)和红外对射传感器二(4),红外对射传感器一(3)和红外对射传感器二(4)上分别固定激光发射装置(1)与激光接收装置(2);
第二步,开启步进电机一(5)和步进电机二(6),红外对射传感器一(3)和红外对射传感器二(4)分别在步进电机一(5)和步进电机二(6)的作用下旋转,开始自动组网,在构成无形警戒线后步进电机一(5)和步进电机二(6)停止;
第三步,自动开启报警器(7),电子围栏安装完毕,投入使用;
还包括应用电子围栏的自动报警方法,包括:上位机包括路由器,上位机将指令传达给主控制器(8),主控制器(8)开始响应并控制步进电机一(5)和步进电机二(6)旋转并带动红外对射传感器一(3)转动和红外对射传感器二(4)转动,同时激光发射装置(1)转动与激光接收装置(2)旋转;使第一个移动桩(9)上的激光发射装置(1)与第二个移动桩(9)上的激光接收装置(2)对准,按照顺序依次相邻两个电子单元上的激光发射装置(1)与激光接收装置(2)对准,激光发射装置(1)与激光接收装置(2)都对准后组成网络;对准完成之后各个红外对射传感器共处在同一个高度、同一个平面内,构成一个封闭的长方形警戒带,报警器(7)通电,指示灯变绿,自组网电子围栏开始正式工作,当有人接近警戒带时,该条警戒带所在的红外对射传感器一(3)接到有人靠近的信号,这时报警灯红色闪烁状态并且发出报警声,警示试图进入警戒带的无关人员,前方危险;待无关人员离开后,报警器恢复正常状态;移动桩(9)选址要求地势平稳并使第一个电子单元的移动桩(9)上的激光发射装置(1)与第二个电子单元的移动桩(9)上的激光接收装置(2)处于同一高度,使红外对射传感器一(3)与红外对射传感器二(4)在同一平面上。
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