CN112085914A - 具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置,具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置,包括边缘计算分析处理主机,所述边缘计算分析处理主机通过通讯组件连接有平台服务器,所述边缘计算分析处理主机通过供电及数据线缆连接有安装在地下的地埋数字传感器,所述边缘计算分析处理主机包括边缘计算处理器,所述边缘计算处理器连接有多路供电电路,所述边缘计算处理器和所述多路供电电路均连接综合线缆接口一,本发明通过设置地埋数字传感器中的纵波传感器、放大滤波处理电路、AGC控制电路和模拟信号采集及数字转换模块便于避免信号饱和影响探测结果,同时也能最大限度扩展测试距离,扩大检测范围。
Description
技术领域
本发明涉及防盗掘保护装置技术领域,具体为具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置。
背景技术
古墓葬泛指人类古代采取一定方式对死者进行埋葬的遗迹。包括墓穴、葬具、随葬器物和墓地。中国的古墓葬分布很广,历年来发掘出土了大量历史价值较高的珍贵文物,这是探讨不同时代、地区和社会阶层之间埋葬习俗以及所属时代社会生活状况的重要实物资料。现已公布为全国重点文物保护单位的古墓葬有420处(截至至2019年第八批),包括帝王陵墓古墓群和名人墓等。针对田野文物保护过程中出现的古墓葬盗掘和非法探墓问题,传统的红外围栏或者监控摄像头均安装在明处,夜晚违法盗掘人员可以通过规避或者破坏的方式阻碍安防系统工作,本发明通过地下埋藏的方式可以最大限度的规避此问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷,提供具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置,便于最大限度扩展监测范围,提高测量精度,便于远程监控,隐蔽式布置避免被入侵人员发现,可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置,包括边缘计算分析处理主机,所述边缘计算分析处理主机通过通讯组件连接有平台服务器,所述边缘计算分析处理主机通过供电及数据线缆连接有安装在地下的地埋数字传感器;
所述边缘计算分析处理主机包括边缘计算处理器,所述边缘计算处理器连接有通讯组件,所述边缘计算处理器连接有多路供电电路,所述边缘计算处理器和所述多路供电电路均连接综合线缆接口一;
所述地埋数字传感器包括纵波传感器和电源,所述纵波传感器连接有放大滤波处理电路,所述放大滤波处理电路连接有模拟信号采集及数字转换模块,所述模拟信号采集及数字转换模块和所述电源连接有综合线缆接口二,所述综合线缆接口二和所述综合线缆接口一之间通过供电及数据线缆连接;
所述放大滤波处理电路还包括AGC控制电路和硬件告警触发电路。
作为本发明的一种优选技术方案,所述多路供电电路包括用于控制电源的电源电压控制电路。
作为本发明的一种优选技术方案,所述纵波传感器采用悬浮式镀银结构。
作为本发明的一种优选技术方案,所述放大滤波处理电路包括一级放大滤波电路,所述一级放大滤波电路连接二级放大滤波电路,所述二级放大滤波电路连接AGC控制电路,所述AGC控制电路连接四级放大滤波电路,所述一级放大滤波电路与硬件告警触发电路连接,所述硬件告警触发电路与边缘计算分析处理主机连接。
作为本发明的一种优选技术方案,所述纵波传感器包括运算放大器一和比较器,所述硬件告警触发电路包括运算放大器一和比较器,所述运算放大器一的引脚三连接有10k的电阻一,所述运算放大器一的引脚二连接有10k的电阻二,所述电阻二连接有10uf的电容一,所述运算放大器一的引脚一和引脚二之间并连接有10k的电阻三和10p的电容二,所述运算放大器一的引脚一与比较器的引脚三连接,所述比较器的引脚一连接有并联的1uF的电容三、0.1uF的电容四和100K的电阻四并接地,所述比较器的引脚二接地,所述比较器的引脚四并连接有10p的电容五和100k的电阻五,所述电容五接地,所述比较器的引脚五连接有0.1uF的电容六,所述比较器的引脚五和电容六之间的线路与电阻四之间连接有电阻六。
作为本发明的一种优选技术方案,所述边缘计算处理器连接有多个纵波传感器。
作为本发明的一种优选技术方案,所述AGC控制电路包括动态增益放大器,所述动态增益放大器的引脚八连接有电容七,所述电容七与二级放大滤波电路连接,所述动态增益放大器的引脚六连接有电容八,所述电容八连接有并联的4.7uF的电容九和4.7k的电阻七,所述电阻七接地,所述电容九与四级放大滤波电路连接,所述动态增益放大器的引脚七、引脚九和引脚十五分别接地,所述动态增益放大器的引脚五连接有电容十,所述动态增益放大器的引脚三连接有2.2uF的电容十一,所述动态增益放大器的引脚一连接有22uF的电容十二,所述电容十、电容十一和电容十二通过引线连接并接地,所述动态增益放大器的引脚二和所述动态增益放大器的引脚五连接,所述动态增益放大器的引脚十连接有10K的电阻八,所述动态增益放大器的引脚十二连接有点从十三并接地,所述动态增益放大器的引脚十三和所述动态增益放大器的引脚十四之间连接有150K的电阻九,所述动态增益放大器的引脚十四和电阻九之间的引线连接有100K的电阻十并接地。
作为本发明的一种优选技术方案,所述二级放大滤波电路包括模拟开关U11和运算放大器二。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明有以下的有益效果:1、通过设置地埋数字传感器中的纵波传感器、放大滤波处理电路、AGC控制电路和模拟信号采集及数字转换模块便于避免信号饱和影响探测结果,同时也能最大限度扩展测试距离,扩大到检测范围;
2、通过借助模拟信号采集及数字转换模块发送的自由数字信号滤波及边缘计算分析处理主机的分析算法,可以提高信号识别的准确度,同时对于环境及周边人员活动信号给予滤除,避免误报警的发生;
3、通过多路供电电路以及通讯组件的远程通讯保障机制,便于给远程控制人员提供多种处理方案的数据支持和故障排除的相应手段;
4、将地埋数字传感器安装在地下,提高了地埋数字传感器的隐蔽性以及底面纵波震动的无法阻止的特性,可以避免被入侵人员发现,显著降低针对性规避探测的概率。
附图说明
图1为本发明示意图;
图2为本发明放大滤波处理电路示意图;
图3为本发明硬件告警触发电路示意图。
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1-3,本发明提供一种技术方案:具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置,包括边缘计算分析处理主机,所述边缘计算分析处理主机通过通讯组件连接有平台服务器,所述边缘计算分析处理主机通过供电及数据线缆连接有安装在地下的地埋数字传感器;
所述边缘计算分析处理主机包括边缘计算处理器,所述边缘计算处理器连接有通讯组件,所述边缘计算处理器连接有多路供电电路,所述边缘计算处理器和所述多路供电电路均连接综合线缆接口一;
所述地埋数字传感器包括纵波传感器和电源,所述纵波传感器连接有放大滤波处理电路,所述放大滤波处理电路连接有模拟信号采集及数字转换模块,所述模拟信号采集及数字转换模块和所述电源连接有综合线缆接口二,所述综合线缆接口二和所述综合线缆接口一之间通过供电及数据线缆连接;
所述放大滤波处理电路还包括AGC控制电路和硬件告警触发电路。
多路供电电路包括用于控制电源的电源电压控制电路,纵波传感器采用悬浮式镀银结构,放大滤波处理电路包括一级放大滤波电路,一级放大滤波电路连接二级放大滤波电路,二级放大滤波电路连接AGC控制电路,AGC控制电路连接四级放大滤波电路,一级放大滤波电路与硬件告警触发电路连接,硬件告警触发电路与边缘计算分析处理主机连接,硬件告警触发电路包括运算放大器一和比较器,运算放大器一的引脚三连接有10k的电阻一,运算放大器一的引脚二连接有10k的电阻二,电阻二连接有10uf的电容一,运算放大器一的引脚一和引脚二之间并连接有10k的电阻三和10p的电容二,运算放大器一的引脚一与比较器的引脚三连接,比较器的引脚一连接有并联的1uF的电容三、0.1uF的电容四和100K的电阻四并接地,比较器的引脚二接地,比较器的引脚四并连接有10p的电容五和100k的电阻五,电容五接地,比较器的引脚五连接有0.1uF的电容六,比较器的引脚五和电容六之间的线路与电阻四之间连接有电阻六,边缘计算处理器连接有多个纵波传感器,AGC控制电路包括动态增益放大器,动态增益放大器的引脚八连接有电容七,电容七与二级放大滤波电路连接,动态增益放大器的引脚六连接有电容八,电容八连接有并联的4.7uF的电容九和4.7k的电阻七,电阻七接地,电容九与四级放大滤波电路连接,动态增益放大器的引脚七、引脚九和引脚十五分别接地,动态增益放大器的引脚五连接有电容十,动态增益放大器的引脚三连接有2.2uF的电容十一,动态增益放大器的引脚一连接有22uF的电容十二,电容十、电容十一和电容十二通过引线连接并接地,动态增益放大器的引脚二和动态增益放大器的引脚五连接,动态增益放大器的引脚十连接有10K的电阻八,动态增益放大器的引脚十二连接有点从十三并接地,动态增益放大器的引脚十三和动态增益放大器的引脚十四之间连接有150K的电阻九,动态增益放大器的引脚十四和电阻九之间的引线连接有100K的电阻十并接地,二级放大滤波电路包括模拟开关U11和运算放大器二,通过模拟开关U11可以放大一级放大滤波电路传递给二级放大滤波电路中运算放大器二的电信号,放大倍数为4倍或者20倍,纵波传感器的型号可采用中科量云sensor(S-10),运算放大器一的型号可采用LMV358,比较器的型号可采用LMV331,动态增益放大器的型号可采用MAX9814,模拟开关U11的型号可采用SGM3157。
工作原理:通过平台服务器可以连接多个边缘计算分析处理主机,每个边缘计算分析处理主机可以连接多个呈星状分布的地埋数字传感器,用来监测多个区域,起到较好的防盗掘目的,本装置采用电池组进行24小时不间断监控供电,通过通讯组件对边缘计算分析处理主机内的多路供电电路的电源控制电路进行远程控制,便于控制地埋数字传感器中的电源进行重启,将一个或者多个地埋数字传感器安装在合适的地下位置处,并将多个多个地埋数字传感器通过供电及数据线缆与边缘计算分析处理主机进行连接,便于将地埋数字传感器采集的信息传递给边缘计算分析处理主机进行数据处理分析,最后边缘计算分析处理主机通过通讯组件将处理后的信息传递给平台服务器。
通过悬浮式镀银结构的纵波传感器进行能量检测,灵敏度高寿命长,纵波传感器将测得的纵波信号传递给放大滤波处理电路,通过放大滤波处理电路实现弱信号低噪声放大,同时放大滤波处理电路中增加AGC控制电路,AGC控制电路作为三级放大滤波电路,可动态修改放大增益,显著拓展监控范围,模拟信号采集及数字转换模块可采用32位宽电压arm:HR8P506FHLK作为控制器,12bit采样精度。
边缘计算分析处理主机安装在地上,边缘计算处理器采用GD32F407CPU处理,作为控制及处理器对于采集到的纵波信号进行数字滤波及频域时域多重波形结构分析,通过特征值识别,有效分析判定盗掘,爆破等违法活动信号,滤除行人,车辆等干扰信号,最后通过通讯组件将信号传递给平台服务器,实现智能有效的预警监测的目的。
纵波传感器传递给放大滤波处理电路的电信号,一部分由一级放大滤波电路传递给二级放大滤波电路,另一部分由一级放大滤波电路传递给硬件告警触发电路,当硬件告警触发电路接受到的信号达到预先设定的报警阈值时,硬件告警触发电路将电信号传递给边缘计算分析处理主机,实现智能有效的预警监测。
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 (8)
1.具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置,其特征在于:包括边缘计算分析处理主机,所述边缘计算分析处理主机通过通讯组件连接有平台服务器,所述边缘计算分析处理主机通过供电及数据线缆连接有安装在地下的地埋数字传感器;
所述边缘计算分析处理主机包括边缘计算处理器,所述边缘计算处理器连接有通讯组件,所述边缘计算处理器连接有多路供电电路,所述边缘计算处理器和所述多路供电电路均连接综合线缆接口一;
所述地埋数字传感器包括纵波传感器和电源,所述纵波传感器连接有放大滤波处理电路,所述放大滤波处理电路连接有模拟信号采集及数字转换模块,所述模拟信号采集及数字转换模块和所述电源连接有综合线缆接口二,所述综合线缆接口二和所述综合线缆接口一之间通过供电及数据线缆连接;
所述放大滤波处理电路还包括AGC控制电路和硬件告警触发电路。
2.根据权利要求1所述的具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置,其特征在于:所述多路供电电路包括用于控制电源的电源电压控制电路。
3.根据权利要求1所述的具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置,其特征在于:所述纵波传感器采用悬浮式镀银结构。
4.根据权利要求1所述的具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置,其特征在于:所述放大滤波处理电路包括一级放大滤波电路,所述一级放大滤波电路连接二级放大滤波电路,所述二级放大滤波电路连接AGC控制电路,所述AGC控制电路连接四级放大滤波电路,所述一级放大滤波电路与硬件告警触发电路连接,所述硬件告警触发电路与边缘计算分析处理主机连接。
5.根据权利要求1所述的具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置,其特征在于:所述硬件告警触发电路包括运算放大器一和比较器,所述运算放大器一的引脚三连接有电阻一,所述运算放大器一的引脚二连接有电阻二,所述电阻二连接有电容一,所述运算放大器一的引脚一和引脚二之间并连接有电阻三和电容二,所述运算放大器一的引脚一与比较器的引脚三连接,所述比较器的引脚一连接有并联的电容三、电容四和电阻四并接地,所述比较器的引脚二接地,所述比较器的引脚四并连接有电容五和电阻五,所述电容五接地,所述比较器的引脚五连接有电容六,所述比较器的引脚五和电容六之间的线路与电阻四之间连接有电阻六。
6.根据权利要求1所述的具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置,其特征在于:所述边缘计算处理器连接有多个纵波传感器。
7.根据权利要求4所述的具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置,其特征在于:所述AGC控制电路包括动态增益放大器,所述动态增益放大器的引脚八连接有电容七,所述电容七与二级放大滤波电路连接,所述动态增益放大器的引脚六连接有电容八,所述电容八连接有并联的电容九和电阻七,所述电阻七接地,所述电容九与四级放大滤波电路连接,所述动态增益放大器的引脚七、引脚九和引脚十五分别接地,所述动态增益放大器的引脚五连接有电容十,所述动态增益放大器的引脚三连接有电容十一,所述动态增益放大器的引脚一连接有电容十二,所述电容十、电容十一和电容十二通过引线连接并接地,所述动态增益放大器的引脚二和所述动态增益放大器的引脚五连接,所述动态增益放大器的引脚十连接有电阻八,所述动态增益放大器的引脚十二连接有点从十三并接地,所述动态增益放大器的引脚十三和所述动态增益放大器的引脚十四之间连接有电阻九,所述动态增益放大器的引脚十四和电阻九之间的引线连接有电阻十并接地。
8.根据权利要求1所述的具备网络监管及智能分析的高灵敏防盗掘保护装置,其特征在于:所述二级放大滤波电路包括模拟开关U11和运算放大器二。
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