CN113870506A - 一种基于pir的工程设备防破坏检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，属于红外感应技术领域，该基于PIR的工程设备防破坏检测系统，包括红外传感电路模块接收人体发出的红外线信号，并根据接收的红外线信号触发唤醒监控装置，所述红外传感电路模块根据人体移动特征设置触发报警时长，所述红外线传感器电路模块包括PIR红外热释电传感器，所述PIR红外热释电传感器上设置有探头来感应红外信号，且设置透镜将热释红外信号折射在PIR，所述透镜将探测区域内分为若干个明区和暗区。通过在器件选型、算法处理、电路设计上来规避红外热释电人体感应器的种种弊端，减少误报，进一步延长其工作时长，减小功耗，使一节1200mA时的锂亚电池可工作3年以上。
Description
技术领域
本发明属于红外感应技术领域，具体涉及一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统。
背景技术
对于野外施工的大型工程机器设备，在夜间不得不停放野外，由于缺少监控，其油料、电瓶、电控模块都有被盗风险，一旦被盗将带来较大损失。视频监控将为机器设备的安全提供保障，但由于视频监控的功耗较高，不便于实时开启，因此需要一种低功耗触发装置在有人靠近时触发视频开启，从而达到监控和节能的目的。人体具有恒定体温，所以会发出特定波长的红外线。红外热释电感应器则能够检测到人体发射的红外线并转换成电信号。为了提高检测距离及其灵敏度，往往在感应器上安装菲涅尔透镜，红外线通过透镜增强后聚焦在感应器上，外部辐射温度变化会导致感应器自身的电荷失去平衡，因此生产电信号，经过电路处理后可产生报警信号。由于其本身不发射任何类型的对外辐射，属于被动型器件，因此红外热释电人体感应器具有结构简单、高灵敏度、超低功耗、低成本等优势；但其缺点同样明显：容易受各种热源、光源干扰，发生误触，并且红外热释电人体感应器长时间处在触发感应状态，耗费电能。
如CN101167110B提出的一种无源红外传感器具有两个探测部分，其由各自的探测器和光学元件建立，每一探测部分监控交替的空间体积。将探测部分配置为使得移动目标引起所述探测部分输出不同的频率，而非移动刺激引起两个探测部分输出同样的频率。只有当所述总信号的频率与所述差分信号的频率不同时显示移动目标。但是容易误触，且功耗大。为此，我们提出一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，以解决上述背景技术中提出现有的红外热释电人体感应器在使用过程中，容易受各种热源、光源干扰，发生误触，并且红外热释电人体感应器长时间处在触发感应状态，耗费电能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，红外传感电路模块接收人体发出的红外线信号，并根据接收的红外线信号触发唤醒监控装置，所述红外传感电路模块根据人体移动特征设置触发报警时长。
优选的，所述红外线传感器电路模块包括PIR红外热释电传感器，所述PIR红外热释电传感器上设置有探头来感应红外信号，且设置透镜将热释红外信号折射在PIR，所述透镜将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红信号。
优选的，所述透镜选择焦距5mm，感应角度120度的菲涅尔透镜，感应距离为6米。
优选的，所述PIR红外热释电传感器触发报警时长可调节，所述探头接收到热释电红外信号超过内部阈值之后，内部会产生一个计数脉冲，当探头再次接收到信号，会认为是接收到第二个脉冲，一旦在检测周期之内接收到2个脉冲以后，探头就会产生报警信号，同时触发脚输出高电平；另外只要接收到的信号幅值超过触发阀值5倍以上，只需要一个脉冲也能触发报警和监控装置。
优选的，所述PIR红外热释电传感器调节单次触发时长为2s，整个检测周期为30s，在30s内连续触发次数超过2次，即单次触发时长超过5s，即确认为有效触发，此时会唤醒监控装置，可滤除90％的误报，从而减少对监控装置的唤醒次数，延长其工作时长。
优选的，每次触发后检测周期顺延30s，以此来避免漏报。
优选的，所述红外传感电路模块内部的电路只允许PIR红外热释电传感器工作，因此待机情况下，其工作电流为16uA,只在有触发的情况才会给CPU供电。
优选的，所述CPU供电执行路径检测算法来滤掉误触发，确认触发后发送报警信息唤醒监控装置，通过监控装置进行监控，防止工程设备被破坏。
优选的，所述红外传感电路模块的内部电路还设置有光敏电阻，可控制其报警时段，在不需要监控的时段关闭电路，减少唤醒机制，从而延长其工作时长。
优选的，所述红外传感电路模块配合所述光敏电阻设置电路元件，在外界光亮处于白天时，红外传感电路模块内部的电路关闭，在外界黑暗时，红外传感电路模块内部的电路运行，使PIR红外热释电传感器能够获取红外线信号，并触发唤醒监控装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过综合多次测试及数据分析，最终选择焦距5mm，感应角度120度的菲涅尔透镜，焦距5mm的透镜将热释红外信号折射在PIR上，聚集信号效果更好，感应距离为6米，感应距离和感应角度，配合工程设备的形状设置，并且设置的透镜半径的不能太大，半径越大其灵敏度越高，会导致误触发频繁。
2、通过调节PIR红外热释电传感器触发报警时长，PIR红外热释电传感器调节单次触发时长为2s，整个检测周期为30s，在30s内连续触发次数超过2次，及单次触发时长超过5s，即确认为有效触发，此时会唤醒监控装置，触发后检测周期顺延30s，以此来避免漏报，同时可滤除90％的误报，误报减少，从而减少对监控装置的唤醒次数，节约电能，延长其工作时长。
3、通过在电路设计上只允许PIR传感器工作，因此待机情况下，其工作电流为16uA,只在有触发的情况才会给CPU供电，然后CPU执行路径检测算法来滤掉误触发，确认触发后发送报警信息唤醒视频监控，通过对电源的精准控制来达到整体降低功耗的目的。
4、通过在电路上增加光敏电阻，可控制其报警时段，在不需要监控的时段关闭电路，减少唤醒机制，减少白天监控装置误触发，进一步延长其工作时长，进一步减小功耗，使一节1200mA时的锂亚电池可工作3年以上。
附图说明
图1为本发明的信号流程图；
图2为本发明红外传感电路模块的PIR红外热释电传感器部分电路图；
图3为本发明PIR红外传感电路模块的光敏电阻部分电路图。
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：一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，包括红外传感电路模块接收人体发出的红外线信号，并根据接收的红外线信号触发唤醒监控装置，红外传感电路模块根据人体移动特征设置触发报警时长。
本实施方案中，红外传感电路模块设置在工程设备上，并且与监控装置电性连接，在器件选型、算法处理和电路设计上来规避红外热释电人体感应器的种种弊端，根据选定人体移动特征设置PIR红外热释电传感器触发报警时长，并设计相应的电路，降低功耗，减少误报。
具体的，红外线传感器电路模块包括PIR红外热释电传感器，PIR红外热释电传感器上设置有探头来感应红外信号，且设置透镜将热释红外信号折射在PIR，透镜将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红信号。
本实施例中，鉴于菲涅尔透镜特殊的光学原理，在PIR红外热释电传感器前方生产一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度，PIR红外热释电传感器上设置有探头来感应红外信号，当有人从透镜前经过时，人体发出的红外线不断交替从”盲区”进入”高灵敏度”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而增强能量幅度。
具体的，透镜选择焦距5mm，感应角度120度的菲涅尔透镜，感应距离为6米。
本实施例中，焦距5mm的透镜将热释红外信号折射在PIR上，聚集信号效果更好，感应距离为6米，感应距离和感应角度，配合工程设备的形状设置，并且设置的透镜半径的不能太大，半径越大其灵敏度越高，会导致误触发频繁。
具体的，PIR红外热释电传感器触发报警时长可调节，探头接收到热释电红外信号超过内部阈值之后，内部会产生一个计数脉冲，当探头再次接收到信号，会认为是接收到第二个脉冲，一旦在触发时长之内接收到2个脉冲以后，探头就会产生报警信号，同时触发脚输出高电平；另外只要接收到的信号幅值超过触发阀值5倍以上，只需要一个脉冲也能触发报警和监控装置。
本实施例中，PIR红外热释电传感器触发报警时长可调节，探头接收到热释电红外信号超过内部阈值之后，内部会产生一个计数脉冲，当探头再次接收到信号，会认为是接收到第二个脉冲，一旦在检测周期之内接收到2个脉冲以后，即有人体接近，处于PIR红外热释电传感器感应范围内，探头就会产生报警信号，同时触发脚输出高电平，唤醒监控装置，使监控装置进行监控记录，防止工程设备被破坏；另外只要接收到的红外信号幅值超过触发阀值5倍以上，只需要一个脉冲也能触发报警和监控装置。
具体的，PIR红外热释电传感器调节单次触发时长为2s，整个检测周期为30s，在30s内连续触发次数超过2次，及单次触发时长超过5s，即确认为有效触发，此时会唤醒监控装置，可滤除90％的误报，从而减少对监控装置的唤醒次数，延长其工作时长。
本实施例中，人体移动进入PIR的感应范围内，且感应范围设置为六米，根据人体的一般移动速度，设置单次触发时长为2s，人体处于感应范围内两秒，则触发脉冲信号，防止人体靠近设备后又离开造成误报，因为破坏和盗取工程设备需要耗费一定时间，设置检测周期为30s，即30s接收到两个脉冲信号，即有人体接近，同时避免人体无意靠近设备后离开造成误报，人体滞留在工程设备周围，会触发唤醒监控装置，防止工程设备被破坏，并便于记录影像证据，进行追查。
具体的，每次触发后检测周期顺延30s，以此来避免漏报。
本实施例中，本次触发后，相应的检测周期向后顺延，避免下次人体脉冲信号落在本次触发的检测周期，造成漏报。
具体的，红外传感电路模块内部的电路只允许PIR红外热释电传感器工作，因此待机情况下，其工作电流为16uA,只在有触发的情况才会给CPU供电。
本实施例中，内部设置的电路只允许PIR红外热释电传感器工作，待机工作电流为16uA，只有被触发CPU才能工作。
具体的，CPU供电执行路径检测算法来滤掉误触发，确认触发后发送报警信息唤醒监控装置，通过监控装置进行监控，防止工程设备被破坏。
本实施例中，CPU供电执行路径检测算法来滤掉误触发，确认触发后才发送报警信息唤醒监控装置，进一步降低电路功耗，延长工作时长。
具体的，红外传感电路模块的内部电路还设置有光敏电阻，可控制其报警时段，在不需要监控的时段关闭电路，减少唤醒机制，从而延长其工作时长。
本实施例中，光敏电阻的阻值会随外界光照改变，选取相应的光敏电阻灵敏度，在不需要监控的时段关闭电路，减少唤醒机制，降低功耗。
具体的，红外传感电路模块配合光敏电阻设置电路元件，在外界光亮处于白天时，红外传感电路模块内部的电路关闭，在外界黑暗时，红外传感电路模块内部的电路运行，使PIR红外热释电传感器能够获取红外线信号，并触发唤醒监控装置。
本实施例中，电路上增加光敏电阻，可控制其报警时段，在不需要监控的时段关闭电路，减少唤醒机制，减少白天监控装置误触发，进一步延长其工作时长，进一步减小功耗，使一节1200mA时的锂亚电池可工作3年以上。
本发明的工作原理及使用流程：红外传感电路模块接收人体发出的红外线信号，透镜选择焦距5mm，感应角度120度的菲涅尔透镜，感应距离为6米，并根据接收的红外线信号触发唤醒监控装置，人体移动进入PIR的感应范围内，且感应范围设置为六米，根据人体的一般移动速度，PIR红外热释电传感器调节单次触发时长为2s，人体处于感应范围内两秒，则触发脉冲信号，防止人体靠近设备后又离开造成误报，因为破坏和盗取工程设备需要耗费一定时间，设置检测周期为30s，在30s内连续触发次数超过2次，及单次触发时长超过5s，即确认为有效触发，此时会唤醒监控装置，防止工程设备被破坏，并便于记录影像证据，进行追查，滤除90％的误报，从而减少对监控装置的唤醒次数，延长其工作时长，每次触发后检测周期顺延30s，以此来避免漏报，该次触发后，相应的检测周期向后顺延，避免下次人体脉冲信号落在本次触发的检测周期，造成漏报，红外传感电路模块内部的电路只允许PIR红外热释电传感器工作，因此待机情况下，其工作电流为16uA,只在有触发的情况才会给CPU供电，CPU供电执行路径检测算法来滤掉误触发，确认触发后才发送报警信息唤醒监控装置，进一步降低电路功耗，延长工作时长，红外传感电路模块的内部电路还设置有光敏电阻，可控制其报警时段，在不需要监控的时段关闭电路，减少唤醒机制，从而延长其工作时长，进一步减小功耗，使一节1200mA时的锂亚电池可工作3年以上。
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 (10)
1.一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，其特征在于：红外传感电路模块接收人体发出的红外线信号，并根据接收的红外线信号触发唤醒监控装置，所述红外传感电路模块根据人体移动特征设置触发报警时长。
2.根据权利要求1所述的一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，其特征在于：所述红外线传感器电路模块包括PIR红外热释电传感器，所述PIR红外热释电传感器上设置有探头来感应红外信号，且设置透镜将热释红外信号折射在PIR，所述透镜将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，其特征在于：所述透镜选择焦距5mm，感应角度120度的菲涅尔透镜，感应距离为6米。
4.根据权利要求2所述的一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，其特征在于：所述PIR红外热释电传感器触发报警时长可调节，所述探头接收到热释电红外信号超过内部阈值之后，内部会产生一个计数脉冲，当探头再次接收到信号，会认为是接收到第二个脉冲，一旦在检测周期之内接收到2个脉冲以后，探头就会产生报警信号，同时触发脚输出高电平；另外只要接收到的信号幅值超过触发阀值5倍以上，只需要一个脉冲也能触发报警和监控装置。
5.根据权利要求4所述的一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，其特征在于：所述PIR红外热释电传感器调节单次触发时长为2s，整个检测周期为30s，在30s内连续触发次数超过2次，即单次触发时长超过5s，即确认为有效触发，此时会唤醒监控装置，可滤除90％的误报，从而减少对监控装置的唤醒次数，延长其工作时长。
6.根据权利要求5所述的一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，其特征在于：每次触发后检测周期顺延30s，以此来避免漏报。
7.根据权利要求2所述的一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，其特征在于：所述红外传感电路模块内部的电路只允许PIR红外热释电传感器工作，因此待机情况下，其工作电流为16uA,只在有触发的情况才会给CPU供电。
8.根据权利要求7所述的一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，其特征在于：所述CPU供电执行路径检测算法来滤掉误触发，确认触发后发送报警信息唤醒监控装置，通过监控装置进行监控，防止工程设备被破坏。
9.根据权利要求7所述的一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，其特征在于：所述红外传感电路模块的内部电路还设置有光敏电阻，可控制其报警时段，在不需要监控的时段关闭电路，减少唤醒机制，从而延长其工作时长。
10.根据权利要求9所述的一种基于PIR的工程设备防破坏检测系统，其特征在于：所述红外传感电路模块配合所述光敏电阻设置电路元件，在外界光亮处于白天时，红外传感电路模块内部的电路关闭，在外界黑暗时，红外传感电路模块内部的电路运行，使PIR红外热释电传感器能够获取红外线信号，并触发唤醒监控装置。
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