CN204315020U

CN204315020U - 一种人员入侵探测装置

Info

Publication number: CN204315020U
Application number: CN201420529655.3U
Authority: CN
Inventors: 张军
Original assignee: Tianjin University of Technology
Current assignee: Tianjin University of Technology
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2015-05-06
Anticipated expiration: 2024-09-15

Abstract

一种人员入侵探测装置，它由探测信号发射模块、发射天线、接收天线、接收及报警模块和声光报警终端组成；探测信号发射模块经过发射天线发射经过低频脉冲调制的微波电磁波信号，接收及报警模块经过天线接收经空间传播过来的电磁波信号，检测电磁波的变化并通过无线发射模块发射报警数据到声光报警终端。该装置利用检测人员移动引起的电磁波变化原理，能够在重要建筑快速布设，并且具有探测准确率高、误报率低、布设方便的特点。

Description

一种人员入侵探测装置

技术领域

本实用新型属于一种电子探测产品，特别涉及一种人员入侵探测装置。

背景技术

目前，对博物馆、油库、粮库、武器库、政府机关、仓库、别墅等重要的军民用建筑的安全防护越来越重要，如何有效的对上述重要设施进行24小时全天候监视，防止人员非法入侵是一个重要问题。

近年来，基于超声波和微波的探测监视技术得到了一些应用，探测器向探测空间发射微波(超声波)，当没有物体移动，反射回来的微波(超声波)不变化；当有物体移动时，反射回来微波(超声波)的频率或相位将发生变化，从而实现报警。这种技术的优点是无探测盲区，安装简单，受环境影响小。缺点是易产生相互干扰，在同一防范空间不宜安装多个探测器，也易被别的射频源干扰。

另一种应用较多的技术是泄漏电缆探测报警技术，泄漏电缆是在电缆外屏蔽层开一系列小孔，用两根泄漏电缆平行埋在地下，一根与发射机相连向外界辐射能量，另一根与接收机相连接收能量。当有导体(人)靠近时，周围电磁场发生变化，接收到的能量也发生变化，从而实现报警。这项技术的优点是隐蔽性好，探测几率高，可实现长距离的周界防范。但是具有系统维护要求高，价格很高的缺点。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种人员入侵探测装置，该装置利用检测人员移动引起的电磁波变化原理，能够在重要建筑快速布设，并且具有探测准确率高、误报率低、布设方便的特点。

如上构思，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种人员入侵探测装置，其特征在于：它由探测信号发射模块、发射天线、接收天线、接收及报警模块和声光报警终端组成；探测信号发射模块经过发射天线发射经过低频脉冲调制的微波电磁波信号，接收及报警模块经过天线接收经空间传播过来的电磁波信号，检测电磁波的变化并通过无线发射模块发射报警数据到声光报警终端。

上述探测信号发射模块由多个晶振、多个方波信号发生器、多路选择开关、微波压控振荡器VCO以及通道选择控制组成；其中，多个晶振与多个方波信号发生器相连接，多个方波信号发生器与多路选择开关连接，多路选择开关输出与微波压控振荡器连接，通道选择控制与多路选择开关连接，微波压控振荡器的输出与发射天线连接。

上述接收及报警模块由低噪声放大器、变频器、滤波放大器、解调电路、分路器、多路信号选择电路、多路门限检测模块、门限控制电平模块、单片机以及无线发射模块组成；其中，接收天线、低噪声放大器、变频器、滤波放大器、解调电路和分路器依次连接，分路器分别与多路信号选择电路和多路门限检测模块连接，多路门限检测模块的输出端分别与单片机的I/O口相连接，单片机通过串行数据通信接口与无线发射模块相连接，门限控制电平模块与多路门限检测模块相连接；上述信号选择电路由放大电路、整形电路、锁相环电路和扰动信号放大电路依次连接组成，其中由分路器输出端连接到放大电路。

上述声光报警终端由无线收发模块、单片机、电阻R1、LED指示灯、电阻R2、三极管2N5551以及喇叭组成；其中，无线收发模块通过串行数据传输接口与单片机SPI接口相连接，单片机的端口与R1相连接，R1与LED指示灯连接、RED指示灯与电源VCC正极连接，单片机的端口与R2相连接，R2与三极管2N5551的基极连接、三极管2N5551的发射极与喇叭线圈一端连接，喇叭线圈的另一端与地连接，三极管2N5551的集电极与电源VCC连接。

上述探测信号发射模块的VCO采用商用频率范围为X波段的VCO。

上述方波信号产生器采用由CC4060构成的晶体方波振荡器。

上述信号选择电路中的锁相环电路采用CD4046构建的锁相环电路。

上述无线收发模块采用Silabs公司的SI4432。

上述电源VCC采用3.3V供电。

上述单片机采用scilabs公司的C8051F020。

本实用新型具有如下的优点和积极效果：

1、可以根据需要监测的建筑现场快速部署，探测信号发射模块和发射天线与接收天线和接收及报警模块远距离分开放置，可实现对入侵人员的准确探测和报警，并且虚警率极低。

2、声光报警终端与收发设备可以分开放置，通过无线通信连接，使声光报警终端的放置位置更为灵活。

3、用途广泛。本装置可广泛适用于银行、金库、高级住宅、监狱、仓库、博物馆、电站(包括核电站)、军事机关及设施、基地、油田、文物保护和其它需要室外周边防护的报警场所，也可作为室内各种防护报警使用。

4、系统维护费用和价格较低。

附图说明：

图1是人员入侵探测装置电原理框图。

图2是探测信号发射模块电原理框图。

图3是接收及报警模块电原理框图。

图4是信号选择电路电原理框图。

图5是声光报警终端电原理框图。

具体实施方式：

如图1所示：一种人员入侵探测装置，它由探测信号发射模块和发射天线、接收天线和接收及报警模块、声光报警终端组成。探测信号发射模块经过发射天线发射经过低频脉冲调制的微波电磁波信号，接收及报警模块经过天线接收经空间传播过来的电磁波信号，检测电磁波的变化并通过无线发射模块发射报警数据，声光报警终端在有入侵的情况下声光报警。

如图2所示：上述探测信号发射模块由晶振、4个方波信号发生器、多路选择开关、微波压控振荡器以及通道选择控制组成。其中4个晶振与与4个方波信号发生器相连接，4个方波信号发生器与多路选择开关连接，多路选择开关输出与微波压控振荡器连接，通道选择控制与多路选择开关连接，微波压控振荡器的输出与发射天线连接。4个方波信号发生器产生4种不同频率的方波信号。上述探测信号发射模块的VCO可以采用商用频率范围为X波段的VCO。上述方波信号产生电路采用由CC4060构成的晶体方波振荡器，可实现输出频率范围40KHz-60KHz范围。

如图3所示：上述接收及报警模块由低噪声放大器、变频器、滤波放大器、解调电路、四分路器、4路信号选择电路、4路门限检测模块、门限控制电平模块、单片机以及无线发射模块组成。其中接收天线与低噪声放大器连接、低噪声放大器与变频器连接、变频器与滤波放大器连接、滤波放大器与解调电路连接、解调电路与四分路器连接，四分路器分为四路，分别与4路信号选择电路和4路门限检测模块连接，4路门限检测输出与单片机的4个I/O口(P2.1、P2.2、P2.3、P2.4)相连接，单片机通过串行数据通信接口与无线发射模块相连接，门限控制电平模块与4路门限检测模块相连接。上述单片机采用scilabs公司的C8051F020。

如图4所示：上述信号选择电路由放大电路、整形电路、锁相环电路和扰动信号放大电路组成，其中由四分路器输出连接到放大电路，放大电路与整形电路相连接，整形电路与锁相环电路相连接，锁相环电路与扰动信号放大模块连接。锁相环电路采用CD4046构建的锁相环电路。

如图5所示：上述声光报警终端由、无线收发模块、单片机以及电阻R1、LED指示灯、电阻R2、三极管2N5551以及喇叭组成。其中无线收发模块通过串行数据传输接口与单片机SPI接口相连接，单片机的P3.0端口与R1相连接，R1与LED指示灯连接、RED指示灯与电源正极(VCC)连接，单片机的P3.1端口与R2相连接，R2与三极管 2N5551的基极连接、三极管2N5551的发射极与喇叭线圈一端连接，喇叭线圈的另一端与地连接，三极管2N5551的集电极与电源(VCC)连接。上述无线收发模块采用Silabs公司的SI4432。上述VCC采用3.3V供电。上述单片机采用scilabs公司的C8051F020。

本实用新型的工作过程是：将探测信号发射模块和发射天线与接收天线和接收及报警模块相对分置放置，发射天线和探测信号发射模块放在一起，接收天线和接收及报警模块放在一起。两部分可以根据现场需要分开30-100米放置。发射天线辐射具有调制的微波信号，当没有人入侵穿过收发天线连线所覆盖的区域时，接收天线接收到发射天线辐射的电磁波信号经过接收及报警模块的处理，由于没有电磁信号强度和相位的变化，因此不形成报警信号。当有人员穿过收发天线连线所覆盖的区域时，引起了接收天线端电磁信号的强度和相位变化，接收及报警模块将微弱的变化信号进行放大、变频、滤波处理，并解调出引起的微弱变化进行门限检测，形成报警信号，报警信号经过无线收发模块无线发送到声光报警终端。本实用新型在探测信号发射模块中设置了4路发射方波信号产生器以实现四种不同的调制频率，在接收与报警模块设置了对应的4路信号选择电路，来检测对应调制方波信号的变化。通过这种方法，可以实现在需要监测的重要设施现场设置4对入侵探测装置(每对装置包括探测信号发射模块和发射天线、接收天线和接收及报警模块、声光报警终端)，实现对重要设施的多面监测和监视。

Claims

1.一种人员入侵探测装置，其特征在于：它由探测信号发射模块、发射天线、接收天线、接收及报警模块和声光报警终端组成；探测信号发射模块经过发射天线发射经过低频脉冲调制的微波电磁波信号，接收及报警模块经过天线接收经空间传播过来的电磁波信号，检测电磁波的变化并通过无线发射模块发射报警数据到声光报警终端。

2.根据权利要求1所述的一种人员入侵探测装置，其特征在于：上述探测信号发射模块由多个晶振、多个方波信号发生器、多路选择开关、微波压控振荡器VCO以及通道选择控制组成；其中，多个晶振与多个方波信号发生器相连接，多个方波信号发生器与多路选择开关连接，多路选择开关输出与微波压控振荡器连接，通道选择控制与多路选择开关连接，微波压控振荡器的输出与发射天线连接。

3.根据权利要求1所述的一种人员入侵探测装置，其特征在于：上述接收及报警模块由低噪声放大器、变频器、滤波放大器、解调电路、分路器、多路信号选择电路、多路门限检测模块、门限控制电平模块、单片机以及无线发射模块组成；其中，接收天线、低噪声放大器、变频器、滤波放大器、解调电路和分路器依次连接，分路器分别与多路信号选择电路和多路门限检测模块连接，多路门限检测模块的输出端分别与单片机的I/O口相连接，单片机通过串行数据通信接口与无线发射模块相连接，门限控制电平模块与多路门限检测模块相连接；上述信号选择电路由放大电路、整形电路、锁相环电路和扰动信号放大电路依次连接组成，其中由分路器输出端连接到放大电路。

4.根据权利要求1所述的一种人员入侵探测装置，其特征在于：上述声光报警终端由无线收发模块、单片机、电阻R1、LED指示灯、电阻R2、三极管2N5551以及喇叭组成；其中，无线收发模块通过串行数据传输接口与单片机SPI接口相连接，单片机的端口与R1相连接，R1与LED指示灯连接、RED指示灯与电源VCC正极连接，单片机的端口与R2相连接，R2与三极管2N5551的基极连接、三极管2N5551的发射极与喇叭线圈一端连接，喇叭线圈的另一端与地连接，三极管2N5551的集电极与电源VCC连接。

5.根据权利要求1所述的一种人员入侵探测装置，其特征在于：上述探测信号发射模块的VCO采用商用频率范围为X波段的VCO。

6.根据权利要求2所述的一种人员入侵探测装置，其特征在于：上述方波信号产生器采用由CC4060构成的晶体方波振荡器。

7.根据权利要求3所述的一种人员入侵探测装置，其特征在于：上述信号选择电路中的锁相环电路采用CD4046构建的锁相环电路。

8.根据权利要求4所述的一种人员入侵探测装置，其特征在于：上述无线收发模块采用Silabs公司的SI4432。

9.根据权利要求4所述的一种人员入侵探测装置，其特征在于：上述电源VCC采用3.3V供电。

10.根据权利要求4所述的一种人员入侵探测装置，其特征在于：上述单片机采用scilabs公司的C8051F020。