CN205354246U - 一种微波红外周界自动报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微波红外周界自动报警装置，包括中央处理模块、微波探测模块、红外探测模块、CAN通讯模块、电源模块、防雷模块以及温度传感器和光敏传感器，微波探测模块、红外探测模块、温度传感器、光敏传感器、CAN通讯模块分别接入中央处理模块，电源模块供电至其他各个模块。本实用新型装置采用CAN总线通讯，单个系统中可存在多个主机，警报信号的特征数据能够及时提供给系统所有主机并对警报信号真实性做进一步分析，大幅提升了报警的实时性和可靠性。

Description

一种微波红外周界自动报警装置

技术领域

本实用新型涉及微波红外报警装置领域，具体是一种微波红外周界自动报警装置。

背景技术

为了防盗、防止人员入侵，周界安防报警装置已经在家庭、小区、商场、厂房、企业、军队等领域得到了广泛的运用。

目前，周界安防报警装置主要采用被动红外探测器、微波探测器、红外微波双鉴探测器等技术实现报警功能。但是，这些常用的技术还存在一些问题。一方面，单一采用被动红外或微波探测器，容易出现误报和漏报的现象。比如红外探测器穿透性较差，且容易受到外界气温、热源的影响而造成漏报或误报；而微波探测器因其穿透能力强、灵敏度高，容易受外部环境的影响而造成误报。红外微波双鉴探测器是将被动红外探测器和微波探测器两者结合在一起的复合探测器，综合了两种探测器的优点，解决了单一探测器带来的误报和漏报问题，但由于微波横向探测器角度偏小，复合探测器并没有解决探测死角和漏报问题。而且，不管是采用单一探测器还是复合探测器，目前大都只能适用于室内比较稳定的环境，而不适用室外雨雪雷电、高温高湿等环境。

另一方面，目前大多数周界安防报警装置主要是单信号输出或是主机轮询方式获取报警信号，单信号输出方式是不借助于其它总线编码器，一个系统受限于一个主机，这种单主机模式挂载报警装置的数量很有限，不易于扩展。而主机轮询方式获取报警信号的报警方式延时较大，其时效性和可靠性难以适用于安全系数较高的领域。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种微波红外周界自动报警装置，以解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：包括集成于一体的中央处理模块、微波探测模块、红外探测模块、CAN通讯模块、电源模块、防雷模块以及温度传感器和光敏传感器，其中微波探测模块、红外探测模块、温度传感器、光敏传感器的输出端分别与中央处理模块的信号输入口连接，CAN通讯模块与中央处理模块的通讯口连接，所述电源模块供电至其他各个模块；

微波探测模块检测人体移动时产生的感应信号、红外探测模块检测人体红外辐射时产生的感应信号、温度传感器采集的外部环境温度信号、光敏传感器采集的外部环境光线强度信号分别传送给中央处理模块，中央处理模块根据温度传感器、光敏传感器的信号识别微波探测模块、红外探测模块感应信号的真实性，中央处理模块还根据不同的温度信号、不同的光线强度信号配置微波探测模块和红外探测模块不同的检测方式，当检测到人员入侵时，中央处理模块生成报警信号后通过CAN通讯模块发送给远程主机或报警装置，以表明检测到有人入侵，同时CAN通讯模块接收远程主机的控制信号并传送给中央处理模块。

本实用新型中，电源模块通过变压转换后得到的5V和3.3V直流电源，分别给上述其他模块供电。

所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述的中央处理模块采用RAM核心的32位微控制器STM32F103C8T6，内部集成了12Bit的高速ADC转换器。

所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述的微波探测模块包括微波信号处理电路和接入微波信号处理电路输入端的微波传感器，微波处理电路的输出端接入中央处理模块的信号口，所述的微波传感器采用CS-D3型微波传感器，所述的微波信号处理电路由精密运算放大器LMV772和周边电路构建而成，微波传感器将探测到人体移动的微波信号传送给微波信号处理电路，经过微波信号处理电路处理后传送至中央处理模块。

本实用新型微波探测模中，微波传感器采用5.8G多普勒雷达探测器，微波信号处理电路由高精度比例运算放大器构建而成。5.8G多普勒雷达探测器通过多普勒原理用于检测移动人体信号，并将人体移动信号转变为低阻抗多普勒信号后，把信号发送至所述的高精度比例运算放大器输入端。高精度比例运算放大器将放大后的多普勒信号传送到所述中央处理模块。

所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述微波探测模块采用双微波探测方式，补偿因一个微波传感器在一个平面上存在死角所带来的误差，使微波探测角度大于180度，有效降低漏报率。

所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述红外探测模块包括菲涅尔透镜、热释电红外传感器和红外信号处理电路，其中红外信号处理电路由红外信号处理芯片BISS0001和周边电路构建而成，热释电红外传感器采用全方向四元人体感应传感器RE46B，且热释电红外传感器接入红外信号处理芯片BISS0001信号输入口，红外信号处理芯片BISS0001信号输出口与中央处理模块的信号输入口连接，所述菲涅尔透镜安装于热释电红外传感器传感面前方；热释电红外传感器探测到人体红外信号后，传送给所述红外信号处理电路中的红外信号处理芯片BISS0001，红外信号处理芯片BISS0001将人体红外信号处理后生成数字、模拟两路信号传送给中央处理模块。

本实用新型红外探测模块中，热释电红外传感器将人体的辐射信号转变为幅度较高、频率较低的电信号，并将这种电信号接入到红外信号处理电路，红外信号处理电路将热释电红外传感器输出的电信号进行选频放大传送至中央处理模块。

所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述的温度传感器采用热敏电阻NTC3950，用来采集外部环境温度信号并传送给所述中央处理模块。

所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述的光敏传感器采用光敏电阻T5516，用来采集外部环境光线强度信号传送给所述的中央处理模块。

所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述的通讯模块采用CAN总线通讯芯片MCP2551。

所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述的防雷模块包括电源模块防雷电路和CAN通讯模块防雷电路两部分，所述电源模块防雷电路采用高电压陶瓷放电管UN2E8-3500LL和热敏电阻MF72D9，CAN通讯模块防雷电路采用陶瓷气体放电管BA401N以及双向半导体闸流式浪涌保护器，两个防雷部分用来防止雷击或其他因素产生高脉冲电压时损坏其他模块。

本实用新型防雷模块中，电源模块防雷电路最高输入电压为300VAC，输入的防雷电压力为3KV，CAN通讯模块防雷电路最高输入电压为24V，输入防雷电压为3KV。

本实用新型各个模块集成于一个防水外壳中，防水外壳由组合为壳体的面壳、底壳，以及设置在面壳、底壳结合处的硅胶密封圈构成，红外探测模块中菲涅尔透镜嵌入壳体中，防水外壳整体起到防雨雪的作用。

本实用新型装置采用CAN(ControllerAreaNetwork)总线通讯，单个系统中可存在多个主机，实用新型装置可在任意时间段输出报警信号，而且警报信号的特征数据能够及时提供给系统所有主机并对警报信号真实性做进一步分析，大幅提升了报警的实时性和可靠性。

和现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

使用微波和红外复合探测器，并通过温度补偿与软件的能量堆积算法的优化，增加了环境适应能力和抗干扰能力。进一步的，本实用新型通过两个或两个以上微波探测器，弥补单个探测器带来的探测角度小而造成的死角和漏报问题。进一步的，本实用新型通过温度传感器和光传感器以及中央处模块的智能控制，可以根据不同环境实现微波、红外、微波红外复合探测三种模式自由切换。进一步的，本报警装置采用CAN总线通讯技术输出，多个报警装置只需两根数据总线连接通信即可，报警装置输出总线上可以挂载一个远程主机，也可以同时挂载多个远程主机，数据通信稳定快速，布线与安装灵活方便。本实用新型即能适用室内，又能适应室外。

附图说明

图1是本实用新型一种微波红外周界全向报警装置较优实施的技术原理图。

图2为图1中的微波探测模块电路示意图。

图3为图1中的红外探测模块电路示意图。

图4为图1中的温度传感器电路示意图。

图5为图1中的光敏传感电路示意图。

图6为图1中的CAN通讯模块电路示意图。

图7为图1中的防雷模块电路示意图。

图8为图1和图7中的电源模块电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式，对本实用新型实用新型做进一步完整而详细地描述。明显的，以下描述的实施例只是对本实用新型的技术方案进行具体说明，并不是全部的实施例。

请参考图1，本实用新型是一种涉及适用于室内外的微波红外周界全向报警装置，其较佳的实施例包括中央处理模块、微波探测模块、红外探测模块、CAN通讯模块、电源模块，防雷模块以及温度传感器和光敏传感器组成。

中央处理模块分别接收所述微波探测模块输出的信号和红外探测模块输出的信号，并根据温度传感器和光敏传感器的值识别感应信号的真实性，生成报警信号后通过所述的CAN通讯模块发送给远程主机或报警装置，以表明检测到有人入侵。微波探测模块用于检测人体移动时产生的感应信号，红外探测模块用于检测人体红外辐射时产生的感应信号，温度传感器采集外部环境温度信号传送给所述的中央处理模块，中央处理模块根据不同的温度信号配置不同的检测方式，光敏传感器采集外部环境光线强度信号传送给所述的中央处理模块，中央处理模块根据不同的光线强度信号配置不同的检测方式，CAN通讯模块接收中央处理器输出的报警信号，并将报警信号传送给远程主机或报警装置，同时CAN通讯模块接收所述远程主机的控制信号并传送给中央处理模块。

本实用新型通过微波、红外、现场环境相结合的方式检测是否有人入侵，环境温度小于设定温度值(如30摄氏度)、光线较弱或夜晚时同时开启微波和红外两个信号进行检测，其他时刻只启用微波传感器。

作为一个优先实施例，本实施例采用CAN总线通讯方式，用两条用差动电压的总线电缆上传数据，能够减少通讯线，增加总线挂载的数量，方便安装和布线，提高输出稳定性，而且能够有效降低漏报率。

如图1所示，本实施例中，中央处理模块分别连接微波探测模块、红外探测模块、CAN通讯模块、电源模块、防雷模块、温度传感器和光敏传感器。

作为一个优选实例，本实施例中中央处理模块采用RAM核心的32位微控制器STM32F103C8T6，内部集成了12Bit的高速ADC转换器，能以较高的采样速率和精度对微波和红外信号进行采集，最快的速度分析出报警信号。

进一步的，中央处理模块还接收远程主机通过CAN通讯模块传送的控制信号，用来控制中央处理模块检测所述微波探测模块、红外探测模块所输出信号的方式或检测参数。

进一步的，中央处理模块还接收来自温度传感器与光敏传感器反馈的环境参数，并根据环境参数的变化自动调整红外模块检测信号的阈值或对红外探测模块输出信号进行控制。

参见图2，本实施例中，微波探测模块包括微波传感器和微波信号处理电路组成，微波传感器通过多普勒原理检测人体移动的微波信号，将这种微波信号传送给微波信号处理电路进行放大并传送到中央处理模块。

作为一个优选实例，微波传感器采用CS-D3型微波传感器，工作于C波段的国际通用频率，接收天线的有效角度大于120度。如图1所示，本实施例中采用双微波探测方式，补偿因一个微波传感器在一个平面上存在死角所带来的误差，使本实施例报警装置的微波探测角度大于180度，有效降低漏报率。

如图2所示，微波信号处理电路采用精密运算放大器LMV772，同时还包括周边的电路。精密运算放大器工作原理由现有技术可获知，不再赘述。

参见图3，本实施例中，红外探测模块采用菲涅尔透镜、热释电红外传感器和红外信号处理电路组成。作为一个优选实施例，热释电红外传感器采用全方向四元人体感应传感器RE46B，而红外信号处理电路由红外信号处理芯片BISS0001和周边电路组成。菲涅尔透镜安装于热释电红外传感器前方，以在热释电红外感器的前方形成高灵敏区与盲区，当外界有人走动时，会在盲区与高灵敏区交替形成强弱变化的辐射，进而使得该热释电红外传感器产生脉冲信号，并传送给红外信号处理电路中的红外信号处理芯片，红外信号处理芯片将脉冲信号处理后生成数字、模拟两路信号传送给本实施例中央处理模块。本实施例中，红外信号处理芯片的工作原理可由现有的技术可知，在此不再赘述。

如此，可有效提高红外探测的距离，更有利于降低误报率和漏报率。

参见图4，优选的，本实施例中温度传感器采用热敏电阻NTC3950，用来采集外部环境温度信号并传送给中央处理模块，中央处理模块根据不同的温度信号配置不同的检测方式。

参见图5，优选的，本实施例中光敏传感器采用光敏电阻T5516，用来采集外部环境光线强度信号传送给中央处理模块，中央处理模块根据不同的光线强度信号配置不同的检测方式。

参见图6，本实施例中报警信号的输出采用CAN(ControllerAreaNetwork)总线通讯技术，如图6所示，优选的，CAN通讯模块采用CAN总线通讯芯片MCP2551，CAN总线通讯芯片接收所述中央处理器输出的报警信号，把报警信号转化成为适合两条总线电缆传输的信号并传送给远程主机或报警设备。同时CAN总线通讯芯片也接收来自远程主机的控制信号，控制信号通过CAN总线通讯芯片转化为适合图1中央处理模块可识别的信号。

参见图7，优选的，本实施例中防雷模块包括图1电源模块防雷电路和CAN通讯模块防雷电路两部分。作为一个优选实施例，图1所述电源模块防雷电路采用高电压陶瓷放电管UN2E8-3500LL和热敏电阻MF72D9，CAN通讯模块防雷电路采用陶瓷气体放电管BA401N以及双向半导体闸流式浪涌保护器。如图7所示，两个防雷部分主要是用来保护电路上的所有模块，当市电因雷击或其他因素产生高脉冲电压时，将会损坏电路上的模块，防雷模块就是在最短时间内释放电路上因感应雷击而产生的大量脉冲能量到安全地线上，从而保护电路上的模块，更进一步提高了本实用新型的可靠性和抗干扰能力，便于本实用新型适用室外环境。其工作原理由现有技术可获知，不再赘述。

进一步的，所述电源模块防雷部分最高输入电压为300VAC，输入的防雷电压力为3KV，CAN通讯模块总线防雷部分最高输入电压为24V，输入防雷电压为3KV。

参见图8，优选的，本实施例中电源模块通过变压转换后得到的5V和3.3V直流电源，并为其他所有模块提供电源。作为一个优选实施例，5V直流电源采用EMC滤波器和交流转直流电源芯片NA05-T2S05，将电缆电源经过EMC滤波器的滤波和所述交流转直流电源芯片的变压后，得到稳定安全的5V直流电源，并给图1、图2、图3和图6中的微波探测模块、红外探测模块和CAN通讯模块供电。作为一个优选实施例，3.3V直流电源采用低压差稳压器AMS1117，低压差稳压器将所述5V直流电源稳压得到3.3V直流电源，并给图1、图4和图5中的中央处理模块、温度补偿模块、光传感模块供电。

进一步的，本实施例中电源模块具有低功耗、高效率、高可靠性、安全隔离等特点，可以适应全球输入电压范围，实现交直流两用，能够有效提高本实用新型的稳定性和扰干扰性。其具体工作原理由现有技术可获知，不再赘述。

以上所述的只是本实用新型的优选实施方案，显然，对于本领域技术人员可以根据以上说明做出其它相应改进和变形，这些改进和变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：包括集成于一体的中央处理模块、微波探测模块、红外探测模块、CAN通讯模块、电源模块、防雷模块以及温度传感器和光敏传感器，其中微波探测模块、红外探测模块、温度传感器、光敏传感器的输出端分别与中央处理模块的信号输入口连接，CAN通讯模块与中央处理模块的通讯口连接，所述电源模块供电至其他各个模块；

微波探测模块检测人体移动时产生的感应信号、红外探测模块检测人体红外辐射时产生的感应信号、温度传感器采集的外部环境温度信号、光敏传感器采集的外部环境光线强度信号分别传送给中央处理模块，中央处理模块根据温度传感器、光敏传感器的信号识别微波探测模块、红外探测模块感应信号的真实性，中央处理模块还根据不同的温度信号、不同的光线强度信号配置微波探测模块和红外探测模块不同的检测方式，当检测到人员入侵时，中央处理模块生成报警信号后通过CAN通讯模块发送给远程主机或报警装置，以表明检测到有人入侵，同时CAN通讯模块接收远程主机的控制信号并传送给中央处理模块。

2.根据权利要求1所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述的中央处理模块采用RAM核心的32位微控制器STM32F103C8T6，内部集成了12Bit的高速ADC转换器。

3.根据权利要求1所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述的微波探测模块包括微波信号处理电路和接入微波信号处理电路输入端的微波传感器，微波处理电路的输出端接入中央处理模块的信号口，所述的微波传感器采用CS-D3型微波传感器，所述的微波信号处理电路由精密运算放大器LMV772和周边电路构建而成，微波传感器将探测到人体移动的微波信号传送给微波信号处理电路，经过微波信号处理电路处理后传送至中央处理模块。

4.根据权利要求1所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述微波探测模块采用双微波探测方式，补偿因一个微波传感器在一个平面上存在死角所带来的误差，使微波探测角度大于180度，有效降低漏报率。

5.根据权利要求1所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述红外探测模块包括菲涅尔透镜、热释电红外传感器和红外信号处理电路，其中红外信号处理电路由红外信号处理芯片BISS0001和周边电路构建而成，热释电红外传感器采用全方向四元人体感应传感器RE46B，且热释电红外传感器接入红外信号处理芯片BISS0001信号输入口，红外信号处理芯片BISS0001信号输出口与中央处理模块的信号输入口连接，所述菲涅尔透镜安装于热释电红外传感器传感面前方；热释电红外传感器探测到人体红外信号后，传送给所述红外信号处理电路中的红外信号处理芯片BISS0001，红外信号处理芯片BISS0001将人体红外信号处理后生成数字、模拟两路信号传送给中央处理模块。

6.根据权利要求1所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述的温度传感器采用热敏电阻NTC3950，用来采集外部环境温度信号并传送给所述中央处理模块。

7.根据权利要求1所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述的光敏传感器采用光敏电阻T5516，用来采集外部环境光线强度信号传送给所述的中央处理模块。

8.根据权利要求1所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述的通讯模块采用CAN总线通讯芯片MCP2551。

9.根据权利要求1所述的一种微波红外周界自动报警装置，其特征在于：所述的防雷模块包括电源模块防雷电路和CAN通讯模块防雷电路两部分，所述电源模块防雷电路采用高电压陶瓷放电管UN2E8-3500LL和热敏电阻MF72D9，CAN通讯模块防雷电路采用陶瓷气体放电管BA401N以及双向半导体闸流式浪涌保护器，两个防雷部分用来防止雷击或其他因素产生高脉冲电压时损坏其他模块。