CN208061368U - 一种无缆微震感测区域预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种无缆微震感测区域预警装置，装置包括：信号检测和采集装置、无线传输装置和上位机模块；信号检测和采集装置包括多个振动传感器和多个采集卡；振动传感器分布在地下，用于检测分布位置附近地表的振动频率；采集卡用于采集和传输对应的振动传感器的编号和振动传感器检测到的振动频率信号；无线传输装置包括无线串口和数据传输单元，用于将编号和振动频率信号无线传输给上位机模块，上位机模块根据振动频率信号判断是否入侵，根据编号判断入侵位置。所述装置在进行长短距离信号传输时均采用无线传输方式，避免了由于线缆损坏而产生的误报情况，并且降低了系统设计的复杂度，便于系统结构的改变和检测范围的拓展。

Description

一种无缆微震感测区域预警装置

技术领域

本实用新型涉及区域预警防护领域，特别是涉及一种无缆微震感测区域预警装置。

背景技术

随着社会的发展，人们对于区域安全防范的需求愈来愈高，各种社会财产和公共设施的保护也逐渐受到重视。当预警区域发生非授权入侵时，若存在一种预警装置能够及时提供准确的早期告警，就可以对重点区域实现有效的防护，防止进一步危害性后果的发生。

现有技术在区域预警保护时大多采用振动传感光缆系统，传统的振动传感光缆装置中，振动传感器检测到振动时会通过电缆传输警报，然而传输电缆的信号传输质量很容易受外界环境和天气状况的影响，当遇到暴风雨、沙尘暴等恶劣天气时，报警系统会出现失灵误报的情况，极大的削弱了预警系统的有效性。此外，传统的振动传感光缆装置由各个监测单元集合而成，要想在较大的警戒范围内更加准确地确定入侵点，需要扩大检测范围时，需要考虑到布线地点以及布线路径的规划等众多因素，不仅大大增加了警戒区域设计的复杂性，同时也增加了系统的复杂度和成本。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种无缆微震感测区域预警装置，旨在完成区域预警保护的同时，克服不同地势以及恶劣环境因素的影响，并减少装置的复杂度和成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种无缆微震感测区域预警装置，所述装置包括：信号检测和采集装置、无线传输装置和上位机模块；

所述信号检测和采集装置包括多个振动传感器和多个采集卡；

所述振动传感器分布在地下，用于检测分布位置附近地表的振动频率；

所述多个采集卡与所述多个振动传感器一一对应连接；所述采集卡用于采集和传输对应的所述振动传感器的编号和所述振动传感器检测到的振动频率信号；

所述无线传输装置包括无线串口和数据传输单元；

所述无线串口与所述采集卡连接，用于接收所述编号和所述振动频率信号，将所述编号和所述振动频率信号转化为串口数据并进行传输；

所述数据传输单元与所述无线串口通过无线网络连接，用于接收所述串口数据，将所述串口数据转化为IP数据，并将所述IP数据通过GPRS无线网络进行传输；

所述上位机模块与所述数据传输单元通过无线网络连接，用于接收所述IP数据，并根据所述IP数据判断感测区域的入侵情况。

可选的，所述振动传感器中包含无线传输模块，所述无线传输模块中存储所述振动传感器的所述编号。

可选的，所述振动传感器的分布方式为边界包围型节点分布或网状型节点分布。

可选的，所述无线串口提供多种接口供所述采集卡连接使用，所述无线串口以无线方式传输信号。

可选的，所述数据传输单元型号为QW1000。

可选的，所述上位机模块还用于根据所述振动频率信号判断是否入侵，根据所述编号判断入侵位置。

可选的，所述上位机模块还包括预处理模块、特征库和报警模块；

所述预处理模块用于将自然界噪音信号进行滤出；

所述特征库用于存储各种入侵情况下的样本频率，还用于当所述振动频率信号与所述样本频率相近或匹配时，控制所述报警模块进行报警；

所述特征库还具有更正功能，用于当系统发生误报情况时，将该误报情况下采集的所述振动频率信号作为样本频率收入特征库中，用于日后的比对和监测。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型所述的一种无缆微震感测区域预警装置，在短距离内通过无线串口采用无线传输的方式进行信号传输，综合成本低；在长距离传输时采用数据传输单元，利用GPRS网络传输采集的信号数据，有效的克服了无线传输在长距离传输中效率低，有延迟缺点；长短距离的信号传输均采用无线传输方式，避免了由于线缆损坏而产生的误报情况，并且降低了系统设计的复杂度，便于系统结构的改变和检测范围的拓展。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种无缆微震感测区域预警装置。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种无缆微震感测区域预警装置实施例的结构示意图。

如图1所示的一种无缆微震感测区域预警装置，所述装置包括：信号检测和采集装置101、无线传输装置102和上位机模块103。

所述信号检测和采集装置101包括多个振动传感器104和多个采集卡105。

所述振动传感器104分布在地下，用于检测分布位置附近地表的振动频率，具有灵活性高、隐蔽性强的特点，能有效抵抗破坏，检测非授权入侵。

所述振动传感器104采用动圈式传感器，所述振动传感器104中包含无线传输模块，所述无线传输模块中存储所述振动传感器104的所述编号。前期软件编程时，预先在动圈式传感器所包含的无线传输模块中输入编号，当入侵发生时，该传感器的编号会随着采集的入侵频率信息一同发送出去。

本实用新型在实际应用中所述振动传感器104的分布方式灵活多变，可以根据感测区域的具体地势来确定具体的分布方式，比如采用边界包围型节点分布或网状型节点分布，不仅可以做到入侵报警，还可以根据传感器的编号信息判断入侵者方位和其所在具体地点。例如对地势平坦的工厂进行保护，即可采取边界包围型分布方式，以所保护的工厂为中心，以传感器为边界对该中心区域进行保护。网状型节点分布方式更适用于郊外等地势不平坦、地形地貌较为恶劣的区域，主要对重点保护单位进行预警，根据具体的地理位置，可以对容易发生入侵的地点设置更加紧密的传感器分布。

本实用新型一种无缆微震感测区域预警装置采用了多传感器的数据融合技术，通过对振动传感器在地下的分布方式进行有效的拓扑结构设计和铺设，来感应非法人员的入侵信号。

所述信号检测和采集装置101中的所述多个采集卡105与所述多个振动传感器104一一对应连接。所述采集卡105用于采集和传输对应的所述振动传感器104的编号和所述振动传感器104检测到的振动频率信号。

所述无线传输装置102包括多个无线串口106和数据传输单元(DTU)107。

所述无线串口106与所述采集卡105连接，用于接收所述编号和所述振动频率信号，将所述编号和所述振动频率信号转化为串口数据并进行传输。

为增强装置的适用性，所述无线串口106提供多种类型接口供所述采集卡105连接使用，例如TTL、RS-232、RS-485等接口类型。所述无线串口106以无线方式传输信号，能够降低成本和系统功耗。

所述无线传输装置102中的无线串口106选用E30-TTL-10。

本实用新型一种无缆微震感测区域预警装置采用无线串口模块通过无线传输的方式进行数据传输，综合成本低，降低了系统设计的复杂度，避免由于线缆损坏而产生的误报情况，并且便于系统结构的改变和检测范围的拓展。

所述无线传输装置102中的所述数据传输单元(DTU)107与所述无线串口106通过无线网络连接，用于接收所述串口数据，将所述串口数据转化为IP数据，并将所述IP数据通过GPRS无线网络进行传输。所述DTU通信模块107选用QW1000。

所述DTU通信模块107使用GPRS网络传输采集信号，有效的克服了无线传输在长距离传输中效率低、有延迟等缺点，增大了信号传输的距离，增强了信号传输的时效性，有效扩大了感测区域的范围。并且所述DTU通信模块107在传输即时采集的数据时，将振动传感器104的位置信息一并传输给上位机103，上位机103通过传感器104的编号信息来确定入侵发生的具体位置，保证了定位的准确性。

所述上位机模块103与所述数据传输单元107通过无线网络连接，用于接收所述IP数据，并根据所述IP数据判断感测区域的入侵情况。上位机103接收到所述IP数据后，可以根据数据中包含的信号频率特征，判断出入侵情况。

DTU通信模块107通过GPRS无线网络将信号数据传输给上位机103后，上位机103根据识别算法做出有效的反应，根据所述振动频率信号判断是否入侵，根据DTU通信模块107所传输的传感器编号信息来判断入侵发生的准确位置。

本实用新型一种无缆微震感测区域预警装置中，信号的处理由上位机103来完成，因此所述上位机模块103还包括预处理模块108、特征库109和报警模块110。

所述预处理模块108用于将采集的频率数据与实验测得的频率数据进行匹配分析，将自然界噪音信号进行滤出，这样可以降低系统的误报警率。

所述特征库109中存储了大量的实验测量数据，例如人在传感器周边快速跑过的频率，人在预警区域周边行走所采集的频率和进入了预警系统所采集的频率，有车行驶过的频率，没有人经过时各种天气情况下传感器采集的频率等。在本实用新型一种无缆微震感测区域预警装置具体实施前，会根据具体观测区域预警位置可能发生的各种情况进行衡量和预判，并设定具体的场景进行样本频率存储，在未来的预警中将所采集的振动频率信号与存储的样本频率进行比对分析，当所述振动频率信号与所述样本频率相近或匹配时，判断入侵行为发生，所述报警模块110报警，并根据传输信号中包含的传感器编号信息确定入侵位置，从而实现对入侵目标的定位和跟踪。

在所述装置的实施的过程中可能发生误报情况，因此所述特征库109还具有更正功能，用于当系统发生误报情况时，将该误报情况下采集的所述振动频率信号作为样本频率收入所述特征库109中，用于日后的比对和监测。

所述装置整体均采用极低功耗的硬件，可以保障系统一年之内的正常工作。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种无缆微震感测区域预警装置，其特征在于，所述装置包括：信号检测和采集装置、无线传输装置和上位机模块；

所述信号检测和采集装置包括多个振动传感器和多个采集卡；

所述振动传感器分布在地下，用于检测分布位置附近地表的振动频率；

所述多个采集卡与所述多个振动传感器一一对应连接；所述采集卡用于采集和传输对应的所述振动传感器的编号和所述振动传感器检测到的振动频率信号；

所述无线传输装置包括无线串口和数据传输单元；

所述无线串口与所述采集卡连接，用于接收所述编号和所述振动频率信号，将所述编号和所述振动频率信号转化为串口数据并进行传输；

所述数据传输单元与所述无线串口通过无线网络连接，用于接收所述串口数据，将所述串口数据转化为IP数据，并将所述IP数据通过GPRS无线网络进行传输；

所述上位机模块与所述数据传输单元通过无线网络连接，用于接收所述IP数据，并根据所述IP数据判断感测区域的入侵情况。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述振动传感器中包含无线传输模块，所述无线传输模块中存储所述振动传感器的所述编号。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述振动传感器的分布方式为边界包围型节点分布或网状型节点分布。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无线串口提供多种接口供所述采集卡连接使用，所述无线串口以无线方式传输信号。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据传输单元型号为QW1000。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上位机模块还用于根据所述振动频率信号判断是否入侵，根据所述编号判断入侵位置。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述上位机模块还包括预处理模块、特征库和报警模块；

所述预处理模块用于将自然界噪音信号进行滤出；

所述特征库用于存储各种入侵情况下的样本频率，还用于当所述振动频率信号与所述样本频率相近或匹配时，控制所述报警模块进行报警；

所述特征库还具有更正功能，用于当系统发生误报情况时，将该误报情况下采集的所述振动频率信号作为样本频率收入特征库中，用于日后的比对和监测。