专利名称：全天候红外电子护栏的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子防盗装置，具体来说是用于检测外来窃贼进行报警的红外电子防护栏制造领域。
背景技术：
现今面市的电子防护栏，虽然宣称可取代金属防盗栏，但其实都无法实现真正意义上取代。如成都科汇新技术公司生产的多束主动红外电子防盗栏主要在窗外安装多对红外发射头和接收头，并由单片机控制，在窗外设置由多条红外光束构成的红外电子控制区域。一旦小偷从窗外进入，报警器则发出报警声。但是，它存在以下一些不足之外其一，必须经常设防和拆防。主人回家后必须拆防，否则当主人自己将头伸出窗外触及防护栏电子射线时，就会警声大作。如果与110中心联网，还会惊动110警察，很不方便。其二发射头和接收头的外壳采用普通材料和配方，没有滤光作用。太阳光和灯光都会进入，对红外接收产生干扰，使其稳定性很差，在白天光线较强时或有强光照射时，经常出现误报警。
发明内容
本实用新型的任务在于针对现有技术中存在的问题和缺陷而提供一种全天候红外电子防护栏，它具有常设防，避免误报警以及抗光线干扰特性。该任务由以下设计实现一种全天候红外电子护栏，包括微控制器；对微控制器发出的脉冲信号进行放大的放大电路；与放大电路级联的室外红外发射电路；将接收信号送至微控制器，与上述发射电路成对设置的室外红外接收电路；接受微控制器输出信号的报警电路；其特征在于，所述室外红外发射及接收电路为两对以上；还包括一对室内红外发射和接收电路；上述发射电路完全相同，上述接收电路完全相同；所述发射电路的发射头构造如下发射元件设置在发射导光装置底部；发射导光装置采用对红外线及可见光均具有阻挡作用的材质制作，前端为开口的圆筒体；发射外壳采用允许红外线透过，不允许可见光透过的材质制作、全封闭地罩在发射导光装置上；所述接收电路的接收头构造如下接收元件设置在接收导光装置底部；接收导光装置采用对红外线及可见光均具有阻挡作用的材质制作、前端为开口、前部分为圆筒体；接收外壳采用仅允许红外线透过、不允许可见光透过的材质制作、全封闭地罩在接收导光装置上。
以上设计中，将成对配置的发射头和接收头在室外，如在窗户室外设置两对以上，在室内对应处设置一对。将红外光束构成的电子护栏分成室内和室外两部分。室内部分用于探测爬上窗台的小偷，为了提高可靠性，室外采用多光束布防。优点是当小鸟之类的小物体挡住一束光时不会报警，只有人体类的东西挡住两束光时才会报警；室内部分用于检测主人。当主人自己要去开窗或头手伸出窗外时，人体首先挡住了室内的光束，装置不会发生报警信号。这样，本新型就可智能地区分小偷或主人，适时地发生报警，避免了误报警。因而，它可24小时全天候设防，使用非常方便；由于接收头和发射头的外壳采用的材质仅允许红外线透过、而可见光不能通过，这样可大大减小太阳光、强灯光对本红外护栏的干扰，再加上导光装置对光束的约束作用，提高了可靠性；使红外护栏的有效距离增大。
图1图2分别是本新型的电原理框图和一个实施例的电路图；图3图4分别是本新型的红外发射头和接收头的剖面图；图5是图3图4所示红外发射头和接收头之间红外光束作用示意图；图6是本新型的红外光束在窗户部位的设防示意图；图7-9分别是图3所示发射导光装置的主视图、俯视图和仰视图；图10-12分别是图4所示接收导光装置的主视图、俯视图和仰视图；图13是图3所示发射外壳和图4所示接收外壳的立体图。
具体实施方式
图1示出，放大电路2对微控制器1(单片机PIC16C54)发生的随机脉冲信号进行放大后，分别送至室内红外发射电路5和室外红外发射电路3、9，与上述发射电路5、3、9成对设置的室内红外接收电路6和室外红外接收电路4、10将接收信号送至微控制器1，微控制器1的输出信号送至报警电路8，状态显示电路7与微控制器1级联。图2中，放大电路2由电阻R1、R2、R3、R4，三极管BG1、BG2、BG3、BG4，电阻Re1、Re2、Re3以及接线头JX5-1，JX5-2，JX5-3组成；其连接关系如下微控制器1的6、7、8、9脚分别串联电阻R1-R4后接于BG1-BG4的基极，BG1-BG4的集电极分别接于红外发射管FS1、FS2、FS3、FS4的负极；上述4只三极管的发射极均接于Re1一端，Re1另一端顺次串联Re2、Re3后接地，接线头JX5-1接于Re1和Re2的结点，JX5-2接于Re2和Re3的结点，JX5-3接地。状态显示电路7由三色发光管D5，电阻R17组成；D5的两个正极分别接于微控制器1的11、12脚，D5的负极串联R17后接于IC2(三端稳压器)的2脚。D5作指示灯，分别表示四种状态1、不发光，表示红外接收头部分JS1-JS4均正常接收；2、发绿光，表示JS1接收不正常，检测到主人；3、发黄光，表示JS2-JS4中有一束接收不正常，但不报警；4、发红光，表示JS2-JS4中有两束接收不正常，发生报警信号(微控制器1的10脚经R5、BG5等元件后由接线头JX1-1、JX1-2输出报警信号)。为了提高可靠性和降低功耗，接收电路和单片机供电部分采用由IC2组成的稳压电路。在放大电路2中采用限流电路，限流电路的关键是在发射三极管的发射极设置的Re，Re的大小决定Ic的大小，从而限制了发射管的电流。因为如果Re两端的电压大于4.5V，三极管会截止，所以Re两端的电压最多为4.5V，这样Ic≈Ie≈4.5V/Re，无论供电电压为多少，发射管峰值电流不变，从而起到限流作用，保护了发射管。改变Re，可改变发射功率。若将二个接线头JX5-2，JX5-3接在一起，则Re＝Re1+Re2；若将三个接线头相连接，则Re＝Re1。微控制器的程序设计原理是，由单片机产生随机脉冲分别送给FS1～FS4，通过红外发射管发射出去，每发射1个脉冲都要判断相对应的JS1～JS4接收是否正确。如果判断出是装于室内的JS1首先接收不正确，则认为是主人走到窗前，单片机进入主人处理程序，护栏不发出报警信号。如果判断是首先JS2～JS4中同时有两束接收不正确时，则认为是小偷爬上了窗台，护栏发出报警信号。图3示出，室内、室外红外发射电路5、3的发射头构造如下发射元件13(图2中FS1-FS4)设置在发射导光装置14底部；发射导光装置14(参见图7-9)采用对红外线及可见光均具有阻挡作用的材质，如黑色不透明塑料制作，前端为开口的圆筒体，发射外壳12(见图13)采用允许红外线透过，不允许可见光透过的材质制作、如光学玻璃，全封闭地罩在发射导光装置上，电路板11嵌插在外壳12的卡槽中；室内、室外红外接收电路6、4的接收头构造如下接收元件23(图2中JS1-JS4)设置在接收导光装置24底部，接收导光装置24采用对红外线及可见光均具有阻挡作用的材质制作，前端为开口、前部分为圆筒体(见图10-12)；接收外壳22与发射外壳12完全相同，电路板21嵌插在接收外壳的卡槽中。上述发射导光装置14前端开口直径大于接收导光装置24前端开口直径。图5中，实线箭头表示有效红外线，虚线箭头表示无效红外线。发射头和接收头配对设置，导光装置只让正前方一定范围内的红外光能射到接收元件上，周围的杂散红外光无法射到接收元件上，减小了杂乱漫散红外光的干扰，提高了近距离挡断的可靠性。图6示出，窗口线15以外配对安装三对发射头和接收头，窗口线15以内安装一对发射头和接收头。一般可将发射头和接收头安装在护栏16管内，更具有隐蔽性。从外部无法判断红外光束的实际位置，本护栏发出的红外线是由内部单片机随机产生的，接收与发射在单片机的控制下严格同步，凡是与此不同步的信号都不认可，这样就避免了小偷用其它发射器进行干扰而造成漏报警。
权利要求1.一种全天候红外电子护栏，包括微控制器(1)；对微控制器发出的脉冲信号进行放大的放大电路(2)；与放大电路级联的室外红外发射电路(3)；将接收信号送至微控制器，与上述发射电路成对设置的室外红外接收电路(4)；接受微控制器输出信号的报警电路(8)；其特征在于，所述室外红外发射及接收电路(3、4)为两对以上；还包括一对室内红外发射和接收电路(5、6)；上述发射电路(3、5)完全相同，上述接收电路(4、6)完全相同；所述发射电路(3、5)的发射头构造如下发射元件(13)设置在发射导光装置(14)底部；发射导光装置(14)采用对红外线及可见光均具有阻挡作用的材质制作前端为开口的圆筒体；发射外壳(12)采用允许红外线透过，不允许可见光透过的材质制作、全封闭地罩在发射导光装置(14)上；所述接收电路(4、6)的接收头构造如下接收元件(23)设置在接收导光装置(24)底部；接收导光装置(24)采用对红外线及可见光均具有阻挡作用的材质制作、前端为开口、前部分为圆筒体；接收外壳(22)采用允许红外线透过、不允许可见光透过的材质制作、全封闭地罩在接收导光装置(24)上。
2.根据权利要求1所述的全天候红外电子护栏，其特征在于，所述发射头中还包括电路板(11)嵌插在发射外壳(12)的卡槽中；所述接收头中还包括电路板(21)嵌插在接收外壳(22)的卡槽中。
3.根据权利要求1或2所述的电子护栏，其特征在于，所述发射导光装置(14)前端开口直径大于接收导光装置(24)前端开口直径。
4.根据权利要求3所述的电子护栏，其特征在于，所述放大电路(2)由电阻R1、R2、R3、R4，三极管BG1、BG2、BG3、BG4，电阻Re1、Re2、Re3以及接线头JX5-1，JX5-2，JX5-3组成；其连接关系如下微控制器(PIC16C54)的6、7、8、9脚分别串联电阻R1、R2、R3、R4后接于BG1、BG2、BG3、BG4的基极，BG1、BG2、BG3、BG4的集电极分别按红外发射管FS1、FS2、FS3、FS4的负极；上述4只三极管的发射极均接于Re1一端，Re1另一端顺次串联Re2、Re3后接地，接线头JX5-1接于Re1和Re2的结点，JX5-2接于Re2和Re3的结点，JX5-3接地。
5.根据权利要求4所述的电子护栏，其特征在于，所述电路中还包括状态显示电路(7)，它由三色发光管D5、电阻R17组成，其连接关系如下D5的两个正极分别接微控制器(1)的11、12脚，D5的负极串联R17后接于IC2(三端稳压器)的2脚。
专利摘要一种全天候红外电子护栏，包括微控制器，放大电路，两对以上的室外红外发射、接收电路和一对室内红外发射、接收电路，报警电路；发射电路的发射头构造如下发射元件设置在发射导光装置底部，该导光装置采用对红外线及可见光有阻挡作用的材质制作、前端为开口的圆筒体；发射外壳采用只允许红外线透过的材质制作、全封闭地罩在该导光装置上；接收电路的接收头构造如下接收元件设置在接收导光装置底部，此导光装置与发射导光装置的材质和相同，前端为开口，前部分为圆筒体；接收外壳与发射外壳材质和形状相同，全封闭地罩在接收导光装置上。它具有全天候设防、避免误报警以及抗光干扰能力强的特点。
文档编号G08B13/18GK2526922SQ01247778
公开日2002年12月18日 申请日期2001年9月30日 优先权日2001年9月30日
发明者羊贵祥, 高开文 申请人:羊贵祥