一种超隐形周界防入侵报警系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种超隐形周界防入侵报警系统，包括具有通信电缆(12)和地埋探测器(7)以及内部电路，还包括振动传感器(1)、信号放大器(2)、AD转换器(3)、MCU控制器和通信接口(5)以及电源转换(6)、地埋探测器(7)和内部电路形成共同体埋于地表30CM深处用于探测地面的振动特征，并将探测到的信号通过处理分析后最终送至远程服务器，并提供远程传输总线接口和防区地址。本实用新型是一种实体防护设施和报警系统的集合体，根据地埋探测器的振动特征，对于地面的人员、车辆、动物等企图入侵行为作出响应并产生报警信号，性能稳定可靠，适应各种复杂的地形环境，不留防范死角，广泛适用于有隐形周界防范需要的所有场所。
【专利说明】一种超隐形周界防入侵报警系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种安全防范报警系统，特别涉及一种适用于周界安全防范场所使用的一种超隐形周界防入侵报警系统。
【背景技术】
[0002]在普通居民住宅区、别墅住宅区、企事业单位、工厂、仓库、变电站、水厂、电厂、学校，以及司法系统的看守所、监狱，以及机场、军事基地、政府机构、重点文物保护单位边防等场所均需要周界安全防范和周界防入侵报警设施。对于民用，现在普遍采用红外探测技术或红外微波双鉴技术进行探测，但均有误报率高的缺点。司法和军用周界防逾越设施有的采用高压电网，其缺点是高压电网有可能对非法逾越者的生命安全造成威胁。
[0003]如专利号为ZL200420019228.7的中国实用新型专利公开了一种智能电子围栏，专利号为ZL200520032845.5的中国发明专利公开了一种智能防跨越周界阻挡安防报警装置，该两项专利中的电子围栏均采用脉冲峰值电压不高于5000伏、能量不大于6焦耳的高压脉冲。虽然低能量的高压脉冲不会像高压电网那样容易对人的生命安全造成威胁，但因具有对被入侵者感知的振慑和惩罚作用，其应用范围受到严格的限制。
[0004]如专利号为ZL200520044008.4的中国发明专利公开了一种电子围篱检测报警装置，该报警装置采用机械传动方式感知是否有入侵者拉动围篱钢索，即利用与围篱钢索连接的摇杆机构和传动机构产生位移以抵压按钮开关的按钮，使按钮开关发出报警信号。缺点之一是不知道入侵者拉动围篱钢索的作用力的大小并根据作用力的大小决定是否报警，更不可能根据实际需要改变报警阈值。缺点之二是不知道围篱钢索的静态受力情况，不知道钢丝绳是拉得太紧还是太松，难以保证报警阈值的稳定性和可靠性。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种超隐形周界防入侵报警系统，其广泛适用于有周界安全防范需要的所有场所。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
[0007]—种超隐形周界防入侵报警系统，包括具有通信电缆(12)和固定内部电路的地埋探测器(7)，还包括振动探测传感器⑴、信号放大器(2)、AD转换器(3)、MCU控制器(4)、通信接口(5)和电源转换(6);所述的振动探测传感器⑴、信号放大器(2)、AD转换器(3)、MCU控制器(4)、通信接口(5)和电源转换(6)封装在一个密闭的金属圆锥体内。所述MCU控制器(4)含有至少一个晶体振荡器。所述振动探测传感器使用地震检波器，用于探测地面的振动特征，将探测到的信号传送至通信接口 ；所述通信接口，用于接收振动探测传感器检测到的信号，对于产生的振动信号提供报警信号远程传输总线接口和防区地址。在进行智能分析时，至少要有一台计算机进行数据智能分析。
[0008]优选的是，所述地埋探测器为圆锥形金属结构，内部安装电路板
[0009]优选的是，所述地埋探测器还具有通信电缆。[0010]优选的是，所述通信电缆置于地埋探测器顶部，采用四芯屏蔽双绞电缆线。
[0011]优选的是，在所述防区的地埋探测器、集中器、主控器、服务器之间采用通信电缆连接。
[0012]优选的是，在所述防区至少具有一个地埋探测器。
[0013]优选的是，所述相邻两个地埋探测器之间的间距至少20cm。
[0014]优选的是，一个防区的最大防范距离≤12m。
[0015]优选的是，所述地埋探测器和通信电缆埋于地中至少5cm处。
[0016]优选的是，所述地埋探测器根据地面振动特征，对于行走、人员、动物、车辆等企图入侵的行为作出响应并产生报警信号，对于土壤因自然松动或认为挖掘产生的振动变化做出响应并产生报警信号。
[0017]优选的是，所述振动探测传感器根据地面的振动特征，感知行走、奔跑、车辆行进等企图入侵的行为引起的振动状态变化，把该状态变化转换成模拟电信号；感知金土壤因人为挖掘或自然松动产生的振动变化，把该状态变化的信号传送给集中器。
[0018]优选的是，所述通信接口包括通信模块，其安装在地埋探测器内。
[0019]优选的是，一个防区有一个地埋探测器，多个地埋探测器的通信接口通过通信电缆手拉手连接，多个地埋探测器一个集中器电连接。
[0020]优选的是，所述通信接口为地埋探测器的报警信号提供远程传输总线接口和防区地址。
[0021]优选的是，所述防区地 埋探测器采集和处理振动探测传感器的输出信号，以确定是否产生报警信号并提供报警信号远程传输总线接口和防区地址。
[0022]优选的是，所述振动传感器静态振动转换电压为< IMV之间的任意值，允许每个振动传感器的振动不完全一致。
[0023]优选的是，所述振动传感器的报警阈值在< IMV之间任意设定。
[0024]优选的是，所述防区地埋探测器振动探测传感器(I)、信号放大器(2)、AD转换器
(3)、MCU制器(4)、通信接口(5)和电源转换(6)组成。
[0025]优选的是，所述信号放大器(2)与AD转换器(3)相连接，对振动变化的信号进行放大。
[0026]优选的是，所述AD转换器(3)与MCU控制器⑷相连接，将信号放大器⑵输出的模拟信号转换成数字信号。
[0027]优选的是，所述MCU控制器⑷与通信接口(5) 相连接，对AD转换器(3)输出的数字信号进行采集、分析、处理和加工，并产生相应的报警信号。
[0028]优选的是，所述通信接口(5)用于输出报警信号。
[0029]优选的是，所述MCU控制器⑷根据使用现场的实际情况，预置有防区地址数据、每个地埋探测器的扩展地址数据、每个地埋探测器的静态振动数据、振动报警阈值数据、土壤松弛报警阈值数据；MCU控制器全天候二十四小时实时监视和采集地面的振动数据，按每个地埋探测器的防区地址和扩展地址分别记录，再与每个地埋探测器预置的相关数据进行比较、分析和判断，并进行相应的处理。
[0030]优选的是，所述放大器采用运算放大器LT1677来实现。
[0031]优选的是，所述AD转换器和微控制器由自带八位模数转换的ATmegal6单片机来实现，Atmega48pa对振动探测传感器的信号进行模拟信号与数字信号的转换、数据采集、分析、处理和加工。
[0032]优选的是，所述通信接口采用MAX3485接口芯片来实现。
[0033]优选的是，其垂直安装于埋在地面5cm以下。
[0034]优选的是，所述地埋探测器可安装与砖墙和混凝土墙中。
[0035]优选的是，所述总线传输线采用RS485总线接口。
[0036]优选的是，在通信接口的输出端D+和D-之间连接有TVS管SMBJ5.0CA作为RS485总线的差模防雷措施，D+与地之间、D-与地之间均连接有TVS管SMBJ5.0CA作为RS485总线的共模防雷措施。
[0037]优选的是，所述地埋探测器采用金属铝材料。
[0038]采用本发明的一种超隐形周界防入侵报警系统，能够集有形的实体防护设施和周界防入侵报警装置于一体；由于是隐蔽安装，并且按照国家防雷接地标准严格接地，对入侵者没有人体伤害，符合技防要求。
[0039]本发明能够根据地面的振动特征，对于行走、奔跑、车辆运动等企图入侵作出响应并产生报警信号，对于因人为因素或自然因素造成土壤松弛所产生的振动变化作出响应并产生报警信号，由传输控制设备装置经总线传输线将报警信号传送到报警管理中心实施集
中统一管理。
[0040]本发明环境适应性强，能够自动跟踪地面静态振动随环境温度和时间的变化，可保持振动报警阈值的稳定可靠。广泛适用于有周界防范需要的所有场所。可适应各种复杂地形环境，不留防范死角。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]图1是按照本发明的一种超隐形周界防入侵报警系统的一优选实施例的原理框图；
[0042]图2是图地埋探测器正面接线示意图；
[0043]图3是系统接线示意图；
[0044]图4是地埋探测器内部电路板图
[0045]附图标记:
[0046]I振动探测传感器；2信号放大器；3AD转换器；4MCU控制器；5通信接口 ；6电源转换；7地埋探测器；5振动探测模块；6固定装置；7地埋探测器；8集中器；9主控器；10服务器；12通信电缆；
【具体实施方式】
[0047]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作详细说明:
[0048]如图1图3所示，本发明的一种超隐形周界防入侵报警系统，包括振动探测传感器I ;信号放大器2 ；AD转换器3 ；MCU控制器4 ;通信接口 5 ；电源转换6 ;地埋探测器7 ;集中器8 ;主控器9 ;服务器10和通信电缆12连接组成周界防入侵报警系统。
[0049]一种超隐形周界防入侵报警系统的感知振动特征，对于行走、奔跑、车辆运行等企图入侵作出响应并产生报警信号，对于土壤因人为松弛或自然松弛产生的振动变化作出响应并产生报警信号，由报警管理中心对报警信号进行智能分析、集中统一管理。
[0050]如图1、图2、图3所示，地埋探测器la、2a、3a_20a构成一组探测防区，每个防区间距≤6m, lb、2b、3b-20b和lc、2c、3c_20c以及ld、2d、3d_20d构成另外3组防区，每个集中器由I至4组防区构成，每个主控器又由I至4个集中器连接构成。通信接口 5包括MCU控制器4、AD转换器3、信号放大器2、振动探测传感器I都安装在地埋探测器7内。
[0051]振动报警报警阀值可以在0.1-1mv之间随意设定，有效地防止小动物、小树枝等干扰引起误报。
[0052]如图3所述，所述一种超隐形周界防入侵报警系统产生报警信号的过程如下:振动探测传感器I检测到的振动报警信号送至信号放大器2由信号放大器2进行整形滤波后送至AD转换器3进行模数转换，转换后的数字信号送至MCU控制器4，经MCU控制器4运算处理后再由通信接口送至主控器，由主控器对每组防区进行地址识别与分配，再由主控器将报警信号传至远程的服务器10，远程的服务器对报警信号进行智能运算和识别，控制联动设备做出响应并具有物理位置的显示。
[0053]MCU控制器4根据使用现场的实际，预置有防区地址数据、每个地埋探测器的扩展地址数据、每个地埋探测器的静态振动数据、振动报警阈值数据、土壤松弛报警阈值数据。MCU控制器4全天候24小时实时监视和采集地面的振动数据，按每个地埋探测器的防区地址和扩展地址分别记录，再与每个地埋探测器预置的相关数据进行比较，分析判断，并进行相应的处理。如某个地埋探测器的振动数据在正常的静态振动范围之内，则需对其进行跟踪和修正；如某个地埋探测器的振动数据达到或超过振动报警阈值，则发出防区报警信号，同时给出相应的防区地址和扩展地址数据；所述各种报警信号及相应的防区地址和扩展地址数据由通信接口 5输出。
[0054]信号放大器2采用运算放大器LT1677实现。AD转换器3和MCU控制器4由自带8路ADC的AT mega48pa实现。ATmega48pa对振动探测传感器I的信号进行AD转换、数据采集、分析、处理和加工。通信接口 5采用MAX3485来实现。
[0055]通信接口 5的输出D+和D-(RS485总线输出)之间连接有TVS管SMBJ5.0CA作为RS485总线的差模防雷措施，D+与地之间、D-与地之间均连接有TVS管SMBJ5.0CA作为RS485总线的共模防雷措施。
[0056]本发明还具有与ATmega48pa连接的ISP在系统编程接口、警灯警铃接口、设置按键、防拆开关、防区指示灯。
[0057]本发明的一种超隐形周界防入侵报警系统技术方案的范畴还包括上述各部分之间的任意组合。
[0058]上述实施例是本发明的一个优选实施例。尽管对本发明的优选实施例进行了具体描述，但本领域的技术人员应该注意到，本发明的实施例仅是举例说明，而非限制本发明的范围，本发明公开的技术方案的全部细节可以做出变型和替代方案。
【权利要求】
1.一种超隐形周界防入侵报警系统，包括具有通信电缆(12)和固定内部电路的圆锥体地埋探测器(7)，其特征在于:一种超隐形周界防入侵报警系统还包括振动探测传感器(I)、信号放大器(2)、AD转换器(3)、MCU控制器(4)、通信接口(5)和电源转换(6);所述振动探测传感器用于探测地面的振动特征，将探测到的信号传送至通信接口 ；所述通信接口，用于接收振动探测传感器检测到的信号，对于产生的振动信号提供报警信号远程传输总线接口和防区地址。
2.如权利要求1所述的一种超隐形周界防入侵报警系统，其特征在于:所述振动探测传感器使用地震检波器。
3.如权利要求1或2中任一项所述的一种超隐形周界防入侵报警系统，其特征在于:所述的振动探测传感器(I)、信号放大器(2)、AD转换器(3)、MCU控制器(4)、通信接口(5)和电源转换(6)封装在一个密闭的金属圆锥体内。
4.如权利要求1所述的一种超隐形周界防入侵报警系统，其特征在于:所述MCU控制器含有至少一个晶体振荡器，地埋探测器(7)为圆锥形金属结构，内部安装电路板并且还具有通信电缆连接地埋探测器(7)和集中器(8)。
5.如权利要求1所述的一种超隐形周界防入侵报警系统，其特征在于:所述通信电缆(12)置于地埋探测器(7)圆锥体上部，采用四芯屏蔽双绞电缆线。
6.如权利要求1所述的一种超隐形周界防入侵报警系统，其特征在于:所述防区包括地埋探测器、通信电缆，每一个地埋探测器通过通信电缆手拉手连接任意排列以至少30cm间距埋于地下按顺序排列形成一个防区。
7.如权利要求4所述的一种超隐形周界防入侵报警系统，其特征在于:还包括与集中器通过通信电缆连接的主控器，主控器和集中器都具有报警功能，而不依赖服务器。
8.如权利要求1所述的一种超隐形周界防入侵报警系统，其特征在于:在进行智能分析时，至少要有一台计算机。
9.如权利要求1所述的一种超隐形周界防入侵报警系统，其特征在于:所述地埋探测器和通信电缆埋于地中至少5cm。
10.如权利要求1或9所述的一种超隐形周界防入侵报警系统，其特征在于:相邻两个地埋探测器之间的间距至少20cm。
11.如权利要求6所述的一种超隐形周界防入侵报警系统，其特征在于:一个防区的最大防范距离< 12m。
12.如权利要求1所述的一种超隐形周界防入侵报警系统，其特征在于:所述地埋探测器根据人体、动物、车辆运动的振动特征，对于企图入侵的行为作出响应并产生报警信号。
【文档编号】G08B13/02GK203386314SQ201320150096
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年3月29日 优先权日:2013年3月29日
【发明者】熊上鹤 申请人:北京大唐恒泰信息技术有限公司