基于智能地垫的安防系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于智能地垫的安防系统，用以解决现有技术中的安防地垫无法同时具备高灵敏度和低误报率的问题。该系统包括：智能地垫、信号发射装置和报警主机，其中，所述智能地垫布放在所述安防系统的监控区域内，且所述智能地垫的内部和/或表面进一步设置有至少一个纳米发电机；所述纳米发电机在受到压力作用时，向所述信号发射装置输出电信号；所述信号发射装置的输出端与所述报警主机的接收端相连，并根据所述纳米发电机输出的电信号向所述报警主机发送报警提示信号；所述报警主机收到所述报警提示信号后进行报警。
【专利说明】基于智能地垫的安防系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种安防系统，特别涉及一种基于智能地垫的安防系统。
【背景技术】
[0002]一方面，随着社会的不断发展，人们生活水平的逐渐提高，人们对自身及财产安全的重视度也在日益提高。因此，各种各样的安防产品应运而生。
[0003]另一方面，地垫在人们的日常生活中被广泛应用，其具有柔软舒适、吸附灰尘以及装饰美观等多重功效。通常情况下，地垫被广泛应用于家庭、宾馆、大厦等的出入口处，因此，每当人们出入时都要不可避免地经过地垫。
[0004]基于上述两方面的原因，目前，已经出现了一些具备报警功能的安防地垫。但是，由于目前市场上的安防地垫大多数采用红外报警技术进行报警，这种报警技术虽然灵敏度高，但是其误报率也很高，由此给用户的使用带来了极大的不便。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供了一种基于智能地垫的安防系统，用以解决现有技术中的安防地垫无法同时具备高灵敏度和低误报率的问题。
[0006]一种基于智能地垫的安防系统，包括:智能地垫、信号发射装置和报警主机，其中，所述智能地垫布放在所述安防系统的监控区域内，且所述智能地垫的内部和/或表面进一步设置有至少一个纳米发电机；所述纳米发电机在受到压力作用时，向所述信号发射装置输出电信号；所述信号发射装置的输出端与所述报警主机的接收端相连，并根据所述纳米发电机输出的电信号向所述报警主机发送报警提示信号；所述报警主机收到所述报警提示信号后进行报警。
[0007]本实用新型实施例中，在智能地垫的内部和/或表面设置有纳米发电机，当有人踩压该智能地垫时，会使纳米发电机受到压力作用，从而使纳米发电机产生电信号；信号发射装置接收到上述的电信号之后，则会向报警主机发送报警提示信号。由此可见，本实用新型实施例中通过纳米发电机来感应是否有人经过。由于纳米发电机在不受压力作用的状态下无法产生电信号，因此，只要纳米发电机产生了电信号就一定表明有人或物经过了智能地垫，因而，在满足灵敏度要求的同时，还显著地降低了误报率。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1示出了本实用新型实施例提供的基于智能地垫的安防系统的结构示意图；
[0009]图2示出了的具有三层结构的摩擦发电机的结构示意图；
[0010]图3a和图3b示出了第一种结构的氧化锌压电发电机的结构示意图；
[0011]图4a和图4b示出了第二种结构的氧化锌压电发电机的结构示意图；
[0012]图5示出了本实用新型实施例一提供的基于智能地垫的安防系统的结构示意图；
[0013]图6示出了信号发射装置的结构示意图；[0014]图7示出了本实用新型实施例二提供的基于智能地垫的安防系统的结构示意图；
[0015]图8示出了阵列化排布的智能地垫的结构示意图；
[0016]图9示出了信号处理装置的结构示意图；以及
[0017]图10示出了智能地垫内的纳米发电机与微控制电路的连接关系示意图。
【具体实施方式】
[0018]为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本实用新型做详细说明，但本实用新型并不仅仅限于此。
[0019]本实用新型提供了一种基于智能地垫的安防系统，用以解决现有技术中的安防地垫无法同时具备高灵敏度和低误报率的问题。
[0020]图1示出了本实用新型实施例提供的基于智能地垫的安防系统的结构示意图。如图1所示，该安防系统包括:智能地垫11、信号发射装置12、报警主机13和终端设备14。其中，智能地垫11布放在安防系统的监控区域内，且智能地垫的内部或表面进一步设置有至少一个纳米发电机10 ;所述纳米发电机10与所述信号发射装置12相连，在所述纳米发电机10受到压力作用时，向所述信号发射装置12输出电信号；所述信号发射装置12的输出端与所述报警主机13的接收端相连，并根据所述纳米发电机10输出的电信号向所述报警主机13发送报警提示信号；报警主机13收到报警提示信号后，向终端设备14发送通知消肩、O
[0021]另外，在本实用新型的其他实施例中，也可以没有终端设备14，S卩，安防系统仅包括智能地垫11、信号发射装置12和报警主机13。此时，报警主机13在收到报警提示信号后直接在本地通过语音提示等方式进行报警。因此，图1中的终端设备14并不是一个必须的部件，而仅仅是一个可选的部件。
[0022]本实用新型实施例中，在智能地垫的内部和/或表面设置有纳米发电机，当有人踩压该智能地垫时，会使纳米发电机受到压力作用，从而使纳米发电机产生电信号；信号发射装置接收到上述的电信号之后，则会触发报警主机报警。由此可见，本实用新型实施例中通过纳米发电机来感应是否有人经过。由于纳米发电机在不受压力作用的状态下无法产生电信号，因此，只要纳米发电机产生了电信号就一定表明有人或物经过了智能地垫，因而，在满足灵敏度要求的同时，还显著地降低了误报率。
[0023]由于纳米发电机是该安防系统中的核心部件，因此，下面首先介绍一下该纳米发电机的具体结构。纳米发电机既可以是压电发电机(例如氧化锌压电发电机)，也可以是摩擦发电机。
[0024]下面首先介绍一下摩擦发电机的结构:
[0025]在本实用新型的一个实施例中，可采用如图2所示的具有三层结构的摩擦发电机。如图2所示，摩擦发电机包括:依次层叠的第一电极层1001，第一高分子聚合物绝缘层1002和第二电极层1003。其中，第二电极层1003与第一电极层1001构成摩擦发电机的两个输出电极。优选地，为了进一步提高摩擦发电机的发电效率，第一高分子聚合物绝缘层1002和第二电极层1003相对设置的两表面中的至少一个表面上设置有微纳结构1000。
[0026]根据本实用新型的一个实施例，第一高分子聚合物绝缘层1002为选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、再生海绵薄膜、纤维素海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的任意一种。
[0027]根据本实用新型的一个实施例，第一电极层1001所用材料是铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金；其中，金属是金、银、钼、钮、招、镍、铜、钛、铬、锡、铁、猛、钥、钨或钥;；合金是招合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、猛合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、秘合金、铟合金、镓合金、鹤合金、钥合金、银合金或钽合金。
[0028]根据本实用新型的一个实施例，第二电极层1003所用材料与第一电极层1001所用的金属或合金材料相同。
[0029]下面具体介绍一下如图2所示的摩擦发电机的工作过程。当该摩擦发电机的各层受到外力作用时，摩擦发电机中的第二电极层1003与第一高分子聚合物绝缘层1002表面相互摩擦产生静电荷，从而导致第一电极层1001和第二电极层1003之间出现电势差。由于第一电极层1001和第二电极层1003之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当该摩擦发电机的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一电极层1001和第二电极层1003之间的内电势消失，此时已平衡的第一电极层1001和第二电极层1003之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。因此，可以在外电路中形成交流电信号。
[0030]在本实用新型的一个实施例中，可采用具有四层结构的摩擦发电机，该摩擦发电机与图2中摩擦发电机的不同之处在于，该摩擦发电机增加了一层高分子聚合物层，并且是采用高分子聚合物和高分子聚合物进行摩擦，其他可以参考图2所示的三层结构的摩擦发电机，本领域技术人员可以较容易的理解其结构、材料与工作原理，此处不再赘述。
[0031]在本实用新型的一个实施例中，可采用具有五层结构的摩擦发电机，参考图2所示的三层结构的摩擦发电机，本领域技术人员可以较容易的理解其结构、材料与工作原理，此处不再赘述。
[0032]在本实用新型的一个实施例中，可采用具有居间电极结构的摩擦发电机，参考图2所示的三层结构的摩擦发电机，本领域技术人员可以较容易的理解其结构、材料与工作原理，此处不再赘述。
[0033]另外，在本实用新型中，还可以通过摩擦电缆的形式来实现上述的摩擦发电机。例如，参考图2所示的具有三层结构的摩擦发电机，摩擦电缆的结构与其相似，同样有三层、四层、五层或具有居间电极结构的摩擦电缆，它们结构上的区别在于:摩擦发电机为层叠设置的平面立体结构，摩擦电缆为同轴设置的线状结构；两者在发电原理和各层所用材料方面是一致的。摩擦电缆可以理解为摩擦发电机的一种变形实现方式。采用摩擦电缆时，可以将其按照螺旋状、阶梯状等多种方式排布在智能地垫内。
[0034]下面再以氧化锌压电发电机为例，介绍一下压电发电机的结构:
[0035]本实用新型的第一种结构的氧化锌压电发电机如图3a和图3b所示。该氧化锌压电发电机包括:依次层叠设置的第一电极层5001，第一高分子聚合物绝缘层5002，氧化锌纳米阵列5000以及第二电极层5003。其中，第一电极层5001设置在第一高分子聚合物绝缘层5002的第一侧表面上；其中，氧化锌纳米阵列5000垂直生长在第二电极层5003上且氧化锌纳米阵列5000的另一端设置有第一高分子聚合物绝缘层5002的第二侧表面(或氧化锌纳米阵列5000垂直生长在第一高分子聚合物绝缘层5002的第二侧表面上且氧化锌纳米阵列5000的另一端设置有第二电极层5003);其中，第一电极层5001和第二电极层5003构成氧化锌压电发电机的两个输出端。
[0036]其中，第一高分子聚合物绝缘层5002所用的材料与如图2所示的具有三层结构的摩擦发电机的第一高分子聚合物绝缘层1002所用的材料相同。
[0037]其中，第一电极层5001所用材料与如图2所示的具有三层结构的摩擦发电机的第一电极层1001所用材料相同。其中，第二电极层5003所用材料与如图2所示的具有三层结构的摩擦发电机的第一电极层1001所用的金属或合金材料相同。下面具体介绍一下该氧化锌压电发电机的工作原理。当该氧化锌压电发电机受到外力(例如撞击)时，氧化锌纳米线阵列5000发生弯曲而处于拉伸状态，由于氧化锌材料压电效应的存在，故将会在氧化锌纳米线阵列5000的顶端产生高的电势，在氧化锌纳米线阵列5000的底部产生低的电势。此时，如果外电路是导通状态，第一电极层5001与第二电极层5003通过外电路连接，那么自由电子将从电势较低的底部的第二电极层5003流向电势较高的顶部的第一电极层5001，从而在外电路中形成电流信号。而氧化锌纳米线阵列5000—侧的第一高分子聚合物绝缘层5002将防止电子在内部中和。当本实用新型的氧化锌压电发电机各层恢复到原来状态时，氧化锌压电发电机中的各层也恢复其原来的平板状态，因氧化锌材料压电效应的存在将会在氧化锌纳米线阵列的顶端与底端之间再次产生电势差，这时自由电子将从第一电极层5001经由外电路流回到原来的第二电极层5003上，从而在外电路中形成反向电流。
[0038]本实用新型的第二种结构的氧化锌压电发电机如图4a和图4b所示。如图4a、4b所示的第二种结构的氧化锌压电发电机，参考图3a和图3b所示的第一种结构的氧化锌压电发电机，本领域技术人员可以较容易的理解其结构、材料与工作原理，此处不再赘述。
[0039]另外，在本实用新型中，也可以通过压电电缆的形式来实现上述的压电发电机。例如，参考图3a至图4b所示的氧化锌压电发电机，压电电缆的结构与其相似，它们在结构上的区别仅在于:氧化锌压电发电机为层叠设置的平面立体结构，压电电缆为同轴设置的线状结构；两者在发电原理和各层所用材料方面是一致的。压电电缆可以理解为压电发电机的一种变形实现方式。采用压电电缆时，也可以将其按照螺旋状、阶梯状等多种方式排布在智能地垫内。
[0040]换句话说，上述的摩擦发电机和/或压电发电机均可以制作为同轴电缆的形式，其中，同轴电缆包括上述的摩擦电缆和压电电缆。
[0041]介绍完纳米发电机的各种实现方式之后，接下来，通过两个具体实施例详细介绍一下本实用新型提供的基于智能地垫的安防系统的结构:
[0042]实施例一、
[0043]图5示出了本实用新型实施例一提供的基于智能地垫的安防系统的结构示意图。如图5所示，该安防系统包括:智能地垫51、信号发射装置52、报警主机53、以及终端设备54。[0044]其中，智能地垫51布放在该安防系统的监控区域内(例如出入口处或重要位置处)，且智能地垫51的内部和/或表面进一步设置有至少一个纳米发电机。
[0045]当纳米发电机设置在智能地垫51的内部时，可以避免纳米发电机受到机械损伤。相应地，智能地垫51进一步包括层叠设置的地垫上层和地垫下层，该地垫上层和地垫下层之间形成空腔，则纳米发电机设置于该空腔内。该空腔的形成方式至少有两种，第一种方式为:直接将地垫内部掏空一部分形成空腔，这一方式适用于厚度较厚的地垫；第二种方式为:将两层地垫层叠起来，并在两层地垫的边缘部分用支撑物支撑并固定，使其内部形成空腔，这一方式适用于厚度较薄的地垫。具体放置纳米发电机时，可以将该纳米发电机直接放置于空腔内，即纳米发电机与空腔之间并不存在固定关系；或者，也可以将纳米发电机固定在空腔表面，例如，可以将上述的纳米发电机的上表面对应固设在空腔的上表面上，将纳米发电机的下表面对应固设在空腔的下表面上。具体固定时，可以将纳米发电机的厚度设计成与空腔内部高度相一致的厚度，这样纳米发电机刚好嵌入空腔内，且纳米发电机的两个摩擦界面之间刚好能够发生接触；或者，也可以将纳米发电机的厚度设计成小于空腔内部高度的厚度，这样纳米发电机的上表面贴合固定在空腔上表面，纳米发电机的下表面贴合固定在空腔下表面后，两个摩擦界面之间还留有一定的空间，这部分空间保证了纳米发电机的摩擦界面在不受按压时能够有效分离开。
[0046]当纳米发电机设置在智能地垫51的表面时，可以方便拆卸和更换。相应地，可以在智能地垫51的表面上进一步设置与纳米发电机大小相吻合的凹槽，从而可以将纳米发电机设置在该凹槽内。另外，智能地垫内设置的纳米发电机的数量可以是多个，且多个纳米发电机之间可以以阵列化排布的方式并联连接。
[0047]信号发射装置52的接收端与纳米发电机的输出端相连，用于将纳米发电机受到压力作用时输出的脉动的交流电信号进行适当的变换处理。例如，信号发射装置的结构如图6所示，包括:依次相连的整流电路521、滤波电路522、放大电路523、比较电路524和延时电路525。其中，整流电路521的输入端与纳米发电机的输出端相连，用于将纳米发电机输出的脉动的交流电信号进行整流处理，得到单向脉动的直流电信号；滤波电路522的输入端与整流电路521的输出端相连，用于滤除整流电路521输出的单向脉动的直流电信号中的干扰杂波；放大电路523的输入端与滤波电路522的输出端相连,用于将滤波电路输出的直流电信号进行放大处理；比较电路524的输入端与放大电路523的输出端相连，用于对放大电路523输出的放大后的电信号进行比较判断；延时电路525的输入端与比较电路524的输出端相连,用于对比较电路524输出的电信号进行延时,并将延时后的电信号作为报警提示信号发送给报警主机53。
[0048]具体地，为了能够将上述的报警提示信号发送给报警主机53，该信号发射装置的输出端通过有线通信和/或无线通信的方式与报警主机53相连。当信号发射装置的输出端通过无线通信的方式与报警主机相连时，图6所示的信号发射装置内进一步包括:与延时电路525的输出端相连的无线发射电路526，用于通过无线通信的方式，将延时后的电信号作为报警提示信号发送给报警主机53。
[0049]报警主机53通过有线通信和/或无线通信的方式与终端设备54相连。其中，终端设备54例如可以是用户的固定电话、手机或掌上电脑等。另外，终端设备54的数量可以是多个。其中，每个终端设备54具有唯一的号码，报警主机53通过拨号方式向预设的终端设备54发送通知消息，以实现远程报警功能。
[0050]在本实用新型中，上述的无线通信方式可以选用无线射频(如315MHz，433MHz，915MHz等)、wif1、Zigbee或蓝牙等方式,但并不限于此,其具体的实施方式可以根据本领域技术人员的需要进行选择。
[0051]其中，信号发射装置以及报警主机内的上述各个电路及实现相应功能的部件均可通过硬件形式的电路板或芯片等方式实现。
[0052]下面具体介绍一下实施例一中的安防系统的工作方式:
[0053]预先在需要进行安防报警的位置处设置上述的智能地垫和信号发射装置，并且开启报警主机。当有人踩压该智能地垫时，会对该智能地垫进行踩压，由此导致设置在智能地垫内部和/或表面的纳米发电机由于受到压力而发生形变，进而产生交流的脉冲电信号。此交流的脉冲电信号会输出给信号发射装置中的整流电路进行整流，从而得到单向脉动的直流电信号；该单向脉动的直流电信号又会输出给信号发射装置中的滤波电路，通过滤波电路滤除其中的干扰杂波从而得到比较稳定的电信号；该比较稳定的电信号又输出给信号发射装置中的放大电路进行放大，从而得到放大的电信号；该放大的电信号又输出给信号发射装置中的比较电路进行比较判断，从而决定是否将该放大的电信号输出给延时电路进行延时，例如:当比较电路接收到放大电路输出的放大的电信号V时，会将该放大的电信号V与预先设置在比较电路内部的阈值电压Vtl进行比较，如果V〉、，那么比较电路判断该放大的电信号V为准确的电信号，输出给延时电路进行延时，如果να，那么比较电路判断该放大的电信号V为干扰的电信号，将其忽略，不进行放大信号的输出，该比较电路的比较判断方法可以根据本领域技术人员的设计需求进行选择，并不限于此；由于智能地垫所产生的电信号的触发时间比较短，故在信号发射装置中设置延时电路对比较电路输出的放大的电信号进行延时，以适应无线发射电路的需求；当无线发射电路接收到该延时后的电信号时，会将其以无线发射的形式发射给报警主机。报警主机13在接收到信号发射装置中的无线发射电路发射过来的电信号后，可以根据用户开启报警主机时的设置要求，进行语音报警和/或向预设的终端设备进行拨号报警，以提示用户有人进入。具体地，在拨号报警时，可以向预设号码的终端设备拨打电话或发送短信进行报警。
[0054]实施例二、
[0055]图7示出了本实用新型实施例二提供的基于智能地垫的安防系统的结构示意图。实施例二提供的安防系统在实施例一的基础上又进行了改进，具体地，实施例二中的安防系统除了包含实施例一中提到的智能地垫51、信号发射装置52、报警主机53和终端设备54之外，还进一步包括:信号处理装置72和摄像设备73。
[0056]为了强调实施例二与实施例一的区别，在图7中没有画出与智能地垫51相连的信号发射装置、报警主机和终端设备，仅画出了与智能地垫51相连的信号处理装置72和摄像设备73。
[0057]其中，智能地垫51的数量为多个，每个智能地垫分别布放在监控区域的不同方位处。具体地，可以在监控区域的各个方位处分别设置一个智能地垫，或者，也可以将多个智能地垫51按照图8所示的阵列化排布的方式布放在监控区域内。并且，每个智能地垫的内部和/或表面进一步设置有至少一个纳米发电机，具体设置方式可参照实施例一中相应部分的描述，此处不再赘述。[0058]信号处理装置72的输入端与多个智能地垫51内的各个纳米发电机的输出端分别相连，用于根据多个智能地垫51的输出端输出的电信号进行定位，并将输出的定位信号发送给摄像设备73。为此，信号处理装置可以具有多个接收端，分别用于接收各个纳米发电机输出的电信号；并且，每个接收端具有与多个纳米发电机输出端一一对应的编号，信号处理装置根据接收到电信号的接收端的编号向摄像设备发送供所述摄像设备调整摄像角度的定位信号。
[0059]具体地，如图9所示，信号处理装置72进一步包括:依次相连的整流电路721、滤波电路722、放大电路723、模数转换电路724和微控制电路725。其中，整流电路721的输入端与智能地垫中的纳米发电机的输出端相连，用于将纳米发电机输出的脉动的交流电信号进行整流处理，得到单向脉动的直流电信号；滤波电路722的输入端与整流电路721的输出端相连，用于滤除整流电路721的输出端输出的单向脉动的直流电信号中的干扰杂波；放大电路723的输入端与滤波电路722的输出端相连，用于将滤波电路722的输出端输出的直流电信号进行放大处理；模数转换电路724的输入端与放大电路723的输出端相连，用于将放大电路723的输出端输出的放大的模拟电信号转换为数字电信号；微控制电路725的输入端与模数转换电路724的输出端相连,用于根据模数转换电路724的输出端输出的数字电信号进行定位，并将得到的定位信号发送给摄像设备73。
[0060]另外，上述的信号处理装置72与摄像设备73之间既可以通过有线通信的方式连接，也可以通过无线通信的方式连接，此处不做限定，其具体的实施方式可以根据本领域技术人员的设计需要进行选择。其中，无线通信方式可以选用无线射频(如315MHz，433MHz，915MHz等)、wif1、Zigbee或蓝牙等方式,但并不限于此,其具体的实施方式可以根据本领域技术人员的需要进行选择。进一步地，当信号处理装置72的输出端通过无线通信的方式与摄像设备73相连时，图9所示的信号处理装置72内进一步包括:与微控制电路725的输出端相连的无线发射电路726，用于通过无线通信的方式，将得到的定位信号发送给摄像设备73。
[0061 ] 其中，信号处理装置内的上述各个电路均可通过硬件形式的电路板或芯片等方式实现。
[0062]摄像设备73的输入端与信号处理装置72的输出端相连，用于根据信号处理装置72输出的定位信号进行摄像角度的调整。具体地，摄像设备73中进一步包括:依次相连的接收器、旋转控制器和摄像器。其中，接收器用于通过有线通信和/或无线通信方式来接收上述的定位信号，并将定位信号发送给旋转控制器；旋转控制器用于根据接收器发来的定位信号进行摄像角度的控制，并向摄像器发送角度调整信号；摄像器根据角度调整信号来调整拍摄角度，以便准确定位到有人出现的智能地垫所在的区域。其中，旋转控制器和摄像器可以采用现有技术中具有上述两种功能的设备，此处不做限定，其【具体实施方式】可以根据本领域技术人员的需求进行选择。
[0063]下面具体介绍一下实施例二中的安防系统的工作方式:
[0064]关于信号发射装置以及报警主机和终端设备的工作方式与实施例一相同，此处不再赘述，下面仅介绍信号处理装置和摄像设备的工作过程:当有人踩压布放在监控区域内的某一智能地垫时，导致该智能地垫内部的纳米发电机由于受到压力而发生形变，进而产生交流的脉冲电信号。此交流的脉冲电信号会输出给信号处理装置中的整流电路进行整流，从而得到单向脉动的直流电信号；该单向脉动的直流电信号又会输出给信号处理装置中的滤波电路，通过滤波电路滤除其中的干扰杂波从而得到比较稳定的电信号；该比较稳定的电信号又输出给信号处理装置中的放大电路进行放大，从而得到放大后的电信号；该放大后的电信号又输出给信号处理装置中的模数转换电路进行模数转换，从而得到数字电信号；该数字电信号又会输出给信号处理装置中的微控制电路，使其根据该数字电信号进行定位，并产生一个定位信号通过无线发射电路发射给摄像设备，以备其根据该定位信号进行摄像角度的调整。
[0065]下面参照图10具体介绍一下微控制电路产生定位信号的过程。图10示出了 12个智能地垫51内的纳米发电机与微控制电路725的连接关系:这12个智能地垫内的纳米发电机排布为三行四列的形式，微控制电路具有7个输入端口，分别对应纳米发电机的三个行和四个列。当有人站在第一行第一列的智能地垫上时，第一行第一列的智能地垫内的纳米发电机的两个输出端会有电压信号产生，从而在与其连接的微控制电路的第一端口和第七端口上检测到该电压信号，而其它端口没有电压产生；当有人站在第三行第二列的智能地垫上时，第三行第二列的智能地垫内的纳米发电机的两个输出端会有电压信号产生，从而在与其连接的微控制电路的第二端口和第六端口上检测到该电压信号，而其它端口没有电压产生，以此类推，即可确定出有人踩过的智能地垫的方位，进而实现定位，但本实用新型并不限于此，本领域技术人员还可以通过其他的方式来确定有人踩过的智能地垫的方位。
[0066]通过实施例二中的技术方案，可以利用智能地垫实现定位，从而调整摄像设备的摄像角度，使其准确拍摄到有人经过的位置。
[0067]在实施例二的方案中，多个智能地垫同时连接信号发射装置、报警主机和终端设备，以及信号处理装置和摄像设备，从而不仅起到触发报警的功能，还同时起到定位并控制摄像设备拍摄角度的功能。另外，实施例二中的信号处理装置和摄像设备也可以与多个智能地垫相结合而单独使用。
[0068]综上所述，本实用新型实施例提供的安防系统至少具有如下优势:
[0069]1、本实用新型的基于智能地垫的安防系统，采用基于纳米发电机的智能地垫作为触发传感器，不需要外部电源对其进行供电，直接将人踩压时的机械能转换成电信号，极大的节约了能源，保护了环境。
[0070]2、本实用新型的基于智能地垫的安防系统，采用基于纳米发电机的智能地垫作为触发传感器，不仅灵敏度高，而且误报率低，给用户的使用带来了极大的便利。
[0071]3、本实用新型的基于智能地垫的安防系统，采用基于摩擦发电机的智能地垫作为触发传感器进行定位并控制摄像设备的摄像角度，不仅灵敏度高，而且定位准确度高，给用户的使用带来了极大的便利。
[0072]4、本实用新型的基于智能地垫的安防系统，采用基于摩擦发电机的智能地垫作为触发传感器，结构简单，适合大规模工业生产。
[0073]本领域技术人员可以理解，虽然上述说明中，为便于理解，对方法的步骤采用了顺序性描述，但是应当指出，对于上述步骤的顺序并不作严格限制。
[0074]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如:ROM/RAM、磁碟、光盘等。
[0075]还可以理解的是，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。
[0076]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种基于智f娜垫的安防系统，期寺征在于，包括:智f娜垫、信号发射装置和报警主机，其中， 所述智能地垫布放在所述安防系统的监控区域内，且所述智能地垫的内部和/或表面进一步设置有至少一个纳米发电机； 所述纳米发电机在受到压力作用时，向所述信号发射装置输出电信号； 所述信号发射装置的输出端与所述报警主机的接收端相连，并根据所述纳米发电机输出的电信号向所述报警主机发送报警提示信号； 所述报警主机收到所述报警提示信号后进行报警。
2.如权利要求1所述的安防系统，其特征在于，进一步包括:与所述报警主机相连的终端设备，所述终端设备具有唯一的号码，所述报警主机收到所述报警提示信号后通过拨号方式向所述终端设备发送通知消息。
3.如权利要求2所述的安防系统，其特征在于，所述报警主机与所述终端设备之间通过无线通信的方式连接。
4.如权利要求1所述的安防系统，其特征在于，所述信号发射装置进一步包括:依次相连的整流电路、滤波电路、放大电路、比较电路和延时电路。
5.如权利要求1所述的安防系统，其特征在于，所述信号发射装置的输出端与所述报警主机的接收端之间通过无线通信方式连接。
6.如权利要求1或2所述的安防系统，其特征在于，所述智能地垫的数量为多个，且分别布放在监控区域的不同方位处， 则所述安防系统进一步包括:与多个智能地垫内的纳米发电机的输出端分别相连的信号处理装置，以及与所述信号处理装置的输出端相连的摄像设备。
7.如权利要求6所述的安防系统，其特征在于，所述信号处理装置具有多个分别接收各个纳米发电机输出的电信号的接收端；并且，每个接收端具有与所述多个纳米发电机输出端一一对应的编号，所述信号处理装置根据接收到电信号的接收端的编号向所述摄像设备发送调整摄像角度的定位信号。
8.如权利要求7所述的安防系统，其特征在于，所述信号处理装置进一步包括:依次相连的整流电路、滤波电路、放大电路、模数转换电路以及产生所述定位信号的微控制电路。
9.如权利要求7所述的安防系统，其特征在于，所述摄像设备进一步包括: 通过有线通信和/或无线通信方式接收所述定位信号的接收器； 与所述接收器相连，控制拍摄角度的旋转控制器；以及 与所述旋转控制器相连的摄像器。
10.如权利要求1所述的安防系统，其特征在于，所述纳米发电机包括摩擦发电机和/或压电发电机，其中所述压电发电机进一步包括氧化锌压电发电机。
11.如权利要求10所述的安防系统，其特征在于，所述摩擦发电机为三层结构、四层结构、五层结构或者居间电极结构，所述摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个相对面，所述摩擦发电机具有至少两个输出端。
12.如权利要求11所述的安防系统，其特征在于，所述构成摩擦界面的两个相对面中的至少一个面上设有微纳结构。
13.如权利要求10-12任一所述的安防系统，其特征在于，所述智能地垫中设置有采用摩擦发电机或压电发电机制作而成的同轴电缆。
【文档编号】G08B13/10GK203720967SQ201420056043
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】徐传毅, 赵颖, 王珊, 吴振海, 赵豪 申请人:纳米新能源（唐山）有限责任公司