一种新型振动探测报警器的制造方法

一种新型振动探测报警器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及安防领域，尤其涉及一种新型振动探测报警器。本实用新型提供一种新型振动探测报警器，包括依次连接的MEMS振动传感器、DSP处理器及报警输出装置，所述DSP处理器包括依次连接的ADC模拟数字转换器、窄带FIR数字滤波处理器及振动信号特征识别处理器。所述窄带FIR数字滤波处理器包括并联的三个窄带FIR数字滤波处理器。本实用新型实现了在复杂和苛刻的环境中，高效并且可靠的宽动态振动监测，探测频带高达23kHz，能够实时分类处理各种环境的振动信号，滤除周围环境的噪音干扰，探测识别不同的入侵信号，有不容易破碎、防潮、可靠性高的特性。通过报警输出连接各种报警主机，适合保护高价值资产和危险区域。
【专利说明】一种新型振动探测报警器

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及安防领域，尤其涉及一种新型振动探测报警器。

【背景技术】
[0002]当前的振动探测器采用两类传感器:机械滚动传感器和压电传感器。机械滚动传感器根据内部滚珠在振动下触发内部开关的断与开，来实现探测。压电传感器，利用压电晶体在外力下，电场改变来实现探测振动信号的。然后用简单的滤波电路放大信号，然后比较电路或软件判断报警。
[0003]机械滚动传感器探测能力低，分辨环境噪音能力差，只有低端产品采用。主流产品使用压电传感器，探测频宽窄(3KHZ内)，会受到外界噪音影响(车辆、施工、打雷等)。后端分析都为简单的单片机，只能处理信号大小的门限方法，不能识别振动源和方式。
[0004]压电传感器容易破碎，需要特殊的结构来处理。压电传感器会受潮气影响，需要防潮措施。压电传感器而且输出的直流响应差，可靠性不够高。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种新型振动探测报警器，其具有识别振动源和振动源的方式，且具有不容易破碎、防潮、可靠性高的特性。
[0006]本实用新型通过采用以下技术方案实现的，本实用新型提供一种新型振动探测报警器，该报警器包括依次连接的MEMS振动传感器、DSP处理器及报警输出装置，所述DSP处理器包括依次连接的ADC模拟数字转换器、窄带FIR数字滤波处理器及振动信号特征识别处理器。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述窄带FIR数字滤波处理器包括并联的第一窄带FIR数字滤波处理器、第二窄带FIR数字滤波处理器及第三窄带FIR数字滤波处理器。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述MEMS振动传感器为硅压阻式振动传感器。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述ADC模拟数字转换器为高精度12位、频率为500KHZ的ADC模拟数字转换器。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述MEMS振动传感器探测频带为23kHz。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述MEMS振动传感器工作温度范围为-40度至-125度。
[0012]本实用新型的有益效果是:实现在复杂和苛刻的环境中，高效并且可靠的宽动态振动监测，探测频带高达23kHz，能够实时分类处理各种环境(金属，墙壁，木质等)的振动信号，滤除周围环境的噪音干扰，探测识别爆炸冲击，大力敲打，电钻等的入侵信号。具有不容易破碎、防潮、可靠性高的特性。通过报警输出连接各种报警主机。适合保护银行ATM机，金库，博物馆，军事设施等高价值资产和危险区域。

【专利附图】

【附图说明】
[0013]图1是本实用新型振动探测报警器的结构示意图。

【具体实施方式】
[0014]下面结合【专利附图】

【附图说明】及【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0015]图中数字表示:1、MEMS振动传感器；2、模拟数字转换ADC ;3、第一窄带FIR数字滤波处理器；4、第二窄带FIR数字滤波处理器；5、第三窄带FIR数字滤波处理器；6、振动信号特征识别处理器；7、DSP处理器；8、报警输出装置。
[0016]如图1所示，本实用新型提供一种新型振动探测报警器，该报警器包括依次连接的MEMS振动传感器1、DSP处理器7及报警输出装置8，所述DSP处理器7包括依次连接的ADC模拟数字转换器2、窄带FIR数字滤波处理器及振动信号特征识别处理器6。MEMS振动传感器动态范围大(130DB)，其灵敏度适于各种应用。所有探测范围都具有宽带宽(谐振频率23kHz)，且频率响应可降低到直流。该传感器具有0.5%满量程范围的出色非线性度。MEMS振动传感器还提供优异的抗电磁干扰(EMI)与射频干扰(RFI)影响特性，扩展工作温度范围为_40°C?+125°C，适合苛刻的工业环境。MEMS振动传感器还有无需校准特点。
[0017]MEMS振动传感器是采用在硅片上生成的压阻方式的微机械电子传感器。内部使用高精密的半导体电阻应变片构成惠斯顿电桥。具有很高的测量精度，很低的功耗。
[0018]如图1所示，所述窄带FIR数字滤波处理器包括并联的第一窄带FIR数字滤波处理器3、第二窄带FIR数字滤波处理器4及第三窄带FIR数字滤波处理器5。识别有效的振动信号，必须优化的软、硬件资源来完成相应功能。振动信号的频率在0.05?22K Hz之间。振动信号采集过程中的噪声源主要有:环境振动噪音(车辆、施工等)，雷电等干扰，要得到清晰、准确的信号，必须在不影响正常振动波形的基础上将这些干扰滤除。这就要求数字滤波器具有良好的幅频特性和严格的线性相位特性。有三个不同的窄带FIR数字滤波处理器，分别提取不同带宽(爆炸冲击波、榔头敲击、电钻破坏)的有用信号。输入到振动信号特征识别处理器7进行识别。振动特征识别处理器7包含DSP计算振动的能量、位移和频率特征，振动能量分析是在不同方式下造成引起的周期性脉动振动能量分布不同，形成一个峰峰值检波器，得到振动能量的锯齿波数据，再进一步处理，就得到振动峰值能量的通频幅值和峰值能量谱。结合位移和频率特征的计算，振动特征识别处理器7就能准确报警信号到报警输出装置8。
[0019]如图1所示，所述MEMS振动传感器I为硅压阻式振动传感器。
[0020]如图1所示，所述ADC模拟数字转换器2为高精度12位、频率为500KHZ的ADC模拟数字转换器。将MEMS针对传感器输出的模拟信号转换为数字信号。经过抗混叠滤波的电压信号输入DSP进行模数转换，根据采样保持定理采样频率必须大于等于3倍的信号频率才能保证信号处理的完整性，因此，在ADC转换前要设置信号的采样频率ΙΟΟΚΗζ。调理后的信号过零比较后，送DSP进行频率捕捉，将捕捉到的频率用于初始化DSP内部定时器。当定时时间到来时，进入定时器中断子程序并打开ADC采样，转换完成后产生一个硬件中断告诉DSP读取数据。在ADC过程中，采用过采样技术，提高了抗干扰的能力。
[0021]如图1所示，所述MEMS振动传感器I探测频带为23kHz。
[0022]如图1所示，所述MEMS振动传感器I工作温度范围为_40度至-125度。
[0023]本实用新型实现在复杂和苛刻的环境中，高效并且可靠的宽动态振动监测，探测频带高达23kHz。MEMS传感器具有优异的抗电磁干扰和射频干扰特性，扩展的工作温度范围-40度-125度。使用高速DSP芯片，通过ADC采用MEMS的信号，结合专用数字FIR窄带滤波处理算法，实时分类处理各种环境(金属，墙壁，木质等)的振动信号，滤除周围环境的噪音干扰，探测识别爆炸冲击，大力敲打，电钻等的入侵信号。通过报警输出连接各种报警主机。适合保护银行ATM机，金库，博物馆，军事设施等高价值资产和危险区域。
[0024]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种新型振动报警器，其特征在于:该报警器包括依次连接的MEMS振动传感器、DSP处理器及报警输出装置，所述DSP处理器包括依次连接的ADC模拟数字转换器、窄带FIR数字滤波处理器及振动信号特征识别处理器。
2.根据权利要求1所述新型振动报警器，其特征在于:所述窄带FIR数字滤波处理器包括并联的第一窄带FIR数字滤波处理器、第二窄带FIR数字滤波处理器及第三窄带FIR数字滤波处理器。
3.根据权利要求1所述新型振动报警器，其特征在于:所述MEMS振动传感器为硅压阻式振动传感器。
4.根据权利要求1所述新型振动报警器，其特征在于:所述ADC模拟数字转换器为高精度12位、频率为500KHZ的ADC模拟数字转换器。
5.根据权利要求3所述新型振动报警器，其特征在于:所述MEMS振动传感器探测频带为 23kHz ο
6.根据权利要求3所述新型振动报警器，其特征在于:所述MEMS振动传感器工作温度范围为-40度至-125度。
【文档编号】G08B13/02GK204010187SQ201420511783
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】俞慧, 胡颖, 龙佳 申请人:深圳市盛波尔实业发展有限公司