周界安防系统的制作方法

本发明涉安全技术领域，特别涉及一种周界安防系统。

背景技术：

在现代社会的各行业应用中，常有一些需要重点管控的区域，如机场、监狱、危险品存放区及化工厂等，同时随着人们安防意识的提高，在住宅、办公楼、学校等常规的建筑和区域的周界防护需求也越来越多，因此现代化的周界安防技术得到了广泛的应用。

目前，常见的技术防范方案主要有：红外对射入侵探测、泄露电缆入侵探测和震动光缆入侵探测等。红外对射入侵探测主要是利用不可见光束，例如红外线，在发射机和接收机之间形成警戒线，采用遮挡报警的方式，形成的防护区为单光束或者多光束网状防区；震动光缆入侵探测是通过感应周围微小的震动和压力变化来报警，形成的防区为沿震动光缆方向的附近区域，容易跨过。

现有的安防系统的防护区均存在盲点，容易被越过，安全度较低，而且容易受到外界环境影响(如雨雪天气、动植物等)而出现误报，对安装环境的要求较高。

技术实现要素：

为本发明提供了一种周界安防系统，为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一种周界安防系统，包括周界处理器、应用服务设备、至少一个周界控制器和与每个周界控制器相连接的至少一根探测线缆，其中，

所述探测线缆与所述周界控制器相连接形成目标安防区域的边界，所述探测线缆内设置有多个探测器组，每个探测器组包括一个发射探测器和至少一个接收探测器，同一个探测器组内的所述发射探测器与所述接收探测器进行无线信号收发，构成无线信号辐射区；

所述周界控制器用于接收所述探测线缆上的接收探测器接收的无线信号，并将接收到无线信号转发给所述周界处理器；

所述周界处理器与所述周界控制器相连接，用于分析从所述周界控制器发送的无线信号，并根据无线信号的变化，检测是否出现入侵物，以及，将检测情况发送给所述应用服务设备；

所述应用服务设备用于显示所述目标安防区域的安全状况。

优选的，所述周界安防系统还包括光端机和交换机，其中，

所述光端机与所述周界控制器相连接，用于对所述周界控制器接收的无线信号进行光电转换；

所述交换机的输入端与所述光端机的输出端相连接，所述交换机的输出端与所述周界处理器相连接，所述交换机用于将所述光端机转换的光电信号发送给所述周界处理器。

优选的，所述应用服务设备包括与所述周界处理器相连接的报警器，用于当所述周界处理器检测到所述目标安防区域的边界出现入侵物时，发出声光报警提示。

优选的，所述应用服务设备还包括与所述交换机相连接的Web服务器，用于提供可视化的电子地图，实时显示所述周界安防系统运行状态。

优选的，所述应用服务设备还包括与所述交换机相连接的计算机，用于通过所述计算机使用浏览器查看所述周界安防系统的监测情况。

优选的，所述应用服务设备还包括与所述交换机相连接的远程监控终端，所述远程监控终端包括语音通信站，所述语音通信站用于采集语音数据包以实现所述周界安防区域内外间的语音通信。

优选的，所述周界安防系统还包括多个巡检卡，所述巡检卡通过向系统预先设定标识信息，使携带巡检卡的人员在所述目标安防区域内不报警，便于巡检人员对所述探测线缆进行检测。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

为本发明提供的一种周界安防系统，包括周界处理器、应用服务设备、至少一个周界控制器和与每个周界控制器相连接的至少一根探测线缆，通过将探测线缆与周界控制器相连接形成目标安防区域的边界，其中探测线缆内设置有多个探测器组，每个探测器组包括一个发射探测器和至少一个接收探测器，同一个探测器组内的所述发射探测器与所述接收探测器进行无线信号收发，构成无线信号辐射区；这样在目标安放区域的边界会形成无盲区的防护，不容易被越过，安全度高；通过周界控制器接收探测线缆上接收探测器接收的无线信号，并将接收到无线信号转发给所述周界处理器；周界处理器用于分析从所述周界控制器发送的无线信号，并根据无线信号的变化，检测是否出现入侵物，以及，将检测情况发送给所述应用服务设备；周界处理器对接收的无线信号进行分析检测是否出现入侵物，不会受天气的影响出现误报，使用探测线缆对安装环境无要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而 言，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为本发明根据实施例提供的一种周界安防系统的结构示意图；

图2为本发明根据实施例提供的一种一根探测线缆上探测信号覆盖的示意图；

图3为本发明根据实施例提供的一种两根探测线缆上探测信号覆盖的示意图；

图4为未发生入侵时探测线缆上各个探测器信号变化的示意图；

图5为未发生入侵时透地微波阵列的示意图；

图6为探测线缆入侵检测过程的示意图；

图7为发生入侵时探测线缆上各个探测器信号变化的示意图；

图8为发生入侵时一探测节点的信号变化的示意图；

图9为发生入侵时透地微波阵列变化的示意图；

图10为本发明根据实施例提供的另一种周界安防系统的结构示意图；

图11为本发明根据实施例提供的一种周界安防系统的周界处理器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

本发明如下实施例提供了一种周界安防系统，如图1所示，该周界安防系统100包括周界处理器30、应用服务设备40、至少一个周界控制器20和与每个周界控制器相连接的至少一根探测线缆10。

其中，每根探测线缆上设置有多个探测器组50，每个探测器组包括一个发射探测器和至少一个接收探测器，同一个探测器组内的所述发射探测器与所述接收探测器进行无线信号收发，构成无线信号辐射区。每个探测器为无线信号收发模块，每个探测器按照一个极短的周期间隔收发无线信号，且无线信号覆盖一个范围，如图2所示。在每根探测线缆上探测器以高密度排列，构成连续的、在线缆周围形成近似均匀的探测场，同时每一个探测器均可以发射无线信号，也可以接收相邻探测器发射的无线信号，同一个探测器的无线信号可被附近多个探测器接收到。

结合图1所示，每个周界控制器30与至少一根探测线缆10相连接，多个周界控制器与多跟探测线缆首尾连接形成目标安防区域的边界，周界控制器20用于接收所述探测线缆上获取的无线信号的数据，并将这些数据转发给周界处理器30，周界控制器主要对探测线缆上探测的数据起到汇聚或转发的作用，周界控制器还可以外接电源，为探测线缆10供电。

此外，每个周界控制器20可以双向各连接一对500米长的探测线缆，即两个相邻的周界控制器间的最长连接距离为1公里；同时为了提高数据传输的效率，所有的周界控制器通过光纤级联后构成传输系统，将探测信息通过光纤发送至周界处理器或者监控中心。

如图1所示，周界控制器20与两根平行的探测线缆10相连接，每根线缆上的探测器探测信号收发方式如图3所示，设防区域的探测设备主要包括两根平行的探测线缆和周界控制器，该平行的两个探测线缆可处于不同的水平面，间距一般为2至10米，由于每根线缆上包含多个探测器组，每个探测器组包括一个发射探测器和至少一个接收探测器，所以沿线缆周围形成一个均匀的电磁射频场，也称探测场。

如图1所示，每个周界控制器20还包括电源接口，电源接口用于与外部电源插头相连接，使得外部电源能够为与每个周界控制器20相连接的探测线缆供电。

为避免探测信号受到障碍物的阻挡，两根平行探测线缆亦可安装在不同水平面。例如，将一根探测线缆埋深与地下，另一根线缆悬挂在围墙或金属栅栏之上。此外，所有探测线缆采用全封闭的设计，防尘、防水、抗氧化，能良好适应各种户外环境。

如图1所示，周界处理器30与周界控制器20相连接，用于接收探测线缆上的接收探测器接收的无线信号，并分析这些从探测器上探测的无线信号，根据无线信号，检测是否出现入侵物，以及将检测情况发送给应用服务设备40，即将分析处理后的结果发送给应用服务器40。此外，周界处理器30还可以根据周界安防系统设定当出现入侵时的报警门限，控制报警器发出声光报警提示。提供与应用服务设备连接的应用接口，以及对系统内所有探测线缆、周界控制器、应用服务设备等进行管理。

应用服务设备40与周界处理器30相连接，用于接收周界处理器30发送的分析处理结果，并显示目标安防区域的安全状况，该安全情况包括无入侵状事件状况和发生入侵事件的状况。

当探测线缆检测无入侵事件发生时，探测场处于相对稳定的状态，各个探测器获取的无线信号保持平稳的状态，这些探测的无线信号通过光纤传输到应用服务设备，如图 4所示为未发生入侵时探测场信号变化的示意图，探测节点FNODE 01至10表示10个探测器的收发信号状态，由图4可见这10个探测点的信号强度变化曲线平稳，没有发生大的波动变化。因此根据探测线缆上的多个探测器多发多收的方式，根据发送、接收的探测信号强度建立透地微波阵列来检测探测场内是否发生入侵事件。

如图4所示，探测节点01至10表示分布在两段平行的探测线缆内的10个探测器，当未发生入侵事件时，每个探测器接收到附近其它探测器的信号强度保持总体趋势的平衡，利用这些接收的信号建立一个透地微波阵列，如图5所示未发生入侵时透地微波阵列的示意图，该透地微波阵列显示出不同时刻探测器接收的无线信号的强度值。

当探测到有入侵事件发生时，入侵物会对探测器的信号造成阻挡吸收和发射，使得透地微波阵列中部分元素或无线信号，出现大幅度的波动，具体入侵检测的过程如图6所示。

当有入侵物闯入到两条探测线缆之间时，会对附近多个点的探测信号造成阻挡，发生吸收、反射或衍射等，使得信号穿过闯入物体后快速衰减，造成对侧线缆上的探测器接收到的信号强度骤减；同时由于入侵物的反射，反射信号叠加到原本的接收信号之上，造成同侧探测器接收到信号强度略有增强。每个节点的信号强度变化情况可通过每个探测器当前获取的信号的强度值与其设定的节点的无线信号相比较获得，如图7、图8所示。

如图7所示，当入侵事件发生时，探测线缆上的多个探测器接收信号会出现不同幅度的突变，发生入侵的节点的信号变化波动较大，如图8所示，为探测器在节点5的信号强度变化情况，信号向下的大幅度突变是由入侵物的阻挡吸收造成的，信号向上的突变较小，是由入侵物对信号的反射造成的。这一变化可通过透地微波阵列直接地反映出来，如图9所示。

通过对比图9的无线信号和图5的无线信号，显示部分探测节点上的无线信号发生变化，并且根据信号变化幅度的大小，对应位置的颜色也不同，方便安防人员准确快速地找到入侵物的入侵位置。

此外，周界安防系统还可以预先设定告警的安全阈值，即告警门限值，当探测器获取的信号的变化值大于该节点设定的安全阈值时，发出告警提示，以防树木、小动物等对系统的干扰，降低误报率，此外该安全阈值还可以克服天气变化，例如雨、雪、风等大面积、小幅度的变化，通过透地微波阵列滤除。

本发明提供的一种周界安防系统，通过将探测线缆与周界控制器相连接形成目标安防 区域的边界，其中探测线缆内设置有多个探测器组，每个探测器组包括一个发射探测器和至少一个接收探测器，同一个探测器组内的所述发射探测器与所述接收探测器进行无线信号收发，构成无线信号辐射区；这样在目标安放区域的边界会形成无盲区的防护，不容易被越高，安全度高；通过周界控制器接收探测线缆上接收探测器接收的无线信号，并将接收到无线信号转发给所述周界处理器；周界处理器用于分析从所述周界控制器发送的无线信号，并根据无线信号的变化，检测是否出现入侵物，以及，将检测情况发送给所述应用服务设备；周界处理器对接收的无线信号进行分析检测是否出现入侵物，不会受天气的影响出现误报，使用探测线缆对安装环境无要求。

在一个实施例中，如图11所示，所述周界处理器30包括存储器301、无线信号分析器302和入侵位置确定模块303。

其中，无线信号分析器302用于分析各个探测器接收到的无线信号变化情况，结合探测器的位置分布情况来确定是否有入侵物入侵。

存储器301，存储器301分别与无线信号分析器302、入侵位置确定模块303相连接，存储器301用于存储从每个探测器的接收到无线信号的变化情况，当入侵物入侵发生告警时，存储发生告警时，探测器发射的无线信号的波形、入侵物的活动轨迹、入侵时间和入侵位置等相关信息。

入侵位置确定模块303，用于确定发生入侵时入侵物所在的位置，其中所述入侵位置可以为相邻多个探测器探测到的入侵物的中心点所在的位置。

周界处理器30还用于获取无线信号分析器302和入侵位置确定模块303的数据信息，并将所述获取的信息发送给应用服务设备40。

在本发明的另一个实施例中，如图10所示，上述周界安防系统100还包括光端机60和交换机70，其中，光端机60与周界控制器20通过光纤相连接，用于对周界控制器20转发的无线信号进行光电转换，该光端机60主要通过信号调制、光电转换等技术，利用光传输特性将探测器上获取的信息传送至远端设备，增加了系统的拓展性。

交换机70的输入端与光端机60的输出端相连接，交换机70的输出端与周界处理器30相连接，交换机70用于将光端机60转换的光电信号发送给周界处理器30，此外交换机70的多个输出端口可以与多种应用服务设备相连接，例如报警器、计算机、Web服务器、路由器、Internet或者其他联动系统，使周界系统的拓展性增强。

如图10所示，应用服务设备40包括报警器401，该报警器401与周界处理器30相连接，用于当发生入侵事件时，周界控制器30根据系统设定的报警门限，控制报警器401发出声光报警提示，提醒安保人员对入侵事件及时处理。

在周界安防系统100中，应用服务设备40还包括与交换机70相连接的Web服务器或网络服务器402，Web服务器402安装在周界安防系统中，用于提供可视化的电子地图，实时显示所述周界系统运行状态、入侵发生的位置等情况，并支持系统内其它设备的远程升级。

在上述实施例中，应用服务设备40还包括计算机或PC机403，用于通过该计算机403使用浏览器查看周界安防系统的监测情况，此外，监控人员通过计算机403安装应用软件，直观、方便地对周界系统的情况进行监测和管理。

应用服务设备40还包括与交换机70相连接的远程监控终端404，该远程监控终端404包括语音通信站，语音通信站用于采集语音数据包以实现安防区域内外间的语音通信，并通过计算机存储语音数据包，该语音通信服务站通过以太网接入周界系统，系统使用的用户容量可根据探测线缆长度线性增长，服务器容量可灵活扩展，一般探测线缆同一地址并列发送用户数为3-5人，即可以同时满足3-5人语音周界安防区域内外的通话，以方便监控人员在周界系统的不同位置进行语音交流。

应用服务设备还包括多个巡检卡405，所述巡检卡405通过向系统预先设定标识信息，该标识信息为携带巡检卡的人员的身份信息，使携带巡检卡的人员在所述目标安防区域内不告警，便于巡检人员对所述探测线缆进行检测、巡查，以及对发生故障处进行维修等。此外，系统还能对携带巡检卡的人员位置进行定位，并显示在计算机上，便于监控巡检人员的位置信息和巡检情况。

在本申请的另一个实施例中，应用服务设备中的Web服务器或者计算机还可以通过软件应用平台实现多种功能，应用平台集监控与操作维护一体化的软件，可灵活扩展与多个系统联动。应用平台主要功能包括：实时监控、地图编辑，多维度分屏监控、统计报表生成，历史查询、设备管理、系统测试等功能。

本发明公开的一种周界安防系统的特点如下：

1、适应于多种地形情况。由于探测器采用线缆型结构，能够随地形起伏、区域不规则的边界变化铺设，避免探测信号受到障碍物的阻挡，两根平行探测线缆亦可安装在不同水平面。例如，将一根探测线缆埋深与地下，另一根线缆悬挂在围墙或金属栅栏之上。此外，所有探测线缆采用全封闭的设计，防尘、防水、抗氧化，能良好适应各种户外环境，对安装环境无要求。

2、预警准确。通过多信号形成透地微波阵列，可以智能识别入侵目标的体积、运动状态和轨迹，不受小动物、树木植被及天气变化等的干扰，实现零误报、零漏报。

3、监测精确。探测器采用低射频功率发射，近距离探测，提高灵敏度；并且在同一位置多探测器联合检测，发现入侵同时快速分辨入侵位置及方向。

4、安装简便。线缆既是探测设备，又是传输和供电设备，铺设后自动形成探测场，可如普通电缆一样埋设于地下或悬挂在围墙、金属围栏上。此外，线缆可根据需要剪切、连接；供电接续距离最远可达1公里，减少在野外布设时的取电次数。

5、全覆盖，高隐蔽。探测场沿线缆均匀分布，无死角，在设防区域周围形成一道无缝的隐形围墙；线缆可以埋在设防区域的地下，隐蔽性好，防止遭到破坏。

6、智能维护，快速恢复。周界安防系统提供智能维护功能，24小时监测所有探测器和周界控制器的运行状态，一旦出现故障或破坏及时发出告警；所有设备支持远程重启、关闭、升级等操作。

7、多功能，可扩展。周界安防系统可同时提供识别功能，为允许出入的人员配备巡检卡，系统探测到佩戴巡检卡的人员跨越边界时不会触发报警，仅将记录下出入情况；对于佩戴标识卡的人员也可根据需要设定其允许出入的时间段和范围，一旦出现越权出入，也将出发报警。

后台系统同时可提供多种管理功能，如历史查询、出入人员管理等，并提供与视频监控、通信联络等系统的互联接口，实现多系统的联动扩展。

现有的周界安防技术，常会采用两种或更多套系统复合的方案达到防范的目的，对入侵物的判断仅采用简单地“与”或者“或”的关系运算，如果采用“与”的运算，需要多个系统均检测到入侵才判定有入侵发生，这样可以降低误报率，但却提高了漏报率；如果采用“或”的运算，则当多个系统中有一个或一个以上系统检测出入侵即判定有入侵发生，这样虽然可以有效降低漏报率，却同时增加了误报率。

本公开的一种周界安防系统，通过由至少一根探测线缆、周界控制器组成的目标安防区域，并且每根探测线缆上的多个探测器组分布密集，通过大量探测器的多发多收获取到对同一位置的多路相对独立的检测信号，实现系统内检测结果的“复合”，多点相互校验，从本质上提高系统的可靠性；由于所有被“复合”信号均来自于同一系统，使得这种复合并非仅是对上层处理结果“与”和“或”的简单叠加，而是在底层即采用了更复杂的联合检测算法进行处理和运算，更有效地过滤掉不准确的测试结果，克服复合系统中“误报”和“漏报”性能提高只能二选一的困境。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者 说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。