专利名称：一种高压脉冲电子围栏系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子安防技术，尤其涉及一种高压脉冲电子围栏系统。
背景技术：
目前，电子围栏是目前最先进的周界防盗报警系统，它由高压电子脉冲主机和前 端探测围栏组成。高压电子脉冲主机是产生和接收高压脉冲信号，并在前端探测围栏处于 触网、短路、断路状态时能产生报警信号，并把入侵信号发送到安全报警中心；前端探测围 栏由杆及金属导线等构件组成的有形周界。电子围栏是一种主动入侵防越围栏，对入侵企 图做出反击，击退入侵者，延迟入侵时间，并且不威胁人的性命，并把入侵信号发送到安全 部门监控设备上，以保证管理人员能及时了解报警区域的情况，快速的作出处理。电子围栏 已经成为了周界安防领域中备受青睐的安防设备，而其中高压脉冲电子围栏具有主动防御 性强、不易受气候和环境影响的优点。但现今市场上的高压脉冲电子围栏仍然存在以下不足之处1.高压脉冲电子围 栏的回路控制少，由于回路多而会造成相互影响较大，一般仅有两个回路，；2.高压脉冲电 子围栏报警系统针对短路和断路的情况极易发生误报警，即不能准确区分回路的断路和短 路状态；3.高压脉冲电子围栏的回路间互相有干扰。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种高压脉冲电子围栏系统，能够准确区分断 路和短路状态，且各个围栏回路相互无干扰。为解决上述问题，本发明提供一种高压脉冲电子围栏系统，该系统其包括依次连 接构成PID闭环的控制器、PWM发生器、直流升压器、高压储能电容及电压采样模块；及一端 连接于所述高压储能电容，另一端连接于高压脉冲变压器并由控制器通过驱动电路采取时 序控制，对高压储能电容上的电压进行开关控制的放电器；连接于所述放电器与高压脉冲 电流采样模块之间的高压脉冲变压器；连接于高压脉冲变压器与控制系统之间的高压脉冲 电流采样模块；与高压脉冲电流采样模块相连的围栏；所述围栏包括第一围栏回路、第二 围栏回路及第三围栏回路；所述高压脉冲电流采样模块包括第一短路检测器、第二短路检 测器、第一断路检测器、第二断路检测器及第三断路检测器；所述第一围栏回路、第一短路 检测器及第一断路检测器串联连接后接于高压脉冲变压器与地之间；所述第二围栏回路、 第一断路检测器串联连接后接于高压脉冲变压器与地之间；所述第三围栏回路、第二短路 检测器及第三断路检测器串联连接后接于高压脉冲变压器与地之间。与现有技术相比较，本发明一种高压脉冲电子围栏系统通过将三个围栏回路分别 独立设置于于高压脉冲变压器与地之间，再通过断路检测器、短路检测器分别检测各个回 路。这样，各检测器能够独立准确地检测各个围栏回路短路、断路情况，而且各个回路出现 短路或断路情况时互不干扰。作为本发明一种高压脉冲电子围栏系统的一个实施例，所述短路检测器包括电阻(R3)、电阻(R4)、电流互感器及稳压二极管(Dl)；所述电流互感器包括正、副边线圈，所 述正边线圈一端与高压脉冲变压器相连，一端与第一围栏回路相连，所述副边线圈与电阻 (R3)并联连接后经过电阻(R4)分两路，一路接控制器，一路经过稳压二极管(Dl)后接地。作为本发明一种高压脉冲电子围栏系统的一个实施例，所述断路检测器包括发光 二极管(D4)、光敏电阻(Rx)及反相器(UlA)，所述发光二极管(D4)与光敏电阻(Rx)通过 套管连接形成光通道；所述光敏电阻(Rx) —端接地，另一端分两路，一路经电阻(R8)接电 源，一路经反相器(UlA)接控制器；所述发光二极管(D4)用于与围栏回路串联连接后接于 高压脉冲变压器与地之间。作为本发明一种高压脉冲电子围栏系统的一个实施例，所述断路检测器还包括 与发光二极管(D4)串联连接的电阻(R7)，及与发光二极管(D4)并联连接的限压二极管 (D3)。所述限压二极管(D3)为TVS管。
图1为本发明一种高压脉冲电子围栏系统在一个实施例中结构框图；图2为本发明一种高压脉冲电子围栏系统在一个实施例中的高压脉冲变压器、高 压脉冲电流采样模块及围栏回路的电路图；图3为本发明一种高压脉冲电子围栏系统在一个实施例中的断路检测器的电路 图。
具体实施例方式为使本发明更加容易理解，结合附图对本发明作进一步阐述，但附图中的实施例 不构成对本发明的任何限制。参考附图1，该图为高压脉冲电子围栏系统在一个实施例中结构框图。该系统包 括控制器10、PWM发生器20、直流升压器30、高压储能电容40、电压采样模块50、驱动电路 60、放电器70、高压脉冲变压器80、高压脉冲电流采样模块90、报警指示器100、485通讯模 块110、围栏120及电源。所述控制器10、PWM发生器20、直流升压器30、高压储能电容40、电压采样模块50 依次连接构成PID闭环系统。所述放电器70为晶闸管放电器，该晶闸管放电器包括输入 端、输出端及控制端，其输入端连接于所述高压储能电容40，输出端连接于高压脉冲变压器 80，控制端连接于驱动电路60，该晶间管放电器由控制器10通过驱动电路60采取时序控 制，对高压储能电容40上的电压进行开关控制。所述高压脉冲变压器80连接于所述放电 器70与高压脉冲电流采样模块90之间。所述高压脉冲电流采样模块90连接于高压脉冲 变压器80与控制器10之间，所述高压脉冲电流采样模块90还与围栏120相连。所述控制 器还连有报警指示器100及485通讯模块110。所述电源模块提供电源。所述PWM发生器20通过控制器10控制输出PWM信号给直流升压器30，所述直流 升压器30为DC\DC直流升压器，将PWM信号进行升压，再经高压储能电容40进行储能，电 压采样模块50对高压储能电容40进行采样并输送给控制器。另，所述晶间管放电器由控 制器10通过驱动电路60采取时序控制，对高压储能电容40上的电压进行开关控制，控制 输出放电。所述高压脉冲变压器80产生高压脉冲信号提供给各个围栏回路。所述高压脉冲电流采样模块90采集各个围栏回路的信号并输送给控制器以监控各个围栏断路、短路 的情况。参考图2，所述图2为高压脉冲电子围栏系统中的高压脉冲变压器、高压脉冲电流 采样模块及围栏回路的电路图。所述围栏120包括第一围栏回路、第二围栏回路及第三围 栏回路。所述高压脉冲电流采样模块包括第一短路检测器、第二短路检测器、第一断路检测 器、第二断路检测器及第三断路检测器。所述第一围栏回路、第一短路检测器及第一断路 检测器串联连接后接于高压脉冲变压器与地之间从而构成回路A。所述第二围栏回路、第 二断路检测器串联连接后接于高压脉冲变压器与地之间从而构成回路B。所述第三围栏回 路、第二短路检测器及第三断路检测器串联连接后接于高压脉冲变压器与地之间从而构成 回路C。所述第一短路检测器包括电阻R3、电阻R4、电流互感器及稳压二极管Dl ；所述电 流互感器TF2包括正、副边线圈，所述正边线圈一端与高压脉冲变压器相连，一端与第一围 栏回路相连，所述副边线圈与电阻R3并联连接后经过电阻R4分两路，一路通过端口 a接控 制器，一路经过稳压二极管Dl后接地。所述第二短路检测器是与第一短路检测器对称的，结构一样。其包括电阻R5、电 阻R6、电流互感器及二极管D2 ；所述电流互感器TF3包括正、副边线圈，所述正边线圈一端 与高压脉冲变压器相连，一端与第一围栏回路相连，所述副边线圈与电阻R5并联连接后经 过电阻R6分两路，一路通过端口 e接控制器，一路经过二极管D2后接地。所述高压脉冲变压器80的副边线圈TFl的两端分别与电流互感器TF2、电流互感 器TF3相连接。电流互感器用于对围栏回路进行电流采样，当回路A中有大电流流过高压 脉冲变压器80的副边线圈TFl时，在电流互感器TF2副边产生电流，通过电阻R4将电流转 换为电压，经稳压二极管Dl钳位后在端口 a输出高电平给控制器，从而控制器可以判断出 回路A短路。同样，当回路C中有大电流流过高压脉冲变压器80的副边线圈TFl时，在电 流互感器TF3副边产生电流，通过电阻R6将电流转换为电压，经二极管D2钳位后在端口 e 输出高电平给控制器，从而控制器可以判断出回路C短路。只有在回路A短路的情况下电流 互感器TF2的副边才会产生高电平，在回路A断路和正常工作状态下电流互感器TF2的副 边产生低电平，此时端口 a均输出低电平，控制器从而判断回路A没有短路的现象。同理， 回路C也这样，只有在回路C短路的情况下电流互感器TF3的副边才会产生高电平，在回路 C断路和正常工作状态下电流互感器TF3的副边产生低电平，此时端口 e均输出低电平，控 制器从而判断回路C没有短路的现象。所述第一断路检测器、第二断路检测器、第三断路检测器结构都是一样的。参考图 3，图3为高压脉冲电子围栏系统中的断路检测器的电路图。所述断路检测器包括发光二极 管D4、光敏电阻Rx及反相器U1A，所述发光二极管D4与光敏电阻Rx通过热缩套管连接形成 光通道，防止外界光干扰。所述光敏电阻Rx —端接地，另一端分两路，一路经电阻R8接电 源，一路经反相器UlA接控制器。所述发光二极管D4用于与围栏回路串联连接后接于高压 脉冲变压器与地之间。该发光二极管D4包括两个端口，分别为端口 A及端口 K。所述断路 检测器还包括与发光二极管D4串联连接于端口 A及端口 K之间的电阻R7，及与发光二极管 D4并联连接的限压二极管D3。所述限压二极管D3为TVS管，具有限压保护的作用，其两端 分别连接端口 A及端口 K。光敏电阻Rx与电阻R8串接于电源VCC和地之间，光敏电阻Rx和电阻R8之间连接反相器UlA的1端，反相器UlA作为有源器件在这里对输出电压进行整 形；当发光二极管D4中有电流流过时光敏电阻受此影响而阻值变小，光敏电阻Rx的非接地 端上产生低电平经过反相器UlA整形后在反相器UlA的2端输出高电平给控制器10，从而 控制器判断回路断路。以下进一步说明本围栏系统的工作原理，先定义OUTl为回路A中第一断路检测器的输出，用于判断第一围栏回路是否断路；0UT2为回路B中第二断路检测器的输出，用于判断第二围栏回路是否断路；0UT3为回路C中第三断路检测器的输出，用于判断第三围栏回路是否断路；OUTa为回路A中第一短路检测器的输出，用于判断第一围栏回路是否短路；OUTe为回路C中第二短路检测器中的输出，用于判断第三围栏回路是否短路。分析回路断开状态当A回路断开0UTa = 0，OUTl = 0其它为正常；当B回路断开0UT2 = 0其它为正常；当C回路断开0UTe = 0，0UT3 = 0其它为正常。分析回路之间短路情况当A回路与其它回路之间短路0UTa = 1，OUTl = 0，当C回路与其它回路之间短路0UTe = 1，0UT3 = 0。分析所有回路正常工作0UT1= 1，0UT2 = 1，0UT3 = 1，OUTa = 0，OUTe = 0。因此本系统具有以下优点输出给控制器的检测信号都为数字信号，不易被干扰； 引入了电流变化量使得准确的反映回路状态，以及更小的回路输出阻抗；能够独立准确地 检测各个围栏回路短路、断路情况，而且各个回路出现短路或断路情况时互不干扰。以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范 围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可 以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
权利要求
一种高压脉冲电子围栏系统，其包括依次连接构成PID闭环的控制器、PWM发生器、直流升压器、高压储能电容及电压采样模块；及一端连接于所述高压储能电容，另一端连接于高压脉冲变压器并由控制器通过驱动电路采取时序控制，对高压储能电容上的电压进行开关控制的放电器；连接于所述放电器与高压脉冲电流采样模块之间的高压脉冲变压器；连接于高压脉冲变压器与控制系统之间的高压脉冲电流采样模块；与高压脉冲电流采样模块相连的围栏；其特征在于，所述围栏包括第一围栏回路、第二围栏回路及第三围栏回路；所述高压脉冲电流采样模块包括第一短路检测器、第二短路检测器、第一断路检测器、第二断路检测器及第三断路检测器；所述第一围栏回路、第一短路检测器及第一断路检测器串联连接后接于高压脉冲变压器与地之间；所述第二围栏回路、第一断路检测器串联连接后接于高压脉冲变压器与地之间；所述第三围栏回路、第二短路检测器及第三断路检测器串联连接后接于高压脉冲变压器与地之间。
2.如权利要求1所述一种高压脉冲电子围栏系统，其特征在于所述短路检测器包括电 阻(R3)、电阻(R4)、电流互感器及稳压二极管(Dl)；所述电流互感器包括正、副边线圈，所 述正边线圈一端与高压脉冲变压器相连，一端与第一围栏回路相连，所述副边线圈与电阻 (R3)并联连接后经过电阻(R4)分两路，一路接控制器，一路经过稳压二极管(Dl)后接地。
3.如权利要求1所述一种高压脉冲电子围栏系统，其特征在于所述断路检测器包括发 光二极管(D4)、光敏电阻(Rx)及反相器(UlA)，所述发光二极管(D4)与光敏电阻(Rx)通 过套管连接形成光通道；所述光敏电阻(Rx) —端接地，另一端分两路，一路经电阻(R8)接 电源，一路经反相器(UlA)接控制器；所述发光二极管(D4)用于与围栏回路串联连接后接 于高压脉冲变压器与地之间。
4.如权利要求3所述一种高压脉冲电子围栏系统，其特征在于所述断路检测器还包括 与发光二极管(D4)串联连接的电阻(R7)，及与发光二极管(D4)、电阻(R7)的串联组合相 并联连的限压二极管(D3)。
5.如权利要求4所述一种高压脉冲电子围栏系统，其特征在于所述限压二极管(D3)为 TVS 管。
全文摘要
本发明公开了一种高压脉冲电子围栏系统，包括依次连接构成PID闭环的控制器、PWM发生器、直流升压器、高压储能电容及电压采样模块；及放电器、高压脉冲变压器、高压脉冲电流采样模块、围栏；所述围栏包括三个围栏回路；所述高压脉冲电流采样模块包括三个断路检测器分别应用于每个围栏回路及两个短路检测器分别应用于其中两个围栏回路；所述围栏回路、短路检测器及断路检测器串联连接后接于高压脉冲变压器与地之间；该系统能够准确区分断路和短路状态，且各个围栏回路相互无干扰。
文档编号H05C1/04GK101916490SQ20101024277
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者李志斌, 王家柱 申请人:李志斌;北京德生万利时印艺科技有限公司