本发明涉及安防报警技术领域，尤其是涉及基于微波雷达和mems传感器的探测装置和系统。
背景技术：
在安防阶段，mems传感器通常采用阵列方式部署在围栏或其它介质上，采集围栏或其它介质上的振动信号及角度信号，并对入侵行为进行分析，从而生成报警信号。由于mems传感器输出信号维度多、精度高、采样频率高等特点，并且采用了阵列式布设方式，可通过算法对单个或相邻的一组传感器数据进行训练和分析，可准确识别入侵行为及入侵位置，从而在安防领域中得到了广泛的应用。
但是，mems传感器属于被动式入侵探测技术，依赖于围栏介质上由入侵行为或环境噪声引起产生的振动和倾角变化，其自身不具备主动探测的能力，无法主动探测并发现入侵目标，同时也不具备预警能力，因此无法应用到要求主动探测与入侵预警功能的应用场景中，不能满足用户需求。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供基于微波雷达和mems传感器的探测装置和系统，可以将微波雷达与mems传感器结合，实现主动探测和被动探测的相互融合，进一步提高入侵探测的准确率。
第一方面，本发明实施例提供了基于微波雷达和mems传感器的探测装置，包括探测器节点，所述探测器节点包括微波雷达、mems传感器和微控制单元mcu，其中，所述微波雷达和所述mems传感器分别和所述mcu相连接；
所述微波雷达，用于采集移动目标的参数信号，所述参数信号包括距离、移动方向和移动速度；
所述mems传感器，用于采集数字信号，所述数字信号包括加速度信号或倾角信号；
所述mcu，用于对所述参数信号和所述数字信号进行编码，得到编码的参数信号和数字信号。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述探测器节点还包括通信模块，与所述mcu相连接，用于将所述编码的参数信号和数字信号发送给探测主机。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述探测器节点还包括供电模块，分别与所述微波雷达、所述mems传感器、所述mcu和所述通信模块相连接，用于为所述微波雷达、所述mems传感器、所述mcu和所述通信模块提供电源和过载防浪涌保护。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括围栏，所述围栏的多个立柱上分别设置有多个所述探测器节点，多个所述探测器节点以离散阵列的方式排列，多个所述探测器节点通过rs485和can总线相连接。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述探测器节点的天线设置在所述围栏的外侧，每个所述探测器节点产生的信号形成预警区域。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述探测器节点的外壳为abs塑料。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述微波雷达的频率为24ghz，正向探测距离的最大范围为25m，逆向探测距离小于50cm，其中，正向为所述微波雷达朝向围界外侧的方向，逆向为所述微波雷达朝向所述围界内侧的方向。
第二方面，本发明实施例还提供基于微波雷达和mems传感器的探测系统，包括如上所述的基于微波雷达和mems传感器的探测装置，还包括探测主机、弱电控制箱和监控中心服务器，其中，所述探测装置中的mcu与所述探测主机相连接，所述探测主机与所述弱电控制箱相连接，所述弱电控制箱与所述监控中心服务器相连接；
所述监控中心服务器，用于将编码的参数信号和数字信号进行融合处理，得到预警信号和报警信号。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述探测主机，用于对所述探测装置中探测器节点的运行参数进行配置、采集和运行状态监测。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述弱电控制箱，用于将所述探测主机发送的感知数据包通过tcp/udp协议发送给所述监控中心服务器。
本发明实施例提供了基于微波雷达和mems传感器的探测装置和系统，包括探测器节点，探测器节点包括微波雷达、mems传感器和微控制单元mcu，其中，微波雷达和mems传感器分别和mcu相连接；微波雷达用于采集移动目标的参数信号，参数信号包括距离、移动方向和移动速度；mems传感器用于采集数字信号，数字信号包括加速度信号或倾角信号；mcu，用于对参数信号和数字信号进行编码，得到编码的参数信号和数字信号，可以将微波雷达与mems传感器结合，实现主动探测和被动探测的相互融合，进一步提高入侵探测的准确率。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的基于微波雷达和mems传感器的探测装置示意图；
图2为本发明实施例二提供的探测器节点安装结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的微波雷达预警区域示意图；
图4为本发明实施例三提供的基于微波雷达和mems传感器的探测系统示意图。
图标：
10-探测器节点；11-微波雷达；12-mems传感器；13-mcu；15-通信模块；16-供电模块；20-探测主机；30-弱电控制箱；40-监控中心服务器；50-探测装置。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
mems传感器属于被动式入侵探测技术，依赖于围栏介质上由入侵行为或环境噪声引起产生的振动和倾角变化，其自身不具备主动探测的能力，无法主动探测并发现入侵目标，同时也不具备预警能力，因此无法应用到要求主动探测与入侵预警功能的应用场景中，不能满足用户需求。
本发明实施例提供的基于微波雷达和mems传感器的探测装置和系统，以mems传感器为基础，并融合微波雷达，实现主动探测和被动探测技术的相互融合，微波雷达以阵列的形式在围栏外层形成预警区域，探测预警区域内的移动目标，并产生预警信号，mems传感器安装在围栏上，探测围栏上发生的敲击、撞击和攀爬等入侵行为，并产生报警信号，从而进一步提高系统入侵探测的准确率。
为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。
实施例一：
图1为本发明实施例一提供的基于微波雷达和mems传感器的探测装置示意图。
参照图1，探测装置主要应用于民航机场、司法监狱、港口保税、军事要地、能源电力等安保场所的围界或周界。
该装置包括探测器节点10，探测器节点10包括微波雷达11、mems传感器12和mcu(microcontrollerunit，微控制单元)13，其中，微波雷达11和mems传感器12分别和mcu13相连接；
微波雷达11，用于采集移动目标的参数信号，所述参数信号包括距离、移动方向和移动速度；
mems传感器12，用于采集数字信号，所述数字信号包括加速度信号或倾角信号；
这里，mems传感器12包括单轴或三轴加速度传感器、六轴或九轴陀螺仪、单轴或双轴倾角传感器以及以其它形式的mems传感器，其内置于探测器节点10中，用于探测围栏上的敲击、撞击、摇晃、攀爬、剪切等入侵行为，从而生成加速度信号或倾角信号。
mcu13，用于对所述参数信号和所述数字信号进行编码，得到编码的参数信号和数字信号。
这里，mcu13的采样频率为100hz，并按照通信协议完成采集数据的编码。
进一步的，探测器节点10还包括通信模块15，与mcu13相连接，用于将编码的参数信号和数字信号发送给探测主机。
进一步的，探测器节点10还包括供电模块16，分别与微波雷达11、mems传感器12、mcu13和通信模块15相连接，用于为微波雷达11、mems传感器12、mcu13和通信模块15提供电源和过载防浪涌保护。
实施例二：
图2为本发明实施例二提供的探测器节点安装结构示意图。
参照图2，探测装置还包括围栏，围栏的多个立柱上分别设置有多个探测器节点，多个探测器节点以离散阵列的方式排列，多个探测器节点通过rs485和can总线相连接。
这里，can(controllerareanetwork)是iso国际标准化的串行通信协议。
其中，相邻的探测器节点之间间隔3～6米，高度约1.5米，探测一片或相邻两片围栏上的振动和倾角变化情况。
进一步的，参照图3，探测器节点的天线设置在围栏的外侧，每个探测器节点产生的信号形成预警区域。
由于微波雷达易受金属信号的干扰，故探测器节点的外壳采用abs塑料。
微波雷达的频率为24ghz，正向探测距离的最大范围为25m，逆向探测距离小于50cm，其中，正向为微波雷达朝向围界外侧的方向，逆向为微波雷达朝向围界内侧的方向，上述范围可依据现场情况进行调节，微波雷达具有干扰抑制和噪声自适应及调节能力。
微波雷达包括电路板、广角平面天线和金属地板，封装在探测器节点中。
实施例三：
图4为本发明实施例三提供的基于微波雷达和mems传感器的探测系统示意图。
参照图4，该系统包括基于微波雷达和mems传感器的探测装置50，还包括探测主机20、弱电控制箱30和监控中心服务器40，其中，探测装置50中的mcu与探测主机20相连接，探测主机20与弱电控制箱30相连接，弱电控制箱30与监控中心服务器40相连接；
监控中心服务器40，用于将编码的参数信号和数字信号进行融合处理，得到预警信号和报警信号。
这里，监控中心服务器40将编码的参数信号和数字信号通过感知数据融合处理算法进行融合处理，得到预警信号和报警信号。
进一步的，探测主机20，用于对探测装置50中探测器节点的运行参数进行配置、采集和运行状态监测。
这里，探测主机20汇聚左右两路总线上挂接的探测器数据，每一路总线上挂接12个探测器节点。
进一步的，弱电控制箱30，用于将探测主机20发送的感知数据包通过tcp/udp协议发送给监控中心服务器40。
这里，弱电控制箱30内安装有协议转化设备，协议转化设备通过rs485或can总线接收感知数据包，并将感知数据包通过以太网tcp/udp协议发送给监控中心服务器40。
本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。