专利名称：泄漏电缆周界入侵探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线电探测领域，特别是泄漏电缆周界入侵探测器。 技术背景泄漏电缆周界入侵探测器适用于通讯无人机站、电力无人值守变电所、太阳能发 电场、银行金库、高级住宅小区、政府机关、监狱、仓库、博物馆、文物保护单位、机场、军事机 关及设施、油库及输油管道等需要室外周边入侵报警的场所。泄漏电缆周界入侵探测在国 内外都还处于不断完善阶段，国内的主流产品还处于模拟电路设计阶段，因此，稳定性和抗 干扰能力还存在着严重缺陷。
实用新型内容本实用新型采用计算机嵌入式控制，简化了泄漏电缆周界入侵探测器的电路，提 高了泄漏电缆周界入侵探测器稳定性和抗干扰能力。根据本实用新型的一个方面，提供一种泄漏电缆周界入侵探测器，其特征在于所 述探测器包括发射电路、接收电路、相位解调电路、放大电路和计算机处理电路，其中发射 电路连接发射电缆；接收电路连接接受电缆；相位解调电路连接发射电路和接收电路；放 大电路连接相位解调电路的输出；计算机处理电路连接相位解调电路的输出并连接发射电 路和放大电路输出。通过计算机对相位解调电路输出电压的检测，来判断发射电路输出的参考信号与 接收电路输出信号的相位位置，并自动调整，使发射电路的参考信号与接收电路的输出信 号相位位置处于最佳状态，以此来克服环境温度和湿度引起的泄漏电缆周界入侵探测器的 灵敏度漂移。并通过计算机对2路独立的报警信号进行采样，有效甄别报警信号，大幅度地 提高泄漏电缆周界入侵探测器的稳定性和抗干扰能力。
图1示出本实用新型的系统框图；图2示出传统模拟主控板的系统框图；图3示出本实用新型的解调信号相位关系图；图4示出本实用新型的主控板系统图。
具体实施方式
图1为泄漏电缆周界入侵探测器的系统框图。市电输入U2为220V交流市电，经 插座引入探测器，GND为接地，火线L、零线N与主控板U4内的电源防雷电路并联后给开关 电源U3供电。开关电源U3输出12V直流电源，为主板供电。+12是开关电源U3输出的正 极，VSS是负极。U7是发射电缆，发射无线电信号。U8是接受电缆，接受无线信号。U1是报 警输出接口，输出一对常开常闭触头，COM为触头的公共点输出，NC为常闭触头输出，NO为常闭触头输出。U5为面板指示电路，显示主板电路状况。TO为后备电源的输入接口，+12B 为后备电源的正极，VSS为后备电源的负极。图2为传统模拟主控板的系统框图。U9为发射电路，发射电路在发射电缆上输出 发射信号的同时，还提供2个与发射信号有固定相位差的同频参考信号TX1和TX2。TX1的 相位超前TX2。U10为接受电路，将接收泄露电缆上的信号进行滤波放大后输出一个信号 RX。在设计上，要求RX的相位在TX1与TX2中间，如图3解调信号相位关系图所示。U11为 相位解调器，将TX1与RX，TX2与RX的相位差分别解调为电压信号TPL1、TPL2。当有人接近 泄漏电缆或进入泄露电缆设定区域，将产生多普列效应，RX出现相位移动，电压信号TPL1、 TPL2发生变化。U12是低频交流放大电路，将TPL1、TPL2微小的电压变化，通过低频交流放 大器进行相加后放大，得到触发信号TR。U13是报警信号处理电路，根据TR信号值的大小 进行报警延时处理，并驱动继电器进行报警。模拟主控系统缺乏强有力处理功能，使得系统 的环境适应能力、稳定性和抗干扰能力存在着缺陷，严重地制约了泄漏电缆周界入侵探测 器的市场推广和应用。如图3所示，当接收到的信号RX在参考信号TX1、TX2中间时，相位解调出来的信 号最大，即a 1 = a2 = 30°。传统泄漏电缆周界入侵探测器是通过调节接收电路U10内 部的电路，使RX发生相位移动，来达到相位解调信号最大的目的。但是，泄漏电缆埋地以 后，电缆之间的土质状况并非是一层不变的。土质的介电常数受温度和湿度的影响，时刻在 发生变化，这不仅使接受电缆上的信号大小发生变化，同时，也使RX的相位发生变化，这就 使得整个系统的灵敏度在环境温度和湿度变化时，跟着发生了变化，严重地制约了泄漏电 缆周界入侵探测器的使用。图4是本实用新型的主控板系统图。本实用新型的泄漏电缆周界入侵探测器包括发射电路、接收电路、相位解调电路、 放大电路和计算机处理电路，其中发射电路连接发射电缆；接收电路连接接受电缆；相位解调电路连接发射电路和 接收电路；放大电路连接相位解调电路的输出；计算机处理电路连接相位解调电路的输出 并连接发射电路和放大电路输出。为了克服传统模拟主控板的缺陷，U13计算机处理电路，以单片机为核心，对U11 相位解调电路输出的TPL1、TPL2，U12放大电路输出的TR1、TR2进行AD采样，同时输出控 制信号CS、DA、CLK对发射电路U9中的TX1、TX2进行相位调节。Ul 1相位解调电路输出的 TPL1、TPL2电压值，与TX1和RX的相角，TX2和RX的相角有着紧密的联系，即通过计算机 测试TPL1、TPL2的电压值，就可以清楚地知道TX1、TX2与RX的相角，然后通过CS、DA、CLK 调整发射电路U9内的数码电阻来调整TX1、TX2的相位位置，使TX1、TX2与RX的相角满足 图3的位置。这样，当环境的温度、湿度出现较大范围变化时，计算机就能根据U11相位解 调电路输出的TPL1、TPL2变化，自动调整TX1、TX2的相角，使系统工作在最佳状态下。另 外，U12放大电路分别对U11相位解调电路输出的TPL1、TPL2进行交流放大，得到两个独立 的表征TX1与RX、TX2与RX相位变化的信号TR1、TR2。U13计算机处理电路中的单片机对 TR1、TR2的波形进行AD采样，通过对这两个波形的比较分析，可以有效的对报警信号的真 伪进行判断，提高系统的抗干扰能力，增加系统的稳定性。本实用新型的泄漏电缆周界入侵探测器包括发射电路、接收电路、相位解调电路、放大电路和计算机处理电路。所述发射电路用于在发射电缆上输出发射信号，发射电路由反相器CD4069组成 振荡电路，驱动发射三极管2SK1971输出发射信号，并输出2个相位相差60°的参考信号。 本发射电路中使用数字电位器AD5227，并接受计算机处理电路的串行信号，对2个参考信 号的相位进行平移调节，实现与接收电路输出信号的相位调整，达到最佳相位解码的目的。接收电路用于接收泄露电缆上的信号，前置滤波后经场效应管2SK241放大后送 高频增益自控放大器AD603进行输出信号自动调节，以满足泄露电缆输入信号宽范围的强 弱变化，确保接收电路输出信号幅值稳定。相位解调电路用于发射电路输出的2个参考信号与接收电路输出信号之间的相 位解调。2片相位解调器AD9901分别对发射电路输出的2个参考信号与接收电路输出信号 之间的相位差进行相位解调，解调后的电压在经过运算放大器LM358组成的电压跟随器输 出2路个相位解调信号，供放大电路进行报警信号放大。放大电路用于对相位解调电路输出的2个信号变化进行放大。运算放大器0P07 和LM358组成了 2个两级交流放大器，分别对相位解调电路输出的2个信号变化进行放大， 放大后的2个信号输出给计算机处理电路。计算机处理电路采用单片机ATmega48作为主控单元。通过对相位解调电路输出 的2个信号进行监控，并根据相位解调电路输出的2个信号的值来调整发射电路里的数字 电位器AD5227的阻值，实现发射电路2个参考信号与接收电路输出信号之间的相位调整。 同时，通过单片机对放大电路输出信号的2个信号检测，对报警信号做出判断。发射电路输出的2个参考信号相位角相差60°，同时要求接收电路的输出信号相 位位于发射电路输出的2个参考信号中间。发射电路输出的2个参考信号之间的60°相 位差，是通过固定的电阻、电容延时电路实现。2个发射电路输出的参考信号与接收电路 输出信号之间的相位保证，是通过计算机处理电路中的单片机输出串行信号给数字电位器 AD5227，改变阻容延时的电阻来实现的。计算机处理电路对相位解调电路输出的2个信号进行检测，并以此调整发射电路 输出的2个参考信号的相位。放大电路对相位解调电路输出的2个信号进行独立的交流信号放大。计算机处理电路对放大电路输出的2路信号进行独立采样，并通过这两个信号的 进行报警判断。应当理解，本实用新型中各个电路的具体型号只是实现本实用新型的一种实施 例。本领域的技术人员可以选择其他相似电路实现本实用新型。
权利要求一种泄漏电缆周界入侵探测器，其特征在于所述探测器包括发射电路、接收电路、相位解调电路、放大电路和计算机处理电路，其中发射电路连接发射电缆；接收电路连接接受电缆；相位解调电路连接发射电路和接收电路；放大电路连接相位解调电路的输出；计算机处理电路连接相位解调电路的输出并连接发射电路和放大电路输出。
2.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于所述发射电路输出的2个参考信号相位 角相差60°，同时要求接收电路的输出信号相位位于发射电路输出的2个参考信号中间； 通过固定的电阻、电容延时电路实现发射电路输出的2个参考信号之间的60°相位差实 现；计算机处理电路中的单片机输出串行信号给数字电位器，改变阻容延时的电阻。
3.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于所述计算机处理电路对相位解调电路输 出的2个信号进行检测，并以此调整发射电路输出的2个参考信号的相位。
4.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于所述放大电路对相位解调电路输出的2 个信号进行独立的交流信号放大。
5.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于所述计算机处理电路对放大电路输出的 2路信号进行独立采样，并通过这两个信号的进行报警判断。
6.根据权利要求1所述的探测器，其中所述发射电路由反相器CD4069组成振荡电路， 驱动发射三极管2SK1971输出发射信号，并输出2个相位相差60°的参考信号，所述发射电 路中使用数字电位器AD5227，并接受计算机处理电路的串行信号，对2个参考信号的相位 进行平移调节；接收电路进一步包括前置滤波后经场效应管2SK241放大后送高频增益自控放大器 AD603进行输出信号自动调节；所述相位解调电路进一步包括2片相位解调器AD9901分别对发射电路输出的2个参 考信号与接收电路输出信号之间的相位差进行相位解调，解调后的电压在经过运算放大器 LM358组成的电压跟随器输出2路个相位解调信号，供放大电路进行报警信号放大；所述放大电路进一步为运算放大器0P07和LM358组成了 2个两级交流放大器，分别对 相位解调电路输出的2个信号变化进行放大，放大后的2个信号输出给计算机处理电路；所述计算机处理电路采用单片机ATmega48作为主控单元；通过对相位解调电路输出 的2个信号进行监控，并根据相位解调电路输出的2个信号的值来调整发射电路里的数字 电位器AD5227的阻值，实现发射电路2个参考信号与接收电路输出信号之间的相位调整， 并通过单片机对放大电路输出信号的2个信号检测，对报警信号做出判断。
专利摘要本实用新型涉及一种泄漏电缆周界入侵探测器，包括发射电路、接收电路、相位解调电路、放大电路和计算机处理电路；所述发射电路用于在发射电缆上输出发射信号；接收电路用于接收泄露电缆上的信号；相位解调电路用于发射电路输出的2个参考信号与接收电路输出信号之间的相位解调；放大电路用于对相位解调电路输出的2个信号变化进行放大；计算机处理电路通过对相位解调电路输出的2个信号进行监控，并根据相位解调电路输出的2个信号的值来调整发射电路；实现发射电路2个参考信号与接收电路输出信号之间的相位调整；通过对放大电路输出信号的2个信号检测，对报警信号做出判断。本实用新型有提高泄漏电缆周界入侵探测器的稳定性和抗干扰能力。
文档编号G08B13/22GK201616155SQ200920266688
公开日2010年10月27日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者胡渝 申请人:安信合创科技(北京)有限责任公司;胡渝;陈阳;陈旭