專利名稱：一種分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及安防行業(yè)的周界防范技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在安防行業(yè)，公知的振動電纜周界防范系統(tǒng)，多采用麥克風震動電纜或者靜電感應(yīng)電纜(都采用長距離的感應(yīng)電纜)作為傳感器，通過分析整根電纜的混合信號來劃分入侵的模式，然后通過處理器對混合信號進行模式匹配的方法實現(xiàn)入侵檢測。上述振動電纜周界防范系統(tǒng)入侵檢測裝置，麥克風震動電纜將感應(yīng)電纜綁在圍欄上，當有人試圖攀爬或者企圖剪切圍欄時，這些動作引起的震動會被感應(yīng)電纜轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號，然后該電信號會由處理器進行分析，并最終由報警控制單元給出預警或者報警信號；靜電感應(yīng)電纜利用介質(zhì)可改變電場分布的原理，當物體靠近感應(yīng)電纜時引起感應(yīng)電場發(fā)生變化，立即觸發(fā)周界感應(yīng)探測器產(chǎn)生報警信號。二者均采用采用長距離的感應(yīng)電纜作為傳感器，因此系統(tǒng)分析的是整根電纜的混合信號，因此增加了系統(tǒng)噪音，降低了分析的準確性。在實現(xiàn)本實用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在系統(tǒng)噪音大、分析準確性差、檢測量單一與易造成誤判斷等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，以實現(xiàn)系統(tǒng)噪音小、分析準確性好、檢測量多樣與不易造成誤判斷的優(yōu)點。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，至少包括在柵欄周界間隔設(shè)置的η個報警聯(lián)動防區(qū)，在每個報警聯(lián)動防區(qū)中設(shè)有一個傳感器組；與所述η個報警聯(lián)動防區(qū)匹配設(shè)置的多個傳感器組，通過長距離串口線或者雙絞線連接在一起，匯聚于報警主機。進一步地，所述報警主機，至少包括用于監(jiān)控4-20個報警聯(lián)動防區(qū)的處理器，通過RS-485總線與所述處理器連接的繼電器主卡，以及與所述繼電器主卡配合設(shè)置的多個繼電器副卡；所述處理器，具有用于現(xiàn)場連接PC進行調(diào)試的USB數(shù)據(jù)接口、以及用于遠程調(diào)控的RS-485總線與IP接口。進一步地，每個傳感器組，至少包括位于相應(yīng)報警聯(lián)動防區(qū)中心位置的主傳感器，以及，通過串行通信總線電纜，分別間隔連接在所述主傳感器左側(cè)的第一至三輔助傳感器、與間隔連接在所述主傳感器右側(cè)的第四至六輔助傳感器。 進一步地，所述多個傳感器組中的主傳感器，通過長距離串口線或者雙絞線連接在一起，匯聚于處理器。進一步地，所述主傳感器，至少包括具有中繼器功能的三軸加速計傳感器；每個輔助傳感器，至少包括帶有兩個串行通信接口 SPI或兩個串行通信接口 I2C的三軸加速計傳感器。進一步地，所述加速計傳感器，至少包括分布式三維加速計傳感器。進一步地，相鄰的輔助傳感器之間、或輔助傳感器與主傳感器之間，均通過插拔式總線連接；每個輔助傳感器或主傳感器，均具有用于獨立設(shè)置實現(xiàn)信號處理所需參數(shù)的參數(shù)設(shè)置模塊。進一步地，在所述η個報警聯(lián)動防區(qū)中，η個報警 聯(lián)動防區(qū)形成感應(yīng)區(qū)域長度為35-35 Xnm的I路感應(yīng)，I個處理器連接感應(yīng)區(qū)域長度為70-70 Xn m的2路感應(yīng)；n為長距離串口線或者雙絞線有效通信距離/35，η取正整數(shù)；每個傳感器組的感應(yīng)區(qū)域長度為5-35m，每個傳感器組中每個輔助傳感器或主傳感器的感應(yīng)區(qū)域長度為3-7m。優(yōu)選地，在所述η個報警聯(lián)動防區(qū)中，10個報警聯(lián)動防區(qū)形成感應(yīng)區(qū)域長度為350m的I路感應(yīng)，I個處理器連接感應(yīng)區(qū)域長度為700m的2路感應(yīng)；每個傳感器組的感應(yīng)區(qū)域長度為35m，每個傳感器組中每個輔助傳感器或主傳感器的感應(yīng)區(qū)域長度為5m。本實用新型各實施例的分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，由于至少包括在柵欄周界間隔設(shè)置的η個報警聯(lián)動防區(qū)，在每個報警聯(lián)動防區(qū)中設(shè)有一個傳感器組；與η個報警聯(lián)動防區(qū)匹配設(shè)置的多個傳感器組，通過長距離串口線或者雙絞線連接在一起，匯聚于報警主機；與現(xiàn)有的麥克風震動電纜或者靜電感應(yīng)電纜采用長距離的感應(yīng)電纜作為傳感器，可以摒棄對系統(tǒng)的整根電纜的混合信號進行分析，實行逐點單獨分析，減少系統(tǒng)噪音，提高分析的準確性；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)噪音大、分析準確性差、檢測量單一與易造成誤判斷的缺陷，以實現(xiàn)系統(tǒng)噪音小、分析準確性好、檢測量多樣與不易造成誤判斷的優(yōu)點。本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中圖I為根據(jù)本實用新型分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)的工作原理示意圖；圖2為根據(jù)本實用新型分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)中η個報警聯(lián)動防區(qū)的布局示意圖；圖3為根據(jù)本實用新型分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)中單個報警聯(lián)動防區(qū)的傳感器組分布示意圖；圖4為單個三軸加速計傳感器(以MMA 72600Τ為例)的電氣原理示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。[0027]根據(jù)本實用新型實施例，提供了一種分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)。如圖I-圖4所示，本實施例在柵欄周界間隔設(shè)置的η個報警聯(lián)動防區(qū)，在每個報警聯(lián)動防區(qū)中設(shè)有一個傳感器組；與η個報警聯(lián)動防區(qū)匹配設(shè)置的多個傳感器組，通過長距離串口線或者雙絞線連接在一起，形成一套周界防范系統(tǒng)，匯聚于報警主機。其中，上述報警主機，至少包括用于監(jiān)控4-20個報警聯(lián)動防區(qū)的處理器，通過RS-485總線與處理器連接的繼電器主卡(8個開關(guān)量輸出，4個防區(qū))，以及與繼電器主卡配合設(shè)置的多個繼電器副卡(擴充至20個報警聯(lián)動防區(qū)報警輸出時，需加2個繼電器副卡)；處理器和繼電器主卡或副卡之間以RS-485總線連接 (最長1200m)。該處理器，帶有USB數(shù)據(jù)接口，可以在現(xiàn)場連接PC進行調(diào)試；處理器還提供RS-485總線和IP接口，因此可以進行遠程調(diào)控，實現(xiàn)更大規(guī)模周界。上述每個傳感器組，至少包括位于相應(yīng)報警聯(lián)動防區(qū)中心位置的主傳感器(如圖I中的第I中繼振子)，以及，通過串行通信總線電纜，分別間隔連接在主傳感器左側(cè)的第一至三輔助傳感器(如圖I中的第11前端振子、第12前端振子與第13前端振子)、與間隔連接在主傳感器右側(cè)的第四至六輔助傳感器(如圖I中的第14前端振子、第15前端振子與第16前端振子)。多個傳感器組中的主傳感器，通過長距離串口線或者雙絞線連接在一起，匯聚于處理器。在每個傳感器組中，相鄰的輔助傳感器、或主傳感器與輔助傳感器之間的間距為3-7m (優(yōu)選為5m)，每個傳感器組可以形成一個5_35m的防區(qū)；多個傳感組，可以根據(jù)需要，加長一套周界系統(tǒng)的防御范圍。在每個傳感器組中，主傳感器或每個輔助傳感器，具有唯一的編號，以實現(xiàn)在相應(yīng)傳感組所在防區(qū)內(nèi)的定位，使得整個分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)可以實現(xiàn)定位，經(jīng)驗證，該定位精度為±2. 5m。這里，主傳感器，至少包括具有中繼器功能的三軸加速計傳感器；每個輔助傳感器，至少包括帶有兩個串行通信接口 SPI或兩個串行通信接口 I2C的三軸加速計傳感器。加速計傳感器，至少包括分布式三維加速計傳感器。該分布式三維加速計傳感器，是一種壓力傳感芯片，主要由一個利用表面微機械加工的多晶硅結(jié)構(gòu)和一個差動電容器組成；多晶硅結(jié)構(gòu)由多晶硅彈簧支撐，處于晶片的頂部，并與差動電容器的運動中心極板相連，分別在差動電容器的固定上下級板上加兩路幅度相等、相位差為180度的方波。在加速度作用下，多晶硅結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生偏移，拉動差動電容器的中心極板滑動，使兩個電容容值不同，便在中心極板產(chǎn)生電壓，傳感器輸出方波，輸出方波的幅值與所測的加速度成正比。采用分布式三維加速計傳感器，能夠靈敏的反映出水平方向、垂直方向和左右方向上的位移、震動情況，全方位多維度監(jiān)控周界變化。具體地，在上述實施例中，相鄰的輔助傳感器之間、或輔助傳感器與主傳感器之間，均通過插拔式總線連接；每個輔助傳感器或主傳感器，均具有用于獨立設(shè)置實現(xiàn)信號處理所需參數(shù)的參數(shù)設(shè)置模塊。進一步地，在所述η個報警聯(lián)動防區(qū)中，η個報警聯(lián)動防區(qū)形成感應(yīng)區(qū)域長度為35-35 Xnm的I路感應(yīng)，I個處理器連接感應(yīng)區(qū)域長度為70-70 Xn m的2路感應(yīng)；n為長距離串口線或者雙絞線有效通信距離/35，η取正整數(shù)；每個傳感器組的感應(yīng)區(qū)域長度為5-35m，每個傳感器組中每個輔助傳感器或主傳感器的感應(yīng)區(qū)域長度為3-7m。[0036]優(yōu)選地，在η個報警聯(lián)動防區(qū)中，10個報警聯(lián)動防區(qū)形成感應(yīng)區(qū)域長度為350m的I路感應(yīng)，I個處理器連接感應(yīng)區(qū)域長度為700m的2路感應(yīng)；每個傳感器組的感應(yīng)區(qū)域長度為35m，每個傳感器組中每個輔助傳感器或主傳感器的感應(yīng)區(qū)域長度為5m。例如，將上述實施例的分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，應(yīng)用于手機重力感應(yīng)的傳感裝置加速計引入安防周界系統(tǒng)，作為感應(yīng)裝置。在柵欄周界上，7個加速計傳感器為一個報警聯(lián)動防區(qū)，正中間為一個主傳感器，左右分別3個輔助傳感器，每個傳感器負責5m的感應(yīng)區(qū)域，合計35m ；10個防區(qū)為一路感應(yīng)，I個處理 器可以連2路傳感，每路為350m，即I個處理器可以控制700m。換言之，700m可以劃分成最多20個報警聯(lián)動防區(qū)。上述實施例的分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，采用分布式三維加速計傳感器，利用總線電纜將分散的多個傳感器串接，每35m配置I組共7個分布式三維加速計傳感器(I個主6個輔)，相鄰的分布式三維加速計傳感器之間用插拔式總線連接，因此可以實現(xiàn)精確定位和防區(qū)劃分；每個分布式三維加速計傳感器可以獨立設(shè)置參數(shù)，實現(xiàn)信號處理；較市面上常見的麥克風震動電纜或者靜電感應(yīng)電纜采用長距離的感應(yīng)電纜作為傳感器，該分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)摒棄了對系統(tǒng)的整根電纜的混合信號進行分析，實行逐點單獨分析，減少了系統(tǒng)噪音，提高了分析的準確性。上述實施例的分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，前端傳感器采集周界現(xiàn)場的物理信號并數(shù)字化，經(jīng)繼電器卡匯接到處理器上，處理器通過運算進行模式識別和行為研判，將研判結(jié)果通過RS485總線或者RJ45網(wǎng)線將分析結(jié)果發(fā)送至監(jiān)控中心客戶端PC機進行顯示和報警。同時，可以在處理器上或者客戶端上用軟件對各個防區(qū)傳感數(shù)據(jù)進行分析判斷，借助相鄰傳感器參數(shù)大大降低誤報率。例如，在圖I中，報警聯(lián)動防區(qū)I、報警聯(lián)動防區(qū)2……通過防區(qū)間雙絞線順序首尾相連，最后匯聚到處理器上。為確保信號的有效傳輸，應(yīng)避免兩防區(qū)之間的數(shù)據(jù)線超過其有效通信距離(雙絞線為100m)。在圖2中，展示了防區(qū)劃分方法，可以定長劃分防區(qū)，也可以任意劃分防區(qū)，通過一個邏輯總線式數(shù)據(jù)線將其串聯(lián)成一套系統(tǒng)，構(gòu)成監(jiān)測感應(yīng)前端防護區(qū)。左右各70個傳感器總共防御700m的周界。在圖3中，展示了一個金典的防區(qū)組合方式，一個主傳感器M左右兩側(cè)分別延伸出3個5m的輔傳感器串兒，負責35m的防區(qū)感應(yīng)。在圖4中，展示了單個三軸加速計傳感器(這里以MMA 72600T為例)的連線圖。g-selectl和g_select2分別與Rl和R2串接到電源VCC，當二者之一 GS1/GS2的輸入為低電平時，芯片被置于與之對應(yīng)的靈敏度感應(yīng)狀態(tài)；Sle印通過R4與電源串接使芯片處于休眠態(tài)，當Sleep輸入端為低電平時芯片被激活開始工作；Vss為接地端；Vdd為芯片供電；XOUT, YOUT, ZOUT分別為三軸加速計在X軸、Y軸、Z軸方向的加速度大小的電壓表示。R3、R4、R5和C4、C5、C6為輸出濾除電流噪聲和電壓噪聲，形成穩(wěn)定的數(shù)字量輸出。另外，在上述實施例的分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)中，為了兼容多種前端設(shè)備通信方式，處理器兼容RJ45、RJ11，同時為了調(diào)試方便處理器還兼容了 USB串口通信和RS485串行通信；使用三軸加速計電子傳感器作為探頭，通過螺絲固定到攔網(wǎng)上，能靈敏的感應(yīng)三維運動方向和大小，以實現(xiàn)入侵檢測的目的；處理器在接收到信號后要對所有的信號進行處理和分析，判斷報警及定位報警位置，可以通過軟件界面進行顯示。[0045]最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，其特征在于，至少包括在柵欄周界間隔設(shè)置的n個報警聯(lián)動防區(qū)，在每個報警聯(lián)動防區(qū)中設(shè)有ー個傳感器組；與所述n個報警聯(lián)動防區(qū)匹配設(shè)置的多個傳感器組，通過長距離串ロ線或者雙絞線連接在一起，匯聚于報警主機。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，其特征在于，所述報警主機，至少包括至少用于監(jiān)控4-20個報警聯(lián)動防區(qū)的處理器，通過RS-485總線與所述處理器連接的繼電器主卡，以及與所述繼電器主卡配合設(shè)置的多個繼電器副卡； 所述處理器，具有用于現(xiàn)場連接PC進行調(diào)試的USB數(shù)據(jù)接ロ、以及用于遠程調(diào)控的RS-485總線與IP接ロ。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，其特征在于，每個傳感器組，至少包括位于相應(yīng)報警聯(lián)動防區(qū)中心位置的主傳感器，以及，通過串行通信總線電纜，分別間隔連接在所述主傳感器左側(cè)的第一至三輔助傳感器、與間隔連接在所述主傳感器右側(cè)的第四至六輔助傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，其特征在于，所述多個傳感器組中的主傳感器，通過長距離串ロ線或者雙絞線連接在一起，匯聚于處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，其特征在于，所述主傳感器，至少包括具有中繼器功能的三軸加速計傳感器；每個輔助傳感器，至少包括帶有兩個串行通信接ロ SPI或兩個串行通信接ロ I2C的三軸加速計傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，其特征在干，所述加速計傳感器，至少包括分布式三維加速計傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，其特征在于，相鄰的輔助傳感器之間、或輔助傳感器與主傳感器之間，均通過插拔式總線連接；每個輔助傳感器或主傳感器，均具有用于獨立設(shè)置實現(xiàn)信號處理所需參數(shù)的參數(shù)設(shè)置模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，其特征在干，在所述n個報警聯(lián)動防區(qū)中，n個報警聯(lián)動防區(qū)形成感應(yīng)區(qū)域長度為35-35Xnm的I路感應(yīng)，I個處理器連接感應(yīng)區(qū)域長度為70-70 Xn m的2路感應(yīng)；n為長距離串ロ線或者雙絞線有效通信距離/35，n取正整數(shù)； 每個傳感器組的感應(yīng)區(qū)域長度為5-35m，每個傳感器組中每個輔助傳感器或主傳感器的感應(yīng)區(qū)域長度為3-7m。
專利摘要本實用新型公開了一種分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，至少包括在柵欄周界間隔設(shè)置的n個報警聯(lián)動防區(qū)，在每個報警聯(lián)動防區(qū)中設(shè)有一個傳感器組；與所述n個報警聯(lián)動防區(qū)匹配設(shè)置的多個傳感器組，通過長距離串口線或者雙絞線連接在一起，匯聚于報警主機。本實用新型所述分布式傳感振動周界防范系統(tǒng)，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)噪音大、分析準確性差、檢測量單一與易造成誤判斷等缺陷，以實現(xiàn)系統(tǒng)噪音小、分析準確性好、檢測量多樣與不易造成誤判斷的優(yōu)點。
文檔編號G08B13/02GK202584322SQ20122020035
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者羅廣迪, 司崇杰, 王文偉 申請人:新疆美特智能安全工程股份有限公司