安防入侵报警与定位双路激光传感系统的制作方法
【专利摘要】一种安防入侵报警与定位双路激光传感系统，其特征是第一激光驱动器驱动第一激光器发出近红外激光经第一激光准直器后形成一束平行发射的第一光束，第一光束被直角棱镜反射镜反射后形成反射光束进入第一光电探测器，第一光电探测器将接收到的反射光束转换为模拟电信号送入信号采集及处理器；第二激光驱动器驱动第二激光器发出近红外激光经第二激光准直器后形成一束平行发射的第二光束，第二光束被第二光电探测器接收后转换为模拟电信号送入信号采集及处理器；第一光束和第二光束相互平行；由信号采集及处理器驱动报警器。
【专利说明】安防入侵报警与定位双路激光传感系统
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种安防入侵报警及定位传感系统，尤其是一种入侵与定位双路激光探测系统。
【背景技术】
[0002]传统上采用红外探测仪或者摄像头方式对防区进行入侵报警。红外探测仪一般探测距离不远，在几百米长甚至几公里长的防区报警应用时需要架设很多传感器才能实现。摄像头方式的安防入侵报警系统除了检测距离有限外，还需要人为监控，给自动报警带来不便。近几年也发展了不少其他用于安防检测的系统，例如激光光幕传感器等，这些系统检测距离较远，可靠性也比较好，能对入侵事件快速报警，但是往往无法实现入侵定位。激光测距仪原理上也可以用于安防系统，该系统是发出一束激光照射在物体上产生反射，根据反射信号进行定位。激光测距仪一般专用于已知物体的精确测距，分为手持激光测距仪和望远镜式激光测距仪。手持式测距仪一般测量距离在几十米到一两百米。望远镜式激光测距仪可达几公里。这些激光测距仪对反射物/入侵物的反射面及反射率要求非常高，往往要求被测物与激光垂直，在工程上经常需要人为在被测量物上放置一个塑料反射面来提高测量效果。在安防系统应用时，如果入侵物种的外观对激光的反射效果较差，或者高镜面反射但反射方向与激光方向有偏差时，系统就无法收到有效信号，产生漏检。
【发明内容】
[0003]本专利设计了一种新型安防入侵报警及定位传感系统，采用双路激光对入侵事件进行侦测，可实现入侵的及时报警，并能够实现入侵位置的定位。
[0004]本实用新型所采用技术方案为:一种安防入侵报警与定位双路激光传感系统，其特征是它包括第一部分和第二部分，第一部分包括第一激光驱动器、第一激光器、第一激光准直器、第一光电探测器、第二光电探测器、信号采集与处理器以及报警器；第二部分包括第二激光驱动器、第二激光器、第二激光准直器，直角棱镜反射镜；第一激光驱动器驱动第一激光器发出近红外激光经第一激光准直器后形成一束平行发射的第一光束，第一光束被直角棱镜反射镜反射后形成反射光束进入第一光电探测器，第一光电探测器将接收到的反射光束转换为模拟电信号送入信号采集及处理器；第二激光驱动器驱动第二激光器发出近红外激光经第二激光准直器后形成一束平行发射的第二光束，第二光束被第二光电探测器接收后转换为模拟电信号送入信号米集及处理器；第一光束和第二光束相互平行；由信号采集及处理器驱动报警器。
[0005]本方案的具体特点还有，信号采集与处理器采用高速ADC芯片ADC08D1000。
[0006]第一激光器和第二激光器采用ML-CW-R/P-0EM/TKS-1550。
[0007]第一激光驱动器和第二激光驱动器内设有恒流驱动电路，如图4所示，恒流驱动电路由基准电压Vc、集成运算放大器A”电阻R2、三极管Vq、供电电压Vcc以及串联电阻R1组成。恒流驱动电路的核心为三极管Vq，本方案可采用S9013、S8050等类似功能的NPN型三极管。该恒流驱动电路能够为激光器提供一个恒定的电流，从而保证了激光器输出光功率的稳定性。
[0008]第一激光器和第二激光器采用近红外波段激光器，1.3um波段左右或者1.5um波段左右，这种波段的激光在空气中传输损耗较低，属于不可见光，不易损伤人眼，同时在安防中使用时能够具有一定的隐蔽性。
[0009]本实用新型的有益效果是，第一激光驱动器与第一激光器电连接，驱动第一激光器发出一束激光，经过第一激光准直器后变为一束平行的第一光束发射出去，到达安防区另一端设置的直角棱镜反射镜，第一光束被反射，反射光束路径与第一光路平行，反射光束被第一光电探测器接收，转换为电信号。第二激光驱动器与第二激光器电连接，驱动第二激光器发出一束激光，经过第二激光准直器后变为一束平行的第二光束发射出去，直接到达第二光电探测器，转换为电信号。两路光电探测器接收到的光被转换为电信号传送给信号采集与处理器，信号采集与处理器对两路信号进行分析处理，可以得出是否有入侵事件发生以及入侵的具体位置，并通知报警器是否报警。激光驱动器为恒流控制器，能够给激光器输送一个稳定电流驱动信号，使得激光器稳定发光，并保持功率恒定。激光经过激光准直器进行整形，形成一束平行的激光向前发射，可以保证激光在到达远端的时候光斑直径不会扩散，能够有效保持激光的功率集中在很小范围内。第一光束到达直角棱镜反射镜后，根据光的反射原理，激光在直角棱镜内反射，形成与第一光束平行的反射光束发射出去。基于以上分析:首先，激光传输距离远，能够实现远距离监测；第二，采用激光进行安防入侵报警，测量简单可靠，并且响应快速；第三，采用了双路激光进行入侵监测，能够根据激光的信号进行入侵事件的位置定位，便于事件的后续处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是为系统结构图；图2为数据处理器获得的两路同步信号；图3为入侵位置定位原理图。图4是恒流驱动电路原理图。图中:1_第一激光驱动器，2-第一激光器，3-第一激光准直器，4-第一光束,5-直角棱镜反射镜,6-第一光电探测器，7-第二光电探测器，8-第二激光驱动器，9-第二激光器，10-信号采集及处理器，11-第二光束，12-报警器；13-第二激光准直器；14_反射光束。
【具体实施方式】
[0011]如图1所不,一种安防入侵报警与定位双路激光传感系统,它包括第一部分和第二部分，第一部分包括第一激光驱动器1、第一激光器2、第一激光准直器3、第一光电探测器6、第二光电探测器7、信号采集与处理器10以及报警器12 ;第二部分包括第二激光驱动器8、第二激光器9、第二激光准直器13,直角棱镜反射镜5 ;第一激光驱动器I驱动第一激光器2发出近红外激光经第一激光准直器3后形成一束平行发射的第一光束4,第一光束4被直角棱镜反射镜5反射后形成反射光束进入第一光电探测器6,第一光电探测器6将接收到的反射光束14转换为模拟电信号送入信号采集及处理器10 ;第二激光驱动器8驱动第二激光器9发出近红外激光经第二激光准直器13后形成一束平行发射的第二光束11,第二光束11被第二光电探测器7接收后转换为模拟电信号送入信号米集及处理器10 ;第一光束4和第二光束11相互平行；由信号采集及处理器10驱动报警器12。[0012]第一部分形成本地测量主机，负责向外发射一束激光，接收两路激光信号，以及采集激光信号并进行信号处理与分析，得出入侵事件以及入侵位置信息，并发出报警。第二部分形成测量系统远端主机，主要负责发射一束激光以及接收对面射过来的激光并平行反射回去。
[0013]第一光电探测器6和第二光电探测器7输出的电压信号被信号米集及处理器10同步获取，进行数据处理分析。信号采集与处理器10中进行数据采集功能的芯片可采用采用高速ADC芯片ADC08D1000，最大采样率可达1.6G，用于该系统可实现定位精度为0.1米左右。第一激光器和第二激光器采用法国manlight公司ML-CW-R/P-0EM/TKS-1550 ；
[0014]第一激光驱动器和第二激光驱动器内设有恒流驱动电路，如图4所示，恒流驱动电路由基准电压Vc、集成运算放大器A”电阻R2、三极管Vq、供电电压Vcc以及串联电阻R1组成。集成运算放大器可采用0PA2604等；R1为限流电阻，激光器获得的驱动电流I=Vc/R1,例如，当供电电压Vc为10V，R1阻值为10 Ω时，激光器最大驱动电流不超过1A，本方案设定R1为100 Ω，Vc为10V，因此最大驱动电流不超过100mA，能够保护激光器不会过流烧坏；恒流驱动电路的核心为三极管Vq，本方案可采用S9013、S8050等类似功能的NPN型三极管；R2为缓冲电阻，一般选择三千欧姆，对驱动电路影响不大；该恒流驱动电路能够为激光器提供一个恒定的电流，从而保证了激光器输出光功率的稳定性。
[0015]当没有入侵事件发生时，两路信号均为高电平信号，当发生如图3所示入侵事件时，获得的信号如图2所示 。
[0016]当信号采集及处理器10获得信号如图2所示，两路信号同时中断(下跳沿)，则说明发生了入侵事件。在发生中断后，信号重新回到高电平，并且时间差为At，则可以计算出入侵事件发生的具体位置，计算公式如下:
[0017]S=At*c/2(I)
[0018]其中，S为入侵时间发生地点距终点距离，c为光速。
【权利要求】
1.一种安防入侵报警与定位双路激光传感系统，其特征是它包括第一部分和第二部分，第一部分包括第一激光驱动器、第一激光器、第一激光准直器、第一光电探测器、第二光电探测器、信号采集与处理器以及报警器；第二部分包括第二激光驱动器、第二激光器、第二激光准直器，直角棱镜反射镜；第一激光驱动器驱动第一激光器发出近红外激光经第一激光准直器后形成一束平行发射的第一光束，第一光束被直角棱镜反射镜反射后形成反射光束进入第一光电探测器，第一光电探测器将接收到的反射光束转换为模拟电信号送入信号采集及处理器；第二激光驱动器驱动第二激光器发出近红外激光经第二激光准直器后形成一束平行发射的第二光束，第二光束被第二光电探测器接收后转换为模拟电信号送入信号采集及处理器；第一光束和第二光束相互平行；由信号采集及处理器驱动报警器。
2.根据权利要求1所述的安防入侵报警与定位双路激光传感系统，其特征是，信号采集与处理器采用高速ADC芯片ADC08D1000。
3.根据权利要求1所述的安防入侵报警与定位双路激光传感系统，其特征是第一激光器和第二激光器采用ML-CW-R/P-0EM/TKS-1550。
【文档编号】G08B13/181GK203825756SQ201420242368
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】刘宝玉, 刘正先, 田永超, 曾伍阳, 杨勇, 申会文 申请人:刘宝玉, 刘正先, 田永超