专利名称：一种分布式传感振动周界防范系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及安防行业的周界防范技术领域，具体地，涉及ー种分布式传感振动周界防范系统。
背景技术：
目前，在安防行业，公知的振动电缆周界防范系统，多采用麦克风震动电缆或者静电感应电缆(都采用长距离的感应电缆)作为传感器，通过分析整根电缆的混合信号来划分入侵的模式，然后通过处理器对混合信号进行模式匹配的方法实现入侵检测。上述振动电缆周界防范系统入侵检测装置，麦克风震动电缆将感应电缆绑在围栏上，当有人试图攀爬或者企图剪切围栏时，这些动作引起的震动会被感应电缆转化成相应的电信号，然后该电信号会由处理器进行分析，并最终由报警控制单元给出预警或者报警 信号；静电感应电缆利用介质可改变电场分布的原理，当物体靠近感应电缆时引起感应电场发生变化，立即触发周界感应探测器产生报警信号。二者均采用采用长距离的感应电缆作为传感器，因此系统分析的是整根电缆的混合信号，因此增加了系统噪音，降低了分析的准确性。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在系统噪音大、分析准确性差、检测量单一与易造成误判断等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出ー种分布式传感振动周界防范系统，以实现系统噪音小、分析准确性好、检测量多祥与不易造成误判断的优点。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是ー种分布式传感振动周界防范系统，至少包括在栅栏周界间隔设置的η个报警联动防区，在每个报警联动防区中设有ー个传感器组；与所述η个报警联动防区匹配设置的多个传感器组，通过长距离串ロ线或者双绞线连接在一起，汇聚于报警主机。进ー步地，所述报警主机，至少包括用于监控4-20个报警联动防区的处理器，通过RS-485总线与所述处理器连接的继电器主卡，以及与所述继电器主卡配合设置的多个继电器副卡；
所述处理器，具有用于现场连接PC进行调试的USB数据接ロ、以及用于远程调控的RS-485总线与IP接ロ。进ー步地，每个传感器组，至少包括位于相应报警联动防区中心位置的主传感器，以及，通过串行通信总线电缆，分别间隔连接在所述主传感器左侧的第一至三辅助传感器、与间隔连接在所述主传感器右侧的第四至六辅助传感器。进ー步地，所述多个传感器组中的主传感器，通过长距离串ロ线或者双绞线连接在一起，汇聚于处理器。进ー步地，所述主传感器，至少包括具有中继器功能的三轴加速计传感器；每个辅助传感器，至少包括带 有两个串行通信接ロ SPI或两个串行通信接ロ I2C的三轴加速计传感器。进ー步地，所述加速计传感器，至少包括分布式三维加速计传感器。进ー步地，相邻的辅助传感器之间、或辅助传感器与主传感器之间，均通过插拔式总线连接；每个辅助传感器或主传感器，均具有用于独立设置实现信号处理所需參数的參数设置模块。进ー步地，在所述η个报警联动防区中，η个报警联动防区形成感应区域长度为35-35 Xnm的I路感应，I个处理器连接感应区域长度为70-70 Xn m的2路感应；n为长距离串ロ线或者双绞线有效通信距离/35，η取正整数；
每个传感器组的感应区域长度为5-35m，每个传感器组中每个辅助传感器或主传感器的感应区域长度为3-7m。优选地，在所述η个报警联动防区中，10个报警联动防区形成感应区域长度为350m的I路感应，I个处理器连接感应区域长度为700m的2路感应；每个传感器组的感应区域长度为35m，每个传感器组中每个辅助传感器或主传感器的感应区域长度为5m。本发明各实施例的分布式传感振动周界防范系统，由于至少包括在栅栏周界间隔设置的η个报警联动防区，在每个报警联动防区中设有ー个传感器组；与η个报警联动防区匹配设置的多个传感器组，通过长距离串ロ线或者双绞线连接在一起，汇聚于报警主机；与现有的麦克风震动电缆或者静电感应电缆采用长距离的感应电缆作为传感器，可以摒弃对系统的整根电缆的混合信号进行分析，实行逐点単独分析，減少系统噪音，提高分析的准确性；从而可以克服现有技术中系统噪音大、分析准确性差、检测量单一与易造成误判断的缺陷，以实现系统噪音小、分析准确性好、检测量多祥与不易造成误判断的优点。本发明的其它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可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进ー步的详细描述。
附图用来提供对本发明的进ー步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中
图I为根据本发明分布式传感振动周界防范系统的工作原理示意 图2为根据本发明分布式传感振动周界防范系统中η个报警联动防区的布局示意图；图3为根据本发明分布式传感振动周界防范系统中单个报警联动防区的传感器组分布示意 图4为单个三轴加速计传感器(以MMA 72600Τ为例)的电气原理示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。根据本发明实施例，提供了ー种分布式传感振动周界防范系统。如图I-图4所示，本实施例在栅栏周界间隔设置的η个报警联动防区，在每个报警联动防区中设有ー个传感器组；与η个报警联动防区匹配设置的多个传感器组，通过长距离串ロ线或者双绞线连接在一起，形成一套周界防范系统，汇聚于报警主机。其中，上述报警主机，至少包括用于监控4-20个报警联动防区的处理器，通过RS-485总线与处理器连接的继电器主卡(8个开关量输出，4个防区)，以及与继电器主卡配合设置的多个继电器副卡(扩充至20个报警联动防区报警输出时，需加2个继电器副卡)；处理器和继电器主卡或副卡之间以RS-485总线连接(最长1200m)。该处理器，带有USB数据接ロ，可以在现场连接PC进行调试；处理器还提供RS-485总线和IP接ロ，因此可以进行远程调控，实现更大規模周界。上述每个传感器组，至少包括位于相应报警联动防区中心位置的主传感器(如图I 中的第I中继振子)，以及，通过串行通信总线电缆，分别间隔连接在主传感器左侧的第一至三辅助传感器(如图I中的第11前端振子、第12前端振子与第13前端振子)、与间隔连接在主传感器右侧的第四至六辅助传感器(如图I中的第14前端振子、第15前端振子与第16前端振子)。多个传感器组中的主传感器，通过长距离串ロ线或者双绞线连接在一起，汇聚于处理器。在每个传感器组中，相邻的辅助传感器、或主传感器与辅助传感器之间的间距为3-7m (优选为5m)，每个传感器组可以形成ー个5_35m的防区；多个传感组，可以根据需要，加长ー套周界系统的防御范围。在每个传感器组中，主传感器或每个辅助传感器，具有唯一的编号，以实现在相应传感组所在防区内的定位，使得整个分布式传感振动周界防范系统可以实现定位，经验证，该定位精度为±2. 5m。这里，主传感器，至少包括具有中继器功能的三轴加速计传感器；每个辅助传感器，至少包括带有两个串行通信接ロ SPI或两个串行通信接ロ I2C的三轴加速计传感器。加速计传感器，至少包括分布式三维加速计传感器。该分布式三维加速计传感器，是ー种压カ传感芯片，主要由ー个利用表面微机械加工的多晶硅结构和ー个差动电容器组成；多晶硅结构由多晶硅弹簧支撑，处于晶片的顶部，并与差动电容器的运动中心极板相连，分别在差动电容器的固定上下级板上加两路幅度相等、相位差为180度的方波。在加速度作用下，多晶硅结构会产生偏移，拉动差动电容器的中心极板滑动，使两个电容容值不同，便在中心极板产生电压，传感器输出方波，输出方波的幅值与所测的加速度成正比。采用分布式三维加速计传感器，能够灵敏的反映出水平方向、垂直方向和左右方向上的位移、震动情况，全方位多维度监控周界变化。具体地，在上述实施例中，相邻的辅助传感器之间、或辅助传感器与主传感器之间，均通过插拔式总线连接；每个辅助传感器或主传感器，均具有用于独立设置实现信号处理所需參数的參数设置模块。进ー步地，在所述η个报警联动防区中，η个报警联动防区形成感应区域长度为35-35 Xnm的I路感应，I个处理器连接感应区域长度为70-70 Xn m的2路感应；n为长距离串ロ线或者双绞线有效通信距离/35，η取正整数；
每个传感器组的感应区域长度为5-35m，每个传感器组中每个辅助传感器或主传感器的感应区域长度为3-7m。优选地，在η个报警联动防区中，10个报警联动防区形成感应区域长度为350m的I路感应，I个处理器连接感应区域长度为700m的2路感应；每个传感器组的感应区域长度为35m，每个传感器组中每个辅助传感器或主传感器的感应区域长度为5m。例如，将上述实施例的分布式传感振动周界防范系统，应用于手机重力感应的传感装置加速计引入安防周界系统，作为感应装置。在栅栏周界上，7个加速计传感器为ー个报警联动防区，正中间为ー个主传感器，左右分别3个辅助传感器，每个传感器负责5m的感应区域，合计35m ；10个防区为一路感应，I个处理器可以连2路传感，每路为350m，即I个处理器可以控制700m。換言之，700m可以划分成最多20个报警联动防区。上述实施例的分布式传感振动周界防范系统，采用分布式三维加速计传感器，利用总线电缆将分散的多个传感器串接，每35m配置I组共7个分布式三维加速计传感器(I个主6个辅)，相邻的分布式三维加速计传感器之间用插拔式总线连接，因此可以实现精确定位和防区划分；每个分布式三维加速计传感器可以独立设置參数，实现信号处理；较市面上常见的麦克风震动电缆或者静电感应电缆采用长距离的感应电缆作为传感器，该分布式传感振动周界防范系统摒弃了对系统的整根电缆的混合信号进行分析，实行逐点単独分析，減少了系统噪音，提高了分析的准确性。 上述实施例的分布式传感振动周界防范系统，前端传感器采集周界现场的物理信号并数字化，经继电器卡汇接到处理器上，处理器通过运算进行模式识别和行为研判，将研判结果通过RS485总线或者RJ45网线将分析结果发送至监控中心客户端PC机进行显示和报警。同时，可以在处理器上或者客户端上用软件对各个防区传感数据进行分析判断，借助相邻传感器參数大大降低误报率。例如，在图I中，报警联动防区I、报警联动防区2……通过防区间双绞线顺序首尾相连，最后汇聚到处理器上。为确保信号的有效传输，应避免两防区之间的数据线超过其有效通信距离(双绞线为100m)。在图2中，展示了防区划分方法，可以定长划分防区，也可以任意划分防区，通过一个逻辑总线式数据线将其串联成ー套系统，构成监测感应前端防护区。左右各70个传感器总共防御700m的周界。在图3中，展示了一个金典的防区组合方式，ー个主传感器M左右两侧分别延伸出3个5m的辅传感器串儿，负责35m的防区感应。在图4中，展示了单个三轴加速计传感器(这里以MMA 72600T为例)的连线图。g-selectl和g_select2分别与Rl和R2串接到电源VCC，当二者之一 GS1/GS2的输入为低电平吋，芯片被置干与之对应的灵敏度感应状态；Sle印通过R4与电源串接使芯片处于休眠态，当Sleep输入端为低电平时芯片被激活开始工作；Vss为接地端；Vdd为芯片供电；XOUT, YOUT, ZOUT分别为三轴加速计在X轴、Y轴、Z轴方向的加速度大小的电压表示。R3、R4、R5和C4、C5、C6为输出滤除电流噪声和电压噪声，形成稳定的数字量输出。另外，在上述实施例的分布式传感振动周界防范系统中，为了兼容多种前端设备通信方式，处理器兼容RJ45、RJ11，同时为了调试方便处理器还兼容了 USB串ロ通信和RS485串行通信；使用三轴加速计电子传感器作为探头，通过螺丝固定到拦网上，能灵敏的感应三维运动方向和大小，以实现入侵检测的目的；处理器在接收到信号后要对所有的信号进行处理和分析，判断报警及定位报警位置，可以通过软件界面进行显示。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管參照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内
权利要求
1.ー种分布式传感振动周界防范系统，其特征在于，至少包括在栅栏周界间隔设置的η个报警联动防区，在每个报警联动防区中设有ー个传感器组；与所述η个报警联动防区匹配设置的多个传感器组，通过长距离串ロ线或者双绞线连接在一起，汇聚于报警主机。
2.根据权利要求I所述的分布式传感振动周界防范系统，其特征在于，所述报警主机，至少包括至少用于监控4-20个报警联动防区的处理器，通过RS-485总线与所述处理器连接的继电器主卡，以及与所述继电器主卡配合设置的多个继电器副卡； 所述处理器，具有用于现场连接PC进行调试的USB数据接ロ、以及用于远程调控的RS-485总线与IP接ロ。
3.根据权利要求I或2所述的分布式传感振动周界防范系统，其特征在于，每个传感器组，至少至少包括位于相应报警联动防区中心位置的主传感器，以及，通过串行通信总线电缆，分别间隔连接在所述主传感器左侧的第一至三辅助传感器、与间隔连接在所述主传感器右侧的第四至六辅助传感器。
4.根据权利要求3所述的分布式传感振动周界防范系统，其特征在于，所述多个传感器组中的主传感器，通过长距离串ロ线或者双绞线连接在一起，汇聚于处理器。
5.根据权利要求3所述的分布式传感振动周界防范系统，其特征在于，所述主传感器，至少至少包括具有中继器功能的三轴加速计传感器；每个辅助传感器，至少至少包括带有两个串行通信接ロ SPI或两个串行通信接ロ I2C的三轴加速计传感器。
6.根据权利要求5所述的分布式传感振动周界防范系统，其特征在干，所述加速计传感器，至少至少包括分布式三维加速计传感器。
7.根据权利要求3所述的分布式传感振动周界防范系统，其特征在于，相邻的辅助传感器之间、或辅助传感器与主传感器之间，均通过插拔式总线连接；每个辅助传感器或主传感器，均具有用于独立设置实现信号处理所需參数的參数设置模块。
8.根据权利要求3所述的分布式传感振动周界防范系统，其特征在于，在所述η个报警联动防区中，η个报警联动防区形成感应区域长度为35-35Xnm的I路感应，I个处理器连接感应区域长度为70-70 Xn m的2路感应；n为长距离串ロ线或者双绞线有效通信距离/35，η取正整数； 每个传感器组的感应区域长度为5-35m，每个传感器组中每个辅助传感器或主传感器的感应区域长度为3-7m。
全文摘要
本发明公开了一种分布式传感振动周界防范系统，至少包括在栅栏周界间隔设置的n个报警联动防区，在每个报警联动防区中设有一个传感器组；与所述n个报警联动防区匹配设置的多个传感器组，通过长距离串口线或者双绞线连接在一起，汇聚于报警主机。本发明所述分布式传感振动周界防范系统，可以克服现有技术中系统噪音大、分析准确性差、检测量单一与易造成误判断等缺陷，以实现系统噪音小、分析准确性好、检测量多样与不易造成误判断的优点。
文档编号G08B13/02GK102637330SQ20121013818
公开日2012年8月15日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日
发明者司崇杰, 王文伟, 罗广迪 申请人:新疆美特智能安全工程股份有限公司