專利名稱：一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子安防技術(shù)，尤其涉及一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，電子圍欄是目前最先進(jìn)的周界防盜報(bào)警系統(tǒng)，它由高壓電子脈沖主機(jī)和前 端探測(cè)圍欄組成。高壓電子脈沖主機(jī)是產(chǎn)生和接收高壓脈沖信號(hào)，并在前端探測(cè)圍欄處于 觸網(wǎng)、短路、斷路狀態(tài)時(shí)能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并把入侵信號(hào)發(fā)送到安全報(bào)警中心；前端探測(cè)圍 欄由桿及金屬導(dǎo)線等構(gòu)件組成的有形周界。電子圍欄是一種主動(dòng)入侵防越圍欄，對(duì)入侵企 圖做出反擊，擊退入侵者，延遲入侵時(shí)間，并且不威脅人的性命，并把入侵信號(hào)發(fā)送到安全 部門監(jiān)控設(shè)備上，以保證管理人員能及時(shí)了解報(bào)警區(qū)域的情況，快速的作出處理。電子圍欄 已經(jīng)成為了周界安防領(lǐng)域中備受青睞的安防設(shè)備，而其中高壓脈沖電子圍欄具有主動(dòng)防御 性強(qiáng)、不易受氣候和環(huán)境影響的優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn)今市場(chǎng)上的高壓脈沖電子圍欄仍然存在以下不足之處1.高壓脈沖電子圍 欄的回路控制少，由于回路多而會(huì)造成相互影響較大，一般僅有兩個(gè)回路，；2.高壓脈沖電 子圍欄報(bào)警系統(tǒng)針對(duì)短路和斷路的情況極易發(fā)生誤報(bào)警，即不能準(zhǔn)確區(qū)分回路的斷路和短 路狀態(tài)；3.高壓脈沖電子圍欄的回路間互相有干擾。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確 區(qū)分?jǐn)嗦泛投搪窢顟B(tài)，且各個(gè)圍欄回路相互無(wú)干擾。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)，該系統(tǒng)其包括依 次連接構(gòu)成PID閉環(huán)的控制器、PWM發(fā)生器、直流升壓器、高壓儲(chǔ)能電容及電壓采樣模塊；及 一端連接于所述高壓儲(chǔ)能電容，另一端連接于高壓脈沖變壓器并由控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路采 取時(shí)序控制，對(duì)高壓儲(chǔ)能電容上的電壓進(jìn)行開關(guān)控制的放電器；連接于所述放電器與高壓 脈沖電流采樣模塊之間的高壓脈沖變壓器；連接于高壓脈沖變壓器與控制系統(tǒng)之間的高壓 脈沖電流采樣模塊；與高壓脈沖電流采樣模塊相連的圍欄；所述圍欄包括第一圍欄回路、 第二圍欄回路及第三圍欄回路；所述高壓脈沖電流采樣模塊包括第一短路檢測(cè)器、第二短 路檢測(cè)器、第一斷路檢測(cè)器、第二斷路檢測(cè)器及第三斷路檢測(cè)器；所述第一圍欄回路、第一 短路檢測(cè)器及第一斷路檢測(cè)器串聯(lián)連接后接于高壓脈沖變壓器與地之間；所述第二圍欄回 路、第二斷路檢測(cè)器串聯(lián)連接后接于高壓脈沖變壓器與地之間；所述第三圍欄回路、第二短 路檢測(cè)器及第三斷路檢測(cè)器串聯(lián)連接后接于高壓脈沖變壓器與地之間。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)通過(guò)將三個(gè)圍欄回路 分別獨(dú)立設(shè)置于于高壓脈沖變壓器與地之間，再通過(guò)斷路檢測(cè)器、短路檢測(cè)器分別檢測(cè)各 個(gè)回路。這樣，各檢測(cè)器能夠獨(dú)立準(zhǔn)確地檢測(cè)各個(gè)圍欄回路短路、斷路情況，而且各個(gè)回路 出現(xiàn)短路或斷路情況時(shí)互不干擾。作為本實(shí)用新型一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，所述第一短路檢測(cè)器包括電阻R3、電阻R4、電流互感器及穩(wěn)壓二極管Dl ；所述電流互感器包括正、副邊線圈，所 述正邊線圈一端與高壓脈沖變壓器相連，一端與第一圍欄回路相連，所述副邊線圈與電阻 R3并聯(lián)連接后經(jīng)過(guò)電阻R4分兩路，一路接控制器，一路經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓二極管Dl后接地。作為本實(shí)用新型一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，所述第一斷路檢測(cè)器 包括發(fā)光二極管(D4)、光敏電阻(Rx)及反相器(UlA)，所述發(fā)光二極管(D4)與光敏電阻 (Rx)通過(guò)套管連接形成光通道；所述光敏電阻(Rx) —端接地，另一端分兩路，一路經(jīng)電阻 R8接電源，一路經(jīng)反相器(UlA)接控制器；所述發(fā)光二極管(D4)用于與圍欄回路串聯(lián)連接 后接于高壓脈沖變壓器與地之間。作為本實(shí)用新型一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，所述第一斷路檢測(cè)器 還包括與發(fā)光二極管(D4)串聯(lián)連接的電阻R7，及與發(fā)光二極管(D4)并聯(lián)連接的限壓二極 管(D3)。所述限壓二極管(D3)為TVS管。

圖1為本實(shí)用新型一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)在一個(gè)實(shí)施例中結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)在一個(gè)實(shí)施例中的高壓脈沖變壓 器、高壓脈沖電流采樣模塊及圍欄回路的電路圖；圖3為本實(shí)用新型一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)在一個(gè)實(shí)施例中的斷路檢測(cè)器的 電路圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型更加容易理解，結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述，但附圖中 的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。參考附圖1，該圖為高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)在一個(gè)實(shí)施例中結(jié)構(gòu)框圖。該系統(tǒng)包 括控制器10、PWM發(fā)生器20、直流升壓器30、高壓儲(chǔ)能電容40、電壓采樣模塊50、驅(qū)動(dòng)電路 60、放電器70、高壓脈沖變壓器80、高壓脈沖電流采樣模塊90、報(bào)警指示器100、485通訊模 塊110、圍欄120及電源。所述控制器10、PWM發(fā)生器20、直流升壓器30、高壓儲(chǔ)能電容40、電壓采樣模塊50 依次連接構(gòu)成PID閉環(huán)系統(tǒng)。所述放電器70為晶閘管放電器，該晶閘管放電器包括輸入 端、輸出端及控制端，其輸入端連接于所述高壓儲(chǔ)能電容40，輸出端連接于高壓脈沖變壓器 80，控制端連接于驅(qū)動(dòng)電路60，該晶間管放電器由控制器10通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路60采取時(shí)序控 制，對(duì)高壓儲(chǔ)能電容40上的電壓進(jìn)行開關(guān)控制。所述高壓脈沖變壓器80連接于所述放電 器70與高壓脈沖電流采樣模塊90之間。所述高壓脈沖電流采樣模塊90連接于高壓脈沖 變壓器80與控制器10之間，所述高壓脈沖電流采樣模塊90還與圍欄120相連。所述控制 器還連有報(bào)警指示器100及485通訊模塊110。所述電源模塊提供電源。所述PWM發(fā)生器20通過(guò)控制器10控制輸出PWM信號(hào)給直流升壓器30，所述直流 升壓器30為DC\DC直流升壓器，將PWM信號(hào)進(jìn)行升壓，再經(jīng)高壓儲(chǔ)能電容40進(jìn)行儲(chǔ)能，電 壓采樣模塊50對(duì)高壓儲(chǔ)能電容40進(jìn)行采樣并輸送給控制器。另，所述晶間管放電器由控 制器10通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路60采取時(shí)序控制，對(duì)高壓儲(chǔ)能電容40上的電壓進(jìn)行開關(guān)控制，控制 輸出放電。所述高壓脈沖變壓器80產(chǎn)生高壓脈沖信號(hào)提供給各個(gè)圍欄回路。所述高壓脈沖電流采樣模塊90采集各個(gè)圍欄回路的信號(hào)并輸送給控制器以監(jiān)控各個(gè)圍欄斷路、短路 的情況。參考圖2，所述圖2為高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)中的高壓脈沖變壓器、高壓脈沖電流 采樣模塊及圍欄回路的電路圖。所述圍欄120包括第一圍欄回路、第二圍欄回路及第三圍 欄回路。所述高壓脈沖電流采樣模塊包括第一短路檢測(cè)器、第二短路檢測(cè)器、第一斷路檢測(cè) 器、第二斷路檢測(cè)器及第三斷路檢測(cè)器。所述第一圍欄回路、第一短路檢測(cè)器及第一斷路 檢測(cè)器串聯(lián)連接后接于高壓脈沖變壓器與地之間從而構(gòu)成回路A。所述第二圍欄回路、第 二斷路檢測(cè)器串聯(lián)連接后接于高壓脈沖變壓器與地之間從而構(gòu)成回路B。所述第三圍欄回 路、第二短路檢測(cè)器及第三斷路檢測(cè)器串聯(lián)連接后接于高壓脈沖變壓器與地之間從而構(gòu)成 回路C。所述第一短路檢測(cè)器包括電阻R3、電阻R4、電流互感器及穩(wěn)壓二極管Dl ；所述電 流互感器TF2包括正、副邊線圈，所述正邊線圈一端與高壓脈沖變壓器相連，一端與第一圍 欄回路相連，所述副邊線圈與電阻R3并聯(lián)連接后經(jīng)過(guò)電阻R4分兩路，一路通過(guò)端口 a接控 制器，一路經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓二極管Dl后接地。所述第二短路檢測(cè)器是與第一短路檢測(cè)器對(duì)稱的，結(jié)構(gòu)一樣。其包括電阻R5、電 阻R6、電流互感器及二極管D2 ；所述電流互感器TF3包括正、副邊線圈，所述正邊線圈一端 與高壓脈沖變壓器相連，一端與第一圍欄回路相連，所述副邊線圈與電阻R5并聯(lián)連接后經(jīng) 過(guò)電阻R6分兩路，一路通過(guò)端口 e接控制器，一路經(jīng)過(guò)二極管D2后接地。所述高壓脈沖變壓器80的副邊線圈TFl的兩端分別與電流互感器TF2、電流互感 器TF3相連接。電流互感器用于對(duì)圍欄回路進(jìn)行電流采樣，當(dāng)回路A中有大電流流過(guò)高壓 脈沖變壓器80的副邊線圈TFl時(shí)，在電流互感器TF2副邊產(chǎn)生電流，通過(guò)電阻R4將電流轉(zhuǎn) 換為電壓，經(jīng)穩(wěn)壓二極管Dl鉗位后在端口 a輸出高電平給控制器，從而控制器可以判斷出 回路A短路。同樣，當(dāng)回路C中有大電流流過(guò)高壓脈沖變壓器80的副邊線圈TFl時(shí)，在電 流互感器TF3副邊產(chǎn)生電流，通過(guò)電阻R6將電流轉(zhuǎn)換為電壓，經(jīng)二極管D2鉗位后在端口 e 輸出高電平給控制器，從而控制器可以判斷出回路C短路。只有在回路A短路的情況下電 流互感器TF2的副邊才會(huì)產(chǎn)生高電平，在回路A斷路和正常工作狀態(tài)下電流互感器TF2的 副邊產(chǎn)生低電平，此時(shí)端口 a均輸出低電平，控制器從而判斷回路A沒(méi)有短路的現(xiàn)象。同 理，回路C也這樣，只有在回路C短路的情況下電流互感器TF3的副邊才會(huì)產(chǎn)生高電平，在 回路C斷路和正常工作狀態(tài)下電流互感器TF3的副邊產(chǎn)生低電平，此時(shí)端口 e均輸出低電 平，控制器從而判斷回路C沒(méi)有短路的現(xiàn)象。所述第一斷路檢測(cè)器、第二斷路檢測(cè)器、第三斷路檢測(cè)器結(jié)構(gòu)都是一樣的。參考圖 3，圖3為高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)中的斷路檢測(cè)器的電路圖。所述斷路檢測(cè)器包括發(fā)光二極 管D4、光敏電阻Rx及反相器U1A，所述發(fā)光二極管D4與光敏電阻Rx通過(guò)熱縮套管連接形 成光通道，防止外界光干擾。所述光敏電阻Rx —端接地，另一端分兩路，一路經(jīng)電阻R8接 電源，一路經(jīng)反相器UlA接控制器。所述發(fā)光二極管D 4用于與圍欄回路串聯(lián)連接后接于 高壓脈沖變壓器與地之間。該發(fā)光二極管D4包括兩個(gè)端口，分別為端口 A及端口 K。所述 斷路檢測(cè)器還包括與發(fā)光二極管D4串聯(lián)連接于端口 A及端口 K之間的電阻R7，及與發(fā)光二 極管D4并聯(lián)連接的限壓二極管D3。所述限壓二極管D3為TVS管，具有限壓保護(hù)的作用， 其兩端分別連接端口 A及端口 K。光敏電阻Rx與電阻R8串接于電源VCC和地之間，光敏電阻Rx和電阻R8之間連接反相器UlA的1端，反相器UlA作為有源器件在這里對(duì)輸出電 壓進(jìn)行整形；當(dāng)發(fā)光二極管D4中有電流流過(guò)時(shí)光敏電阻受此影響而阻值變小，光敏電阻Rx 的非接地端上產(chǎn)生低電平經(jīng)過(guò)反相器UlA整形后在反相器UlA的2端輸出高電平給控制器 10，從而控制器判斷回路斷路。以下進(jìn)一步說(shuō)明本圍欄系統(tǒng)的工作原理，先定義OUTl為回路A中第一斷路檢測(cè)器的輸出，用于判斷第一圍欄回路是否斷路；0UT2為回路B中第二斷路檢測(cè)器的輸出，用于判斷第二圍欄回路是否斷路；0UT3為回路C中第三斷路檢測(cè)器的輸出，用于判斷第三圍欄回路是否斷路；OUTa為回路A中第一短路檢測(cè)器的輸出，用于判斷第一圍欄回路是否短路；OUTe為回路C中第二短路檢測(cè)器中的輸出，用于判斷第三圍欄回路是否短路。分析回路斷開狀態(tài)當(dāng)A回路斷開0UTa = 0，OUTl = 0其它為正常；當(dāng)B回路斷開0UT2 = 0其它為正常；當(dāng)C回路斷開0OTe = 0，0UT3 = 0其它為正常。分析回路之間短路情況當(dāng)A回路與其它回路之間短路0UTa = 1，OUT 1 = 0，當(dāng)C回路與其它回路之間短路0UTe = 1，0UT3 = 0。分析所有回路正常工作0UT1= 1，0UT2 = 1，0UT3 = 1，OUTa = 0，OUTe = 0。因此本系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)輸出給控制器的檢測(cè)信號(hào)都為數(shù)字信號(hào)，不易被干擾； 引入了電流變化量使得準(zhǔn)確的反映回路狀態(tài)，以及更小的回路輸出阻抗；能夠獨(dú)立準(zhǔn)確地 檢測(cè)各個(gè)圍欄回路短路、斷路情況，而且各個(gè)回路出現(xiàn)短路或斷路情況時(shí)互不干擾。以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用新型之 權(quán)利范圍，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前 提下，還可以做出若干改進(jìn)和變動(dòng)，這些改進(jìn)和變動(dòng)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)，其包括依次連接構(gòu)成PID閉環(huán)的控制器、PWM發(fā)生器、 直流升壓器、高壓儲(chǔ)能電容及電壓采樣模塊；及一端連接于所述高壓儲(chǔ)能電容，另一端連接 于高壓脈沖變壓器并由控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路采取時(shí)序控制，對(duì)高壓儲(chǔ)能電容上的電壓進(jìn)行 開關(guān)控制的放電器；連接于所述放電器與高壓脈沖電流采樣模塊之間的高壓脈沖變壓器； 連接于高壓脈沖變壓器與控制系統(tǒng)之間的高壓脈沖電流采樣模塊；與高壓脈沖電流采樣模 塊相連的圍欄；其特征在于，所述圍欄包括第一圍欄回路、第二圍欄回路及第三圍欄回路；所述高壓脈 沖電流采樣模塊包括第一短路檢測(cè)器、第二短路檢測(cè)器、第一斷路檢測(cè)器、第二斷路檢測(cè)器 及第三斷路檢測(cè)器；所述第一圍欄回路、第一短路檢測(cè)器及第一斷路檢測(cè)器串聯(lián)連接后接 于高壓脈沖變壓器與地之間；所述第二圍欄回路、第二斷路檢測(cè)器串聯(lián)連接后接于高壓脈 沖變壓器與地之間；所述第三圍欄回路、第二短路檢測(cè)器及第三斷路檢測(cè)器串聯(lián)連接后接 于高壓脈沖變壓器與地之間。
2.如權(quán)利要求1所述一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)，其特征在于所述第一短路檢測(cè)器包 括電阻R3、電阻R4、電流互感器及穩(wěn)壓二極管(Dl)；所述電流互感器包括正、副邊線圈，所 述正邊線圈一端與高壓脈沖變壓器相連，一端與第一圍欄回路相連，所述副邊線圈與電阻 R3并聯(lián)連接后經(jīng)過(guò)電阻R4分兩路，一路接控制器，一路經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓二極管(Dl)后接地。
3.如權(quán)利要求1所述一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)，其特征在于所述第一斷路檢測(cè)器 包括發(fā)光二極管(D4)、光敏電阻(Rx)及反相器(UlA)，所述發(fā)光二極管(D4)與光敏電阻 (Rx)通過(guò)套管連接形成光通道；所述光敏電阻(Rx) —端接地，另一端分兩路，一路經(jīng)電阻 R8接電源，一路經(jīng)反相器(UlA)接控制器；所述發(fā)光二極管(D4)用于與圍欄回路串聯(lián)連接 后接于高壓脈沖變壓器與地之間。
4.如權(quán)利要求3所述一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)，其特征在于所述第一斷路檢測(cè)器還 包括與發(fā)光二極管(D4)串聯(lián)連接的電阻R7，及與發(fā)光二極管(D4)并聯(lián)連接的限壓二極管 (D3)。
5.如權(quán)利要求4所述一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)，其特征在于所述限壓二極管(D3)為 TVS 管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)，包括依次連接構(gòu)成PID閉環(huán)的控制器、PWM發(fā)生器、直流升壓器、高壓儲(chǔ)能電容及電壓采樣模塊；及放電器、高壓脈沖變壓器、高壓脈沖電流采樣模塊、圍欄；所述圍欄包括三個(gè)圍欄回路；所述高壓脈沖電流采樣模塊包括三個(gè)斷路檢測(cè)器分別應(yīng)用于每個(gè)圍欄回路及兩個(gè)短路檢測(cè)器分別應(yīng)用于其中兩個(gè)圍欄回路；所述圍欄回路、短路檢測(cè)器及斷路檢測(cè)器串聯(lián)連接后接于高壓脈沖變壓器與地之間；該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確區(qū)分?jǐn)嗦泛投搪窢顟B(tài)，且各個(gè)圍欄回路相互無(wú)干擾。
文檔編號(hào)E04H17/00GK201859511SQ20102027903
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者李志斌, 王家柱 申請(qǐng)人:北京德生萬(wàn)利時(shí)印藝科技有限公司, 李志斌