專利名稱：張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安全技術(shù)防范報警系統(tǒng)，特別是涉及一種需要進(jìn)行周 界安全防范場所使用的張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)。
技術(shù)背景在普通居民住宅區(qū)、別墅住宅區(qū)、企事業(yè)單位、工廠、倉庫、變電站、 水廠、電廠、學(xué)校，以至于司法系統(tǒng)的看守所、監(jiān)獄，以及機(jī)場、軍事基 地、政府機(jī)構(gòu)、重點(diǎn)文物保護(hù)單位等場所均需要周界安全防范和周界防入 侵報警設(shè)施。對于民用周界防入侵報警系統(tǒng)，現(xiàn)在普遍采用紅外探測技術(shù) 或紅外微波雙鑒技術(shù)進(jìn)行探測，但均有誤報率高的缺點(diǎn)。司法和軍用周界 防逾越設(shè)施有的采用高壓電網(wǎng)，其缺點(diǎn)是高壓電網(wǎng)有可能對非法逾越者的 生命安全造成威脅。中國實(shí)用新型專利ZL 200420019228.7 (授權(quán)公告日2005年6月1 日)公開了一種《智能電子圍欄》，中國實(shí)用新型專利ZL 200520032845. 5 (授權(quán)公告日2006年3月15日)公開了一種《智能防跨越周界阻擋安防 報警裝置》，該兩項專利中的電子圍欄均采用脈沖峰值電壓不高于5000 伏、能量不大于6焦耳的高壓脈沖。雖然低能量的高壓脈沖不會像高壓電 網(wǎng)那樣容易對人的生命安全造成威脅，但因具有對被入侵者感知的震懾和 懲罰作用，其應(yīng)用范圍受到嚴(yán)格的限制。中國實(shí)用新型專利ZL 200520044008. 4 (授權(quán)公告日2006年10月4日)公開了一種《電子圍籬檢測報警裝置》。該報警裝置采用機(jī)械傳動方 式感知是否有入侵者拉動圍籬鋼索(或稱圍欄鋼絲繩)，即利用與圍籬鋼 索連接的搖桿機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生位移以抵壓按鈕開關(guān)的按鈕，使按鈕開 關(guān)發(fā)出報警信號。缺點(diǎn)之一是不知道入侵者拉動圍籬鋼索的作用力的大小 并根據(jù)作用力的大小決定是否報警，更不可能根據(jù)實(shí)際需要改變報警閾 值。缺點(diǎn)之二是不知道圍籬鋼索的靜態(tài)受力情況，不知道鋼絲繩是拉得太 緊還是太松，因此，難以保證報警閾值的穩(wěn)定性和可靠性。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種張力式電子圍欄周界防入侵報 警系統(tǒng)，它能夠根據(jù)電子圍欄鋼絲繩的張力特征，對于攀爬、拉壓、剪斷 電子圍欄鋼絲繩企圖入侵作出響應(yīng)并產(chǎn)生報警信號。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的張力式電子圍欄周界防入侵報警系 統(tǒng)，包括由圍欄、張力探測裝置、通訊裝置組成的張力式電子圍欄；所述圍欄包括不銹鋼鋼絲繩和支撐、固定和拉緊鋼絲繩的固定裝置；所述張力探測裝置，與不銹鋼鋼絲繩機(jī)械連接，用于探測不銹鋼鋼絲 繩的張力特征，并將探測到的信號傳送至通訊裝置；所述通訊裝置，用于接收張力探測裝置的檢測信號，對于產(chǎn)生的報警 信號提供報警信號遠(yuǎn)程傳輸總線接口和防區(qū)地址，通過總線傳輸線傳送至 管理中心。采用本發(fā)明的張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)，能夠集有形的實(shí) 體防護(hù)設(shè)施和周界防入侵報警裝置于一體;張力式電子圍欄的不銹鋼鋼絲 繩及其它機(jī)械部件不帶電，對入侵者沒有人體傷害，符合技防要求。本發(fā)明能夠根據(jù)電子圍欄鋼絲繩的張力特征，對于攀爬、拉壓、剪 斷電子圍欄鋼絲繩企圖入侵作出響應(yīng)并產(chǎn)生報警信號，對于因人為因素或 自然因素造成電子圍欄鋼絲繩松弛所產(chǎn)生的張力變化作出響應(yīng)并產(chǎn)生報 警信號，由傳輸控制設(shè)備裝置經(jīng)總線傳輸線將報警信號傳送到報警管理中 心實(shí)施集中統(tǒng)一管理。本發(fā)明環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，能夠自動跟蹤不銹鋼鋼絲繩靜態(tài)張力隨環(huán)境溫 度和時間的變化，可保持張力報警閾值的穩(wěn)定可靠。廣泛適用于有周界防 范需要的所有場所。可適應(yīng)各種復(fù)雜地形環(huán)境，不留防范死角。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1是本發(fā)明張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)原理框圖；圖2是圖1中的圍欄安裝示意圖；圖3是圖1中的張力式電子圍欄電原理框圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本發(fā)明的張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)，由張力式電子圍欄l、傳輸控制設(shè)備裝置2、總線傳輸線3、報警管理中心4和電 源控制器5組成。所述張力式電子圍欄1包括圍欄6、張力探測裝置7、通訊裝置8。 根據(jù)構(gòu)成圍欄的鋼絲繩的張力特征，對于攀爬、拉壓、剪斷鋼絲繩，企圖 入侵作出響應(yīng)并產(chǎn)生報警信號，對于鋼絲繩因人為松弛或自然松弛產(chǎn)生的 張力變化作出響應(yīng)并產(chǎn)生報警信號，由報警管理中心對報警信號進(jìn)行集中 統(tǒng)一管理。它是一種防止人體逾越的實(shí)體防護(hù)設(shè)施和感知攀爬、拉壓、剪斷實(shí)體防護(hù)設(shè)施企圖入侵的報警裝置的集合體。結(jié)合圖2所示，所述圍欄6包括不銹鋼鋼絲繩9 (以下簡稱鋼絲繩) 和鋼絲繩9的固定裝置10。所述固定裝置10包括控制桿15、受力桿16、 支撐桿17，用于安裝、固定、支撐以及鎖緊鋼絲繩9。在所述控制桿15、 受力桿16之間自上而下，按照實(shí)際需要，等間距安裝和固定4根、或多 根鋼絲繩9。在所述控制桿15、受力桿16之間還設(shè)有多根用于支撐鋼絲 繩9的支撐桿17。所述控制桿15與支撐桿17之間、支撐桿17與受力桿16之間、支撐 桿17與支撐桿17之間的間距《4m，相鄰兩根鋼絲繩之間的間距《200鵬， 所述電子圍欄一個防區(qū)的最大防范距離《40m。控制桿15內(nèi)配置有防拆探 測裝置，當(dāng)控制桿15蓋板被拆開時，防區(qū)控制器14會發(fā)出報警信號。所述張力檢測裝置7包括張力探測器11和張力模塊12。每根鋼絲繩 9與控制桿15相連接的一端連接一個張力探測器11或張力模塊12，與受 力桿16相連接的一端連接一個彈簧。所述張力探測器11根據(jù)鋼絲繩9的張力特征，對于攀爬、拉壓、剪 斷鋼絲繩9企圖入侵作出響應(yīng)并產(chǎn)生報警信號;對于鋼絲繩9因人為松弛 或自然松弛產(chǎn)生的張力變化作出響應(yīng)并產(chǎn)生報警信號。所述通訊裝置8包括通信模塊13和防區(qū)控制器14，安裝在控制桿 15內(nèi)。所述通信模塊13與多個張力探測器11電連接， 一個通信模塊13 可為多個張力探測器11的報警信號提供遠(yuǎn)程傳輸總線接口和一個防區(qū)地 址。所述張力模塊12根據(jù)鋼絲繩9的張力特征，感知由于攀爬、拉壓、剪斷鋼絲繩9企圖入侵所引起的鋼絲繩9的張力狀態(tài)變化，并把該狀態(tài)變 化轉(zhuǎn)換成電信號；感知鋼絲繩9因人為松弛或自然松弛產(chǎn)生的張力變化， 并把該狀態(tài)變化的信號傳送給防區(qū)控制器14。所述防區(qū)控制器14與多個張力模塊12電連接。張力模塊12輸出反 映鋼絲繩9的張力狀態(tài)變化的信號，防區(qū)控制器14接收和處理張力模塊 12的輸出信號，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的報警閾值確定是否產(chǎn)生報警信號。并為 張力模塊12提供一個遠(yuǎn)程傳輸總線接口、 一個防區(qū)地址和與多個張力模 塊12 —一對應(yīng)的多個擴(kuò)展地址。鋼絲繩9的靜態(tài)張力可為100N-300N之間的任意值，允許每根不銹鋼 鋼絲繩的張力不完全一致，安裝方便。張力報警報警閾值可以在50N-200N之間隨意設(shè)定，有效地防止飛鳥、 小動物、小樹枝等干擾引起誤報。鋼絲繩9松弛報警鋼絲繩9松弛報警閾值為50-200N可選，以防止 因鋼絲繩9松弛后無法正常工作導(dǎo)致漏報。鋼絲繩9剪斷報警當(dāng)鋼絲繩9的上的靜態(tài)張力為0-10N時即發(fā)出剪 斷報警，防止剪斷不銹鋼鋼絲繩入侵。參看圖3，所述張力式電子圍欄l產(chǎn)生報警信號的過程如下所述張 力模塊12與鋼絲繩9有機(jī)械連接，其輸出可直接反映鋼絲繩9的張力變 化。由張力模塊12感知鋼絲繩9因被攀爬、拉壓、剪斷、以及因人為松 弛或自然松弛產(chǎn)生的張力變化，并將張力變化的信號傳送到防區(qū)控制器 14。防區(qū)控制器14由放大器Al、 ADC (模數(shù)轉(zhuǎn)換)模塊、MCU (微控制器)、 通信接口 A2組成。放大器Al對張力變化的信號進(jìn)行放大，經(jīng)ADC模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，再由MCU對該數(shù)字信號進(jìn)行采集、分析、處理和加工，產(chǎn)生相應(yīng)的報警信號，最后由通信接口A2輸出。所述微控制器MCU,根據(jù)使用現(xiàn)場的實(shí)際，預(yù)置有防區(qū)地址數(shù)據(jù)、每 根鋼絲繩的擴(kuò)展地址數(shù)據(jù)、每根鋼絲繩的靜態(tài)張力數(shù)據(jù)、張力報警閾值數(shù) 據(jù)、鋼絲繩松弛報警閾值數(shù)據(jù)、鋼絲繩剪斷報警閾值數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)。MCU 每天24小時不停地實(shí)時監(jiān)視和采集每根鋼絲繩的張力數(shù)據(jù)，按每根鋼絲 繩的防區(qū)地址和擴(kuò)展地址分別記錄，再與每根鋼絲繩預(yù)置的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行 比較，分析判斷，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。如某根鋼絲繩的張力數(shù)據(jù)在正常的 靜態(tài)張力范圍之內(nèi)，則需對其進(jìn)行跟蹤和修正；如某根鋼絲繩的張力數(shù)據(jù) 達(dá)到或超過張力報警閾值，則發(fā)出防區(qū)報警信號，同時給出相應(yīng)的防區(qū)地 址和擴(kuò)展地址數(shù)據(jù)；如某根鋼絲繩的張力數(shù)據(jù)達(dá)到或超過松弛報警閾值， 則發(fā)出松弛報警信號，并給出相應(yīng)的防區(qū)地址和擴(kuò)展地址數(shù)據(jù);如某根鋼 絲繩的張力數(shù)據(jù)達(dá)到或超過剪斷報警閾值，則發(fā)出剪斷報警信號，并給出 相應(yīng)的防區(qū)地址和擴(kuò)展地址數(shù)據(jù)。所述各種報警信號及相應(yīng)的防區(qū)地址和 擴(kuò)展地址數(shù)據(jù)由通信接口 A2輸出。放大器Al采用運(yùn)算放大器OP07實(shí)現(xiàn)。ADC模塊和MCU由自帶8路ADC 的AT megal6實(shí)現(xiàn)。ATmegal6可同時對8個張力模塊12的信號進(jìn)行AD 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集、分析、處理和加工。通信接口 A2采用MAX485來實(shí)現(xiàn)。 通信接口 A2的輸出D+和D-(RS485總線輸出)之間連接有TVS管SMBJ5. 0CA 作為RS485總線的差模防雷措施，D+與地之間、D-與地之間均連接有TVS 管SMBJ5. OCA作為RS485總線的共模防雷措施。本發(fā)明還具有與ATmegal6連接的ISP在系統(tǒng)編程接口、警燈警鈴接口、設(shè)置按鍵、防拆開關(guān)、防區(qū)指示燈。
權(quán)利要求
1、一種張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)，其特征在于，包括由圍欄、張力探測裝置、通訊裝置組成的張力式電子圍欄；所述圍欄包括不銹鋼鋼絲繩和支撐、固定和拉緊鋼絲繩的固定裝置；所述張力探測裝置，與不銹鋼鋼絲繩機(jī)械連接，用于探測不銹鋼鋼絲繩的張力特征，并將探測到的信號傳送至通訊裝置；所述通訊裝置，用于接收張力探測裝置的檢測信號，對于產(chǎn)生的報警信號提供報警信號遠(yuǎn)程傳輸總線接口和防區(qū)地址，通過總線傳輸線傳送至管理中心。
2、 如權(quán)利要求l所述的張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)，其特 征在于，所述固定裝置包括用于安裝、固定、支撐以及鎖緊鋼絲繩的控制 桿、受力桿、支撐桿；在所述控制桿、受力桿之間自上而下安裝至少4 根鋼絲繩;在所述控制桿、受力桿之間設(shè)置多根用于支撐鋼絲繩的支撐桿。
3、 如權(quán)利要求2所述的張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)，其特征在于，所述控制桿與支撐桿之間、支撐桿與受力桿之間、支撐桿與支撐 桿之間的間距《4m，相鄰兩根鋼絲繩之間的間距《200mm， 一個防區(qū)的最 大防范距離《40m。
4、 如權(quán)利要求2所述的張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)，其特 征在于，所述張力探測裝置包括張力探測器和張力模塊；每根鋼絲繩與控 制桿相連接的一端連接一個張力探測器或張力模塊，與受力桿相連接的一 端連接一個彈簧；所述張力探測器根據(jù)鋼絲繩的張力特征，對于攀爬、拉壓、剪斷鋼絲繩企圖入侵作出響應(yīng)并產(chǎn)生報警信號;對于鋼絲繩因人為松弛或自然松弛 產(chǎn)生的張力變化作出響應(yīng)并產(chǎn)生報警信號；所述張力模塊根據(jù)鋼絲繩的張力特征，感知由于攀爬、拉壓、剪斷鋼 絲繩企圖入侵所引起的鋼絲繩的張力狀態(tài)變化，并把該狀態(tài)變化轉(zhuǎn)換成電信號；感知鋼絲繩因人為松弛或自然松弛產(chǎn)生的張力變化，并把該狀態(tài)變 化的信號傳送給防區(qū)控制器。
5、 如權(quán)利要求4所述的張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)，其特 征在于，所述通訊裝置包括多個通信模塊和一個防區(qū)控制器，安裝在所述 控制桿內(nèi)；多個張力探測器與一個通信模塊電連接，多個張力模塊與一個 防區(qū)控制器電連接；所述通信模塊為張力探測器的報警信號提供遠(yuǎn)程傳輸總線接口和防 區(qū)地址；所述防區(qū)控制器采集和處理張力模塊的輸出信號，以確定是否產(chǎn)生報 警信號并提供報警信號遠(yuǎn)程傳輸總線接口和防區(qū)地址。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)， 其特征在于，所述不銹鋼鋼絲繩的靜態(tài)張力為100N-300N之間的任意值， 允許每根鋼絲繩的張力不完全一致。
7、 如權(quán)利要求1或2所述的張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)， 其特征在于，張力探測裝置的報警閾值在50N-200N之間任意設(shè)定。
8、 如權(quán)利要求1或2所述的張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)， 其特征在于，所述不銹鋼鋼絲繩上的靜態(tài)張力為0-10N時即發(fā)出剪斷報
9、如權(quán)利要求5所述的張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)，其特征在于，所述防區(qū)控制器由放大器Al、 ADC模塊、MCU、通信接口 A2組成。 放大器Al對張力變化的信號進(jìn)行放大，經(jīng)ADC模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后， 再由MCU對該數(shù)字信號進(jìn)行采集、分析、處理和加工，產(chǎn)生相應(yīng)的報警信 號，最后由通信接口A2輸出；所述微控制器MCU，根據(jù)使用現(xiàn)場的實(shí)際，預(yù)置有防區(qū)地址數(shù)據(jù)、每 根鋼絲繩的擴(kuò)展地址數(shù)據(jù)、每根鋼絲繩的靜態(tài)張力數(shù)據(jù)、張力報警閾值數(shù) 據(jù)、鋼絲繩松弛報警閾值數(shù)據(jù)、鋼絲繩剪斷報警閾值數(shù)據(jù)；MCU每天24 小時不停地實(shí)時監(jiān)視和采集每根鋼絲繩的張力數(shù)據(jù)，按每根鋼絲繩的防區(qū) 地址和擴(kuò)展地址分別記錄，再與每根鋼絲繩預(yù)置的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，分 析判斷，并進(jìn)行相應(yīng)的處理；如某根鋼絲繩的張力數(shù)據(jù)在正常的靜態(tài)張力范圍之內(nèi)，則需對其進(jìn)行 跟蹤和修正；如某根鋼絲繩的張力數(shù)據(jù)達(dá)到或超過張力報警閾值，則發(fā)出防區(qū)報警 信號，同時給出相應(yīng)的防區(qū)地址和擴(kuò)展地址數(shù)據(jù)；如某根鋼絲繩的張力數(shù)據(jù)達(dá)到或超過松弛報警閾值，則發(fā)出松弛報警 信號，并給出相應(yīng)的防區(qū)地址和擴(kuò)展地址數(shù)據(jù)；如某根鋼絲繩的張力數(shù)據(jù)達(dá)到或超過剪斷報警閾值，則發(fā)出剪斷報警 信號，并給出相應(yīng)的防區(qū)地址和擴(kuò)展地址數(shù)據(jù)；所述各種報警信號及相應(yīng) 的防區(qū)地址和擴(kuò)展地址數(shù)據(jù)由通信接口輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種張力式電子圍欄周界防入侵報警系統(tǒng)，包括圍欄、張力探測裝置、通訊裝置組成的張力式電子圍欄；圍欄包括不銹鋼鋼絲繩和鋼絲繩的固定裝置；張力探測裝置與鋼絲繩機(jī)械連接，用于探測鋼絲繩的張力特征，并將探測到的信號傳送至通訊裝置；通訊裝置，用于接收張力探測裝置的輸出，產(chǎn)生報警信號，提供遠(yuǎn)程傳輸總線接口和防區(qū)地址，通過傳輸控制設(shè)備裝置和總線傳輸線傳送至管理中心。本發(fā)明是一種實(shí)體防護(hù)設(shè)施和報警裝置的集合體，根據(jù)圍欄鋼絲繩的張力特征，對于攀爬、拉壓、剪斷圍欄鋼絲繩企圖入侵作出響應(yīng)并產(chǎn)生報警信號，性能穩(wěn)定可靠。適應(yīng)各種復(fù)雜地形環(huán)境，不留防范死角；廣泛適用于有周界防范需要的所有場所。
文檔編號G08B29/18GK101582189SQ200810043359
公開日2009年11月18日 申請日期2008年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
發(fā)明者劉華鋒, 葉志鋒, 康珍毅, 芳 李, 毛葉輝 申請人:葉志鋒;上海聯(lián)騰信息技術(shù)有限公司