專利名稱：自適應(yīng)紅外激光入侵探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種安全防范用入侵探測裝置，尤其是采用自適應(yīng)控制的紅外激光入侵探測器。
背景技術(shù)：
在區(qū)域安全防范領(lǐng)域，主動紅外入侵探測器(即由發(fā)射端和接收端組成的紅外對射報警裝置)已得到推廣應(yīng)用，由于普通紅外光束存在穿透能力較低、發(fā)射功耗偏高等固有缺陷，造成現(xiàn)有產(chǎn)品大多存在探測距離短、誤報率高、能耗偏高、壽命較短、性能不穩(wěn)定等諸多缺陷，很大程度上限制了該類產(chǎn)品的進(jìn)一步普及。考慮到激光是一種受激輻射產(chǎn)生的高亮度定向能束，較自發(fā)輻射產(chǎn)生的普通光束具有方向性好、單色性好、強(qiáng)相干性、發(fā)散角小、能量密度大、穿透力強(qiáng)(基本不受雨、霧、雪、沙塵等影響)、抗干擾性好(基本不受陽光、 燈光、雷電、電磁波等干擾)、能耗較低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、工作壽命長、穩(wěn)定可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)；故為克服現(xiàn)有普通紅外入侵探測器的諸多缺陷，采用紅外激光作為發(fā)射光源是一種較理想的解決方案。目前，紅外激光入侵探測器尚處于推廣試用階段，產(chǎn)品性能上相對普通紅外入侵探測器并無明顯優(yōu)勢，在安裝、使用和維護(hù)方面普遍存在如下問題1)相鄰激光發(fā)射器發(fā)出的光束經(jīng)常會相互干擾，造成不必要的誤報現(xiàn)象；2)激光發(fā)射器的發(fā)射角調(diào)節(jié)裝置抗振性差，造成激光光束偏移而發(fā)生誤報；3)由于紅外激光束不可見，現(xiàn)場安裝調(diào)試時，激光發(fā)射器和光電傳感器對準(zhǔn)困難；4)探測器抗電壓波動、溫度變化、雨霧天氣、陽光直射、窗口積灰的能力差，易發(fā)生漏報或誤報，且半導(dǎo)體激光發(fā)射管壽命較短，很難滿足國家相關(guān)強(qiáng)制性檢測要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是為彌補(bǔ)現(xiàn)有紅外激光入侵探測器的諸多不足，本實(shí)用新型提供一種自適應(yīng)紅外激光入侵探測器，能通過外罩+立柱式機(jī)械結(jié)構(gòu)、光+ 射頻通訊式電路結(jié)構(gòu)、發(fā)射功率自動調(diào)節(jié)和防干擾智能識別算法等手段，顯著降低入侵探測器的誤報率和漏報率。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是主要由發(fā)射端和接收端兩部分構(gòu)成，由發(fā)射端發(fā)出多束紅外脈沖調(diào)頻激光，在接收端之間形成警戒光柵，當(dāng)警戒光柵被部分或全部遮擋時，接收端的接收信號發(fā)生改變，經(jīng)防干擾智能識別算法處理后，通過有線或射頻通訊方式對外輸出越界報警信號；發(fā)射端和/或接收端如遇防拆報警觸發(fā)，將發(fā)射端的防拆報警信號加載至激光束，以光通訊方式向接收端傳輸，再由接收端按前述方式對外輸出發(fā)射端和/或接收端的防拆報警信號；如遇惡劣天氣、強(qiáng)光直射、窗口積灰等外界干擾工況，接收端的接收信號發(fā)生信噪比減弱、影響正常識別時，接收端通過射頻通訊方式向發(fā)射端發(fā)出指令，對激光發(fā)射功率進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。發(fā)射端主要由頂蓋、外罩、底座、玻璃窗、立柱、支承架、調(diào)整架、預(yù)瞄鏡、激光發(fā)射器、發(fā)射電路板、防水電纜接頭等部件組成，外罩為薄壁管材結(jié)構(gòu)，玻璃窗通過密封圈及螺栓安裝在外罩管壁的開口處，外罩上端口與頂蓋通過密封圈及螺栓連接，外罩下端口與底座通過密封圈及螺栓連接，立柱與底座通過螺紋連接， 支承架通過螺栓安裝在立柱上，調(diào)整架通過螺栓安裝在支承架上，預(yù)瞄鏡和激光發(fā)射器安裝固定在調(diào)整架上(應(yīng)保證預(yù)瞄鏡和激光發(fā)射器的光軸平行)，發(fā)射電路板通過螺栓安裝在支承架側(cè)面，防水電纜接頭安裝在底座端面的開口處，供電電纜通過防水電纜接頭與發(fā)射電路板連通；發(fā)射端對準(zhǔn)調(diào)試時，先調(diào)節(jié)支承架的安裝高度使預(yù)瞄鏡和激光發(fā)射器的出光口對準(zhǔn)玻璃窗，再調(diào)整底座安裝位置使激光發(fā)射器面向接收端，然后通過調(diào)整架旋鈕調(diào)節(jié)光軸方向，借助預(yù)瞄鏡目測使光軸對準(zhǔn)接收端，借助接收端指示燈使光軸對準(zhǔn)光電傳感器。接收端主要由頂蓋、外罩、玻璃窗、底座、立柱、支承架、光電傳感器、接收電路板、防水電纜接頭等部件組成，光電傳感器通過螺栓安裝在支承架上，接收電路板通過螺栓安裝在支承架側(cè)面，供電及信號電纜通過防水電纜接頭與接收電路板連通，其余裝配結(jié)構(gòu)與發(fā)射端相同；接收端對準(zhǔn)調(diào)試時，先調(diào)節(jié)支承架的安裝高度使光電傳感器的進(jìn)光口對準(zhǔn)玻璃窗，再調(diào)整底座安裝位置使光電傳感器面向發(fā)射端。本實(shí)用新型的有益效果是能通過外罩+立柱式機(jī)械結(jié)構(gòu)、光+射頻通訊式電路結(jié)構(gòu)、發(fā)射功率自動調(diào)節(jié)和防干擾智能識別算法等手段，顯著降低入侵探測器的誤報率和漏報率，改善現(xiàn)有紅外激光入侵探測器的諸多不足。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型中發(fā)射端和接收端的外觀結(jié)構(gòu)。圖2是本實(shí)用新型中發(fā)射端的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)。圖3是本實(shí)用新型中接收端的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)。圖4是本實(shí)用新型中發(fā)射端的電路結(jié)構(gòu)。圖5是本實(shí)用新型中接收端的電路結(jié)構(gòu)。圖6是本實(shí)用新型中發(fā)射端的控制流程。圖7是本實(shí)用新型中接收端的控制流程。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。在圖1、2和3所示實(shí)施例中，本實(shí)用新型中發(fā)射端主要由頂蓋(1)、外罩(2)、底座 (3)、玻璃窗(4)、立柱(5)、支承架(6)、調(diào)整架(7)、預(yù)瞄鏡(8)、激光發(fā)射器(9)、發(fā)射電路板(10)、防水電纜接頭(11)等部件組成，外罩為薄壁管材結(jié)構(gòu)，玻璃窗通過密封圈及螺栓安裝在外罩管壁的開口處，外罩上端口與頂蓋通過密封圈及螺栓連接，外罩下端口與底座通過密封圈及螺栓連接，立柱與底座通過螺紋連接，支承架通過螺栓安裝在立柱上，調(diào)整架通過螺栓安裝在支承架上，預(yù)瞄鏡和激光發(fā)射器安裝固定在調(diào)整架上(應(yīng)保證預(yù)瞄鏡和激光發(fā)射器的光軸平行)，發(fā)射電路板通過螺栓安裝在支承架側(cè)面，防水電纜接頭安裝在底座端面的開口處，供電電纜通過防水電纜接頭與發(fā)射電路板連通；發(fā)射端對準(zhǔn)調(diào)試時，先調(diào)節(jié)支承架的安裝高度使預(yù)瞄鏡和激光發(fā)射器的出光口對準(zhǔn)玻璃窗，再調(diào)整底座安裝位置使激光發(fā)射器面向接收端，然后通過調(diào)整架旋鈕調(diào)節(jié)光軸方向，借助預(yù)瞄鏡目測使光軸對準(zhǔn)接收端，借助接收端LED燈使光軸對準(zhǔn)光電傳感器。接收端主要由頂蓋、外罩、玻璃窗、底座、 立柱、支承架、光電傳感器(12)、接收電路板(13)、防水電纜接頭等部件組成，光電傳感器通過螺栓安裝在支承架上(調(diào)節(jié)支承架的安裝高度使光電傳感器的進(jìn)光口對準(zhǔn)玻璃窗)， 接收電路板通過螺栓安裝在支承架側(cè)面，供電及信號電纜通過防水電纜接頭與接收電路板連通，其余裝配結(jié)構(gòu)與發(fā)射端相同；接收端對準(zhǔn)調(diào)試時，先調(diào)節(jié)支承架的安裝高度使光電傳感器的進(jìn)光口對準(zhǔn)玻璃窗，再調(diào)整底座安裝位置使光電傳感器面向發(fā)射端。在圖4所示實(shí)施例中，本實(shí)用新型中發(fā)射端的電路結(jié)構(gòu)主要由電源電路、微處理器、驅(qū)動電路、射頻接收電路、防拆保護(hù)電路、激光發(fā)射器1和2等部分構(gòu)成，其原理是射頻接收電路接收來自接收端的控制指令，并將控制指令輸出至微處理器，微處理器按預(yù)設(shè)的調(diào)頻和占空比輸出一定幅度的脈寬調(diào)制(PWM)信號，再通過驅(qū)動電路對PWM信號進(jìn)行功率放大，驅(qū)動兩路激光發(fā)射器工作，從而將電信號轉(zhuǎn)為光信號對外輸出；電源電路對輸入電源進(jìn)行降壓、穩(wěn)壓和濾波處理，為系統(tǒng)提供符合要求的直流電源；防拆保護(hù)電路用于傳感發(fā)射端遭受的破壞或拆卸行為，并通過微處理器將觸發(fā)信號加載至PWM信號，再以光通訊方式向接收端傳輸。在圖5所示實(shí)施例中，本實(shí)用新型中接收端的電路結(jié)構(gòu)主要由電源電路、信號調(diào)理電路、微處理器、驅(qū)動電路、射頻發(fā)射電路、信號輸出電路、防拆保護(hù)電路、對準(zhǔn)指示電路、 光電傳感器1和2等部分構(gòu)成，其原理是兩路光電傳感器分別將來自發(fā)射端的光信號轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)信號調(diào)理電路進(jìn)行放大和濾波后輸入微處理器，微處理器經(jīng)發(fā)射功率自動調(diào)節(jié)和防干擾智能識別算法處理后輸出功率調(diào)節(jié)和越界報警信號，再經(jīng)驅(qū)動電路進(jìn)行功率放大，通過信號輸出電路(包括繼電器和數(shù)據(jù)總線)和射頻發(fā)射電路對外輸出；電源電路對輸入電源進(jìn)行降壓、穩(wěn)壓和濾波處理，為系統(tǒng)提供符合要求的直流電源；防拆保護(hù)電路用于傳感接收端遭受的破壞或拆卸行為，接收端和/或發(fā)射端的防拆報警信號統(tǒng)一由接收端按前述方式對外輸出；對準(zhǔn)指示電路用于指示發(fā)射端的對準(zhǔn)程度，通過目測LED燈亮度判斷光軸是否對準(zhǔn)光電傳感器。在圖6所示實(shí)施例中，本實(shí)用新型中發(fā)射端的控制流程是系統(tǒng)開始工作后，首先初始化配置參數(shù)(包括系統(tǒng)時鐘和I/O 口定義等)，然后由PWM發(fā)生器產(chǎn)生用于驅(qū)動激光發(fā)射器的PWM信號，同時驅(qū)動顯示報警和兩路激光發(fā)射器工作狀況的LED燈；隨后開始讀取撥碼開關(guān)信息，系統(tǒng)根據(jù)信息進(jìn)入不同的操作狀態(tài)(包括系統(tǒng)調(diào)試狀態(tài)、正常工作狀態(tài)、PWM 滿占空比輸出調(diào)試狀態(tài))；最后系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，定時輸出PWM信號。在圖7所示實(shí)施例中，本實(shí)用新型中接收端的控制流程是系統(tǒng)開始工作后，首先初始化配置參數(shù)(包括系統(tǒng)時鐘、I/O 口定義等)，然后系統(tǒng)開始配置經(jīng)信號調(diào)理后的輸入信號，同時驅(qū)動顯示報警和兩路激光發(fā)射器工作狀況的LED燈；隨后開始讀取撥碼開關(guān)信息，系統(tǒng)根據(jù)信息進(jìn)入不同的操作狀態(tài)(包括調(diào)試狀態(tài)和正常工作狀態(tài))；最后系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，記錄預(yù)設(shè)時間內(nèi)接收到的數(shù)據(jù)個數(shù)，與標(biāo)準(zhǔn)個數(shù)進(jìn)行比較，如接收到的數(shù)據(jù)量明顯減少，則驅(qū)動信號輸出電路進(jìn)行報警，反之則不報警。
權(quán)利要求1.一種自適應(yīng)紅外激光入侵探測器，其特征是主要由發(fā)射端和接收端兩部分構(gòu)成， 由發(fā)射端發(fā)出多束紅外脈沖調(diào)頻激光，在接收端之間形成警戒光柵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)紅外激光入侵探測器，其特征是所述發(fā)射端主要由頂蓋、外罩、底座、玻璃窗、立柱、支承架、調(diào)整架、預(yù)瞄鏡、激光發(fā)射器、發(fā)射電路板、防水電纜接頭組成，外罩為薄壁管材結(jié)構(gòu)，玻璃窗通過密封圈及螺栓安裝在外罩管壁的開口處，外罩上端口與頂蓋通過密封圈及螺栓連接，外罩下端口與底座通過密封圈及螺栓連接，立柱與底座通過螺紋連接，支承架通過螺栓安裝在立柱上，調(diào)整架通過螺栓安裝在支承架上，預(yù)瞄鏡和激光發(fā)射器安裝固定在調(diào)整架上，應(yīng)保證預(yù)瞄鏡和激光發(fā)射器的光軸平行，發(fā)射電路板通過螺栓安裝在支承架側(cè)面，防水電纜接頭安裝在底座端面的開口處，供電電纜通過防水電纜接頭與發(fā)射電路板連通；發(fā)射端對準(zhǔn)調(diào)試時，先調(diào)節(jié)支承架的安裝高度使預(yù)瞄鏡和激光發(fā)射器的出光口對準(zhǔn)玻璃窗，再調(diào)整底座安裝位置使激光發(fā)射器面向接收端，然后通過調(diào)整架旋鈕調(diào)節(jié)光軸方向，借助預(yù)瞄鏡目測使光軸對準(zhǔn)接收端，借助接收端指示燈使光軸對準(zhǔn)光電傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)紅外激光入侵探測器，其特征是所述接收端主要由頂蓋、外罩、玻璃窗、底座、立柱、支承架、光電傳感器、接收電路板、防水電纜接頭組成，光電傳感器通過螺栓安裝在支承架上，接收電路板通過螺栓安裝在支承架側(cè)面，供電及信號電纜通過防水電纜接頭與接收電路板連通，其余裝配結(jié)構(gòu)與發(fā)射端相同；接收端對準(zhǔn)調(diào)試時， 先調(diào)節(jié)支承架的安裝高度使光電傳感器的進(jìn)光口對準(zhǔn)玻璃窗，再調(diào)整底座安裝位置使光電傳感器面向發(fā)射端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)紅外激光入侵探測器，其特征是所述發(fā)射端的電路結(jié)構(gòu)主要由電源電路、微處理器、驅(qū)動電路、射頻接收電路、防拆保護(hù)電路、激光發(fā)射器1和 2構(gòu)成，其原理是射頻接收電路接收來自接收端的控制指令，并將控制指令輸出至微處理器，微處理器按預(yù)設(shè)的調(diào)頻和占空比輸出一定幅度的脈寬調(diào)制信號，再通過驅(qū)動電路對脈寬調(diào)制信號進(jìn)行功率放大，驅(qū)動兩路激光發(fā)射器工作，從而將電信號轉(zhuǎn)為光信號對外輸出； 電源電路對輸入電源進(jìn)行降壓、穩(wěn)壓和濾波處理，為系統(tǒng)提供符合要求的直流電源；防拆保護(hù)電路用于傳感發(fā)射端遭受的破壞或拆卸行為，并通過微處理器將觸發(fā)信號加載至脈寬調(diào)制信號，再以光通訊方式向接收端傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)紅外激光入侵探測器，其特征是所述接收端的電路結(jié)構(gòu)主要由電源電路、信號調(diào)理電路、微處理器、驅(qū)動電路、射頻發(fā)射電路、信號輸出電路、 防拆保護(hù)電路、對準(zhǔn)指示電路、光電傳感器1和2構(gòu)成，其原理是兩路光電傳感器分別將來自發(fā)射端的光信號轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)信號調(diào)理電路進(jìn)行放大和濾波后輸入微處理器，微處理器經(jīng)發(fā)射功率自動調(diào)節(jié)和防干擾智能識別算法處理后輸出功率調(diào)節(jié)和越界報警信號，再經(jīng)驅(qū)動電路進(jìn)行功率放大，通過信號輸出電路和射頻發(fā)射電路對外輸出；電源電路對輸入電源進(jìn)行降壓、穩(wěn)壓和濾波處理，為系統(tǒng)提供符合要求的直流電源；防拆保護(hù)電路用于傳感接收端遭受的破壞或拆卸行為，接收端和/或發(fā)射端的防拆報警信號統(tǒng)一由接收端按前述方式對外輸出；對準(zhǔn)指示電路用于指示發(fā)射端的對準(zhǔn)程度，通過目測指示燈亮度判斷光軸是否對準(zhǔn)光電傳感器。
專利摘要一種自適應(yīng)紅外激光入侵探測器，主要由發(fā)射端和接收端兩部分構(gòu)成，由發(fā)射端發(fā)出多束紅外脈沖調(diào)頻激光，在接收端之間形成警戒光柵；能通過外罩+立柱式機(jī)械結(jié)構(gòu)、光+射頻通訊式電路結(jié)構(gòu)、發(fā)射功率自動調(diào)節(jié)和防干擾智能識別算法等手段，顯著降低入侵探測器的誤報率和漏報率。
文檔編號G08B13/181GK202142151SQ20112014915
公開日2012年2月8日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者姚晨, 張學(xué)典, 張振一, 曹民, 李雪剛 申請人:上海龍放建筑智能系統(tǒng)工程有限公司