本發(fā)明涉及安防領(lǐng)域,特別涉及一種利用激光信號(hào)進(jìn)行加密通信防盜的方法及激光防盜裝置。
背景技術(shù):
目前,利用激光防盜的方式有很多,其中較常用的方法是在防護(hù)的空間中利用激光進(jìn)行分隔,當(dāng)有障礙物遮擋激光照射時(shí),就可以認(rèn)定有不安全的因素,比如有人進(jìn)去了。
目前的無(wú)線激光防盜裝置,一般采用一個(gè)激光發(fā)射器和一個(gè)激光接收器,利用激光直線傳播的特點(diǎn),設(shè)置在盜賊入口處,當(dāng)有盜賊闖入時(shí),身體遮擋使激光發(fā)射器發(fā)射的激光不能傳播照射到激光接收器上,在激光接收器中將出現(xiàn)激光中斷而產(chǎn)生比如輸出一個(gè)脈沖信號(hào),在防盜主機(jī)上可以通過(guò)到這個(gè)脈沖信號(hào)或者其它反應(yīng)信號(hào)而判斷有人闖入,主機(jī)于是就通過(guò)聲光電等方式提醒,表示有不安全事件發(fā)生。由于在門(mén)口處是采用激光信息,在發(fā)射器和接收器之間沒(méi)有采用信號(hào)線連接,因此,也稱(chēng)無(wú)線激光防盜裝置。這樣的無(wú)線激光防盜裝置一般通過(guò)激光發(fā)射模塊發(fā)射一束脈沖寬度調(diào)制的一個(gè)固定頻率的信號(hào),激光接收模塊通過(guò)光電器件接收光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后進(jìn)行解調(diào),如果將光束遮擋住,則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。其缺點(diǎn)在于:安全保密性較差:在入侵探測(cè)應(yīng)用中,固定調(diào)制頻率很容易被探測(cè)到并且容易通過(guò)偽造發(fā)射光源而使探測(cè)器失去作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的無(wú)線激光防盜裝置安全保密性較差:在入侵探測(cè)應(yīng)用中,固定調(diào)制頻率很容易被探測(cè)到并且容易通過(guò)偽造發(fā)射光源而使探測(cè)器失去作用的不足,提供一種新的激光防盜方法及激光防盜裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案:一種激光防盜方法,該方法利用一組激光發(fā)射裝置發(fā)射激光、一組相應(yīng)的激光接收裝置接收對(duì)應(yīng)的激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光,當(dāng)有入侵物遮擋激光傳播時(shí),激光接收裝置產(chǎn)生激光被擋的信號(hào)觸發(fā)警報(bào)裝置報(bào)警以實(shí)現(xiàn)防盜的目的;
在激光發(fā)射裝置中,按照下列步驟調(diào)制激光;
步驟101、生成一幀發(fā)射數(shù)據(jù),該發(fā)射數(shù)據(jù)至少包括激光接收裝置的認(rèn)可的特征數(shù)字,對(duì)該發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行加密;
步驟102、利用發(fā)射數(shù)據(jù)作為控制光發(fā)射器件發(fā)射的pwm信號(hào)控制光發(fā)射器件發(fā)射激光;
在激光接收裝置中,采用光電器件接收光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后,按照以下步驟進(jìn)行解調(diào):
步驟201、在特定時(shí)間內(nèi),對(duì)接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行解密,如果是本激光接收裝置認(rèn)可的特征數(shù)字,則重新計(jì)時(shí)并向報(bào)警主模塊發(fā)送解除報(bào)警信號(hào);不同則,產(chǎn)生觸發(fā)報(bào)警信號(hào)。
由于激光在發(fā)射和接收過(guò)程中需要進(jìn)行加密和解密,可以克服這樣容易被探測(cè)到并且容易通過(guò)偽造發(fā)射光源而使探測(cè)器失去作用的不足。
進(jìn)一步的,上述的激光防盜方法中:
激光發(fā)射裝置中,生成一幀發(fā)射數(shù)據(jù)并進(jìn)行加密包括以下步驟:
一幀發(fā)射數(shù)據(jù)由起始位和8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)兩個(gè)部分組成;
起始位為150us的高電平和150us的低電平組成;
數(shù)據(jù)位二進(jìn)制1為100us的高電平和50us的低電平組成,數(shù)據(jù)位二進(jìn)制0為50us的高電平和50us的低電平組成;
數(shù)據(jù)位分為高4位和低4位,高4位的數(shù)值為特征數(shù)值,低4位為加密值,加密值為1至16,由1開(kāi)始,并按每發(fā)一幀數(shù)據(jù),加密值加1,超過(guò)16將重新置1;
激光接收裝置中解調(diào)接收端接收過(guò)程如下:
通過(guò)外設(shè)定時(shí)器的上升沿輸入捕獲功能,記錄兩次輸入上升沿的時(shí)間,如果捕獲到兩次上升沿的時(shí)間為300us,誤差為20us以?xún)?nèi),則進(jìn)入接收數(shù)據(jù)模式;
如果捕獲到兩次上升沿的時(shí)間為150us,誤差為20us以?xún)?nèi),則接收到的數(shù)據(jù)位為二進(jìn)制1;
如果捕獲到兩次上升沿的時(shí)間為100us,誤差為20us以?xún)?nèi),則接收到的數(shù)據(jù)位為二進(jìn)制0;
連續(xù)接收8位二進(jìn)制,將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成數(shù)值;
數(shù)據(jù)的高4位與激光接收模塊特征數(shù)值對(duì)比,不相同則發(fā)出報(bào)警信號(hào),數(shù)據(jù)的低4位與上一次接收到的數(shù)據(jù)低4位加1后相比較,如果上一次接收到的數(shù)據(jù)低4位加1后超過(guò)16則將上一次接收到的數(shù)據(jù)低4位置1,然后相比較,不相同則發(fā)出報(bào)警信號(hào),數(shù)據(jù)完全相同則發(fā)送解除報(bào)警信號(hào)。
這是一種比較簡(jiǎn)單的加密和解密方式。
本發(fā)明還提供了一種激光防盜裝置,包括一組激光發(fā)射裝置與對(duì)應(yīng)的激光接收裝置和報(bào)警模塊;所述的激光發(fā)射裝置向激光接收裝置發(fā)射激光,激光接收裝置中斷接收激光后產(chǎn)生觸發(fā)報(bào)警裝置報(bào)警的觸發(fā)信號(hào);所述的激光發(fā)射裝置包括激光信號(hào)生成模塊、加密模塊、調(diào)制模塊和激光發(fā)射器,所述的加密模塊與調(diào)制模塊相連,對(duì)將要發(fā)送的信息進(jìn)行加密;所述的激光接收裝置包括激光接收器和解調(diào)模塊、解密模塊,所述的解密模塊與解調(diào)模塊相連相連,對(duì)解調(diào)模塊輸出的信號(hào)解密還成發(fā)送的信息。
同樣由于有加密模塊和解密模塊,可以克服這樣容易被探測(cè)到并且容易通過(guò)偽造發(fā)射光源而使探測(cè)器失去作用的不足。且采用多束激光克服單光束防盜攔截面小,很容易避開(kāi)光束,使防盜作用失效的不足,也可以避免由于樹(shù)葉、動(dòng)物等擋住光束時(shí),會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)信號(hào)的可能。
進(jìn)一步的,上述的激光防盜裝置中:所述的發(fā)送的信息由設(shè)置在激光發(fā)射裝置上的撥碼開(kāi)關(guān)及外圍電路提供,包括電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4、電阻r5和撥碼開(kāi)關(guān)s1,所述的電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4的一端分別接3.3v電源,另一端分別通過(guò)所述的撥碼開(kāi)關(guān)s1與所述的電阻r5相連,電阻r5的另一端接地,電阻r5的另一端輸出的電壓經(jīng)過(guò)ad轉(zhuǎn)換后形成發(fā)送信息;
在激光接收裝置中包括形成與所述的改善信息一致的比較信息,比較信息由設(shè)置在激光接收裝置上與激光發(fā)射裝置上相同的撥碼開(kāi)關(guān)及外圍電路提供。
進(jìn)一步的,上述的激光防盜裝置中:所述的激光發(fā)射器包括激光發(fā)射管,所述的激光信號(hào)生成模塊生成的激光信號(hào)從激光發(fā)射管的輸入端輸入,調(diào)制模塊的輸出通過(guò)放大電路放大后接所述的激光發(fā)射管的控制端;所述的放大電路包括三極管q3、電阻r41、電阻r42,所述的調(diào)制模塊輸出的pwm信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻r41與所述的三極管q3的基極相連,電阻r42連接于三極管q3的基極與地之間,三極管q3的發(fā)射極接地,集電極接所述的激光發(fā)射管的控制端。
進(jìn)一步的,上述的激光防盜裝置中:所述的激光接收器,包括將光電探測(cè)器接收到的微弱光電流轉(zhuǎn)換成電壓的前置電流電壓轉(zhuǎn)換電路、放大電路、整形電路,所述的前置電流電壓轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓信號(hào)由所述的放大電路放大后經(jīng)過(guò)整形電路整形然后傳輸給中央處理器處理;所述的放大電路包括級(jí)聯(lián)的一級(jí)放大電路、二級(jí)放大電路、三級(jí)放大電路;
所述的一級(jí)放大電路包括運(yùn)算放大器t1、電阻r47、電阻r48、電阻r49、電阻r50、電容c27和電容c30;
所述的前置電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端(vout1)通過(guò)電阻r48接運(yùn)算放大器t1的異相端;電源的正極通過(guò)電阻r50和電阻r49對(duì)地分壓后接運(yùn)算放大器t1的同相端;電阻r47連接在運(yùn)算放大器t1的異相端與輸出端之間;在運(yùn)算放大器t1通過(guò)電容c30以后形成所述的一級(jí)放大電路的輸出端(vout2);電容c27設(shè)置在運(yùn)算放大器t1同相端與地之間;
所述的二級(jí)放大電路和第三極放大電路相同,包括運(yùn)算放大器t2、電阻r54、電阻r53、電阻r61、電容c29和電容c33;
所述的運(yùn)算放大器t2的異相端通過(guò)串連電阻r54和電容電容c29接地;所述的一級(jí)放大電路的輸出端(vout2)接所述的運(yùn)算放大器t2的同相端;電阻r53設(shè)置在運(yùn)算放大器t2的異相端與輸出端之間;運(yùn)算放大器t2輸出端通過(guò)電容c33與電阻r61串連接地,電容c33與電阻r61的連接出引出所述的二級(jí)放大電路的輸出端(vout3);在所述的一級(jí)放大電路的輸出端(vout2)與所述的運(yùn)算放大器t2的同相端的連接線上還設(shè)置有電壓上拉電路。
進(jìn)一步的,上述的激光防盜裝置中:所述的前置電流電壓轉(zhuǎn)換電路包括運(yùn)算放大器t3、電阻r44、電阻r43和電容c25、電壓上拉電路;
激光接收管l1的陰極接電源的正極,激光接收管l1的陽(yáng)極串連電阻r44接運(yùn)算放大器t3的異相端;激光接收管l1的陽(yáng)極串連電容c25接運(yùn)算放大器t3的同相端;在運(yùn)算放大器t3的同相端還接的電壓上拉電路;電阻r43跨接于運(yùn)算放大器t3的異相端與輸出端之間,運(yùn)算放大器t3的輸出端為前置電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端(out1)。
進(jìn)一步的,上述的激光防盜裝置中:所述的電壓上拉電路包括電阻r55、電阻r51、電阻r52和電容c28;電源正極通過(guò)電阻r51和電阻r52接地,電阻r51和電阻r52之間通過(guò)電阻r55接運(yùn)算放大器的同相端;電容c28與電阻r52并聯(lián)。
進(jìn)一步的,上述的激光防盜裝置中:所述的整形電路包括電壓比較器t4、電阻r63、電阻r64、電阻r65和電容c35;
第三級(jí)放大電路的輸出(out4)接電壓比較器t4的同相端;電源正極通過(guò)串連電阻r63接電壓比較器t4的異相端,在電壓比較器t4的異相端還通過(guò)電阻r64與電容c35的并電路接地,在電壓比較器t4的輸出端通過(guò)電阻r65接上拉電源。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明激光發(fā)射裝置和激光接收裝置結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例中所采用的撥碼開(kāi)關(guān)原理圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例中所采用的激光發(fā)射電路原理圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的數(shù)據(jù)通訊格式。
圖6為本發(fā)明激光接收裝置結(jié)構(gòu)框圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例中前置電流電壓轉(zhuǎn)換電路原理圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例中第一級(jí)放大電路原理圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例中第二、第三級(jí)放大電路原理圖。
圖10是本發(fā)明實(shí)施例中第二、第三級(jí)放大電路和前置電流電壓轉(zhuǎn)換電路中電壓上拉電路原理圖。
圖11是本發(fā)明實(shí)施例中整形電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1,如圖1所示,本實(shí)施例是一種具有多對(duì)激光發(fā)射模塊和相應(yīng)的激光接收模塊的的多通道激光防盜裝置,該裝置可以有n對(duì)激光發(fā)射模塊和激光接收模塊,這些激光發(fā)射模塊和激光接收模塊利用can總線相互連接和與報(bào)警主模塊連接。系統(tǒng)上電或復(fù)位后,激光發(fā)射模塊將自檢所有在線的激光發(fā)射模塊,自檢完畢后按地址由小到大循環(huán)發(fā)射地址碼信號(hào),對(duì)應(yīng)的激光接收模塊將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并與自身的地址碼相比較,20毫秒內(nèi)接收不到與自身的地址碼相同的信號(hào)將向報(bào)警主模塊發(fā)送報(bào)警信號(hào),接收到與自身的地址碼相同的信號(hào)將向報(bào)警主模塊發(fā)送解除報(bào)警信號(hào),報(bào)警主模塊將接收到的報(bào)警信號(hào)總數(shù)與報(bào)警主模塊設(shè)置的報(bào)警信號(hào)觸發(fā)個(gè)數(shù)相比較,超過(guò)或相同則發(fā)出最終報(bào)警信號(hào)。
本實(shí)施例中,一對(duì)激光發(fā)射裝置和激光接收裝置結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
本實(shí)施例中,所有的激光發(fā)射模塊和所有的激光接收模塊均采用標(biāo)準(zhǔn)模塊,在其上設(shè)置有如圖3所示的撥碼開(kāi)關(guān),通過(guò)閉合不同的開(kāi)關(guān)輸出不同的電壓信號(hào),這些電壓信號(hào)就可以表示該激光發(fā)射模塊或者激光接收模塊的特征數(shù)據(jù),如圖3所示,通過(guò)利用開(kāi)關(guān)閉合或者斷開(kāi)實(shí)現(xiàn)電阻r1、r2、r3、r4不同組合的并聯(lián),生成不同的電壓信號(hào)由分壓電阻r5輸出不同的電壓。通過(guò)采用發(fā)射模塊和接收模塊相同的碼子作為特征數(shù)據(jù),進(jìn)行調(diào)制和解調(diào),并在激光接收模塊一側(cè)采用比較器將接收到的激光調(diào)制信號(hào)解調(diào)后的數(shù)據(jù)與撥碼開(kāi)關(guān)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,如果這兩個(gè)數(shù)據(jù)相同,說(shuō)明激光沒(méi)有被遮擋,如果不相同說(shuō)明與該激光接收模塊相對(duì)應(yīng)的激光發(fā)射模塊發(fā)射的激光被遮擋了,通過(guò)can總線向報(bào)警主模塊發(fā)送需要報(bào)警的信號(hào),此時(shí),報(bào)警主模塊可以采用聲、光等方式報(bào)警。
激光發(fā)射器包括激光發(fā)射管,如圖4所示,激光信號(hào)生成模塊生成的激光信號(hào)從激光發(fā)射管的輸入端輸入,調(diào)制模塊的輸出通過(guò)放大電路放大后接激光發(fā)射管的控制端。其中,放大電路包括三極管q3、電阻r41、電阻r42,調(diào)制模塊輸出數(shù)字信號(hào)是一種方波,它就是一種pwm信號(hào),pwm信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻r41與三極管q3的基極相連,電阻r42連接于三極管q3的基極與地之間,三極管q3的發(fā)射極接地,集電極接所述的激光發(fā)射管的控制端。具體生成的激光調(diào)制信號(hào)為:起始位為150us的高電平和150us的低電平組成;就是在起始150us有激光發(fā)射,在隨后的150us沒(méi)有激光發(fā)射。
數(shù)據(jù)位二進(jìn)制1為100us的高電平和50us的低電平組成,數(shù)據(jù)位二進(jìn)制0為50us的高電平和50us的低電平組成;此時(shí),同樣,高電平時(shí),有激光發(fā)射,低電平時(shí)沒(méi)有激光發(fā)射。
數(shù)據(jù)位分為高4位和低4位,高4位的數(shù)值為特征數(shù)值,低4位為加密值,加密值為1至16,由1開(kāi)始,并按每發(fā)一幀數(shù)據(jù),加密值加1,超過(guò)16將重新置1。此時(shí),同樣,高電平時(shí),有激光發(fā)射,低電平時(shí)沒(méi)有激光發(fā)射。
本實(shí)施例中激光防盜裝置包括最多16(n=16)對(duì)激光發(fā)射模塊和激光接收模塊,一個(gè)報(bào)警主模塊。激光發(fā)射模之間采用can通訊,報(bào)警主模塊和激光接收模塊之間采用can通訊,每一對(duì)激光發(fā)射、接收模塊的地址碼一致才能配對(duì)成功,并按地址碼的大小來(lái)分時(shí)復(fù)用按順序循環(huán)發(fā)射信號(hào)。發(fā)射端的中央處理器(cpu)讀取其地址碼的信息,并進(jìn)行加密處理成一幀數(shù)據(jù),一幀數(shù)據(jù)由起始位和8位數(shù)據(jù)位組成,數(shù)據(jù)位的高4為地址碼的值,低4位為加密值,加密處理后的數(shù)字信息由激光發(fā)射模塊的中央處理器(cpu)通過(guò)io口pwm調(diào)制后控制光器件發(fā)射給激光接收模塊如圖5所示。在20ms內(nèi),激光接收模塊將接收到的信號(hào)數(shù)據(jù)值高4位與自身地址碼相比較,低4位與上一次接收到的數(shù)據(jù)低4位加1后相比較,如果相同,則重新計(jì)時(shí)20ms并向報(bào)警主模塊發(fā)送解除報(bào)警信號(hào),不同則該激光接收模塊向報(bào)警主模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào),報(bào)警主模塊將接收到的報(bào)警信號(hào)的個(gè)數(shù)與報(bào)警主模塊設(shè)置的報(bào)警信號(hào)觸發(fā)個(gè)數(shù)相比較,超過(guò)或相等則報(bào)警主模塊發(fā)出最終報(bào)警信號(hào)。
本實(shí)施例中,一組激光發(fā)射裝置發(fā)射激光、一組相應(yīng)的激光接收裝置接收對(duì)應(yīng)的激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光,當(dāng)有入侵物遮擋激光傳播時(shí),激光接收裝置產(chǎn)生激光被擋的信號(hào)觸發(fā)警報(bào)裝置報(bào)警以實(shí)現(xiàn)防盜的目的;
在激光發(fā)射裝置中,按照下列步驟調(diào)制激光;
步驟101、生成一幀發(fā)射數(shù)據(jù),該發(fā)射數(shù)據(jù)至少包括激光接收裝置的認(rèn)可的特征數(shù)字,對(duì)該發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行加密;
步驟102、利用發(fā)射數(shù)據(jù)作為控制光發(fā)射器件發(fā)射的pwm信號(hào)控制光發(fā)射器件發(fā)射激光。
生成一幀發(fā)射數(shù)據(jù)并進(jìn)行加密包括以下步驟:
激光接收模塊如圖6所示信號(hào)接收放大整形電路包括前置電流電壓轉(zhuǎn)換電路、一級(jí)放大電路、二級(jí)放大電路、三級(jí)放大電路和整形電路,置電流電壓轉(zhuǎn)換電路采用跨阻抗并聯(lián)電壓負(fù)反饋放大器,將光電探測(cè)器接收到的微弱光電流轉(zhuǎn)換成電壓,并進(jìn)行一級(jí)放大、二級(jí)放大和三級(jí)放大,最后將放大后的信號(hào)通過(guò)整形電路整形后傳輸給激光接收模塊中央處理器處理。
其中電流電壓轉(zhuǎn)換電路如圖7所示,它采用跨阻抗并聯(lián)電壓負(fù)反饋放大器,將光電探測(cè)器接收到的微弱光電流轉(zhuǎn)換成電壓并經(jīng)過(guò)放大后傳輸給一級(jí)放大電路。具體電路是包括運(yùn)算放大器t3、電阻r44、電阻r43和電容c25、電壓上拉電路;如圖7所示,激光接收管l1的陰極接電源的正極,激光接收管l1的陽(yáng)極串連電阻r44接運(yùn)算放大器t3的異相端;激光接收管l1的陽(yáng)極串連電容c25接運(yùn)算放大器t3的同相端;在運(yùn)算放大器t3的同相端還接的電壓上拉電路;電阻r43跨接于運(yùn)算放大器t3的異相端與輸出端之間,運(yùn)算放大器t3的輸出端為前置電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端out1。
第一級(jí)放大電路如圖8所示,包括運(yùn)算放大器t1、電阻r47、電阻r48、電阻r49、電阻r50、電容c27和電容c30;
前置電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端vout1通過(guò)電阻r48接運(yùn)算放大器t1的異相端;電源的正極通過(guò)電阻r50和電阻r49對(duì)地分壓后接運(yùn)算放大器t1的同相端;電阻r47連接在運(yùn)算放大器t1的異相端與輸出端之間;在運(yùn)算放大器t1通過(guò)電容c30以后形成所述的一級(jí)放大電路的輸出端vout2;電容c27設(shè)置在運(yùn)算放大器t1同相端與地之間。
本實(shí)施例中,第二、第三級(jí)放大電路采用相同的原理電路圖如圖9所示包括運(yùn)算放大器t2、電阻r54、電阻r53、電阻r61、電容c29和電容c33;
運(yùn)算放大器t2的異相端通過(guò)串連電阻r54和電容c29接地;所述的一級(jí)放大電路的輸出端vout2接所述的運(yùn)算放大器t2的同相端;電阻r53設(shè)置在運(yùn)算放大器t2的異相端與輸出端之間;運(yùn)算放大器t2輸出端通過(guò)電容c33與電阻r61串連接地,電容c33與電阻r61的連接出引出二級(jí)放大電路的輸出端vout3;在所述的一級(jí)放大電路的輸出端vout2與所述的運(yùn)算放大器t2的同相端的連接線上還設(shè)置有電壓上拉電路。
如果是第三極放大電路則采用二級(jí)放大電路的輸出端vout3運(yùn)算放大器t2的同相端,輸出端vout4。
圖10是前置電流電壓轉(zhuǎn)換電路和第二、第三級(jí)放大電路中使用的電壓上拉電路,電壓上拉電路包括電阻r55、電阻r51、電阻r52和電容c28;電源正極通過(guò)電阻r51和電阻r52接地,電阻r51和電阻r52之間通過(guò)電阻r55接運(yùn)算放大器的同相端;電容c28與電阻r52并聯(lián)。
整形電路如圖11所示包括電壓比較器t4、電阻r63、電阻r64、電阻r65和電容c35;第三級(jí)放大電路的輸出(out4)接電壓比較器t4的同相端;電源正極通過(guò)串連電阻r63接電壓比較器t4的異相端,在電壓比較器t4的異相端還通過(guò)電阻r64與電容c35的并電路接地,在電壓比較器t4的輸出端通過(guò)電阻r65接上拉電源。電流電壓轉(zhuǎn)換電路和一、二、三級(jí)放大電路采用集成運(yùn)算放大器ne5532,整形電路采用lm311電壓比較器,電源為12v單電源供電。
在激光接收裝置中,采用光電器件接收光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后,按照以下步驟進(jìn)行解調(diào):
步驟201、在20ms時(shí)間內(nèi),對(duì)接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行解密,如果是本激光接收裝置認(rèn)可的特征數(shù)字,則重新計(jì)時(shí)并向報(bào)警主模塊發(fā)送解除報(bào)警信號(hào);不同則,產(chǎn)生觸發(fā)報(bào)警信號(hào)。
激光接收裝置中解調(diào)接收端接收過(guò)程如下:
通過(guò)外設(shè)定時(shí)器的上升沿輸入捕獲功能,記錄兩次輸入上升沿的時(shí)間,如果捕獲到兩次上升沿的時(shí)間為300us,誤差為20us以?xún)?nèi),則進(jìn)入接收數(shù)據(jù)模式;
如果捕獲到兩次上升沿的時(shí)間為150us,誤差為20us以?xún)?nèi),則接收到的數(shù)據(jù)位為二進(jìn)制1;
如果捕獲到兩次上升沿的時(shí)間為100us,誤差為20us以?xún)?nèi),則接收到的數(shù)據(jù)位為二進(jìn)制0;
連續(xù)接收8位二進(jìn)制,將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成數(shù)值;
數(shù)據(jù)的高4位與激光接收模塊特征數(shù)值對(duì)比,不相同則發(fā)出報(bào)警信號(hào),數(shù)據(jù)的低4位與上一次接收到的數(shù)據(jù)低4位加1后相比較,如果上一次接收到的數(shù)據(jù)低4位加1后超過(guò)16則將上一次接收到的數(shù)據(jù)低4位置1,然后相比較,不相同則發(fā)出報(bào)警信號(hào),數(shù)據(jù)完全相同則發(fā)送解除報(bào)警信號(hào)。
本實(shí)施例中有6光束的激光防盜裝置,包括6個(gè)激光發(fā)射模塊、6個(gè)激光接收模塊和報(bào)警主模塊。系統(tǒng)上電或復(fù)位后,激光發(fā)射模塊1(地址為0)將自檢所有在線的激光發(fā)射模塊,自檢完畢后按地址由小到大分時(shí)復(fù)用循環(huán)發(fā)射一幀數(shù)據(jù),一幀數(shù)據(jù)的格式如圖2數(shù)據(jù)通訊格式和時(shí)序圖所示,由起始位和8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)兩個(gè)部分組成,起始位為150us的高電平和150us的低電平組成,數(shù)據(jù)位二進(jìn)制1為100us的高電平和50us的低電平組成,數(shù)據(jù)位二進(jìn)制0為50us的高電平和50us的低電平組成。數(shù)據(jù)位分為高4位和低4位,高4位的數(shù)值為地址編碼撥碼開(kāi)關(guān)的數(shù)值,低4位為加密值,加密值為1至16,由1開(kāi)始,并按每發(fā)一幀數(shù)據(jù),加密值加1,超過(guò)16將重新置1。激光接收模塊通過(guò)圖激光信號(hào)接收放大整形電路將接收到的激光加密信號(hào)整形并且放大后傳輸給激光接收模塊,激光接收模塊的中央處理器通過(guò)外設(shè)定時(shí)器的上升沿輸入捕獲功能,記錄兩次輸入上升沿的時(shí)間,如果捕獲到兩次上升沿的時(shí)間為300us,誤差為20us以?xún)?nèi),則進(jìn)入接收數(shù)據(jù)模式,如果捕獲到兩次上升沿的時(shí)間為150us,誤差為20us以?xún)?nèi),則接收到的數(shù)據(jù)位為二進(jìn)制1,如果捕獲到兩次上升沿的時(shí)間為100us,誤差為20us以?xún)?nèi),則接收到的數(shù)據(jù)位為二進(jìn)制0,并連續(xù)接收8位二進(jìn)制,將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成數(shù)值,數(shù)據(jù)的高4位與激光接收模塊地址碼的數(shù)值對(duì)比,不相同則向報(bào)警主模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào),數(shù)據(jù)的低4位與上一次接收到的數(shù)據(jù)低4位加1后相比較,如果上一次接收到的數(shù)據(jù)低4位加1后超過(guò)16則將上一次接收到的數(shù)據(jù)低4位置1,然后相比較,不相同則向報(bào)警主模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào),數(shù)據(jù)完全相同則向報(bào)警主模塊發(fā)送解除報(bào)警信號(hào),報(bào)警主模塊將接收到的報(bào)警信號(hào)總數(shù)與報(bào)警主模塊設(shè)置的報(bào)警信號(hào)觸發(fā)個(gè)數(shù)相比較,超過(guò)或相同則發(fā)出最終報(bào)警信號(hào)。
本實(shí)施例具有如下特點(diǎn):
1、每一對(duì)激光發(fā)射、接收模塊采用唯一的地址碼,只有地址碼一致才能配對(duì)成功,不會(huì)出現(xiàn)相互干涉的情況,數(shù)據(jù)采用數(shù)字加密技術(shù),安全性更高。
2、多對(duì)獨(dú)立光束信號(hào)形成一個(gè)防盜攔截平面,能夠無(wú)死角的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
3、報(bào)警主機(jī)模塊可調(diào)報(bào)警信號(hào)觸發(fā)個(gè)數(shù),降低因一些外在因素(樹(shù)葉、動(dòng)物等擋住光束)產(chǎn)生的誤報(bào)率。
4、采用數(shù)字化技術(shù),系統(tǒng)更穩(wěn)定。無(wú)模擬電路的無(wú)線激光防盜裝置頻點(diǎn)漂移的現(xiàn)象。
5、激光接收模塊前置電路采用跨阻抗并聯(lián)電壓負(fù)反饋放大器,將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),降低等效輸入噪聲電流,提信號(hào)接收高靈敏度。
6、接收信號(hào)通過(guò)前置電流電壓轉(zhuǎn)換電路、三級(jí)放大器放大電路和整形電路整形,提高信號(hào)的傳輸距離和系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作的穩(wěn)定性。
7、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單:由于無(wú)線激光防盜裝置的身份信息是通過(guò)地址碼設(shè)置實(shí)現(xiàn)的,安裝調(diào)試人員無(wú)需借助儀器儀表等即可完成一對(duì)無(wú)線激光防盜裝置的配對(duì)工作。