一種激光多波門系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種激光多波門系統(tǒng)，包括本體和反射鏡陣列，所述反射鏡陣列，用于對激光器發(fā)出的激光進行直接鏡面反射和延遲鏡面反射。本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)低成本，高可靠性的激光多波門系統(tǒng)。
【專利說明】一種激光多波門系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防入侵的安全防范【技術(shù)領(lǐng)域】的激光多波門系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]采用防入侵報警探測裝置是提高被保護設(shè)施的重要手段。目前，國內(nèi)周界防跨越監(jiān)控措施大多使用在周界邊緣的兩端設(shè)置紅外或激光對射探測的報警裝置，也有利用激光測距技術(shù)探測警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)的目標發(fā)出報警信號并給出目標位置的技術(shù)。
[0003]激光(或紅外)對射報警通常包含發(fā)射端和接收端，兩部分分開一定距離，發(fā)射端發(fā)射激光，接收端通過光電轉(zhuǎn)換將激光信號轉(zhuǎn)換成電信號。一旦有人通過發(fā)射端和接收端之間任意位置勢必遮擋激光信號的傳輸，就會導(dǎo)致激光信號斷路，從而接收端無電信號，產(chǎn)生報警。激光測距通常包含發(fā)射激光器、激光接收機及信息處理單元，一般一套系統(tǒng)只有一條光束，只對一個目標回波進行處理，如果要形成光束網(wǎng)，則需要多套系統(tǒng)實現(xiàn)，一旦有回波信號，表明警戒區(qū)域內(nèi)有目標出現(xiàn)。
[0004]目前，激光對射報警裝置及激光測距報警裝置存在以下問題:
[0005]I)米用的激光通常都為900nm-1000nm左右激光,屬于人眼不安全激光。如果激光射入人眼，會對人眼產(chǎn)生傷害。
[0006]2)多通道激光對射時，不同激光束之間會產(chǎn)生相互干擾，會引起漏報，同時，多通道對射時，需要才采用多個激光器和接收器，成本較高。
[0007]3)常規(guī)的激光(或紅外)對射圍界常用連續(xù)或連續(xù)調(diào)制信號，光源功率較大，作用距離近，抗干擾能力弱；
[0008]4)常規(guī)的激光(或紅外)對射圍界沒有距離信息，抗復(fù)雜天候能力弱，虛警和漏警均較高；
[0009]5)常規(guī)的激光(或紅外)對射圍界不具備組網(wǎng)能力；
[0010]6)常規(guī)利用激光測距技術(shù)實現(xiàn)圍界系統(tǒng)雖也有距離信息，但受大氣影響比較大，特別是揚塵和雨雪天氣，激光接收器中會接收到無窮多個回波信號，信息處理單元將無法處理，可導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問題
[0012]本發(fā)明目的在于提供一種實現(xiàn)低成本，高可靠性的激光多波門系統(tǒng)。
[0013]用于解決問題的方案
[0014]—種激光多波門系統(tǒng)，包括本體和反射鏡陣列，
[0015]所述反射鏡陣列，用于對激光器發(fā)出的激光進行直接鏡面反射和延遲鏡面反射；
[0016]所述本體包括:
[0017]激光器，用于發(fā)射窄脈沖重頻激光；
[0018]接收器，用于接收所述反射鏡陣列反射的回波，并將回波發(fā)送至下述信息處理器；
[0019]信息處理器，用于對接收的回波信號進行時閾判識、控制碼型生成，以及將控制信息輸出；
[0020]PIN接收及解碼器，用于接收上一級發(fā)射的編碼光信號，進行碼型轉(zhuǎn)換，并為接力通信提供信號；
[0021]編碼控制器，用于根據(jù)上一級碼型和本級信號形成的碼型進行編碼輸出，對所述激光器進行編碼控制；
[0022]GSM通信接口，用于接收所述信息處理器送出的串行數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成GSM信息格式送出告警報文；
[0023]供電電路，用于對所述本體供電。
[0024]優(yōu)選地，激光多波門系統(tǒng)，所述反射鏡陣列由第一反射陣列、第二反射陣列和第三反射陣列組成，
[0025]所述第一反射陣列處于所述激光器發(fā)射的窄脈沖重頻激光光斑內(nèi)，所述第二反射陣列處于所述第一反射陣列的折射光斑內(nèi)，所述第三反射陣列處于所述第二反射陣列的折射光斑內(nèi)。
[0026]優(yōu)選地,激光多波門系統(tǒng)，
[0027]所述第一反射陣列由第一反射區(qū)域和第二反射區(qū)域組成，
[0028]所述第一反射區(qū)域用于將所述激光器發(fā)射的窄脈沖重頻激光反射到所述接收器，
[0029]所述第二反射區(qū)域用于將所述激光器發(fā)射的窄脈沖重頻激光折射到所述第二反射陣列；
[0030]所述第二反射陣列由第三反射區(qū)域和第四反射區(qū)域組成，
[0031]所述第三反射區(qū)域用于將所述第二反射區(qū)域折射的激光經(jīng)所述第二反射區(qū)域反射到所述接收器，
[0032]所述第四反射區(qū)域用于將所述第二反射區(qū)域折射的激光折射到所述第三反射陣列；
[0033]所述第三反射陣列用于將所述第四反射區(qū)域折射的激光，依次經(jīng)由所述第四反射區(qū)域、第二反射區(qū)域，反射到所述接收器。
[0034]發(fā)明的效果
[0035]本發(fā)明專利提供了一種多個可設(shè)置固定波門檢測技術(shù)。系統(tǒng)采用人眼安全波長激光重頻脈沖激光報警系統(tǒng)，在實現(xiàn)不對人眼產(chǎn)生傷害，系統(tǒng)發(fā)射一路激光束，通過多個反射鏡產(chǎn)生多束回波光束，每束回波激光代表不同設(shè)定距離，各距離值為防護距離的整數(shù)倍，信息處理只對這些固定波門內(nèi)的激光回波進行比對處理，波門外的回波不理睬，確保在復(fù)雜天候下的抗干擾。實現(xiàn)低成本，高可靠性激光警戒網(wǎng)。適合機場、鐵路沿線以及邊防等周界安全防護。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明反射鏡陣列一實施例的示意圖；
[0038]圖3為本發(fā)明一實施例多波門產(chǎn)生與處理時序示意圖。

【具體實施方式】
[0039]以下將結(jié)合實施例詳細說明本發(fā)明的各種示例性實施例、特征和方面。為了更好的說明本發(fā)明，在下文的【具體實施方式】中給出了眾多的具體細節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，沒有這些具體細節(jié)，本發(fā)明同樣可以實施。在另外一些實例中，對于大家熟知的方法、手段、材料未作詳細描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。
[0040]如圖1所示，為本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]一種激光多波門系統(tǒng)，包括本體和反射鏡陣列，所述反射鏡陣列，用于對激光器發(fā)出的激光進行直接鏡面反射和延遲鏡面反射；所述本體包括:激光器，用于發(fā)射窄脈沖重頻激光；接收器，用于接收所述反射鏡陣列反射的回波，并將回波發(fā)送至下述信息處理器；信息處理器，用于對接收的回波信號進行時閾判識、控制碼型生成，以及將控制信息輸出；PIN接收及解碼器，用于接收上一級發(fā)射的編碼光信號，進行碼型轉(zhuǎn)換，并為接力通信提供信號；編碼控制器，用于根據(jù)上一級碼型和本級信號形成的碼型進行編碼輸出，對所述激光器進行編碼控制；GSM通信接口，用于接收所述信息處理器送出的串行數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成GSM信息格式送出告警報文；供電電路，用于對所述本體供電。
[0042]激光器是窄脈沖重頻激光器，其重頻或編碼受外時統(tǒng)控制；接收器接收反射鏡反射的三組回波，進行放大處理；反射鏡陣列按照圖2規(guī)則按照，進行直接鏡面反射和延遲鏡面反射；信息處理器對接收的回波信號進行時閾判識、控制碼型生成及通信輸出；PIN接收及解碼器接收上一級發(fā)射的編碼光信號，進行碼型轉(zhuǎn)換，為接力通信提供信號；編碼控制器根據(jù)上一級碼型和本級信號形成的碼型進行編碼輸出，對激光器進行編碼控制；GSM通信接口，接收信息處理器送出的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成GSM信息格式，經(jīng)GSM卡送出告警報文；供電電路接收蓄電池供電，監(jiān)控蓄電池電量，當電量不足一天時，發(fā)出報警信息，將蓄電池提供的12V電壓轉(zhuǎn)換成各部分需要的電壓供電。
[0043]如圖2所示,為本發(fā)明反射鏡陣列一實施例的示意圖。
[0044]反射鏡陣列由第一反射陣列、第二反射陣列和第三反射陣列組成，所述第一反射陣列處于所述激光器發(fā)射的窄脈沖重頻激光光斑內(nèi)，所述第二反射陣列處于所述第一反射陣列的折射光斑內(nèi)，所述第三反射陣列處于所述第二反射陣列的折射光斑內(nèi)。
[0045]所述第一反射陣列由第一反射區(qū)域和第二反射區(qū)域組成，所述第一反射區(qū)域用于將所述激光器發(fā)射的窄脈沖重頻激光反射到所述接收器，所述第二反射區(qū)域用于將所述激光器發(fā)射的窄脈沖重頻激光折射到所述第二反射陣列；所述第二反射陣列由第三反射區(qū)域和第四反射區(qū)域組成，所述第三反射區(qū)域用于將所述第二反射區(qū)域折射的激光經(jīng)所述第二反射區(qū)域反射到所述接收器，所述第四反射區(qū)域用于將所述第二反射區(qū)域折射的激光折射到所述第三反射陣列；所述第三反射陣列用于將所述第四反射區(qū)域折射的激光，依次經(jīng)由所述第四反射區(qū)域、第二反射區(qū)域，反射到所述接收器。
[0046]如圖2所示，A為激光發(fā)射器與接收器。M1、M2、M3、M4、M5分別為第一反射區(qū)域、第二反射區(qū)域、第三反射區(qū)域、第四反射區(qū)域、第三反射陣列。M1、M2、M3、M4、M5可以為反射鏡。其中，Ml直接將A發(fā)出的激光反射回A，形成光路Rl ;M2與Ml同在一次光斑中，將一次發(fā)射光反射到M3和M4，M3沿原光路反射回M2再反射回到A，形成光路R2 ；M4將光信號反射至M5，M5直接原光路返回，形成光路R3。其中，M3和M4也可以合并為一個反射鏡，使M2和M5處于同一個光斑中。PIN為接收電路，用于檢測通信編碼信號，為接力通信傳感器。
[0047]如圖3所示，為本發(fā)明一實施例多波門產(chǎn)生與處理時序示意圖。
[0048]激光發(fā)射時刻為起始時刻，信息處理單元通過多個延時單元分別進行延時，T為激光飛行到第一個反射鏡并反射飛行到接收器的時間周期，R為實際距離，波門一產(chǎn)生時刻為一個時間周期T (對應(yīng)激光飛行距離為2R)，波門二產(chǎn)生時刻為二個時間周期T (對應(yīng)激光飛行距離為4R)，波門三產(chǎn)生時刻為三個時間周期T (對應(yīng)激光飛行距離為6R)。T可以根據(jù)實際安裝距離進行現(xiàn)場設(shè)置。
[0049]工作過程如下:
[0050]當Rl = I, R2 = I, R3 = I, 一切正常；
[0051]當Rl = 0，R2 = O, R3 = 0，且持續(xù)，表明系統(tǒng)工作不正常，可能原因:光源不出光(只有本單元出現(xiàn)，相鄰正常)；能見度特別差(濃霧霾或特大暴雨，一段距離內(nèi)連續(xù)幾個單元不正常)；
[0052]當Rl = 0，R2 = 0，R3 = 0，且持續(xù)較短，三個開始時間和持續(xù)時間不完全一致，表明有體形較高活動目標出現(xiàn)；
[0053]當Rl = 1,R2 = 1,R3 = O,且持續(xù)時間較長,狀態(tài)不消失,表明該通道被小尺寸物體遮蔽，需要檢修；
[0054]當Rl = I, R2 = I, R3 = O,且持續(xù)時間較短,表明有體形較矮活動目標穿過；
[0055]當Rl = I, R2 = O, R3 = O,且持續(xù)時間較短,表明有中等體形活動目標穿過；
[0056]一旦有R = O的情況出現(xiàn)時，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)為實時測距模式，當確實有非法入侵目標時，將有目標具體位置信息，若無距離信息，表明是故障。
[0057]正常情況下，A發(fā)出等間隔脈沖激光，PIN探測器探測到等間隔信號不處理，也不向下傳遞；當有狀況時，根據(jù)狀況類型進行編碼，加地址碼一并對脈沖激光進行調(diào)制發(fā)射，調(diào)制編碼激光被pin解碼后送下一級裝置進行調(diào)制發(fā)射，這樣，完成了一級接力通信過程。如此一級一級傳遞通信，直至終端，在終端上能夠顯示狀況地址、類型等信息。當某個單元出現(xiàn)狀況時，除可以利用激光接力通信外，還可以直接在本單元通過GSM(或其它通信方式)接口向外點對點通信報警。
[0058]本發(fā)明專利提供了一種多個可設(shè)置固定波門檢測技術(shù)。系統(tǒng)采用人眼安全波長激光重頻脈沖激光報警系統(tǒng)，在實現(xiàn)不對人眼產(chǎn)生傷害，系統(tǒng)發(fā)射一路激光束，通過多個反射鏡產(chǎn)生多束回波光束，每束回波激光代表不同設(shè)定距離，各距離值為防護距離的整數(shù)倍，信息處理只對這些固定波門內(nèi)的激光回波進行比對處理，波門外的回波不理睬，確保在復(fù)雜天候下的抗干擾。實現(xiàn)低成本，高可靠性激光警戒網(wǎng)。適合機場、鐵路沿線以及邊防等周界安全防護。
[0059]激光發(fā)射/接收端:包括一個重頻脈沖激光器，能夠以一定重頻發(fā)射人眼安全激光，還包括一個光電探測器，光電探測器將接收到的重頻脈沖激光轉(zhuǎn)換成電信號，探測電路測量相鄰兩個光脈沖之間時間間隔，可以解算出光程距離。系統(tǒng)還包含5個反射鏡構(gòu)成的反射鏡陣列，形成多個設(shè)定距離波門，確?？垢鞣N干擾因素的影響。激光器發(fā)射高頻激光，可以對高頻脈沖激光進行編碼調(diào)制，將檢測結(jié)果通過激光通信方式接力通信輸出，也可每個測量點直接通過GSM接口輸出到指定接收設(shè)備。
[0060]本系統(tǒng)單套設(shè)備警戒范圍可達1km，也可根據(jù)場地條件改變激光器功率調(diào)整單套距離，通過級聯(lián)組網(wǎng)可以無限制擴展。
[0061]雖然已經(jīng)參照以上實施方式說明了本發(fā)明，但是，應(yīng)該理解的是本發(fā)明不限于所公開的實施方式。所附權(quán)利要求書的范圍應(yīng)在最寬泛的范圍內(nèi)進行解釋，以涵蓋所有變型、等同結(jié)構(gòu)和功能。
【權(quán)利要求】
1.一種激光多波門系統(tǒng),包括本體和反射鏡陣列，其特征在于， 所述反射鏡陣列，用于對激光器發(fā)出的激光進行直接鏡面反射和延遲鏡面反射； 所述本體包括: 激光器，用于發(fā)射窄脈沖重頻激光； 接收器，用于接收所述反射鏡陣列反射的回波，并將回波發(fā)送至下述信息處理器； 信息處理器，用于對接收的回波信號進行時閾判識、控制碼型生成，以及將控制信息輸出； PIN接收及解碼器，用于接收上一級發(fā)射的編碼光信號，進行碼型轉(zhuǎn)換，并為接力通信提供信號； 編碼控制器，用于根據(jù)上一級碼型和本級信號形成的碼型進行編碼輸出，對所述激光器進行編碼控制； GSM通信接口，用于接收所述信息處理器送出的串行數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成GSM信息格式送出告警報文； 供電電路，用于對所述本體供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光多波門系統(tǒng)，其特征在于，所述反射鏡陣列由第一反射陣列、第二反射陣列和第三反射陣列組成， 所述第一反射陣列處于所述激光器發(fā)射的窄脈沖重頻激光光斑內(nèi)，所述第二反射陣列處于所述第一反射陣列的折射光斑內(nèi)，所述第三反射陣列處于所述第二反射陣列的折射光斑內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光多波門系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一反射陣列由第一反射區(qū)域和第二反射區(qū)域組成， 所述第一反射區(qū)域用于將所述激光器發(fā)射的窄脈沖重頻激光反射到所述接收器， 所述第二反射區(qū)域用于將所述激光器發(fā)射的窄脈沖重頻激光折射到所述第二反射陣列； 所述第二反射陣列由第三反射區(qū)域和第四反射區(qū)域組成， 所述第三反射區(qū)域用于將所述第二反射區(qū)域折射的激光經(jīng)所述第二反射區(qū)域反射到所述接收器， 所述第四反射區(qū)域用于將所述第二反射區(qū)域折射的激光折射到所述第三反射陣列；所述第三反射陣列用于將所述第四反射區(qū)域折射的激光，依次經(jīng)由所述第四反射區(qū)域、第二反射區(qū)域，反射到所述接收器。
【文檔編號】G08B13/181GK104464140SQ201410855999
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:湖北中新實業(yè)有限公司