安防入侵報警與定位雙路激光傳感系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種安防入侵報警與定位雙路激光傳感系統(tǒng)，其特征是第一激光驅(qū)動器驅(qū)動第一激光器發(fā)出近紅外激光經(jīng)第一激光準(zhǔn)直器后形成一束平行發(fā)射的第一光束，第一光束被直角棱鏡反射鏡反射后形成反射光束進入第一光電探測器，第一光電探測器將接收到的反射光束轉(zhuǎn)換為模擬電信號送入信號采集及處理器；第二激光驅(qū)動器驅(qū)動第二激光器發(fā)出近紅外激光經(jīng)第二激光準(zhǔn)直器后形成一束平行發(fā)射的第二光束，第二光束被第二光電探測器接收后轉(zhuǎn)換為模擬電信號送入信號采集及處理器；第一光束和第二光束相互平行；由信號采集及處理器驅(qū)動報警器。
【專利說明】安防入侵報警與定位雙路激光傳感系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種安防入侵報警及定位傳感系統(tǒng)，尤其是一種入侵與定位雙路激光探測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上采用紅外探測儀或者攝像頭方式對防區(qū)進行入侵報警。紅外探測儀一般探測距離不遠(yuǎn)，在幾百米長甚至幾公里長的防區(qū)報警應(yīng)用時需要架設(shè)很多傳感器才能實現(xiàn)。攝像頭方式的安防入侵報警系統(tǒng)除了檢測距離有限外，還需要人為監(jiān)控，給自動報警帶來不便。近幾年也發(fā)展了不少其他用于安防檢測的系統(tǒng)，例如激光光幕傳感器等，這些系統(tǒng)檢測距離較遠(yuǎn)，可靠性也比較好，能對入侵事件快速報警，但是往往無法實現(xiàn)入侵定位。激光測距儀原理上也可以用于安防系統(tǒng)，該系統(tǒng)是發(fā)出一束激光照射在物體上產(chǎn)生反射，根據(jù)反射信號進行定位。激光測距儀一般專用于已知物體的精確測距，分為手持激光測距儀和望遠(yuǎn)鏡式激光測距儀。手持式測距儀一般測量距離在幾十米到一兩百米。望遠(yuǎn)鏡式激光測距儀可達幾公里。這些激光測距儀對反射物/入侵物的反射面及反射率要求非常高，往往要求被測物與激光垂直，在工程上經(jīng)常需要人為在被測量物上放置一個塑料反射面來提高測量效果。在安防系統(tǒng)應(yīng)用時，如果入侵物種的外觀對激光的反射效果較差，或者高鏡面反射但反射方向與激光方向有偏差時，系統(tǒng)就無法收到有效信號，產(chǎn)生漏檢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本專利設(shè)計了一種新型安防入侵報警及定位傳感系統(tǒng)，采用雙路激光對入侵事件進行偵測，可實現(xiàn)入侵的及時報警，并能夠?qū)崿F(xiàn)入侵位置的定位。
[0004]本實用新型所采用技術(shù)方案為:一種安防入侵報警與定位雙路激光傳感系統(tǒng)，其特征是它包括第一部分和第二部分，第一部分包括第一激光驅(qū)動器、第一激光器、第一激光準(zhǔn)直器、第一光電探測器、第二光電探測器、信號采集與處理器以及報警器；第二部分包括第二激光驅(qū)動器、第二激光器、第二激光準(zhǔn)直器，直角棱鏡反射鏡；第一激光驅(qū)動器驅(qū)動第一激光器發(fā)出近紅外激光經(jīng)第一激光準(zhǔn)直器后形成一束平行發(fā)射的第一光束，第一光束被直角棱鏡反射鏡反射后形成反射光束進入第一光電探測器，第一光電探測器將接收到的反射光束轉(zhuǎn)換為模擬電信號送入信號采集及處理器；第二激光驅(qū)動器驅(qū)動第二激光器發(fā)出近紅外激光經(jīng)第二激光準(zhǔn)直器后形成一束平行發(fā)射的第二光束，第二光束被第二光電探測器接收后轉(zhuǎn)換為模擬電信號送入信號米集及處理器；第一光束和第二光束相互平行；由信號采集及處理器驅(qū)動報警器。
[0005]本方案的具體特點還有，信號采集與處理器采用高速ADC芯片ADC08D1000。
[0006]第一激光器和第二激光器采用ML-CW-R/P-0EM/TKS-1550。
[0007]第一激光驅(qū)動器和第二激光驅(qū)動器內(nèi)設(shè)有恒流驅(qū)動電路，如圖4所示，恒流驅(qū)動電路由基準(zhǔn)電壓Vc、集成運算放大器A”電阻R2、三極管Vq、供電電壓Vcc以及串聯(lián)電阻R1組成。恒流驅(qū)動電路的核心為三極管Vq，本方案可采用S9013、S8050等類似功能的NPN型三極管。該恒流驅(qū)動電路能夠為激光器提供一個恒定的電流，從而保證了激光器輸出光功率的穩(wěn)定性。
[0008]第一激光器和第二激光器采用近紅外波段激光器，1.3um波段左右或者1.5um波段左右，這種波段的激光在空氣中傳輸損耗較低，屬于不可見光，不易損傷人眼，同時在安防中使用時能夠具有一定的隱蔽性。
[0009]本實用新型的有益效果是，第一激光驅(qū)動器與第一激光器電連接，驅(qū)動第一激光器發(fā)出一束激光，經(jīng)過第一激光準(zhǔn)直器后變?yōu)橐皇叫械牡谝还馐l(fā)射出去，到達安防區(qū)另一端設(shè)置的直角棱鏡反射鏡，第一光束被反射，反射光束路徑與第一光路平行，反射光束被第一光電探測器接收，轉(zhuǎn)換為電信號。第二激光驅(qū)動器與第二激光器電連接，驅(qū)動第二激光器發(fā)出一束激光，經(jīng)過第二激光準(zhǔn)直器后變?yōu)橐皇叫械牡诙馐l(fā)射出去，直接到達第二光電探測器，轉(zhuǎn)換為電信號。兩路光電探測器接收到的光被轉(zhuǎn)換為電信號傳送給信號采集與處理器，信號采集與處理器對兩路信號進行分析處理，可以得出是否有入侵事件發(fā)生以及入侵的具體位置，并通知報警器是否報警。激光驅(qū)動器為恒流控制器，能夠給激光器輸送一個穩(wěn)定電流驅(qū)動信號，使得激光器穩(wěn)定發(fā)光，并保持功率恒定。激光經(jīng)過激光準(zhǔn)直器進行整形，形成一束平行的激光向前發(fā)射，可以保證激光在到達遠(yuǎn)端的時候光斑直徑不會擴散，能夠有效保持激光的功率集中在很小范圍內(nèi)。第一光束到達直角棱鏡反射鏡后，根據(jù)光的反射原理，激光在直角棱鏡內(nèi)反射，形成與第一光束平行的反射光束發(fā)射出去。基于以上分析:首先，激光傳輸距離遠(yuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)測；第二，采用激光進行安防入侵報警，測量簡單可靠，并且響應(yīng)快速；第三，采用了雙路激光進行入侵監(jiān)測，能夠根據(jù)激光的信號進行入侵事件的位置定位，便于事件的后續(xù)處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為數(shù)據(jù)處理器獲得的兩路同步信號；圖3為入侵位置定位原理圖。圖4是恒流驅(qū)動電路原理圖。圖中:1_第一激光驅(qū)動器，2-第一激光器，3-第一激光準(zhǔn)直器，4-第一光束,5-直角棱鏡反射鏡,6-第一光電探測器，7-第二光電探測器，8-第二激光驅(qū)動器，9-第二激光器，10-信號采集及處理器，11-第二光束，12-報警器；13-第二激光準(zhǔn)直器；14_反射光束。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所不,一種安防入侵報警與定位雙路激光傳感系統(tǒng),它包括第一部分和第二部分，第一部分包括第一激光驅(qū)動器1、第一激光器2、第一激光準(zhǔn)直器3、第一光電探測器6、第二光電探測器7、信號采集與處理器10以及報警器12 ;第二部分包括第二激光驅(qū)動器8、第二激光器9、第二激光準(zhǔn)直器13,直角棱鏡反射鏡5 ;第一激光驅(qū)動器I驅(qū)動第一激光器2發(fā)出近紅外激光經(jīng)第一激光準(zhǔn)直器3后形成一束平行發(fā)射的第一光束4,第一光束4被直角棱鏡反射鏡5反射后形成反射光束進入第一光電探測器6,第一光電探測器6將接收到的反射光束14轉(zhuǎn)換為模擬電信號送入信號采集及處理器10 ;第二激光驅(qū)動器8驅(qū)動第二激光器9發(fā)出近紅外激光經(jīng)第二激光準(zhǔn)直器13后形成一束平行發(fā)射的第二光束11,第二光束11被第二光電探測器7接收后轉(zhuǎn)換為模擬電信號送入信號米集及處理器10 ;第一光束4和第二光束11相互平行；由信號采集及處理器10驅(qū)動報警器12。[0012]第一部分形成本地測量主機，負(fù)責(zé)向外發(fā)射一束激光，接收兩路激光信號，以及采集激光信號并進行信號處理與分析，得出入侵事件以及入侵位置信息，并發(fā)出報警。第二部分形成測量系統(tǒng)遠(yuǎn)端主機，主要負(fù)責(zé)發(fā)射一束激光以及接收對面射過來的激光并平行反射回去。
[0013]第一光電探測器6和第二光電探測器7輸出的電壓信號被信號米集及處理器10同步獲取，進行數(shù)據(jù)處理分析。信號采集與處理器10中進行數(shù)據(jù)采集功能的芯片可采用采用高速ADC芯片ADC08D1000，最大采樣率可達1.6G，用于該系統(tǒng)可實現(xiàn)定位精度為0.1米左右。第一激光器和第二激光器采用法國manlight公司ML-CW-R/P-0EM/TKS-1550 ；
[0014]第一激光驅(qū)動器和第二激光驅(qū)動器內(nèi)設(shè)有恒流驅(qū)動電路，如圖4所示，恒流驅(qū)動電路由基準(zhǔn)電壓Vc、集成運算放大器A”電阻R2、三極管Vq、供電電壓Vcc以及串聯(lián)電阻R1組成。集成運算放大器可采用0PA2604等；R1為限流電阻，激光器獲得的驅(qū)動電流I=Vc/R1,例如，當(dāng)供電電壓Vc為10V，R1阻值為10 Ω時，激光器最大驅(qū)動電流不超過1A，本方案設(shè)定R1為100 Ω，Vc為10V，因此最大驅(qū)動電流不超過100mA，能夠保護激光器不會過流燒壞；恒流驅(qū)動電路的核心為三極管Vq，本方案可采用S9013、S8050等類似功能的NPN型三極管；R2為緩沖電阻，一般選擇三千歐姆，對驅(qū)動電路影響不大；該恒流驅(qū)動電路能夠為激光器提供一個恒定的電流，從而保證了激光器輸出光功率的穩(wěn)定性。
[0015]當(dāng)沒有入侵事件發(fā)生時，兩路信號均為高電平信號，當(dāng)發(fā)生如圖3所示入侵事件時，獲得的信號如圖2所示 。
[0016]當(dāng)信號采集及處理器10獲得信號如圖2所示，兩路信號同時中斷(下跳沿)，則說明發(fā)生了入侵事件。在發(fā)生中斷后，信號重新回到高電平，并且時間差為At，則可以計算出入侵事件發(fā)生的具體位置，計算公式如下:
[0017]S=At*c/2(I)
[0018]其中，S為入侵時間發(fā)生地點距終點距離，c為光速。
【權(quán)利要求】
1.一種安防入侵報警與定位雙路激光傳感系統(tǒng)，其特征是它包括第一部分和第二部分，第一部分包括第一激光驅(qū)動器、第一激光器、第一激光準(zhǔn)直器、第一光電探測器、第二光電探測器、信號采集與處理器以及報警器；第二部分包括第二激光驅(qū)動器、第二激光器、第二激光準(zhǔn)直器，直角棱鏡反射鏡；第一激光驅(qū)動器驅(qū)動第一激光器發(fā)出近紅外激光經(jīng)第一激光準(zhǔn)直器后形成一束平行發(fā)射的第一光束，第一光束被直角棱鏡反射鏡反射后形成反射光束進入第一光電探測器，第一光電探測器將接收到的反射光束轉(zhuǎn)換為模擬電信號送入信號采集及處理器；第二激光驅(qū)動器驅(qū)動第二激光器發(fā)出近紅外激光經(jīng)第二激光準(zhǔn)直器后形成一束平行發(fā)射的第二光束，第二光束被第二光電探測器接收后轉(zhuǎn)換為模擬電信號送入信號采集及處理器；第一光束和第二光束相互平行；由信號采集及處理器驅(qū)動報警器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安防入侵報警與定位雙路激光傳感系統(tǒng)，其特征是，信號采集與處理器采用高速ADC芯片ADC08D1000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安防入侵報警與定位雙路激光傳感系統(tǒng)，其特征是第一激光器和第二激光器采用ML-CW-R/P-0EM/TKS-1550。
【文檔編號】G08B13/181GK203825756SQ201420242368
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】劉寶玉, 劉正先, 田永超, 曾伍陽, 楊勇, 申會文 申請人:劉寶玉, 劉正先, 田永超