專利名稱：全天候紅外電子護(hù)欄的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子防盜裝置，具體來說是用于檢測(cè)外來竊賊進(jìn)行報(bào)警的紅外電子防護(hù)欄制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今面市的電子防護(hù)欄，雖然宣稱可取代金屬防盜欄，但其實(shí)都無法實(shí)現(xiàn)真正意義上取代。如成都科匯新技術(shù)公司生產(chǎn)的多束主動(dòng)紅外電子防盜欄主要在窗外安裝多對(duì)紅外發(fā)射頭和接收頭，并由單片機(jī)控制，在窗外設(shè)置由多條紅外光束構(gòu)成的紅外電子控制區(qū)域。一旦小偷從窗外進(jìn)入，報(bào)警器則發(fā)出報(bào)警聲。但是，它存在以下一些不足之外其一，必須經(jīng)常設(shè)防和拆防。主人回家后必須拆防，否則當(dāng)主人自己將頭伸出窗外觸及防護(hù)欄電子射線時(shí)，就會(huì)警聲大作。如果與110中心聯(lián)網(wǎng)，還會(huì)驚動(dòng)110警察，很不方便。其二發(fā)射頭和接收頭的外殼采用普通材料和配方，沒有濾光作用。太陽光和燈光都會(huì)進(jìn)入，對(duì)紅外接收產(chǎn)生干擾，使其穩(wěn)定性很差，在白天光線較強(qiáng)時(shí)或有強(qiáng)光照射時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)警。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的任務(wù)在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題和缺陷而提供一種全天候紅外電子防護(hù)欄，它具有常設(shè)防，避免誤報(bào)警以及抗光線干擾特性。該任務(wù)由以下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種全天候紅外電子護(hù)欄，包括微控制器；對(duì)微控制器發(fā)出的脈沖信號(hào)進(jìn)行放大的放大電路；與放大電路級(jí)聯(lián)的室外紅外發(fā)射電路；將接收信號(hào)送至微控制器，與上述發(fā)射電路成對(duì)設(shè)置的室外紅外接收電路；接受微控制器輸出信號(hào)的報(bào)警電路；其特征在于，所述室外紅外發(fā)射及接收電路為兩對(duì)以上；還包括一對(duì)室內(nèi)紅外發(fā)射和接收電路；上述發(fā)射電路完全相同，上述接收電路完全相同；所述發(fā)射電路的發(fā)射頭構(gòu)造如下發(fā)射元件設(shè)置在發(fā)射導(dǎo)光裝置底部；發(fā)射導(dǎo)光裝置采用對(duì)紅外線及可見光均具有阻擋作用的材質(zhì)制作，前端為開口的圓筒體；發(fā)射外殼采用允許紅外線透過，不允許可見光透過的材質(zhì)制作、全封閉地罩在發(fā)射導(dǎo)光裝置上；所述接收電路的接收頭構(gòu)造如下接收元件設(shè)置在接收導(dǎo)光裝置底部；接收導(dǎo)光裝置采用對(duì)紅外線及可見光均具有阻擋作用的材質(zhì)制作、前端為開口、前部分為圓筒體；接收外殼采用僅允許紅外線透過、不允許可見光透過的材質(zhì)制作、全封閉地罩在接收導(dǎo)光裝置上。
以上設(shè)計(jì)中，將成對(duì)配置的發(fā)射頭和接收頭在室外，如在窗戶室外設(shè)置兩對(duì)以上，在室內(nèi)對(duì)應(yīng)處設(shè)置一對(duì)。將紅外光束構(gòu)成的電子護(hù)欄分成室內(nèi)和室外兩部分。室內(nèi)部分用于探測(cè)爬上窗臺(tái)的小偷，為了提高可靠性，室外采用多光束布防。優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)小鳥之類的小物體擋住一束光時(shí)不會(huì)報(bào)警，只有人體類的東西擋住兩束光時(shí)才會(huì)報(bào)警；室內(nèi)部分用于檢測(cè)主人。當(dāng)主人自己要去開窗或頭手伸出窗外時(shí)，人體首先擋住了室內(nèi)的光束，裝置不會(huì)發(fā)生報(bào)警信號(hào)。這樣，本新型就可智能地區(qū)分小偷或主人，適時(shí)地發(fā)生報(bào)警，避免了誤報(bào)警。因而，它可24小時(shí)全天候設(shè)防，使用非常方便；由于接收頭和發(fā)射頭的外殼采用的材質(zhì)僅允許紅外線透過、而可見光不能通過，這樣可大大減小太陽光、強(qiáng)燈光對(duì)本紅外護(hù)欄的干擾，再加上導(dǎo)光裝置對(duì)光束的約束作用，提高了可靠性；使紅外護(hù)欄的有效距離增大。


圖1圖2分別是本新型的電原理框圖和一個(gè)實(shí)施例的電路圖；圖3圖4分別是本新型的紅外發(fā)射頭和接收頭的剖面圖；圖5是圖3圖4所示紅外發(fā)射頭和接收頭之間紅外光束作用示意圖；圖6是本新型的紅外光束在窗戶部位的設(shè)防示意圖；圖7-9分別是圖3所示發(fā)射導(dǎo)光裝置的主視圖、俯視圖和仰視圖；圖10-12分別是圖4所示接收導(dǎo)光裝置的主視圖、俯視圖和仰視圖；圖13是圖3所示發(fā)射外殼和圖4所示接收外殼的立體圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出，放大電路2對(duì)微控制器1(單片機(jī)PIC16C54)發(fā)生的隨機(jī)脈沖信號(hào)進(jìn)行放大后，分別送至室內(nèi)紅外發(fā)射電路5和室外紅外發(fā)射電路3、9，與上述發(fā)射電路5、3、9成對(duì)設(shè)置的室內(nèi)紅外接收電路6和室外紅外接收電路4、10將接收信號(hào)送至微控制器1，微控制器1的輸出信號(hào)送至報(bào)警電路8，狀態(tài)顯示電路7與微控制器1級(jí)聯(lián)。圖2中，放大電路2由電阻R1、R2、R3、R4，三極管BG1、BG2、BG3、BG4，電阻Re1、Re2、Re3以及接線頭JX5-1，JX5-2，JX5-3組成；其連接關(guān)系如下微控制器1的6、7、8、9腳分別串聯(lián)電阻R1-R4后接于BG1-BG4的基極，BG1-BG4的集電極分別接于紅外發(fā)射管FS1、FS2、FS3、FS4的負(fù)極；上述4只三極管的發(fā)射極均接于Re1一端，Re1另一端順次串聯(lián)Re2、Re3后接地，接線頭JX5-1接于Re1和Re2的結(jié)點(diǎn)，JX5-2接于Re2和Re3的結(jié)點(diǎn)，JX5-3接地。狀態(tài)顯示電路7由三色發(fā)光管D5，電阻R17組成；D5的兩個(gè)正極分別接于微控制器1的11、12腳，D5的負(fù)極串聯(lián)R17后接于IC2(三端穩(wěn)壓器)的2腳。D5作指示燈，分別表示四種狀態(tài)1、不發(fā)光，表示紅外接收頭部分JS1-JS4均正常接收；2、發(fā)綠光，表示JS1接收不正常，檢測(cè)到主人；3、發(fā)黃光，表示JS2-JS4中有一束接收不正常，但不報(bào)警；4、發(fā)紅光，表示JS2-JS4中有兩束接收不正常，發(fā)生報(bào)警信號(hào)(微控制器1的10腳經(jīng)R5、BG5等元件后由接線頭JX1-1、JX1-2輸出報(bào)警信號(hào))。為了提高可靠性和降低功耗，接收電路和單片機(jī)供電部分采用由IC2組成的穩(wěn)壓電路。在放大電路2中采用限流電路，限流電路的關(guān)鍵是在發(fā)射三極管的發(fā)射極設(shè)置的Re，Re的大小決定Ic的大小，從而限制了發(fā)射管的電流。因?yàn)槿绻鸕e兩端的電壓大于4.5V，三極管會(huì)截止，所以Re兩端的電壓最多為4.5V，這樣Ic≈Ie≈4.5V/Re，無論供電電壓為多少，發(fā)射管峰值電流不變，從而起到限流作用，保護(hù)了發(fā)射管。改變Re，可改變發(fā)射功率。若將二個(gè)接線頭JX5-2，JX5-3接在一起，則Re＝Re1+Re2；若將三個(gè)接線頭相連接，則Re＝Re1。微控制器的程序設(shè)計(jì)原理是，由單片機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)脈沖分別送給FS1～FS4，通過紅外發(fā)射管發(fā)射出去，每發(fā)射1個(gè)脈沖都要判斷相對(duì)應(yīng)的JS1～JS4接收是否正確。如果判斷出是裝于室內(nèi)的JS1首先接收不正確，則認(rèn)為是主人走到窗前，單片機(jī)進(jìn)入主人處理程序，護(hù)欄不發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如果判斷是首先JS2～JS4中同時(shí)有兩束接收不正確時(shí)，則認(rèn)為是小偷爬上了窗臺(tái)，護(hù)欄發(fā)出報(bào)警信號(hào)。圖3示出，室內(nèi)、室外紅外發(fā)射電路5、3的發(fā)射頭構(gòu)造如下發(fā)射元件13(圖2中FS1-FS4)設(shè)置在發(fā)射導(dǎo)光裝置14底部；發(fā)射導(dǎo)光裝置14(參見圖7-9)采用對(duì)紅外線及可見光均具有阻擋作用的材質(zhì)，如黑色不透明塑料制作，前端為開口的圓筒體，發(fā)射外殼12(見圖13)采用允許紅外線透過，不允許可見光透過的材質(zhì)制作、如光學(xué)玻璃，全封閉地罩在發(fā)射導(dǎo)光裝置上，電路板11嵌插在外殼12的卡槽中；室內(nèi)、室外紅外接收電路6、4的接收頭構(gòu)造如下接收元件23(圖2中JS1-JS4)設(shè)置在接收導(dǎo)光裝置24底部，接收導(dǎo)光裝置24采用對(duì)紅外線及可見光均具有阻擋作用的材質(zhì)制作，前端為開口、前部分為圓筒體(見圖10-12)；接收外殼22與發(fā)射外殼12完全相同，電路板21嵌插在接收外殼的卡槽中。上述發(fā)射導(dǎo)光裝置14前端開口直徑大于接收導(dǎo)光裝置24前端開口直徑。圖5中，實(shí)線箭頭表示有效紅外線，虛線箭頭表示無效紅外線。發(fā)射頭和接收頭配對(duì)設(shè)置，導(dǎo)光裝置只讓正前方一定范圍內(nèi)的紅外光能射到接收元件上，周圍的雜散紅外光無法射到接收元件上，減小了雜亂漫散紅外光的干擾，提高了近距離擋斷的可靠性。圖6示出，窗口線15以外配對(duì)安裝三對(duì)發(fā)射頭和接收頭，窗口線15以內(nèi)安裝一對(duì)發(fā)射頭和接收頭。一般可將發(fā)射頭和接收頭安裝在護(hù)欄16管內(nèi)，更具有隱蔽性。從外部無法判斷紅外光束的實(shí)際位置，本護(hù)欄發(fā)出的紅外線是由內(nèi)部單片機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生的，接收與發(fā)射在單片機(jī)的控制下嚴(yán)格同步，凡是與此不同步的信號(hào)都不認(rèn)可，這樣就避免了小偷用其它發(fā)射器進(jìn)行干擾而造成漏報(bào)警。
權(quán)利要求1.一種全天候紅外電子護(hù)欄，包括微控制器(1)；對(duì)微控制器發(fā)出的脈沖信號(hào)進(jìn)行放大的放大電路(2)；與放大電路級(jí)聯(lián)的室外紅外發(fā)射電路(3)；將接收信號(hào)送至微控制器，與上述發(fā)射電路成對(duì)設(shè)置的室外紅外接收電路(4)；接受微控制器輸出信號(hào)的報(bào)警電路(8)；其特征在于，所述室外紅外發(fā)射及接收電路(3、4)為兩對(duì)以上；還包括一對(duì)室內(nèi)紅外發(fā)射和接收電路(5、6)；上述發(fā)射電路(3、5)完全相同，上述接收電路(4、6)完全相同；所述發(fā)射電路(3、5)的發(fā)射頭構(gòu)造如下發(fā)射元件(13)設(shè)置在發(fā)射導(dǎo)光裝置(14)底部；發(fā)射導(dǎo)光裝置(14)采用對(duì)紅外線及可見光均具有阻擋作用的材質(zhì)制作前端為開口的圓筒體；發(fā)射外殼(12)采用允許紅外線透過，不允許可見光透過的材質(zhì)制作、全封閉地罩在發(fā)射導(dǎo)光裝置(14)上；所述接收電路(4、6)的接收頭構(gòu)造如下接收元件(23)設(shè)置在接收導(dǎo)光裝置(24)底部；接收導(dǎo)光裝置(24)采用對(duì)紅外線及可見光均具有阻擋作用的材質(zhì)制作、前端為開口、前部分為圓筒體；接收外殼(22)采用允許紅外線透過、不允許可見光透過的材質(zhì)制作、全封閉地罩在接收導(dǎo)光裝置(24)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全天候紅外電子護(hù)欄，其特征在于，所述發(fā)射頭中還包括電路板(11)嵌插在發(fā)射外殼(12)的卡槽中；所述接收頭中還包括電路板(21)嵌插在接收外殼(22)的卡槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子護(hù)欄，其特征在于，所述發(fā)射導(dǎo)光裝置(14)前端開口直徑大于接收導(dǎo)光裝置(24)前端開口直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子護(hù)欄，其特征在于，所述放大電路(2)由電阻R1、R2、R3、R4，三極管BG1、BG2、BG3、BG4，電阻Re1、Re2、Re3以及接線頭JX5-1，JX5-2，JX5-3組成；其連接關(guān)系如下微控制器(PIC16C54)的6、7、8、9腳分別串聯(lián)電阻R1、R2、R3、R4后接于BG1、BG2、BG3、BG4的基極，BG1、BG2、BG3、BG4的集電極分別按紅外發(fā)射管FS1、FS2、FS3、FS4的負(fù)極；上述4只三極管的發(fā)射極均接于Re1一端，Re1另一端順次串聯(lián)Re2、Re3后接地，接線頭JX5-1接于Re1和Re2的結(jié)點(diǎn)，JX5-2接于Re2和Re3的結(jié)點(diǎn)，JX5-3接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子護(hù)欄，其特征在于，所述電路中還包括狀態(tài)顯示電路(7)，它由三色發(fā)光管D5、電阻R17組成，其連接關(guān)系如下D5的兩個(gè)正極分別接微控制器(1)的11、12腳，D5的負(fù)極串聯(lián)R17后接于IC2(三端穩(wěn)壓器)的2腳。
專利摘要一種全天候紅外電子護(hù)欄，包括微控制器，放大電路，兩對(duì)以上的室外紅外發(fā)射、接收電路和一對(duì)室內(nèi)紅外發(fā)射、接收電路，報(bào)警電路；發(fā)射電路的發(fā)射頭構(gòu)造如下發(fā)射元件設(shè)置在發(fā)射導(dǎo)光裝置底部，該導(dǎo)光裝置采用對(duì)紅外線及可見光有阻擋作用的材質(zhì)制作、前端為開口的圓筒體；發(fā)射外殼采用只允許紅外線透過的材質(zhì)制作、全封閉地罩在該導(dǎo)光裝置上；接收電路的接收頭構(gòu)造如下接收元件設(shè)置在接收導(dǎo)光裝置底部，此導(dǎo)光裝置與發(fā)射導(dǎo)光裝置的材質(zhì)和相同，前端為開口，前部分為圓筒體；接收外殼與發(fā)射外殼材質(zhì)和形狀相同，全封閉地罩在接收導(dǎo)光裝置上。它具有全天候設(shè)防、避免誤報(bào)警以及抗光干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08B13/18GK2526922SQ01247778
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2001年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月30日
發(fā)明者羊貴祥, 高開文 申請(qǐng)人:羊貴祥