專利名稱：智能化熱分布原理防盜監(jiān)測方法及其微型報警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測技術(shù)、集成電路和嵌入軟件，包括但是不限于MEMS技術(shù) 傳感器的制造及其封裝。
技術(shù)背景眾所周知，防盜報警系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于銀行、工廠、社區(qū)、企事業(yè)單位、金融系統(tǒng)、營業(yè)場所、中小超市、醫(yī)院學(xué)校、商業(yè)店鋪、酒店茶樓、重要倉儲庫房、油氣加油站、領(lǐng)導(dǎo)辦公室、財務(wù)及檔案資料室、金融營業(yè)所、豪宅別墅社區(qū)、居民家庭的防盜、防搶、防火、緊急求助的自動報警等。近年來，各類家用/商用防盜報警系統(tǒng)、監(jiān)控設(shè)備、GSM/GPRS汽車防盜系 統(tǒng)得至jj普遍應(yīng)用。傳統(tǒng)的家用防盜報警系統(tǒng)通常利用設(shè)在門窗上的磁開關(guān)來感應(yīng)是否被非法 入侵。如中國專利03149075.1，具有互助功能的家庭防盜報警裝置，這種裝置 包括檢測撥碼呼叫部分和判斷控制報警部分，其檢測撥碼呼叫部分包括順序相 連的多對磁鋼-磁傳感器、撥碼盤、整流器、緊急呼叫按鈕和本地報警器。檢測 撥碼呼叫部分中的多對磁鋼-磁傳感器安裝在與磁鋼對應(yīng)并且相鄰近的門框或窗 框上。撥碼盤和本地報警器安裝在大門邊。本地報警器、呼叫報警器和撥碼盤 分別與單片機(jī)的接口相連，單片機(jī)通過控制高低電平讀取撥碼盤的數(shù)字，所有 磁鋼一磁傳感器通過門電路(或非門和或門)連接單片機(jī)的中斷口。外部電源 通過整流器或利用備用電池給本裝置供電。使用該類方法保護(hù)對所有門窗進(jìn)行 設(shè)防，經(jīng)濟(jì)成本高，可行性較低。對部分門窗進(jìn)行保護(hù)則減弱了邊界保護(hù)功能。傳統(tǒng)的大多數(shù)防盜報警系統(tǒng)還采用紅外感應(yīng)，聲音感應(yīng)等技術(shù)感知設(shè)定區(qū) 域內(nèi)是否有外來入侵者的活動，這種方法可以起到一定的防御作用，但卻常常 發(fā)生誤報現(xiàn)象。如寵物在保護(hù)區(qū)域內(nèi)活動時被誤判為有入侵者，鞭炮聲等外界 因素同樣將促使錯誤報警等。專利200410026535.2，陽臺智能防盜報警燈及其監(jiān)控方法針對防盜報警系 統(tǒng)抗干擾差的情況，采用紅外探測器與雷達(dá)探測器進(jìn)行雙重監(jiān)控。紅外探測器 先探測到有物體在監(jiān)控區(qū)內(nèi)移動再發(fā)送信息到連接的電子設(shè)備，然后由電子設(shè) 備啟動雷達(dá)監(jiān)控裝置進(jìn)行判斷。這種報警裝置利用雙重監(jiān)控裝置來對是否誤報 進(jìn)一步判斷，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本昂貴，普通消費者難以承受，普及率低。 另外，目前的防盜報警系統(tǒng)通常需要專業(yè)安裝，不利于使用在便攜設(shè)備上，也 很容易被入侵者發(fā)現(xiàn)并解除警報，自選性和抗破壞性極差。 發(fā)明內(nèi)容針對上述缺點和不足，本發(fā)明旨在利用智能化熱分布原理和無線通信技術(shù)， 提供一種防盜監(jiān)測系統(tǒng)方法及其微型報警裝置。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述智能化熱分布原理防盜監(jiān)測方法，包括1 個主控制器，及l(fā)個或多個傳輸結(jié)點；其特征是所述傳輸結(jié)點包括利用熱分布原理進(jìn)行檢測的微型傳感器，該微型傳感器用于測量被測物體的加速度和角速度信號；以及微型計算機(jī)處理器MCU，用于將所述加速度和角速度信號平滑放大后 進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再通過數(shù)學(xué)分析模型運算推斷出防盜報警信號；和無線通信電路，使所述報警信號通過通信協(xié)議由無線信號發(fā)送接收電路 進(jìn)行發(fā)送；所述主控制器包括無線通信電路，用于接收傳輸結(jié)點發(fā)送的報警信號， 并輸送給微型計算機(jī)處理器MCU，所述微型計算機(jī)處理器MCU對接收模塊收 到的報警信號處理后進(jìn)行報警。傳輸結(jié)點平常處于休眠狀態(tài)，每隔一段時間開始采樣被測物體的加速度和 角速度信號，并作狀態(tài)判據(jù)，若正常，則轉(zhuǎn)入睡眠狀態(tài)，否則連續(xù)采樣；同時， 傳輸結(jié)點每隔一段時間向主控器發(fā)送報警信號，檢查通訊及電源供給狀態(tài)；主控制器常開，用于及時接收傳輸結(jié)點的報警信號及電源告警信號，并儲 存相關(guān)記錄。所述智能化熱分布原理防盜監(jiān)測方法的微型報警裝置，包括1個主控制器， 及l(fā)個或多個傳輸結(jié)點；其特征是所述傳輸結(jié)點包'ig'利用熱分布原理進(jìn)行檢測的微型傳感器，該微型傳感器用于測量被測物體的加速度和角速度信號；以及微型計算機(jī)處理器MCU，用于將所述加速度和角速度信號平滑放大后 進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再通過數(shù)學(xué)分析模型運算推斷出防盜報警信號；和無線通信電路，使所述報警信號通過獨立的通信編碼規(guī)約由無線信號發(fā) 送接收電路進(jìn)行發(fā)送；所述主控制器包括無線通信電路，用于接收傳輸結(jié)點發(fā)送的報警信號， 并輸送給微型計算機(jī)處理器MCU，所述微型計算機(jī)處理器MCU對接收模塊收 到的報警信號處理后進(jìn)行報警。微型傳感器包括微機(jī)械制造或微電子機(jī)械芯片制造的加速度傳感器；所述 傳輸結(jié)點中，分別采用微功耗設(shè)計制造的微型傳感器、微型計算機(jī)處理器MCU 和無線通信電路聯(lián)成一體進(jìn)行器件封裝，由鈕扣電池供電工作。微型計算機(jī)處理器MCU對微型傳感器輸出的模擬加速度和角速度信號放 大采樣后，由可編程嵌入軟件進(jìn)行噪聲抑制、積分運算和智能模糊控制處理， 最終輸出報警信號。報警信號由無線信號接受和發(fā)送電路通過通信編碼規(guī)約將地址和報警數(shù)據(jù) 傳送給標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口。傳輸結(jié)點接受遙控信號進(jìn)行布防、撤防來開/閉工作狀態(tài)，在撤防時傳輸結(jié) 點中的微型傳感器、微型計算機(jī)處理器MCU和無線通信電路進(jìn)入休眠狀態(tài)，在 布防狀態(tài)啟動后，傳輸結(jié)點中的微型傳感器、微型計算機(jī)處理器MCU和無線通 信電路才進(jìn)入工作狀態(tài)。在封裝成整體后的傳輸結(jié)點表面帶不干膠，利用不干膠直接粘貼在被監(jiān)測 物體上。在封裝成整體后的傳輸結(jié)點表面設(shè)置與被監(jiān)測物體一致的色彩和外觀，以 利于隱形安裝。主控制器帶屏幕顯示和輸入操作按鍵，用戶只需要一鍵簡單操作；微型傳感器感知所粘貼的物體的姿態(tài)， 一旦該物體被移動，微型傳感器即感應(yīng)并將信 號發(fā)送給主控制器。所述智能化熱分布原理防盜監(jiān)測方法及其微型報警裝置主要包括1個或多個傳輸結(jié)點，l個主控制器。傳輸結(jié)點由熱分布檢測傳感器及MCU和傳輸模塊組成。為降低功耗，傳輸結(jié)點平常處于休眠狀態(tài)，每隔一段時間喚醒，采樣熱 分布檢測數(shù)據(jù)，并作狀態(tài)判據(jù)，若正常，則轉(zhuǎn)睡眠狀態(tài)，否則連續(xù)工作。傳輸 結(jié)點每隔一段時間向主控器報名，檢査通訊及電源供給狀態(tài)。主控器常開，能 及時收到相應(yīng)設(shè)放地址的結(jié)點的報警信號及電源告警信號并顯示及聲光報警， 并儲存相關(guān)記錄。主控制器可設(shè)計成帶屏幕顯示和輸入操作按鍵的遙控器，可 以通過主控制器對結(jié)點進(jìn)行設(shè)防/撤防處理。在本發(fā)明中，由傳感器產(chǎn)生的信號可以反映黏附于傳感器的物體的姿態(tài)運 動狀態(tài)， 一旦物體被移動、翻動，傳感器即可以感應(yīng)并將信號發(fā)送給主控制器， 很好地解決了原有報警監(jiān)控系統(tǒng)誤報的問題。本發(fā)明與現(xiàn)有的各類家庭民用防盜竊檢測方法相比，有如下優(yōu)點1、安全 可靠。在居民家庭出現(xiàn)入室盜竊時， 一旦重要的物品被移動或翻動時，可實時 報警或自動告警等。2、操作簡便。只要按一下啟動鈕，防盜器探頭組成的無線系統(tǒng)就開始工作，還可以提供人性化的聲音和語音提示。3、安裝方便。裝置主體部分可以安裝在隱蔽地方或其它便于操作的位置，防盜器探頭無須專用安裝位置，可以任意放置在被保護(hù)物品內(nèi)部或外側(cè)。4、界面友好。帶屏幕顯示和輸入操作按鍵的遙控器可以提密碼開啟功能，密碼通過后才能操作，防止家中小孩隨意使用。


圖l為防盜器探頭示意圖。圖2為主控器示意圖。
具體實施方式
如圖所示，防盜器探頭設(shè)有微結(jié)構(gòu)熱分布原理防盜監(jiān)測微型傳感器、微型計算機(jī)處理器MCU、無線通信電路及GSM7GPRS模塊。其中的微型傳感器采 用雙軸MEMS加速度傳感器。正常情況下，探頭處于休眠狀態(tài)，每隔10秒喚 醒1次對MEMS傳感器的檢測數(shù)據(jù)，喚醒時間為1秒。探頭每隔10分鐘檢査 通訊及電源供給狀況， 一旦發(fā)生異常，由GSM/GPRS發(fā)送到用戶設(shè)定的手機(jī)。 MEMS傳感器有一個基準(zhǔn)軸向，稱為靈敏軸向。MEMS加速度傳感器感應(yīng)重力 加速度在其靈敏軸向的分量。即當(dāng)重力加速度方向與其靈敏軸向成某一交角a 時，MEMS加速度傳感器輸出與此交角成余弦關(guān)系的信號。探頭附著的保護(hù)對象被翻動或移動，必然會引起雙靈敏軸所在平面發(fā)生姿態(tài)改變。 一旦MEMS傳 感器測得任一軸向變化角度大于3度，則探頭將停止休眠，計算持續(xù)變化時間。 如果持續(xù)變化時間小于3秒，探頭轉(zhuǎn)入休眠模式，如果大于3秒，探頭將繼續(xù) 工作，啟動無線發(fā)送模塊，向報警中心主控制器發(fā)出報警信號，同時也可以通 過電信通訊網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸?shù)接脩粼O(shè)定的手機(jī)上。報警中心主控制器常開，可以對所有節(jié)點進(jìn)行設(shè)防、撤防處理，可以實時 自動保存相關(guān)信息記錄。當(dāng)報警中心主控制器收到相應(yīng)設(shè)放地址節(jié)點的報警信 號后，將該信號信息自動顯示在屏幕上，同時發(fā)出聲光報警，提醒相關(guān)人員快 速采取相應(yīng)措施。微型傳感器、放大運算及數(shù)學(xué)運算集成電路和無線通信電路，均采用微功 耗設(shè)計和技術(shù)制造，能夠有機(jī)地聯(lián)成一體進(jìn)行器件封裝，由鈕扣電池供電工作。所述熱分布檢測傳感器是一種加速度(角速度)傳感器，有時稱MEMS， 可以是一種外購件，其工作原理如下氣體在加速度方向會有密度梯度，有熱源時，氣體會發(fā)生自然對流，通過 半導(dǎo)體工藝在硅上微加工制作加熱用的加熱絲(Heater)，同時在加熱絲的沿x、 y軸方向分別制作溫度傳感器(x+,x-,y+,y-)，把加熱絲和溫度傳感器下面的硅刻 蝕形成一個大的空腔，(x+)-(x-)檢測x方向的加速度，(y+)-(y-)檢測y方向的加 速度，然后把芯片封裝于有空腔的管殼中制作成一個加速度傳感器，在空腔內(nèi) 充氣。當(dāng)該傳感器具有向x+軸方向的加速度，由于加熱絲加熱，空腔內(nèi)的氣體會 建立一個流場，氣體從x-經(jīng)過加熱絲向x+流動，x-的溫度傳感器處的溫度Tx-下降，而x+處溫度Tx+上升，(Tx+)-(Tx-)正比于加速度大小，通過換算就可以 得知加速度大小。
權(quán)利要求
1. 一種智能化熱分布原理防盜監(jiān)測方法，包括1個主控制器，及1個或多個傳輸結(jié)點；其特征是所述傳輸結(jié)點包括利用熱分布原理進(jìn)行檢測的微型傳感器，該微型傳感器用于測量被測物體的加速度和角速度信號；以及微型計算機(jī)處理器MCU，用于將所述加速度和角速度信號放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再通過微型計算機(jī)處理器MCU運算推斷出防盜報警信號；和無線通信電路，使所述報警信號通過通信協(xié)議由無線信號發(fā)送接收電路進(jìn)行發(fā)送；所述主控制器包括無線通信電路，用于接收傳輸結(jié)點發(fā)送的報警信號，并輸送給微型計算機(jī)處理器MCU，所述微型計算機(jī)處理器MCU對接收模塊收到的報警信號處理后進(jìn)行報警。
2、 如權(quán)利要求1所述的智能化熱分布原理防盜監(jiān)測方法，其特征是傳輸 結(jié)點平常處于休眠狀態(tài)，每隔一段時間開始采樣被測物體的加速度和角速度信 號，并作狀態(tài)判據(jù)，若正常，則轉(zhuǎn)入睡眠狀態(tài)，否則連續(xù)采樣；同時，傳輸結(jié) 點每隔一段時間向主控器發(fā)送報警信號，檢査通訊及電源供給狀態(tài)；主控制器常開，用于及時接收傳輸結(jié)點的報警信號及電源告警信號，并儲 存相關(guān)記錄。
3、 根據(jù)權(quán)利1所述智能化熱分布原理防盜監(jiān)測方法的微型報警裝置，包括 l個主控制器，及l(fā)個或多個傳輸結(jié)點；其特征是所述傳輸結(jié)點包括利用熱分布原理進(jìn)行檢測的微型傳感器，該微型傳感器 用于測量被測物體的加速度和角速度信號；以及微型計算機(jī)處理器MCU，用于將所述加速度和角速度信號平滑放大后 進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再通過數(shù)學(xué)分析模型運算推斷出防盜報警信號；和無線通信電路，使所述報警信號通過獨立的通信編碼規(guī)約由無線信號發(fā) 送接收電路進(jìn)行發(fā)送；所述主控制器包括無線通信電路，用于接收傳輸結(jié)點發(fā)送的報警信號， 并輸送給微型計算機(jī)處理器MCU，所述微型計算機(jī)處理器MCU對接收模塊收 到的報警信號處理后進(jìn)行報警。
4、 根據(jù)權(quán)利1所述的微型報警裝置，其特征是微型傳感器包括微機(jī)械制 造或微電子機(jī)械芯片制造的加速度傳感器；所述傳輸結(jié)點中，分別采用微功耗 設(shè)計制造的微型傳感器、微型計算機(jī)處理器MCU和無線通信電路聯(lián)成一體進(jìn)行 器件封裝，由鈕扣電池供電工作。
5、 根據(jù)權(quán)利1所述的微型報警裝置，其特征是微型計算機(jī)處理器MCU 對微型傳感器輸出的模擬加速度和角速度信號放大采樣后，由可編程嵌入軟件 進(jìn)行噪聲抑制、積分運算和智能模糊控制處理，最終輸出報警信號。
6、 根據(jù)權(quán)利1所述的微型報警裝置，其特征是報警信號由無線信號接受和發(fā)送電路通過通信編碼規(guī)約將地址和報警數(shù)據(jù)傳送給標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口。
7、 根據(jù)權(quán)利1所述的微型報警裝置，其特征是傳輸結(jié)點接受遙控信號進(jìn) 行布防、撤防來開/閉工作狀態(tài)，在撤防時傳輸結(jié)點中的微型傳感器、微型計算 機(jī)處理器MCU和無線通信電路進(jìn)入休眠狀態(tài)，在布防狀態(tài)啟動后，傳輸結(jié)點中的微型傳感器、微型計算機(jī)處理器MCU和無線通信電路才進(jìn)入工作狀態(tài)。
8、 根據(jù)權(quán)利1的微型報警裝置，其特征是在封裝成整體后的傳輸結(jié)點表 面帶不干膠，利用不干膠直接粘貼在被監(jiān)測物體上。
9、 根據(jù)權(quán)利1所述的微型報警裝置，其特征是在封裝成整體后的傳輸結(jié) 點表面設(shè)置與被監(jiān)測物體一致的色彩和外觀，以利于隱形安裝。
10、 根據(jù)權(quán)利1所述的微型報警裝置，其特征是主控制器帶屏幕顯示和 輸入操作按鍵，用戶只需要一鍵簡單操作；微型傳感器感知所粘貼的物體的姿 態(tài)， 一旦該物體被移動，微型傳感器即感應(yīng)并將信號發(fā)送給主控制器。
全文摘要
本發(fā)明創(chuàng)造公布了一種智能化熱分布原理防盜監(jiān)測方法及其微型報警裝置，其原理為對所保護(hù)的對象，采用微型裝置探頭在線實時監(jiān)測其位置和狀態(tài)，準(zhǔn)確無誤地判定出是否被移動或翻動。該裝置由三個組成部分(1)微結(jié)構(gòu)熱分布原理防盜監(jiān)測傳感器，高精度高靈敏度測量物體運動狀態(tài)；(2)智能計算方法和分析模型，傳感器信號輸入后運算推測出防盜監(jiān)測及控制；(3)獨立的無線信號發(fā)送接受電路和通信編碼規(guī)約。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)報警系統(tǒng)容易產(chǎn)生錯誤報警信息的缺點。本報警裝置具有體積小，易安裝，隱蔽性、自選性、抗破壞性高，是一種靈敏度高、可靠性好的安全保護(hù)裝置。
文檔編號G08B29/00GK101266709SQ200810023768
公開日2008年9月17日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者毛巨林 申請人:美新半導(dǎo)體(無錫)有限公司