本發(fā)明涉及一種國(guó)境線智能電子圍欄管理系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

電子圍欄是圍欄設(shè)備的一種，通過在圍欄中加入電子設(shè)備監(jiān)控人員的穿越情況，并對(duì)穿越人員進(jìn)行危險(xiǎn)提示，尤其是在國(guó)境線架設(shè)電子圍欄，由于路徑長(zhǎng)，架設(shè)成本高。

因此，需要設(shè)計(jì)一款架設(shè)成本低且可靠性好的電子圍欄管理系統(tǒng)是本領(lǐng)域的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電子圍欄管理系統(tǒng)及其工作方法，以解決傳統(tǒng)電子圍欄架設(shè)成本高的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電子圍欄管理系統(tǒng)，包括：若干圍欄柱，且相鄰兩圍欄柱通過若干束紅外線構(gòu)建一段紅外圍欄，以及圍欄柱的頂端設(shè)有報(bào)警裝置；當(dāng)紅外線被觸發(fā)后，圍欄柱內(nèi)的處理器模塊控制報(bào)警裝置報(bào)警。

進(jìn)一步，所述圍欄柱的兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)紅外線發(fā)射側(cè)、紅外線接收側(cè)；其中

兩側(cè)分別排列有相同數(shù)量且間距相同的紅外線發(fā)射器、紅外線接收器；

并且，各紅外線接收器的輸出端分別與處理器模塊的各信號(hào)輸入端相連，所述處理器模塊的輸出端與報(bào)警裝置相連。

進(jìn)一步，各紅外線發(fā)射器、紅外線接收器均裝配有獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)，且各獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)的控制端均與處理器模塊的相應(yīng)控制輸出端相連；

所述電子圍欄管理系統(tǒng)還包括服務(wù)器；

相鄰兩圍欄柱中的處理器模塊均通過無線模塊接收服務(wù)器發(fā)送的各紅外線發(fā)射器與相應(yīng)紅外線接收器的配對(duì)信號(hào)，使兩圍欄柱中的各獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)帶動(dòng)相應(yīng)紅外線發(fā)射器或紅外線接收器轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度，改變其配對(duì)角度以構(gòu)成紅外線收發(fā)配對(duì)。

進(jìn)一步，服務(wù)器每間隔一定時(shí)間發(fā)送新的配對(duì)信號(hào)，以調(diào)整相鄰兩圍欄柱中兩紅外線發(fā)射器、紅外線接收器的配對(duì)角度，即重構(gòu)紅外圍欄。

進(jìn)一步，在圍欄柱上還安裝有用于探測(cè)溫度數(shù)據(jù)的PIR探測(cè)器；當(dāng)一未知物穿過紅外圍欄時(shí)，所述處理器模塊通過被阻擋的紅外線的數(shù)量、未知物的溫度數(shù)據(jù)判定未知物的類型。

進(jìn)一步，所述圍欄柱的頂端還設(shè)有攝像裝置，在紅外線被觸發(fā)后，啟動(dòng)攝像裝置對(duì)紅外圍欄處進(jìn)行拍照；

所述攝像裝置與處理器模塊相連，且通過無線模塊將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器。

進(jìn)一步，所述電子圍欄管理系統(tǒng)還包括沿圍欄柱分布的若干無人機(jī)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)；

所述無人機(jī)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)包括：無人機(jī)停機(jī)塢，所述無人機(jī)停機(jī)塢內(nèi)設(shè)有無線充電裝置，且在無人機(jī)停機(jī)時(shí)對(duì)無人機(jī)進(jìn)行充電；

當(dāng)某一段紅外圍欄被持續(xù)觸發(fā)或通過圖像識(shí)別有人跨越紅外圍欄時(shí)，則啟動(dòng)無人機(jī)飛至該區(qū)域進(jìn)行巡查。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種電子圍欄管理系統(tǒng)的工作方法。

所述電子圍欄管理系統(tǒng)包括：若干圍欄柱，且相鄰兩圍欄柱通過若干束紅外線構(gòu)建一段紅外圍欄，圍欄柱的頂端設(shè)有報(bào)警裝置；以及所述工作方法包括：當(dāng)紅外線被觸發(fā)后，圍欄柱內(nèi)的處理器模塊控制報(bào)警裝置報(bào)警。

進(jìn)一步，所述圍欄柱的兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)紅外線發(fā)射側(cè)、紅外線接收側(cè)；其中兩側(cè)分別排列有相同數(shù)量且間距相同的紅外線發(fā)射器、紅外線接收器；并且，各紅外線接收器的輸出端分別與處理器模塊的各信號(hào)輸入端相連，所述處理器模塊的輸出端與報(bào)警裝置相連。

進(jìn)一步，各紅外線發(fā)射器、紅外線接收器均裝配有獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)，且各獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)的控制端均與處理器模塊的相應(yīng)控制輸出端相連；所述電子圍欄管理系統(tǒng)還包括服務(wù)器；相鄰兩圍欄柱中的處理器模塊均通過無線模塊接收服務(wù)器發(fā)送的各紅外線發(fā)射器與相應(yīng)紅外線接收器的配對(duì)信號(hào)，使兩圍欄柱中的各獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)帶動(dòng)相應(yīng)紅外線發(fā)射器或紅外線接收器轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度，改變其配對(duì)角度以構(gòu)成紅外線收發(fā)配對(duì)；以及服務(wù)器每間隔一定時(shí)間發(fā)送新的配對(duì)信號(hào)，以調(diào)整相鄰兩圍欄柱中兩紅外線發(fā)射器、紅外線接收器的配對(duì)角度，即重構(gòu)紅外圍欄。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的電子圍欄管理系統(tǒng)及其工作方法通過紅外線構(gòu)成紅外圍欄，可以用于國(guó)境線架設(shè)，降低了傳統(tǒng)電子圍欄的架設(shè)成本，并且在觸發(fā)紅外后能夠及時(shí)報(bào)警，以及啟動(dòng)攝像裝置及無人機(jī)對(duì)報(bào)警段紅外圍欄進(jìn)行拍攝，保證國(guó)境線安全。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的電子圍欄管理系統(tǒng)的原理框圖；

圖2是本發(fā)明的電子圍欄管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的重構(gòu)紅外圍欄的示意圖一；

圖4是本發(fā)明的重構(gòu)紅外圍欄的示意圖二；

圖5是本發(fā)明的獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明的電子圍欄管理系統(tǒng)的紅外圍欄重構(gòu)后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：第一圍欄柱1、報(bào)警裝置101、攝像裝置102、第二圍欄柱2、紅外線3、紅外線發(fā)射側(cè)10、紅外線接收側(cè)20、獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)4、微型伺服電機(jī)401、微型伺服電機(jī)的軸端402。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種電子圍欄管理系統(tǒng)，包括：若干圍欄柱，且相鄰兩圍欄柱通過若干束紅外線構(gòu)建一段紅外圍欄，以及圍欄柱的頂端設(shè)有報(bào)警裝置；當(dāng)紅外線被觸發(fā)后，圍欄柱內(nèi)的處理器模塊控制報(bào)警裝置報(bào)警。

具體的，所述圍欄柱的兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)紅外線發(fā)射側(cè)10、紅外線接收側(cè)20；其中兩側(cè)分別排列有相同數(shù)量且間距相同的紅外線發(fā)射器（如圖中A1-A8所示）、紅外線接收器（如圖中B1-B8所示）；并且，各紅外線接收器的輸出端分別與處理器模塊的各信號(hào)輸入端相連，所述處理器模塊的輸出端與報(bào)警裝置相連。

所述處理器模塊例如但不限于采用芯片STM32F405VGT6、ARM處理器S3C6410X66；所述報(bào)警裝置例如但不限于聲光報(bào)警模塊，在觸發(fā)紅外圍欄后聲光報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。

傳統(tǒng)的紅外線采用水平排布方式構(gòu)建一段紅外圍欄，該排布方式如果間隙過大，容易被偷渡者穿過，如果間隙過小，容易產(chǎn)生干擾，并且由于國(guó)境線可能存在高低起伏地面，水平排布的紅外線無法適應(yīng)多種地形條件。

因此，作為本電子圍欄管理系統(tǒng)一種優(yōu)選的實(shí)施方式如下：如圖3至圖6所示，各紅外線發(fā)射器、紅外線接收器均裝配有獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)，且各獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)的控制端均與處理器模塊的相應(yīng)控制輸出端相連；所述電子圍欄管理系統(tǒng)還包括服務(wù)器；相鄰兩圍欄柱中的處理器模塊均通過無線模塊接收服務(wù)器發(fā)送的各紅外線發(fā)射器與相應(yīng)紅外線接收器的配對(duì)信號(hào)，使兩圍欄柱中的各獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)帶動(dòng)相應(yīng)紅外線發(fā)射器或紅外線接收器轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度，改變其配對(duì)角度以構(gòu)成紅外線收發(fā)配對(duì)。

通過改變紅外線的收發(fā)配對(duì)角度，能夠防止翻越者掌握紅外圍欄的紅外線束的規(guī)律，找出破解的方法，通過配對(duì)信號(hào)可以讓每段紅外圍欄均具有相應(yīng)不同的紅外線束，使翻越者很難破解翻越。

其中所述無線模塊例如但不限于采用ZigBee模塊，即CC2530處理器、或WiFi模塊，即ESP8266串口WIFI 無線收發(fā)模塊。

所述獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)4包括：微型伺服電機(jī)401，所述微型伺服電機(jī)401的軸端402連接紅外線發(fā)射器或紅外線接收器，通過處理器模塊控制微型伺服電機(jī)401的轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)紅外線發(fā)射器或紅外線接收器的配對(duì)角度（即發(fā)射或者入射角度）。

在相鄰兩圍欄柱具有一定落差時(shí)，可以通過相應(yīng)獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)各紅外線發(fā)射器或紅外線接收器的角度，使其進(jìn)行配對(duì)，克服了傳統(tǒng)紅外線圍欄無法用于高低地面的技術(shù)問題。

為了提高電子圍欄的安全性，服務(wù)器每間隔一定時(shí)間發(fā)送新的配對(duì)信號(hào)，以調(diào)整相鄰兩圍欄柱中兩紅外線發(fā)射器、紅外線接收器的配對(duì)角度，即重構(gòu)紅外圍欄。

可選的，位于圍欄柱最上端和最下端的紅外線采用水平配對(duì)方式，即紅外線發(fā)射器A1與紅外線接收器B1相配對(duì)，紅外線發(fā)射器A8與紅外線接收器B8相匹配，其余紅外線發(fā)射器A2-A7和紅外線接收器B2-B7任意兩對(duì)紅外線發(fā)射器、紅外線接收器根據(jù)配對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，如圖3中紅外線發(fā)射器A2和紅外線發(fā)射器A3，以及紅外線接收器B2和紅外線接收器B3通過按照相應(yīng)箭頭方向旋轉(zhuǎn)，調(diào)整相應(yīng)配對(duì)角度，每次配對(duì)調(diào)整兩紅外線發(fā)射器、紅外線接收器的配對(duì)角度的目的是為了防止多束紅外線均同時(shí)處于配對(duì)調(diào)整，造成安全漏洞。

可選的，在圍欄柱上還安裝有用于探測(cè)溫度數(shù)據(jù)的PIR探測(cè)器（Passive Infrared Sensor）；當(dāng)一未知物穿過紅外圍欄時(shí)，所述處理器模塊通過被阻擋的紅外線的數(shù)量、未知物的溫度數(shù)據(jù)判定未知物的類型。

具體的，根據(jù)紅外線的排列方式，確定紅外線被阻擋的數(shù)量，例如圖2中8對(duì)紅外線發(fā)射器和紅外線接收器，且每對(duì)間隔為10cm，例如但不限于設(shè)定一束或兩束紅外線被阻擋時(shí)，且具有一定體溫，則判定為小動(dòng)物；若沒有溫度則判定為凋落物。

所述圍欄柱的頂端還設(shè)有攝像裝置，在紅外線被觸發(fā)后，啟動(dòng)攝像裝置對(duì)紅外圍欄處進(jìn)行拍照；所述攝像裝置與處理器模塊相連，且通過無線模塊將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器，進(jìn)一步提高安全級(jí)別，當(dāng)服務(wù)器通過圖像數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)有人跨越偷渡時(shí)，可以采用相應(yīng)措施，例如通過無人機(jī)進(jìn)行追蹤，并且通知邊防巡查人員采取相應(yīng)措施。

優(yōu)選的，所述電子圍欄管理系統(tǒng)還包括沿圍欄柱分布的若干無人機(jī)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)；所述無人機(jī)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)包括：無人機(jī)停機(jī)塢，所述無人機(jī)停機(jī)塢內(nèi)設(shè)有無線充電裝置，且在無人機(jī)停機(jī)時(shí)對(duì)無人機(jī)進(jìn)行充電；當(dāng)某一段紅外圍欄被持續(xù)觸發(fā)或通過圖像識(shí)別有人跨越紅外圍欄時(shí)，則啟動(dòng)無人機(jī)飛至該區(qū)域進(jìn)行巡查。

實(shí)施例2

如圖1至圖6所示，在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，本實(shí)施例2提供了一種電子圍欄管理系統(tǒng)的工作方法，即當(dāng)紅外線被觸發(fā)后，圍欄柱內(nèi)的處理器模塊控制報(bào)警裝置報(bào)警。

所述圍欄柱的兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)紅外線發(fā)射側(cè)、紅外線接收側(cè)；其中兩側(cè)分別排列有相同數(shù)量且間距相同的紅外線發(fā)射器、紅外線接收器；并且，各紅外線接收器的輸出端分別與處理器模塊的各信號(hào)輸入端相連，所述處理器模塊的輸出端與報(bào)警裝置相連。

各紅外線發(fā)射器、紅外線接收器均裝配有獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)，且各獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)的控制端均與處理器模塊的相應(yīng)控制輸出端相連；所述電子圍欄管理系統(tǒng)還包括服務(wù)器；相鄰兩圍欄柱中的處理器模塊均通過無線模塊接收服務(wù)器發(fā)送的各紅外線發(fā)射器與相應(yīng)紅外線接收器的配對(duì)信號(hào)，使兩圍欄柱中的各獨(dú)立角度調(diào)整機(jī)構(gòu)帶動(dòng)相應(yīng)紅外線發(fā)射器或紅外線接收器轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度，改變其配對(duì)角度以構(gòu)成紅外線收發(fā)配對(duì)；以及服務(wù)器每間隔一定時(shí)間發(fā)送新的配對(duì)信號(hào)，以調(diào)整相鄰兩圍欄柱中兩紅外線發(fā)射器、紅外線接收器的配對(duì)角度，即重構(gòu)紅外圍欄。

關(guān)于兩紅外線發(fā)射器、紅外線接收器的配對(duì)過程見實(shí)施例1的相應(yīng)描述，這里不再贅述。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。