一種生物感應報警裝置的感應系統及生物感應報警方法與流程
2023-06-23 23:00:01 2
本發明涉及電子防盜領域，尤其涉及一種生物感應報警裝置的感應系統。
背景技術：
生物感應報警裝置在現在的國內外市場中相對於其他防盜感應設備比較少見，其與其他防盜設備，如紅外感應等設備相比，具有可靠性高、安全性好等優點，如中國專利cn01107018中記載的一種電子防盜欄及其製作方法，該專利中公開的電子防盜欄是一種生物感應的電子防盜欄，但是該生物感應裝置容易受到外界環境的幹擾，如陰雨天氣的幹擾，也容易因為鳥、老鼠等小動物的誤觸而引發報警，難以滿足多樣化的使用需求。
由於上述原因，本發明人對現有的生物感應報警裝置做了深入研究，設計出一種生物感應報警裝置的感應系統。
技術實現要素：
為了克服上述問題，本發明人進行了銳意研究，設計出一種生物感應報警裝置的感應系統，該系統包括設置在感應電場中用於感應感應電場強度的感應導線，該導線將感應到的感應電場強度信息轉化為電壓信號，該系統還包括用於過濾所述電壓信號的濾波器，用於控制所述感應電場強度的控制模塊並判斷是否需要報警的控制模塊，以及用於發出報警信號的報警系統，通過所述控制模塊靈活自動地控制所述報警裝置，使得感應系統能夠適應外界環境的幹擾，同時也降低了因小動物的誤觸引發的誤判風險，提高了設備的可靠性。
具體來說，本發明的目的在於提供一種生物感應報警裝置的感應系統，該感應系統包括感應導線1、濾波器2、控制模塊3和報警系統4，
其中，所述感應導線1設置在感應電場中，感應導線1用於感應其所在感應電場的強度信息，並將該信息轉化為電壓信號，
所述濾波器用於過濾所述電壓信號，
所述控制模塊3用於接收經過濾波器過濾的電壓信號，並在該電壓信號的電壓值大於預定的報警電壓值時控制報警系統工作，
所述報警系統4用於發出聲光報警信號。
其中，所述控制模塊3還用於調節所述感應導線所在感應電場的強度。
其中，所述控制模塊3上連接有能夠形成感應電場的激勵導線5，優選該感應電場區域，即激勵導線產生的感應電場的作用範圍，主要是以激勵導線為中心並環繞其360度方向向外輻射的電場，該360度方向向外輻射的電場構成了一個虛擬的空間屏障，該空間屏障的延伸區域也是本發明提供的設備的警戒範圍，即進入到該區域的生物體會引起感應到的電壓值發生變化，進而做出相應反應，所述控制模塊3據接收到的電壓信號實時控制所述激勵導線形成感應電場的強度，進而使得所述接收到的電壓信號的電壓值穩定在布防電壓範圍內。
其中，所述控制模塊3包括判斷子模塊31、調節子模塊32和報警控制子模塊33，
所述判斷子模塊31中存儲有預定的報警電壓值、布防電壓範圍和工作電壓值，所述工作電壓值落入在所述布防電壓範圍內；
當所述判斷子模塊31感應到所述電壓信號的電壓值大於 預定的報警電壓值時啟動報警控制子模塊33，
當所述判斷子模塊31感應到所述電壓信號的電壓值落入在布防電壓範圍內時，啟動調節子模塊32，
所述調節子模塊32用於在啟動後控制所述激勵模塊形成感應電場的強度，進而使得所述控制模塊3接收到的電壓信號的電壓值基本等於工作電壓值，
所述報警控制子模塊33用於在啟動後控制所述報警系統4發出報警提示音和報警指示光。
其中，工作電壓值是所述感應系統自動記錄並存儲的電壓值信息，其記錄的過程為：
在所述感應系統通電啟動時，所述判斷子模塊31接收感應模塊2傳遞出的電壓信號，並判斷接收到的所述電壓信號的電壓值是否處在布防電壓範圍內，當所述電壓信號的電壓值處在所述布防電壓範圍內，並且在預定的時間內基本穩定在一個固定的電壓值附近時，記錄該固定的電壓值為工作電壓值。
其中，所述預定的報警電壓值大於所述布防電壓範圍中的最大值。
其中，所述激勵導線和感應導線平行設置。
其中，所述報警系統4包括喇叭41、指示燈42和任選的遠程呼叫及傳輸設備。
本發明還提供一種生物感應報警方法，其特徵在於，該方法是採如生物感應報警裝置的感應系統實現的。
其中，該方法包括如下過程：
給所述感應系統供電，激勵導線在其周圍形成感應電場，感應導線將感應到的感應電場信號轉化為電壓信號傳遞給感應系統中的判斷子模塊；
所述判斷子模塊接收感應導線傳遞出的電壓信號，並判斷 接收到的所述電壓信號的電壓值是否處在布防電壓範圍內，當所述電壓信號的電壓值處在所述布防電壓範圍內，並且在預定的時間內基本穩定在一個固定的電壓值附近時，記錄該固定的電壓值為工作電壓值；
所述控制模塊繼續實時接收感應導線傳遞出的電壓信號，並判斷該電壓信號是否處在布防電壓範圍內，如果該信號在布防電壓範圍內，則通過控制激勵導線調節接收到的電壓信號，使其電壓值基本等於工作電壓值；如果該信號值大於預定的報警電壓值時，判斷有人入侵，控制報警模塊工作，並發出聲光報警信號；如果該信號值不大於所述預定的報警電壓值，並且不在所述的布防電壓範圍內，判斷為小動物誤觸，不做處理。
本發明所具有的有益效果包括：
(1)根據本發明提供的生物感應報警裝置的感應系統能夠根據外界環境的變化調整激勵導線發出的感應電場的強度，從而使得感應導線生成的電壓信號穩定在一個較小的範圍內，避免了外界環境對該系統的不良幹擾；
(2)根據本發明提供的生物感應報警裝置的感應系統能夠通過感應到的電壓值的不同而將人體和小動物區分開，從而排除了因小動物引起的誤報，提高了該設備的可靠性。
附圖說明
圖1示出根據本發明一種優選實施方式的整體結構示意圖。
附圖標號說明：
1-感應導線
2-濾波器
3-控制模塊
31-判斷子模塊
32-調節子模塊
33-報警控制子模塊
4-報警系統
41-喇叭
42-指示燈
5-激勵導線
具體實施方式
下面通過附圖和實施例對本發明進一步詳細說明。通過這些說明，本發明的特點和優點將變得更為清楚明確。
在這裡專用的詞「示例性」意為「用作例子、實施例或說明性」。這裡作為「示例性」所說明的任何實施例不必解釋為優於或好於其它實施例。儘管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪製附圖。
根據本發明提供的生物感應報警裝置，如圖1中所示，該裝置包括感應導線1、濾波器2、控制模塊3和報警系統4，
其中，所述感應導線1設置在感應電場中，感應導線1用於感應(或採集)其所在感應電場的強度信息，並將該信息轉化為電壓信號，本發明中所述的感應電場是甚低頻信號，即所述感應電場是甚低頻感應電場，其工作頻率為3～30千赫(khz)，對人體無不良影響。
本發明中對所述感應導線的形狀及位置不做特別限制，只要其位於感應電場中，能夠感應到感應電場信號即可，自然界中的生物體都能產生甚低頻的感應電場，自然界中本身也存在著甚低頻感應電場(體液流動造成的)，所述感應導線所在的感應電場是由自然界和本發明提供的設備發出的感應電場疊加形 成的，當人體進入到上述疊加形成的感應電場內時，所述感應導線2感應到的感應電場就會隨之變化，通過對變化後感應電場的研究及測算，能夠甄別出是否有人入侵或企圖入侵到激勵模塊產生的感應電場範圍內，從而能夠實現生物感應功能；
所述濾波器用於過濾所述電壓信號，
所述控制模塊3用於接收經過濾波器過濾的電壓信號，並在該電壓信號的電壓值大於預定的報警電壓值時控制報警系統工作，即啟動報警程序，
所述報警系統4用於在控制模塊3的控制下發出聲光報警信號，該信號的持續時間為1s～10s，可以由使用者預先設置或調解。
在一個優選的實施方式中，所述控制模塊3還用於調節所述感應導線所在感應電場的強度。具體來說，所述控制模塊3上連接有能夠形成感應電場的激勵導線5，所述控制模塊3據接收到的電壓信號實時控制所述激勵導線形成感應電場的強度，進而使得所述接收到的電壓信號的電壓值穩定在布防電壓範圍內，所述激勵導線在其周圍形成感應電場的輻射範圍及輻射形狀與所述激勵導線的形狀有關，本發明中不做特別限定，可以根據具體的產品形狀及使用需求進行設置；本發明中優選地，所述激勵導線1和感應導線2平行設置，並且相對位置不變，以使得感應導線2感應到的感應電場強度不易改變，至少不會因為設備本身的原因而改變；
在一個優選的實施方式中，所述控制模塊3具有調節激勵導線1在其周圍產生感應電場的強度的功能，其調節的方式一般為調節產生感應電場的電源電壓，施加在激勵導線上的電壓增大，其產生的感應電場強度也會相應增大，反之則減小。
設置具有上述調節感應電場強度功能的控制模塊的原因在 於，本發明提供的生物感應報警裝置及其上的感應系統的使用時間較長，往往需要具有幾年甚至幾十年的工作壽命，並且其工作地點往往是在室外，在工作期間外界的環境必然會發生變化，包括溫度的改變，空氣溼度的改變，光照條件的改變等等，這些都可能會影響所述激勵導線周圍感應電場的強度，即感應系統中感應導線感應到的感應電場強度會受到環境的影響而發生變化，如果該強度受到外界因素幹擾而變動過大，容易引起誤報等不良現象的發生。
具體來說，所述控制模塊3包括判斷子模塊31、調節子模塊32和報警控制子模塊33，
其中，所述判斷子模塊31中存儲有預定的報警電壓值、布防電壓範圍和工作電壓值，所述工作電壓值落入在所述布防電壓範圍內；
當所述判斷子模塊31感應到所述電壓信號的電壓值大於預定的報警電壓值時啟動報警控制子模塊33，
當所述判斷子模塊31感應到所述電壓信號的電壓值落入在布防電壓範圍內時，啟動調節子模塊32，
所述報警控制子模塊33用於在啟動後控制所述報警系統4發出報警提示音和報警指示光，
所述調節子模塊32用於在啟動後實時控制所述激勵模塊形成感應電場的強度，進而使得所述控制模塊3接收到的電壓信號的電壓值基本等於工作電壓值，通過所述調節子模塊32排除了外界條件對感應電場強度的幹擾，從而在不同的外界條件下，控制模塊3接收到的電壓信號的電壓值基本恆定，此時如果接收到的電壓值發生突變，並且變化後的電壓值超出所述布防電壓範圍，其原因基本就是有生物體進入到激勵導線產生的感應電場中，而使得感應模塊感應到的感應電場發生突變。
本發明中所述的布防電壓範圍是一個具有一定電壓跨度的數值範圍，本發明中優選地，在不同的外界環境下，在沒有能夠引起報警的生物接近報警設備請情況下(沒有能夠引起報警的生物進入到激勵導線產生的感應電場內)，即在該報警裝置正常工作的情況下，所述控制模塊3能夠接收到的由感應導線傳遞出的電壓信號的電壓值都落入在所述布防電壓範圍內，本發明中進一步優選地，所述不同的外界環境包括自然界中常見的雨雪天氣、溼熱高溫天氣和寒冷條件等等。即此時接收到的電壓值是激勵導線產生的感應電場和自然界的感應電場共同作用的結果。
在一個優選的實施方式中，所述預定的報警電壓值大於所述布防電壓範圍中的最大值，僅僅能夠改變感應導線傳遞出的電壓信號的電壓值的外界環境是不能使得所述電壓信號的電壓值上升到預定的報警電壓值，即外界的自然環境無法觸動報警系統；具體來說，在85±2℃的條件下工作兩個小時以上時，所述感應導線傳遞出的電壓信號的電壓值小於預定的報警電壓值，不能觸發報警系統；在恆定溼熱(40±2)℃、rh(93±2)％的條件下工作48個小時以上時，所述感應導線傳遞出的電壓信號的電壓值小於預定的報警電壓值，不能觸發報警系統。
在一個優選的實施方式中，所述預定的報警電壓值與所述布防電壓範圍中的最大值之間存在預定的差值，該差值用於區分電壓的改變是自然環境的因素還是生物體進入到了感應電場範圍內，當有生物體進入到激勵導線產生的感應電場中，感應導線感應到的感應電場發生突變，進而所述控制模塊3接收到的電壓信號的電壓值發生突變，如果是小於1kg的小動物進入到感應電場中時，由於其體積質量較小，其對感應電場的改變量較小，從而所述控制模塊3接收到的電壓信號的電壓值的變動也較 小，此時控制模塊3接收到的電壓信號的電壓值可能超出布防電壓範圍，但一定小於預定的報警電壓值，不會觸發報警系統。
在一個優選的實施方式中，所述預定的報警電壓值與激勵模塊1上產生感應電場的電源電壓有關，如果該電源電壓有所調節，所述預定的報警電壓值也會相應調整；所述布防電壓範圍為0～2v，優選的為0.1～1.5v，更優選為0.2～1v。
在進一步優選的實施方式中，所述預定的報警電壓值是激勵模塊1上產生感應電場的電源電壓值的50％～80％；所述預定的報警電壓值的取值範圍是2.5～24v，優選的為3.5～10v；所述激勵模塊1上產生感應電場的電源電壓一般為安全電壓，優選的取值為5～30v，當所述激勵模塊1上產生感應電場的電源的電壓為12v時，所述預定的報警電壓值為6～9v，優選為6v。
在一個優選的實施方式中，工作電壓值是所述生物感應報警裝置的感應系統自動記錄並存儲的電壓值信息，其記錄的過程為：在所述感應系統通電啟動時，所述判斷子模塊31接收感應導線傳遞出的電壓信號，並判斷接收到的所述電壓信號的電壓值是否處在布防電壓範圍內，當所述電壓信號的電壓值處在所述布防電壓範圍內，並且在預定的時間內基本穩定在一個固定的電壓值附近時，記錄該固定的電壓值為工作電壓值，上述過程也稱之為布防的過程，該布防的過程在每次通電啟動時都會啟動，其啟動時間在10秒以內，即所述感應系統能夠在啟動10秒內進入正常警戒狀態。在通電啟動時接收到的電壓值如果處在所述的布防電壓範圍內，則正常工作，如果不在該範圍內，會發出報警信號，直至接收到的電壓信號在所述布防電壓範圍內，此時可能是設備存在故障或者有生物體處在感應電場區域內。
本發明中所述的感應電場區域，即激勵導線產生的感應電 場的作用範圍，優選地是以激勵導線為中心並環繞其360度方向向外輻射的電場，該360度方向向外輻射的電場構成了一個虛擬的空間屏障，該空間屏障的延伸區域也是本發明提供的設備的警戒範圍，即進入到該區域的生物體會引起感應到的電壓值發生變化，進而做出相應反應。
在一個優選的實施方式中，所述控制模塊3包括有計時模塊，其用於在接收到的電壓信號的電壓值大於或等於預定的報警電壓值時計時，並記錄該電壓值持續的時間，此時報警控制子模塊33尚未啟動工作，如果該大於預定的報警電壓值的電壓持續時間大於0～5秒，優選的為1～2秒時，本發明中最優選為1s，再啟動報警控制子模塊33，進而發出報警信號。
在一個優選的實施方式中，所述激勵導線上配置有電源，所述電源優選為直流電源，可以是蓄電池，並配有振蕩器。進一步地，在所述激勵導線上還任選地連接有高壓發生器、功率放大電路、變壓器、反相器中的一種或多種，其中，所述高壓發生器包括有振蕩器和三級管。
在一個優選的實施方式中，所述感應系統中還任選地設置有功率放大模塊，所述功率放大模塊用於放大功率，所述濾波器用於過濾掉空間中其他雜波的幹擾，提高控制模塊接收到的電壓信號的精確度。
在一個優選的實施方式中，所述控制模塊中的調節子模塊、判斷子模塊和報警控制子模塊都是單片機，可以是一塊集成的單片機也可以是多塊單片機的組合，優選地都設置成嵌入式單片機。
在一個優選的實施方式中，所述控制模塊3上還任選地設置有外接設備的接入埠，所述外接設備可以是外接的輸入設備，用於向其中輸入初始數據。
在一個優選的實施方式中，所述報警系統4包括喇叭41、指示燈42和任選的遠程呼叫及傳輸設備，從而使得需要報警時，不僅發出聲光報警信號，還能將該信號遠程傳遞給其他需要的接收該信息的人或單位，如安保人員、公安局等等。所述喇叭可以發出滴滴的報警聲音，也能發出預存的語言信息，以滿足各種應用場合的「語音報警」需求。
根據本發明提供的一種採用生物感應報警裝置的感應系統的生物感應調節方法、生物感應控制方法、生物感應報警方法，或者一種生物感應報警裝置的感應系統的使用方法，該方法中，首先給所述感應系統供電，激勵導線在其周圍形成感應電場，感應導線將感應到的感應電場信號轉化為電壓信號傳遞給感應系統中的判斷子模塊；此過程為感應系統的啟動；
所述判斷子模塊接收感應導線傳遞出的電壓信號，並判斷接收到的所述電壓信號的電壓值是否處在布防電壓範圍內，當所述電壓信號的電壓值處在所述布防電壓範圍內，並且在預定的時間內基本穩定在一個固定的電壓值附近時，記錄該固定的電壓值為工作電壓值；此過程為感應系統的布防，一般該過程所用時間少於10秒；
所述控制模塊繼續實時接收感應導線傳遞出的電壓信號，並判斷該電壓信號是否處在布防電壓範圍內，如果該信號在布防電壓範圍內，則通過控制激勵導線調節接收到的電壓信號，使其電壓值基本等於工作電壓值；如果該信號值大於預定的報警電壓值時，判斷有人入侵，控制報警模塊工作，並發出聲光報警信號；如果該信號值不大於所述預定的報警電壓值，並且不在所述的布防電壓範圍內，判斷為小動物誤觸，不做處理。
以上結合了優選的實施方式對本發明進行了說明，不過這些實施方式僅是範例性的，僅起到說明性的作用。在此基礎上， 可以對本發明進行多種替換和改進，這些均落入本發明的保護範圍內。