一種雷射多波門系統的製作方法
2023-05-13 21:18:16
一種雷射多波門系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種雷射多波門系統，包括本體和反射鏡陣列，所述反射鏡陣列，用於對雷射器發出的雷射進行直接鏡面反射和延遲鏡面反射。本發明提供了一種實現低成本，高可靠性的雷射多波門系統。
【專利說明】一種雷射多波門系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種防入侵的安全防範【技術領域】的雷射多波門系統。
【背景技術】
[0002]採用防入侵報警探測裝置是提高被保護設施的重要手段。目前，國內周界防跨越監控措施大多使用在周界邊緣的兩端設置紅外或雷射對射探測的報警裝置，也有利用雷射測距技術探測警戒範圍內出現的目標發出報警信號並給出目標位置的技術。
[0003]雷射(或紅外)對射報警通常包含發射端和接收端，兩部分分開一定距離，發射端發射雷射，接收端通過光電轉換將雷射信號轉換成電信號。一旦有人通過發射端和接收端之間任意位置勢必遮擋雷射信號的傳輸，就會導致雷射信號斷路，從而接收端無電信號，產生報警。雷射測距通常包含發射雷射器、雷射接收機及信息處理單元，一般一套系統只有一條光束，只對一個目標回波進行處理，如果要形成光束網，則需要多套系統實現，一旦有回波信號，表明警戒區域內有目標出現。
[0004]目前，雷射對射報警裝置及雷射測距報警裝置存在以下問題:
[0005]I)米用的雷射通常都為900nm-1000nm左右雷射,屬於人眼不安全雷射。如果雷射射入人眼，會對人眼產生傷害。
[0006]2)多通道雷射對射時，不同雷射束之間會產生相互幹擾，會引起漏報，同時，多通道對射時，需要才採用多個雷射器和接收器，成本較高。
[0007]3)常規的雷射(或紅外)對射圍界常用連續或連續調製信號，光源功率較大，作用距離近，抗幹擾能力弱；
[0008]4)常規的雷射(或紅外)對射圍界沒有距離信息，抗複雜天候能力弱，虛警和漏警均較高；
[0009]5)常規的雷射(或紅外)對射圍界不具備組網能力；
[0010]6)常規利用雷射測距技術實現圍界系統雖也有距離信息，但受大氣影響比較大，特別是揚塵和雨雪天氣，雷射接收器中會接收到無窮多個回波信號，信息處理單元將無法處理，可導致系統癱瘓。
【發明內容】
[0011]發明要解決的問題
[0012]本發明目的在於提供一種實現低成本，高可靠性的雷射多波門系統。
[0013]用於解決問題的方案
[0014]—種雷射多波門系統，包括本體和反射鏡陣列，
[0015]所述反射鏡陣列，用於對雷射器發出的雷射進行直接鏡面反射和延遲鏡面反射；
[0016]所述本體包括:
[0017]雷射器，用於發射窄脈衝重頻雷射；
[0018]接收器，用於接收所述反射鏡陣列反射的回波，並將回波發送至下述信息處理器；
[0019]信息處理器，用於對接收的回波信號進行時閾判識、控制碼型生成，以及將控制信息輸出；
[0020]PIN接收及解碼器，用於接收上一級發射的編碼光信號，進行碼型轉換，並為接力通信提供信號；
[0021]編碼控制器，用於根據上一級碼型和本級信號形成的碼型進行編碼輸出，對所述雷射器進行編碼控制；
[0022]GSM通信接口，用於接收所述信息處理器送出的串行數據，並轉換成GSM信息格式送出告警報文；
[0023]供電電路，用於對所述本體供電。
[0024]優選地，雷射多波門系統，所述反射鏡陣列由第一反射陣列、第二反射陣列和第三反射陣列組成，
[0025]所述第一反射陣列處於所述雷射器發射的窄脈衝重頻雷射光斑內，所述第二反射陣列處於所述第一反射陣列的折射光斑內，所述第三反射陣列處於所述第二反射陣列的折射光斑內。
[0026]優選地,雷射多波門系統，
[0027]所述第一反射陣列由第一反射區域和第二反射區域組成，
[0028]所述第一反射區域用於將所述雷射器發射的窄脈衝重頻雷射反射到所述接收器，
[0029]所述第二反射區域用於將所述雷射器發射的窄脈衝重頻雷射折射到所述第二反射陣列；
[0030]所述第二反射陣列由第三反射區域和第四反射區域組成，
[0031]所述第三反射區域用於將所述第二反射區域折射的雷射經所述第二反射區域反射到所述接收器，
[0032]所述第四反射區域用於將所述第二反射區域折射的雷射折射到所述第三反射陣列；
[0033]所述第三反射陣列用於將所述第四反射區域折射的雷射，依次經由所述第四反射區域、第二反射區域，反射到所述接收器。
[0034]發明的效果
[0035]本發明專利提供了一種多個可設置固定波門檢測技術。系統採用人眼安全波長雷射重頻脈衝雷射報警系統，在實現不對人眼產生傷害，系統發射一路雷射束，通過多個反射鏡產生多束回波光束，每束回波雷射代表不同設定距離，各距離值為防護距離的整數倍，信息處理只對這些固定波門內的雷射回波進行比對處理，波門外的回波不理睬，確保在複雜天候下的抗幹擾。實現低成本，高可靠性雷射警戒網。適合機場、鐵路沿線以及邊防等周界安全防護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1為本發明一實施例的結構示意圖；
[0037]圖2為本發明反射鏡陣列一實施例的示意圖；
[0038]圖3為本發明一實施例多波門產生與處理時序示意圖。
【具體實施方式】
[0039]以下將結合實施例詳細說明本發明的各種示例性實施例、特徵和方面。為了更好的說明本發明，在下文的【具體實施方式】中給出了眾多的具體細節。本領域技術人員應當理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在另外一些實例中，對於大家熟知的方法、手段、材料未作詳細描述，以便於凸顯本發明的主旨。
[0040]如圖1所示，為本發明一實施例的結構示意圖。
[0041]一種雷射多波門系統，包括本體和反射鏡陣列，所述反射鏡陣列，用於對雷射器發出的雷射進行直接鏡面反射和延遲鏡面反射；所述本體包括:雷射器，用於發射窄脈衝重頻雷射；接收器，用於接收所述反射鏡陣列反射的回波，並將回波發送至下述信息處理器；信息處理器，用於對接收的回波信號進行時閾判識、控制碼型生成，以及將控制信息輸出；PIN接收及解碼器，用於接收上一級發射的編碼光信號，進行碼型轉換，並為接力通信提供信號；編碼控制器，用於根據上一級碼型和本級信號形成的碼型進行編碼輸出，對所述雷射器進行編碼控制；GSM通信接口，用於接收所述信息處理器送出的串行數據，並轉換成GSM信息格式送出告警報文；供電電路，用於對所述本體供電。
[0042]雷射器是窄脈衝重頻雷射器，其重頻或編碼受外時統控制；接收器接收反射鏡反射的三組回波，進行放大處理；反射鏡陣列按照圖2規則按照，進行直接鏡面反射和延遲鏡面反射；信息處理器對接收的回波信號進行時閾判識、控制碼型生成及通信輸出；PIN接收及解碼器接收上一級發射的編碼光信號，進行碼型轉換，為接力通信提供信號；編碼控制器根據上一級碼型和本級信號形成的碼型進行編碼輸出，對雷射器進行編碼控制；GSM通信接口，接收信息處理器送出的串行數據轉換成GSM信息格式，經GSM卡送出告警報文；供電電路接收蓄電池供電，監控蓄電池電量，當電量不足一天時，發出報警信息，將蓄電池提供的12V電壓轉換成各部分需要的電壓供電。
[0043]如圖2所示,為本發明反射鏡陣列一實施例的示意圖。
[0044]反射鏡陣列由第一反射陣列、第二反射陣列和第三反射陣列組成，所述第一反射陣列處於所述雷射器發射的窄脈衝重頻雷射光斑內，所述第二反射陣列處於所述第一反射陣列的折射光斑內，所述第三反射陣列處於所述第二反射陣列的折射光斑內。
[0045]所述第一反射陣列由第一反射區域和第二反射區域組成，所述第一反射區域用於將所述雷射器發射的窄脈衝重頻雷射反射到所述接收器，所述第二反射區域用於將所述雷射器發射的窄脈衝重頻雷射折射到所述第二反射陣列；所述第二反射陣列由第三反射區域和第四反射區域組成，所述第三反射區域用於將所述第二反射區域折射的雷射經所述第二反射區域反射到所述接收器，所述第四反射區域用於將所述第二反射區域折射的雷射折射到所述第三反射陣列；所述第三反射陣列用於將所述第四反射區域折射的雷射，依次經由所述第四反射區域、第二反射區域，反射到所述接收器。
[0046]如圖2所示，A為雷射發射器與接收器。M1、M2、M3、M4、M5分別為第一反射區域、第二反射區域、第三反射區域、第四反射區域、第三反射陣列。M1、M2、M3、M4、M5可以為反射鏡。其中，Ml直接將A發出的雷射反射回A，形成光路Rl ;M2與Ml同在一次光斑中，將一次發射光反射到M3和M4，M3沿原光路反射回M2再反射回到A，形成光路R2 ；M4將光信號反射至M5，M5直接原光路返回，形成光路R3。其中，M3和M4也可以合併為一個反射鏡，使M2和M5處於同一個光斑中。PIN為接收電路，用於檢測通信編碼信號，為接力通信傳感器。
[0047]如圖3所示，為本發明一實施例多波門產生與處理時序示意圖。
[0048]雷射發射時刻為起始時刻，信息處理單元通過多個延時單元分別進行延時，T為雷射飛行到第一個反射鏡並反射飛行到接收器的時間周期，R為實際距離，波門一產生時刻為一個時間周期T (對應雷射飛行距離為2R)，波門二產生時刻為二個時間周期T (對應雷射飛行距離為4R)，波門三產生時刻為三個時間周期T (對應雷射飛行距離為6R)。T可以根據實際安裝距離進行現場設置。
[0049]工作過程如下:
[0050]當Rl = I, R2 = I, R3 = I, 一切正常；
[0051]當Rl = 0，R2 = O, R3 = 0，且持續，表明系統工作不正常，可能原因:光源不出光(只有本單元出現，相鄰正常)；能見度特別差(濃霧霾或特大暴雨，一段距離內連續幾個單元不正常)；
[0052]當Rl = 0，R2 = 0，R3 = 0，且持續較短，三個開始時間和持續時間不完全一致，表明有體形較高活動目標出現；
[0053]當Rl = 1,R2 = 1,R3 = O,且持續時間較長,狀態不消失,表明該通道被小尺寸物體遮蔽，需要檢修；
[0054]當Rl = I, R2 = I, R3 = O,且持續時間較短,表明有體形較矮活動目標穿過；
[0055]當Rl = I, R2 = O, R3 = O,且持續時間較短,表明有中等體形活動目標穿過；
[0056]一旦有R = O的情況出現時，系統自動轉為實時測距模式，當確實有非法入侵目標時，將有目標具體位置信息，若無距離信息，表明是故障。
[0057]正常情況下，A發出等間隔脈衝雷射，PIN探測器探測到等間隔信號不處理，也不向下傳遞；當有狀況時，根據狀況類型進行編碼，加地址碼一併對脈衝雷射進行調製發射，調製編碼雷射被pin解碼後送下一級裝置進行調製發射，這樣，完成了一級接力通信過程。如此一級一級傳遞通信，直至終端，在終端上能夠顯示狀況地址、類型等信息。當某個單元出現狀況時，除可以利用雷射接力通信外，還可以直接在本單元通過GSM(或其它通信方式)接口向外點對點通信報警。
[0058]本發明專利提供了一種多個可設置固定波門檢測技術。系統採用人眼安全波長雷射重頻脈衝雷射報警系統，在實現不對人眼產生傷害，系統發射一路雷射束，通過多個反射鏡產生多束回波光束，每束回波雷射代表不同設定距離，各距離值為防護距離的整數倍，信息處理只對這些固定波門內的雷射回波進行比對處理，波門外的回波不理睬，確保在複雜天候下的抗幹擾。實現低成本，高可靠性雷射警戒網。適合機場、鐵路沿線以及邊防等周界安全防護。
[0059]雷射發射/接收端:包括一個重頻脈衝雷射器，能夠以一定重頻發射人眼安全雷射，還包括一個光電探測器，光電探測器將接收到的重頻脈衝雷射轉換成電信號，探測電路測量相鄰兩個光脈衝之間時間間隔，可以解算出光程距離。系統還包含5個反射鏡構成的反射鏡陣列，形成多個設定距離波門，確保抗各種幹擾因素的影響。雷射器發射高頻雷射，可以對高頻脈衝雷射進行編碼調製，將檢測結果通過雷射通信方式接力通信輸出，也可每個測量點直接通過GSM接口輸出到指定接收設備。
[0060]本系統單套設備警戒範圍可達1km，也可根據場地條件改變雷射器功率調整單套距離，通過級聯組網可以無限制擴展。
[0061]雖然已經參照以上實施方式說明了本發明，但是，應該理解的是本發明不限於所公開的實施方式。所附權利要求書的範圍應在最寬泛的範圍內進行解釋，以涵蓋所有變型、等同結構和功能。
【權利要求】
1.一種雷射多波門系統,包括本體和反射鏡陣列，其特徵在於， 所述反射鏡陣列，用於對雷射器發出的雷射進行直接鏡面反射和延遲鏡面反射； 所述本體包括: 雷射器，用於發射窄脈衝重頻雷射； 接收器，用於接收所述反射鏡陣列反射的回波，並將回波發送至下述信息處理器； 信息處理器，用於對接收的回波信號進行時閾判識、控制碼型生成，以及將控制信息輸出； PIN接收及解碼器，用於接收上一級發射的編碼光信號，進行碼型轉換，並為接力通信提供信號； 編碼控制器，用於根據上一級碼型和本級信號形成的碼型進行編碼輸出，對所述雷射器進行編碼控制； GSM通信接口，用於接收所述信息處理器送出的串行數據，並轉換成GSM信息格式送出告警報文； 供電電路，用於對所述本體供電。
2.根據權利要求1所述的雷射多波門系統，其特徵在於，所述反射鏡陣列由第一反射陣列、第二反射陣列和第三反射陣列組成， 所述第一反射陣列處於所述雷射器發射的窄脈衝重頻雷射光斑內，所述第二反射陣列處於所述第一反射陣列的折射光斑內，所述第三反射陣列處於所述第二反射陣列的折射光斑內。
3.根據權利要求2所述的雷射多波門系統，其特徵在於， 所述第一反射陣列由第一反射區域和第二反射區域組成， 所述第一反射區域用於將所述雷射器發射的窄脈衝重頻雷射反射到所述接收器， 所述第二反射區域用於將所述雷射器發射的窄脈衝重頻雷射折射到所述第二反射陣列； 所述第二反射陣列由第三反射區域和第四反射區域組成， 所述第三反射區域用於將所述第二反射區域折射的雷射經所述第二反射區域反射到所述接收器， 所述第四反射區域用於將所述第二反射區域折射的雷射折射到所述第三反射陣列；所述第三反射陣列用於將所述第四反射區域折射的雷射，依次經由所述第四反射區域、第二反射區域，反射到所述接收器。
【文檔編號】G08B13/181GK104464140SQ201410855999
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月31日 優先權日:2014年12月31日
【發明者】不公告發明人 申請人:湖北中新實業有限公司