一種非法入侵檢測系統及方法
2023-10-11 02:07:44
專利名稱：一種非法入侵檢測系統及方法
技術領域：
本發明屬於入侵探測技術領域，尤其是涉及一種非法入侵檢測系統及方法。
背景技術：
在一些重要的區域，如機場、軍事基地、武器彈藥庫、監獄、銀行金庫、博物館、發電廠、油庫等處，為了防止非法的入侵和各種破壞活動，傳統的防範措施是在這些區域的外圍周屆處設置一些屏障或阻礙物(如鐵柵欄、圍牆、鋼絲籬笆網等)，安排人員加強巡邏。在目前犯罪分子利用先進的科學技術，犯罪手段更加複雜化、智能化的情況下，傳統的防範手段已難以適應要害部門、重點單位安全保衛工作的需要。人力防範往往受時間、地域、人員素質和精力等因素的影響，亦難免出現漏洞和失誤，因此，安裝應用先進的非法入侵檢測系統就成為一種必要措施。
現有技術中較為先進的非法入侵檢測系統主要有紅外入侵檢測系統和雷射對射式非法入侵檢測系統兩種，較之傳統防範措施，安全性能有所提高。但是，現有技術中的紅外入侵檢測系統由於其射束的發散角大、發射餘量大且無頻率區分等弱點，存在著防範面低(防範高度只有30釐米左右)、受惡劣天氣的影響漏報率和誤報率高等缺陷和不足，而且也使得入侵者採用同類產品的發射端對紅外入侵檢測系統實施惡意幹擾成為可能。現有技術中的雷射對射式非法入侵檢測系統，是在非法入侵者可能經過的入侵通道兩側一側設置雷射發射器、另一側設置雷射接收器，當有入侵者經過通道時光線被阻擋，雷射接收器無法收到雷射發射器的光信號，據此判斷有入侵者進入。現有技術中的雷射對射式非法入侵檢測系統較之紅外入侵檢測系統，探測距離遠且惡劣天氣時的誤報率低，但是，還存在著可靠性低、防範性差、容易被入侵者破解等缺陷和不足，正如一些影視作品中所描繪的，一些跨國大盜、超級特工在秘密潛入的過程中面對這類雷射對射式非法入侵檢測設備總有一些應對的招數如採用一些設備用肉眼觀察到存在空間中的光線，憑藉自身矯健的身手躲閃這些射線；亦或採用與發射端同類的光線發射器從另一點向接收端發射光線，欺騙接收器，為入侵打開一個通道。雖然影視作品中有一定的虛構成分，但是在科學技術日新月異的今天，這些入侵手段已經不再遙遠。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種結構簡單、設計合理、實現方便、可靠性高、防範性能好的非法入侵檢測系統。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是一種非法入侵檢測系統，其特徵在於包括中央處理器模塊和與中央處理器模塊的輸出端相接並用於在檢測到有非法入侵時發出報警信號的報警裝置，所述中央處理器模塊的輸入端接有第一雷射接收器和第二雷射接收器，所述中央處理器模塊的輸出端接有第一雷射發射器和第二雷射發射器，所述第一雷射接收器和第一雷射發射器均布設在第一區域內，所述第二雷射接收器和第二雷射發射器均布設在與第二區域內，所述第一區域與所述第二區域相對設置且分別位於入侵通道的兩側，所述第一雷射接收器的數量與所述第二雷射發射器的數量相等且均為一個或多個，所述第二雷射接收器的數量與所述第一雷射發射器的數量相等且均為一個或多個。上述的一種非法入侵檢測系統，其特徵在於所述中央處理器模塊為單片機。上述的一種非法入侵檢測系統，其特徵在於所述第一雷射接收器的數量與所述第二雷射發射器的數量相等且均為四個，所述第二雷射接收器的數量與所述第一雷射發射器的數量相等且均為四個。上述的一種非法入侵檢測系統，其特徵在於所述單片機為晶片MSP430G2433。
本發明還提供了一種安全性能好、誤報率低、不容易被入侵者破解的非法入侵檢測方法，其特徵在於該方法包括以下步驟步驟一、通過中央處理器模塊設定對雷射發射方向進行加密的加密時間間隔Tl和對雷射發射位置進行加密的加密時間間隔T2 ；步驟二、每隔Tl時間，通過中央處理器模塊對雷射發射方向進行加密，其加密過程如下步驟201、通過中央處理器模塊產生兩位二進位數的第一隨機序列並將所述第一隨機序列保存在相應的存儲單元中；步驟202、中央處理器模塊調用步驟201中產生的第一隨機序列並根據第一隨機序列輸出相應的控制信號給第一雷射發射器和第二雷射發射器；步驟三、每隔T2時間，通過中央處理器模塊對雷射發射位置進行加密，其加密過程如下步驟301、通過中央處理器模塊產生N位二進位數的第二隨機序列並將所述第二隨機序列保存在相應的存儲單元中；其中，N代表第一雷射發射器和第二雷射發射器數量的總和。步驟302、中央處理器模塊調用步驟301中產生的第二隨機序列並根據第二隨機序列輸出相應的控制信號給第一雷射發射器和第二雷射發射器；步驟四、通過中央處理器模塊判斷是否有非法入侵第一雷射接收器實時接收第二雷射發射器所發射出的雷射信號並輸出相應的信號給中央處理器模塊，第二雷射接收器實時接收第一雷射發射器所發射出的雷射信號並輸出相應的信號給中央處理器模塊，中央處理器模塊實時採集第一雷射接收器和第二雷射接收器所輸出的信號，且將採集到的信號與中央處理器模塊根據第一隨機序列和第二隨機序列所輸出的發射雷射的控制信號相比對，看信號是否匹配，如果匹配，說明沒有非法入侵，如果不匹配，說明有非法入侵，當有非法入侵時，中央處理器控制報警裝置發出報警信號。本發明與現有技術相比具有以下優點I、本發明主要針對現有技術中的雷射對射式非法入侵檢測系統在非法入侵者可能經過的入侵通道兩側一側設置雷射發射器、另一側設置雷射接收器，容易被入侵者破解的缺陷和不足而提出，通過在入侵通道兩側中的一側既設置雷射發射器、又設置雷射接收器，並在入侵通道兩側中的另一側既設置雷射發射器、又設置雷射接收器，然後再對雷射發射方向和雷射發射位置進行加密，能夠動態地改變雷射發射方向和位置，降低了被入侵者破解的可能性，提高了安全性和可靠性。2、本發明設計合理，實現方便，使用操作簡便，誤報率低。
3、本發 明中雷射發射器和雷射接收器的數量可以根據防範要求隨意設置，雷射發射器和雷射接收器的數量越多，由於因加密產生的雷射發射位置種類變換越多，因此，防範性能越強。4、本發明的實用價值高，適用範圍廣，通過改變雷射發射器和雷射接收器的數量，能夠適用於各種有安全防範需求、各種防範等級需求的場所。綜上所述，本發明設計合理，實現方便，使用操作簡便，可靠性高，防範性能強，不容易被入侵者破解，實用價值高，適用範圍廣，解決了現有技術中的雷射對射式非法入侵檢測系統所存在的可靠性低、防範性差、容易被入侵者破解等缺陷和不足。下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖I為本發明實施例I中非法入侵檢測系統的電路原理框圖。圖2為本發明實施例2中非法入侵檢測系統的電路原理框圖。圖3為本發明非法入侵檢測方法的方法流程圖。附圖標記說明I-中央處理器模塊；2_報警裝置；3-第一雷射接收器；4-第二雷射接收器；5_第一雷射發射器；6_第二雷射發射器。
具體實施例方式實施例I如圖I所示，本發明所述的非法入侵檢測系統，包括中央處理器模塊I和與中央處理器模塊I的輸出端相接並用於在檢測到有非法入侵時發出報警信號的報警裝置2，所述中央處理器模塊I的輸入端接有第一雷射接收器3和第二雷射接收器4，所述中央處理器模塊I的輸出端接有第一雷射發射器5和第二雷射發射器6，所述第一雷射接收器3和第一雷射發射器5均布設在第一區域內，所述第二雷射接收器4和第二雷射發射器6均布設在與第二區域內，所述第一區域與所述第二區域相對設置且分別位於入侵通道的兩側，所述第一雷射接收器3的數量與所述第二雷射發射器6的數量相等且均為一個，所述第二雷射接收器4的數量與所述第一雷射發射器5的數量相等且均為一個。本實施例中，所述中央處理器模塊I為單片機。具體地，所述單片機為晶片MSP430G2433。晶片MSP430G2433的Pl. O 口與第一雷射發射器5的發射使能端相接，Pl. 4口與第一雷射接收器3的輸出端相接，P2. O 口與第二雷射發射器6的發射使能端相接，P2. 4口與第二雷射接收器4的輸出端相接；晶片MSP430G2433的TXD 口和RXD 口與報警裝置2相接。結合圖3，本發明所述的非法入侵檢測方法，包括以下步驟步驟一、通過中央處理器模塊I設定對雷射發射方向進行加密的加密時間間隔Tl和對雷射發射位置進行加密的加密時間間隔T2 ;具體地，當單片機為晶片MSP430G2433時，對雷射發射方向進行加密的加密時間間隔Tl和對雷射發射位置進行加密的加密時間間隔T2均由集成在晶片MSP430G2433內部的定時器HMERA控制；另外，還可以在中央處理器模塊I的輸入端接入時鐘模塊，由時鐘模塊給中央處理器模塊I提供實時時鐘信號，對雷射發射方向進行加密的加密時間間隔Tl和對雷射發射位置進行加密的加密時間間隔T2均根據時鐘模塊提供的實時時鐘信號控制。步驟二、每隔Tl時間，通過中央處理器模塊I對雷射發射方向進行加密，其加密過程如下步驟201、通過中央處理器模塊I產生兩位二進位數的第一隨機序列並將所述第一隨機序列保存在相應的存儲單元中；具體地，第一隨機序列包括的兩位二進位數有00，01，10 和 11 ；步驟202、中央處理器模塊I調用步驟201中產生的第一隨機序列並根據第一隨機 序列輸出相應的控制信號給第一雷射發射器5和第二雷射發射器6 ;例如，當第一隨機序列中的兩位二進位數為00時，第一雷射發射器5和第二雷射發射器6均不發射雷射；當第一隨機序列中的兩位二進位數為01時，中央處理器模塊I輸出相應的控制信號，控制第一雷射發射器5發射雷射，第二雷射發射器6不發射雷射；當第一隨機序列中的兩位二進位數為10時，中央處理器模塊I輸出相應的控制信號，控制第一雷射發射器5不發射雷射，第二雷射發射器6發射雷射；當第一隨機序列中的兩位二進位數為11時，中央處理器模塊I輸出相應的控制信號，控制第一雷射發射器5和第二雷射發射器6均發射雷射；步驟三、每隔T2時間，通過中央處理器模塊I對雷射發射位置進行加密，其加密過程如下步驟301、通過中央處理器模塊I產生N位二進位數的第二隨機序列並將所述第二隨機序列保存在相應的存儲單兀中；其中，N代表第一雷射發射器5和第二雷射發射器6數量的總和；本實施例中，步驟301中N的取值為2。具體地，第二隨機序列包括的2位二進位數有22個且分別為00，01，10和11。步驟302、中央處理器模塊I調用步驟301中產生的第二隨機序列並根據第二隨機序列輸出相應的控制信號給第一雷射發射器5和第二雷射發射器6 ;這樣中央處理器模塊I便能對當前活動的第一雷射發射器5和第二雷射發射器6進行控制和掌握，例如，當第二隨機序列中的2位二進位數為00時，晶片MSP430G2433通過Pl. O 口輸出相應的控制信號給第一雷射發射器5，控制第一雷射發射器5不發射雷射，且通過P2. O 口輸出相應的控制信號給第二雷射發射器6，控制第二雷射發射器6不發射雷射；當第二隨機序列中的2位二進位數為01時，晶片MSP430G2433通過Pl. O 口輸出相應的控制信號給第一雷射發射器5，控制第一雷射發射器5不發射雷射，且通過P2. O 口輸出相應的控制信號給第二雷射發射器6，控制第二雷射發射器6發射雷射；當第二隨機序列中的2位二進位數為10時，晶片MSP430G2433通過Pl. O 口輸出相應的控制信號給第一雷射發射器5，控制第一雷射發射器5發射雷射,且通過P2. O 口輸出相應的控制信號給第二雷射發射器6,控制第二雷射發射器6不發射雷射；當第二隨機序列中的2位二進位數為11時，晶片1^ 43062433通過？1.0 口輸出相應的控制信號給第一雷射發射器5,控制第一雷射發射器5發射雷射,且通過P2. O 口輸出相應的控制信號給第二雷射發射器6，控制第二雷射發射器6發射雷射；步驟四、通過中央處理器模塊I判斷是否有非法入侵第一雷射接收器3實時接收第二雷射發射器6所發射出的雷射信號並輸出相應的信號給中央處理器模塊1，第二雷射接收器4實時接收第一雷射發射器5所發射出的雷射信號並輸出相應的信號給中央處理器模塊1，中央處理器模塊I實時採集第一雷射接收器3和第二雷射接收器4所輸出的信號，且將採集到的信號與中央處理器模塊I根據第一隨機序列和第二隨機序列所輸出的發射雷射的控制信號相比對，看信號是否匹配，如果匹配，說明沒有非法入侵，如果不匹配，說明有非法入侵，當有非法入侵時，中央處理器控制報警裝置2發出報警信號。
例如，當步驟二中第一隨機序列中的兩位二進位數為11，步驟三中第二隨機序列中的2位二進位數為11時，根據第一隨機序列和第二隨機序列，第二雷射接收器4和第一雷射接收器3均能夠接收到雷射信號，晶片MSP430G2433通過Pl. 4 口實時採集第一雷射接收器3所輸出的信號，並通過P2. 4 口實時採集第二雷射接收器4所輸出的信號，如果此時晶片10343062433通過？1.4口實時採集到的信號為I，且通過P2. 4 口實時採集到的信號為1，說明第二雷射接收器4和第一雷射接收器3按預期接收到了雷射信號，與根據第一隨機序列和第二隨機序列所輸出的發射雷射的控制信號相匹配，說明沒有非法入侵；否則，如果此時晶片MSP430G2433通過Pl. 4 口實時採集到的信號為O、通過P2. 4 口實時採集到的信號為0，或者晶片MSP430G 2433通過Pl. 4 口實時採集到的信號為I、通過P2. 4 口實時採集到的信號為0，或者晶片MSP430G2433通過P1.4 口實時採集到的信號為O、通過P2. 4 口實時採集到的信號為1，都說明有非法入侵，當有非法入侵時，中央處理器控制報警裝置2發出報警信號。報警裝置2可以採用聲光報警器，也可以採用各種無線通信模塊，將報警信號發送給監控終端計算機或監控手機上。實施例2結合圖2，本實施例中的非法入侵檢測系統與實施例I不同的是所述第一雷射接收器3的數量與所述第二雷射發射器6的數量相等且均為四個，所述第二雷射接收器4的數量與所述第一雷射發射器5的數量相等且均為四個。晶片MSP430G 2433的Pl. O 口、Pl. I口、Pl. 2 口和Pl. 3 口分別對應與四個第一雷射發射器5的發射使能端相接，Pl. 4 口、Pl. 5口、Pl. 6 口和Pl. 7 口分別對應與四個第一雷射接收器3的輸出端相接，P2. O 口、P2. I 口、Pl. 2 口和Pl. 3 口分別對應與四個第二雷射發射器6的發射使能端相接，P2. 4 口、P2. 5 口、Pl. 6 口和Pl. 7 口分別對應與四個第二雷射接收器4的輸出端相接。其餘結構及連接關係均與實施例I相同。本實施例中的非法入侵檢測方法與實施例I不同的是步驟301中N的取值為8。具體地，第二隨機序列包括的8位二進位數有28個。例如，當步驟二中第一隨機序列中的兩位二進位數為11，步驟三中第二隨機序列中的8位二進位數為01011010時，晶片MSP430G2433通過Pl. O 口、Pl. I 口、Pl. 2 口和Pl. 3 口輸出相應的控制信號給四個第一雷射發射器5，控制四個第一雷射發射器5中的第二個和第四個發射雷射，且通過P2. O 口、P2. I口、Pl. 2 口和Pl. 3 口輸出相應的控制信號給四個第二雷射發射器6，控制四個第二雷射發射器6中的第一個和第三個發射雷射；此時，根據第一隨機序列和第二隨機序列，能夠接收到雷射信號的雷射接收器應該為四個第二雷射接收器4中的第二個和第四個以及四個第一雷射接收器3中的第一個和第三個，晶片MSP430G2433通過Pl. 4 口、Pl. 5 口、Pl. 6 口和Pl. 7 口實時採集四個第一雷射接收器3所輸出的信號，並通過P 2.4 口、P2. 5 口、Pl. 6 口和Pl. 7 口實時採集四個第二雷射接收器4所輸出的信號，如果此時晶片MSP430G2433通過Pl. 4 口、Pl. 5 口、Pl. 6 口和Pl. 7 口實時採集到的信號為0101，且通過P 2. 4 口、P 2. 5 口、Pl. 6 口和Pl. 7 口實時採集到的信號為1010，說明四個第二雷射接收器4中的第二個和第四個以及四個第一雷射接收器3中的第一個和第三個按預期接收到了雷射信號，與根據第一隨機序列和第二隨機序列所輸出的發射雷射的控制信號相匹配，說明沒有非法入侵；否貝U，說明有非法入侵，當有非法入侵時發出報警信號的方法與實施例I相同。 以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
權利要求
1.一種非法入侵檢測系統，其特徵在於包括中央處理器模塊(I)和與中央處理器模塊(I)的輸出端相接並用於在檢測到有非法入侵時發出報警信號的報警裝置(2)，所述中央處理器模塊(I)的輸入端接有第一雷射接收器(3)和第二雷射接收器(4)，所述中央處理器模塊(I)的輸出端接有第一雷射發射器(5)和第二雷射發射器￠)，所述第一雷射接收器(3)和第一雷射發射器(5)均布設在第一區域內，所述第二雷射接收器(4)和第二雷射發射器(6)均布設在與第二區域內，所述第一區域與所述第二區域相對設置且分別位於入侵通道的兩側，所述第一雷射接收器(3)的數量與所述第二雷射發射器￠)的數量相等且均為一個或多個，所述第二雷射接收器(4)的數量與所述第一雷射發射器(5)的數量相等且均為一個或多個。
2.按照權利要求I所述的一種非法入侵檢測系統，其特徵在於所述中央處理器模塊(I)為單片機。
3.按照權利要求I或2所述的一種非法入侵檢測系統，其特徵在於所述第一雷射接收器(3)的數量與所述第二雷射發射器￠)的數量相等且均為四個，所述第二雷射接收器(4)的數量與所述第一雷射發射器(5)的數量相等且均為四個。
4.按照權利要求2所述的一種非法入侵檢測系統，其特徵在於所述單片機為晶片MSP430G2433。
5.一種利用如權利要求I所述系統的非法入侵檢測方法，其特徵在於該方法包括以下步驟 步驟一、通過中央處理器模塊(I)設定對雷射發射方向進行加密的加密時間間隔Tl和對雷射發射位置進行加密的加密時間間隔T2 ； 步驟二、每隔Tl時間，通過中央處理器模塊(I)對雷射發射方向進行加密，其加密過程如下 步驟201、通過中央處理器模塊(I)產生兩位二進位數的第一隨機序列並將所述第一隨機序列保存在相應的存儲單元中； 步驟202、中央處理器模塊(I)調用步驟201中產生的第一隨機序列並根據第一隨機序列輸出相應的控制信號給第一雷射發射器(5)和第二雷射發射器(6)； 步驟三、每隔T2時間，通過中央處理器模塊(I)對雷射發射位置進行加密，其加密過程如下 步驟301、通過中央處理器模塊(I)產生N位二進位數的第二隨機序列並將所述第二隨機序列保存在相應的存儲單兀中；其中，N代表第一雷射發射器(5)和第二雷射發射器(6)數量的總和； 步驟302、中央處理器模塊(I)調用步驟301中產生的第二隨機序列並根據第二隨機序列輸出相應的控制信號給第一雷射發射器(5)和第二雷射發射器(6)； 步驟四、通過中央處理器模塊(I)判斷是否有非法入侵第一雷射接收器(3)實時接收第二雷射發射器(6)所發射出的雷射信號並輸出相應的信號給中央處理器模塊(1)，第二雷射接收器(4)實時接收第一雷射發射器(5)所發射出的雷射信號並輸出相應的信號給中央處理器模塊(I)，中央處理器模塊(I)實時採集第一雷射接收器(3)和第二雷射接收器(4)所輸出的信號，且將採集到的信號與中央處理器模塊(I)根據第一隨機序列和第二隨機序列所輸出的發射雷射的控制信號相比對，看信號是否匹配，如果匹配，說明沒有非法入侵，如果不匹配，說明有非法入 侵，當有非法入侵時，中央處理器控制報警裝置(2)發出報警信號。
全文摘要
本發明公開了一種非法入侵檢測系統及方法，系統包括中央處理器模塊和報警裝置，中央處理器模塊的輸入端接有第一雷射接收器和第二雷射接收器，中央處理器模塊的輸出端接有第一雷射發射器和第二雷射發射器，第一雷射接收器和第一雷射發射器均布設在第一區域內，第二雷射接收器和第二雷射發射器均布設在與第二區域內；方法包括一、設定時間間隔T1和T2，二、每隔T1時間，對雷射發射方向進行加密，三、每隔T2時間，對雷射發射位置進行加密，四、判斷是否有非法入侵，當有非法入侵時，中央處理器控制報警裝置發出報警信號。本發明設計合理，實現方便，使用操作簡便，可靠性高，防範性能強，不容易被入侵者破解，實用價值高，適用範圍廣。
文檔編號G01V8/20GK102637332SQ201210127670
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月27日 優先權日2012年4月27日
發明者柴劍, 柴鈺 申請人:西安科技大學