專利名稱：泄漏電纜周界入侵探測器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及無線電探測領域，特別是泄漏電纜周界入侵探測器。 技術背景泄漏電纜周界入侵探測器適用于通訊無人機站、電力無人值守變電所、太陽能發 電場、銀行金庫、高級住宅小區、政府機關、監獄、倉庫、博物館、文物保護單位、機場、軍事機 關及設施、油庫及輸油管道等需要室外周邊入侵報警的場所。泄漏電纜周界入侵探測在國 內外都還處于不斷完善階段，國內的主流產品還處于模擬電路設計階段，因此，穩定性和抗 干擾能力還存在著嚴重缺陷。
實用新型內容本實用新型采用計算機嵌入式控制，簡化了泄漏電纜周界入侵探測器的電路，提 高了泄漏電纜周界入侵探測器穩定性和抗干擾能力。根據本實用新型的一個方面，提供一種泄漏電纜周界入侵探測器，其特征在于所 述探測器包括發射電路、接收電路、相位解調電路、放大電路和計算機處理電路，其中發射 電路連接發射電纜；接收電路連接接受電纜；相位解調電路連接發射電路和接收電路；放 大電路連接相位解調電路的輸出；計算機處理電路連接相位解調電路的輸出并連接發射電 路和放大電路輸出。通過計算機對相位解調電路輸出電壓的檢測，來判斷發射電路輸出的參考信號與 接收電路輸出信號的相位位置，并自動調整，使發射電路的參考信號與接收電路的輸出信 號相位位置處于最佳狀態，以此來克服環境溫度和濕度引起的泄漏電纜周界入侵探測器的 靈敏度漂移。并通過計算機對2路獨立的報警信號進行采樣，有效甄別報警信號，大幅度地 提高泄漏電纜周界入侵探測器的穩定性和抗干擾能力。
圖1示出本實用新型的系統框圖；圖2示出傳統模擬主控板的系統框圖；圖3示出本實用新型的解調信號相位關系圖；圖4示出本實用新型的主控板系統圖。
具體實施方式
圖1為泄漏電纜周界入侵探測器的系統框圖。市電輸入U2為220V交流市電，經 插座引入探測器，GND為接地，火線L、零線N與主控板U4內的電源防雷電路并聯后給開關 電源U3供電。開關電源U3輸出12V直流電源，為主板供電。+12是開關電源U3輸出的正 極，VSS是負極。U7是發射電纜，發射無線電信號。U8是接受電纜，接受無線信號。U1是報 警輸出接口，輸出一對常開常閉觸頭，COM為觸頭的公共點輸出，NC為常閉觸頭輸出，NO為常閉觸頭輸出。U5為面板指示電路，顯示主板電路狀況。TO為后備電源的輸入接口，+12B 為后備電源的正極，VSS為后備電源的負極。圖2為傳統模擬主控板的系統框圖。U9為發射電路，發射電路在發射電纜上輸出 發射信號的同時，還提供2個與發射信號有固定相位差的同頻參考信號TX1和TX2。TX1的 相位超前TX2。U10為接受電路，將接收泄露電纜上的信號進行濾波放大后輸出一個信號 RX。在設計上，要求RX的相位在TX1與TX2中間，如圖3解調信號相位關系圖所示。U11為 相位解調器，將TX1與RX，TX2與RX的相位差分別解調為電壓信號TPL1、TPL2。當有人接近 泄漏電纜或進入泄露電纜設定區域，將產生多普列效應，RX出現相位移動，電壓信號TPL1、 TPL2發生變化。U12是低頻交流放大電路，將TPL1、TPL2微小的電壓變化，通過低頻交流放 大器進行相加后放大，得到觸發信號TR。U13是報警信號處理電路，根據TR信號值的大小 進行報警延時處理，并驅動繼電器進行報警。模擬主控系統缺乏強有力處理功能，使得系統 的環境適應能力、穩定性和抗干擾能力存在著缺陷，嚴重地制約了泄漏電纜周界入侵探測 器的市場推廣和應用。如圖3所示，當接收到的信號RX在參考信號TX1、TX2中間時，相位解調出來的信 號最大，即a 1 = a2 = 30°。傳統泄漏電纜周界入侵探測器是通過調節接收電路U10內 部的電路，使RX發生相位移動，來達到相位解調信號最大的目的。但是，泄漏電纜埋地以 后，電纜之間的土質狀況并非是一層不變的。土質的介電常數受溫度和濕度的影響，時刻在 發生變化，這不僅使接受電纜上的信號大小發生變化，同時，也使RX的相位發生變化，這就 使得整個系統的靈敏度在環境溫度和濕度變化時，跟著發生了變化，嚴重地制約了泄漏電 纜周界入侵探測器的使用。圖4是本實用新型的主控板系統圖。本實用新型的泄漏電纜周界入侵探測器包括發射電路、接收電路、相位解調電路、 放大電路和計算機處理電路，其中發射電路連接發射電纜；接收電路連接接受電纜；相位解調電路連接發射電路和 接收電路；放大電路連接相位解調電路的輸出；計算機處理電路連接相位解調電路的輸出 并連接發射電路和放大電路輸出。為了克服傳統模擬主控板的缺陷，U13計算機處理電路，以單片機為核心，對U11 相位解調電路輸出的TPL1、TPL2，U12放大電路輸出的TR1、TR2進行AD采樣，同時輸出控 制信號CS、DA、CLK對發射電路U9中的TX1、TX2進行相位調節。Ul 1相位解調電路輸出的 TPL1、TPL2電壓值，與TX1和RX的相角，TX2和RX的相角有著緊密的聯系，即通過計算機 測試TPL1、TPL2的電壓值，就可以清楚地知道TX1、TX2與RX的相角，然后通過CS、DA、CLK 調整發射電路U9內的數碼電阻來調整TX1、TX2的相位位置，使TX1、TX2與RX的相角滿足 圖3的位置。這樣，當環境的溫度、濕度出現較大范圍變化時，計算機就能根據U11相位解 調電路輸出的TPL1、TPL2變化，自動調整TX1、TX2的相角，使系統工作在最佳狀態下。另 外，U12放大電路分別對U11相位解調電路輸出的TPL1、TPL2進行交流放大，得到兩個獨立 的表征TX1與RX、TX2與RX相位變化的信號TR1、TR2。U13計算機處理電路中的單片機對 TR1、TR2的波形進行AD采樣，通過對這兩個波形的比較分析，可以有效的對報警信號的真 偽進行判斷，提高系統的抗干擾能力，增加系統的穩定性。本實用新型的泄漏電纜周界入侵探測器包括發射電路、接收電路、相位解調電路、放大電路和計算機處理電路。所述發射電路用于在發射電纜上輸出發射信號，發射電路由反相器CD4069組成 振蕩電路，驅動發射三極管2SK1971輸出發射信號，并輸出2個相位相差60°的參考信號。 本發射電路中使用數字電位器AD5227，并接受計算機處理電路的串行信號，對2個參考信 號的相位進行平移調節，實現與接收電路輸出信號的相位調整，達到最佳相位解碼的目的。接收電路用于接收泄露電纜上的信號，前置濾波后經場效應管2SK241放大后送 高頻增益自控放大器AD603進行輸出信號自動調節，以滿足泄露電纜輸入信號寬范圍的強 弱變化，確保接收電路輸出信號幅值穩定。相位解調電路用于發射電路輸出的2個參考信號與接收電路輸出信號之間的相 位解調。2片相位解調器AD9901分別對發射電路輸出的2個參考信號與接收電路輸出信號 之間的相位差進行相位解調，解調后的電壓在經過運算放大器LM358組成的電壓跟隨器輸 出2路個相位解調信號，供放大電路進行報警信號放大。放大電路用于對相位解調電路輸出的2個信號變化進行放大。運算放大器0P07 和LM358組成了 2個兩級交流放大器，分別對相位解調電路輸出的2個信號變化進行放大， 放大后的2個信號輸出給計算機處理電路。計算機處理電路采用單片機ATmega48作為主控單元。通過對相位解調電路輸出 的2個信號進行監控，并根據相位解調電路輸出的2個信號的值來調整發射電路里的數字 電位器AD5227的阻值，實現發射電路2個參考信號與接收電路輸出信號之間的相位調整。 同時，通過單片機對放大電路輸出信號的2個信號檢測，對報警信號做出判斷。發射電路輸出的2個參考信號相位角相差60°，同時要求接收電路的輸出信號相 位位于發射電路輸出的2個參考信號中間。發射電路輸出的2個參考信號之間的60°相 位差，是通過固定的電阻、電容延時電路實現。2個發射電路輸出的參考信號與接收電路 輸出信號之間的相位保證，是通過計算機處理電路中的單片機輸出串行信號給數字電位器 AD5227，改變阻容延時的電阻來實現的。計算機處理電路對相位解調電路輸出的2個信號進行檢測，并以此調整發射電路 輸出的2個參考信號的相位。放大電路對相位解調電路輸出的2個信號進行獨立的交流信號放大。計算機處理電路對放大電路輸出的2路信號進行獨立采樣，并通過這兩個信號的 進行報警判斷。應當理解，本實用新型中各個電路的具體型號只是實現本實用新型的一種實施 例。本領域的技術人員可以選擇其他相似電路實現本實用新型。
權利要求一種泄漏電纜周界入侵探測器，其特征在于所述探測器包括發射電路、接收電路、相位解調電路、放大電路和計算機處理電路，其中發射電路連接發射電纜；接收電路連接接受電纜；相位解調電路連接發射電路和接收電路；放大電路連接相位解調電路的輸出；計算機處理電路連接相位解調電路的輸出并連接發射電路和放大電路輸出。
2.根據權利要求1所述的探測器，其特征在于所述發射電路輸出的2個參考信號相位 角相差60°，同時要求接收電路的輸出信號相位位于發射電路輸出的2個參考信號中間； 通過固定的電阻、電容延時電路實現發射電路輸出的2個參考信號之間的60°相位差實 現；計算機處理電路中的單片機輸出串行信號給數字電位器，改變阻容延時的電阻。
3.根據權利要求1所述的探測器，其特征在于所述計算機處理電路對相位解調電路輸 出的2個信號進行檢測，并以此調整發射電路輸出的2個參考信號的相位。
4.根據權利要求1所述的探測器，其特征在于所述放大電路對相位解調電路輸出的2 個信號進行獨立的交流信號放大。
5.根據權利要求1所述的探測器，其特征在于所述計算機處理電路對放大電路輸出的 2路信號進行獨立采樣，并通過這兩個信號的進行報警判斷。
6.根據權利要求1所述的探測器，其中所述發射電路由反相器CD4069組成振蕩電路， 驅動發射三極管2SK1971輸出發射信號，并輸出2個相位相差60°的參考信號，所述發射電 路中使用數字電位器AD5227，并接受計算機處理電路的串行信號，對2個參考信號的相位 進行平移調節；接收電路進一步包括前置濾波后經場效應管2SK241放大后送高頻增益自控放大器 AD603進行輸出信號自動調節；所述相位解調電路進一步包括2片相位解調器AD9901分別對發射電路輸出的2個參 考信號與接收電路輸出信號之間的相位差進行相位解調，解調后的電壓在經過運算放大器 LM358組成的電壓跟隨器輸出2路個相位解調信號，供放大電路進行報警信號放大；所述放大電路進一步為運算放大器0P07和LM358組成了 2個兩級交流放大器，分別對 相位解調電路輸出的2個信號變化進行放大，放大后的2個信號輸出給計算機處理電路；所述計算機處理電路采用單片機ATmega48作為主控單元；通過對相位解調電路輸出 的2個信號進行監控，并根據相位解調電路輸出的2個信號的值來調整發射電路里的數字 電位器AD5227的阻值，實現發射電路2個參考信號與接收電路輸出信號之間的相位調整， 并通過單片機對放大電路輸出信號的2個信號檢測，對報警信號做出判斷。
專利摘要本實用新型涉及一種泄漏電纜周界入侵探測器，包括發射電路、接收電路、相位解調電路、放大電路和計算機處理電路；所述發射電路用于在發射電纜上輸出發射信號；接收電路用于接收泄露電纜上的信號；相位解調電路用于發射電路輸出的2個參考信號與接收電路輸出信號之間的相位解調；放大電路用于對相位解調電路輸出的2個信號變化進行放大；計算機處理電路通過對相位解調電路輸出的2個信號進行監控，并根據相位解調電路輸出的2個信號的值來調整發射電路；實現發射電路2個參考信號與接收電路輸出信號之間的相位調整；通過對放大電路輸出信號的2個信號檢測，對報警信號做出判斷。本實用新型有提高泄漏電纜周界入侵探測器的穩定性和抗干擾能力。
文檔編號G08B13/22GK201616155SQ200920266688
公開日2010年10月27日 申請日期2009年12月3日 優先權日2009年12月3日
發明者胡渝 申請人:安信合創科技(北京)有限責任公司;胡渝;陳陽;陳旭