專利名稱：移動目標無線跟蹤定位電子圍欄系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有無線跟蹤、定位和報警的電子圍欄系統及其定位方法。
技術背景目前市場上常見的無線跟蹤定位設備通常基于GPS、GSM和WCDMA等技術，具有定 位精度高，跟蹤定位地域廣的優點，但存在著系統復雜成本高、體積大不便攜帶、功耗大待 機時間短的缺點，另外目標在室內移動無法接收GPS信號，在移動基站沒有覆蓋的區域無 法使用GSM和WCDMA，因此上述設備并不適用于某些特定小區域的無線跟蹤定位。目前市場 上常見的電子圍欄的探測器通常基于紅外線遮擋、熱釋電、有線觸動等原理，其缺點是動物 的侵犯會引起誤報警，并且無法識別侵犯電子圍欄的具體目標。市場上的無線電子圍欄的 探測器仍通常基于紅外線遮擋、熱釋電、有線觸動等原理，只不過是探測器與監控中心之間 采用無線通信而已。通常的無線跟蹤定位系統只能對某地域范圍內的移動目標進行跟蹤定位，沒有目 標地域邊界限定(即電子圍欄)的監控定位功能，而通常的電子圍欄只能對電子圍欄受到 侵犯時進行報警，沒有對電子圍欄內的電子移動目標進行區域定位功能，更不能識別具體 的侵犯目標。目前的安防系統(如監獄監控、重要物品倉儲監控、礦工搜救、醫院病員監護等) 主要基于視頻監控技術，設備投資較大，監控目標很多時容易因監控人員疲勞和疏忽而造 成遺漏，而且由于電子圍欄的頻繁誤報警引起監控人員思想麻痹，從而使監控效果大大降 低
實用新型內容
本實用新型的目的在于提供一種結構合理，具有對電子圍欄限定地域范圍內的移 動目標進行無線跟蹤、定位和報警功能的移動目標無線跟蹤定位電子圍欄系統及其跟蹤定 位方法。本實用新型的技術解決方案是一種移動目標無線跟蹤定位電子圍欄系統，其特征是包括監控中心，監控中心通 過第一通信總線與進行電子圍欄警戒線侵犯偵聽和定位的若干個攔截器連接，監控中心通 過第二通信總線與對電子圍欄內的跟蹤器進行跟蹤定位的若干個偵聽器連接；跟蹤器是對 被監控對象進行跟蹤、定位和識別，并與被監控對象結合的裝置，第一通信總線用來將所有 的攔截器與監控中心相連，提供攔截器與監控中心數據通信的通道；第二通信總線用來將 所有的偵聽器與監控中心相連，提供偵聽器與監控中心數據通信的通道；跟蹤器向攔截器 和偵聽器發射無線電信號，攔截器和偵聽器將偵聽到的跟蹤器及其狀態通過第一、第二通 信總線向監控中心報告。監控中心包括作為監控中心的數據與狀態處理和顯示的顯示終端，顯示終端與用 來存儲記錄系統數據的數據庫服務器連接，顯示終端與用來連接第一通信總線、使監控中心與攔截器進行數據通信的第一通信總線接口電路連接，顯示終端與用來連接第二通信總 線、使監控中心與偵聽器進行數據通信的第二通信總線接口電路連接，顯示終端與聲光報 警單元連接。攔截器包括進行數據處理的第一微處理器，第一微處理器與用來進行無線電接收 的解調，并與第一微處理器進行數據交換的第一無線通信電路連接，第一無線通信電路與 接收跟蹤器發射的無線電信號的第一天線連接，第一微處理器與用來連接第一通信總線、 使第一微處理器與監控中心進行數據通信的第三通信總線接口電路連接，第一微處理器與 用來存儲攔截器編號的第一數據存儲器連接；一個電源變換電路為上述第一微處理器、第 一無線通信電路、第三通信總線接口電路及第一數據存儲器供電。偵聽器包括進行數據處理的第二微處理器，第二微處理器與用來進行無線電接收 的解調，并與第二微處理器進行數據交換的第二無線通信電路連接，第二無線通信電路與 接收跟蹤器發射的無線電信號的第二天線連接，第二微處理器與用來連接第二通信總線、 使第二微處理器與監控中心進行數據通信的第四通信總線接口電路連接，第二微處理器與 用來存儲偵聽器編號的第二數據存儲器連接；一個電源變換電路為上述第二微處理器、第 二無線通信電路、第四通信總線接口電路及第二數據存儲器供電。跟蹤器包括進行數據處理的第三微處理器，第三微處理器與用來進行無線電收發 的調制與解調及發射功率調節，并與第三微處理器進行數據交換的第三無線通信電路連 接，第三無線通信電路與用來進行載波檢測和向偵聽器及攔截器發射無線電信號的第三天 線連接，第三微處理器與用來存儲跟蹤器編號的第三數據存儲器連接，第三微處理器與檢 測電池電壓是否欠壓的電壓檢測電路連接，第三微處理器與檢測跟蹤器是否與被監控對象 脫離的脫離檢測電路連接，第三微處理器與檢測跟蹤器外殼是否打開的打開檢測電路連 接；電池為上述第三微處理器、第三無線通信電路、第三數據存儲器、電壓檢測電路、脫離檢 測電路及打開檢測電路供電。本實用新型結構合理，實現對電子圍欄限定地域范圍內的移動目標進行跟蹤定 位、移動目標異常監控以及對移動目標侵犯電子圍欄進行定位監控。系統無線通信頻段為 開放的ISM(工業、科學、醫療)頻段或者2. 4GHZ頻段，具有成本低廉、功耗小待機時間長、 全向通信、抗干擾能力強、電磁污染小，系統構建簡單靈活等特點，系統的實時性、準確性、 可靠性有效地避免了傳統安防系統的諸多缺點。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明圖1是本實用新型一個實施例的結構示圖。圖2是監控中心的結構示圖。圖3是攔截器的結構示圖。圖4是偵聽器的結構示圖。圖5是跟蹤器的結構示圖。
具體實施方式
一種移動目標無線跟蹤定位電子圍欄系統，包括作為系統監控的人機界面的監控中心1，監控中心通過第一通信總線5與進行電子圍欄警戒線侵犯偵聽和定位的若干個攔 截器2連接，監控中心通過第二通信總線6與對電子圍欄內的跟蹤器進行跟蹤定位的若干 個偵聽器3連接；跟蹤器4是對被監控對象(目標)進行跟蹤、定位和識別，并附著于被監 控對象表面或嵌入其中的裝置，第一通信總線5用來將所有的攔截器與監控中心相連，提 供攔截器與監控中心數據通信的通道；第二通信總線6用來將所有的偵聽器與監控中心相 連，提供偵聽器與監控中心數據通信的通道；跟蹤器向攔截器和偵聽器發射無線電信號，攔 截器和偵聽器將偵聽到的跟蹤器及其狀態通過第一、第二通信總線向監控中心報告。監控中心包括作為監控中心的數據與狀態處理和顯示的顯示終端27，顯示終端與 用來存儲記錄系統數據的數據庫服務器28連接，顯示終端與用來連接第一通信總線、使監 控中心與攔截器進行數據通信的第一通信總線接口電路29連接，顯示終端與用來連接第 二通信總線、使監控中心與偵聽器進行數據通信的第二通信總線接口電路30連接，顯示終 端與聲光報警單元31連接。攔截器包括進行數據處理的第一微處理器7，第一微處理器與用來進行無線電接 收的解調，并與第一微處理器進行數據交換的第一無線通信電路8連接，第一無線通信電 路與接收跟蹤器發射的無線電信號的第一天線9連接，第一微處理器與用來連接第一通信 總線、使第一微處理器與監控中心進行數據通信的第三通信總線接口電路10連接，第一微 處理器與用來存儲攔截器編號的第一數據存儲器11連接；一個電源變換電路12為上述第 一微處理器、第一無線通信電路、第三通信總線接口電路及第一數據存儲器供電。偵聽器包括進行數據處理的第二微處理器13，第二微處理器與用來進行無線電接 收的解調，并與第二微處理器進行數據交換的第二無線通信電路14連接，第二無線通信電 路與接收跟蹤器發射的無線電信號的第二天線15連接，第二微處理器與用來連接第二通 信總線、使第二微處理器與監控中心進行數據通信的第四通信總線接口電路16連接，第二 微處理器與用來存儲偵聽器編號的第二數據存儲器17連接；一個電源變換電路18為上述 第二微處理器、第二無線通信電路、第四通信總線接口電路及第二數據存儲器供電。跟蹤器包括進行數據處理的第三微處理器19，第三微處理器與用來進行無線電收 發的調制與解調及發射功率調節，并與第三微處理器進行數據交換的第三無線通信電路20 連接，第三無線通信電路與用來進行載波檢測和向偵聽器及攔截器發射無線電信號的第三 天線21連接，第三微處理器與用來存儲跟蹤器編號的第三數據存儲器22連接，第三微處理 器與檢測電池電壓是否欠壓的電壓檢測電路23連接，第三微處理器與檢測跟蹤器是否與 被監控對象脫離的脫離檢測電路24連接，第三微處理器與檢測跟蹤器外殼是否打開的打 開檢測電路25連接；電池26為上述第三微處理器、第三無線通信電路、第三數據存儲器、電 壓檢測電路、脫離檢測電路及打開檢測電路供電。一種移動目標無線跟蹤定位電子圍欄系統的跟蹤定位、報警、目標確認方法，包 括(1)跟蹤器與被監控對象結合，跟隨被監控對象在電子圍欄以內的區域移動，每個 跟蹤器存儲有唯一的編號，每個偵聽器也存儲有唯一的編號，跟蹤器周期性地隨機地向偵 聽器發射無線電信號，偵聽器只接收跟蹤器發射的無線電信號，不發射無線電信號；跟蹤器 與偵聽器通信的載波頻率不同于跟蹤器與攔截器通信的載波頻率，預先設定好跟蹤器向偵 聽器發射無線電信號時的發射功率，從而限制每個偵聽器的偵聽區域范圍；[0026]各偵聽器的偵聽區域范圍可能有交叉，這時，同一個跟蹤器可被多個相鄰的偵聽 器同時偵聽到，監控中心通過檢查偵聽到某個跟蹤器的偵聽器號，對跟蹤器所在區域進行 跟蹤定位；當某個重點跟蹤器被限定在某個偵聽器偵聽區域范圍內活動，如果該跟蹤器離 開其所屬的活動區域，則其所屬的偵聽器偵聽不到它，監控中心就報警，如果該跟蹤器仍在 電子圍欄內，則其將被其他偵聽器偵聽到，從而監控中心就鎖定該跟蹤器所處區域，當所有 偵聽器都沒有偵聽到某個跟蹤器時，監控中心對其報警；(2)每個攔截器存儲有唯一的編號，預先設定好跟蹤器向攔截器發射無線電信號 時的發射功率，從而確定了電子圍欄的警戒距離，跟蹤器周期性地隨機向攔截器發射無線 電信號，攔截器只接收跟蹤器發射的無線電信號，不發射無線電信號；各攔截器的偵聽區域范圍可能有交叉，這時，同一個跟蹤器可被多個相鄰的攔截 器同時偵聽到，監控中心通過檢查偵聽到某個跟蹤器的攔截器號，就對跟蹤器侵犯電子圍 欄所在區域進行定位和報警，同時通過攔截器偵聽到該跟蹤器編號確認具體的被監控對 象；(3)跟蹤器向偵聽器和攔截器發射的數據除了包括跟蹤器編號外，還包括了跟蹤 器是否異常，即跟蹤器是否脫離被監控對象、跟蹤器外殼是否打開及電池是否欠壓的狀態 數據，從而監控中心可對跟蹤器脫離被監控對象和跟蹤器外殼打開及電池欠壓進行報警， 并根據偵聽到該跟蹤器的偵聽器號對其進行定位。跟蹤器發射的數據長度很小，即發射時間很短，每個跟蹤器在發射前處于休眠狀 態，每次休眠的時間長度是隨機的，當休眠結束，首先向偵聽器發射數據的信道進行載波檢 測，即檢測信道是否空閑，如果信道空閑，則向偵聽器發射數據，如果信道不空閑，則等待信 道空閑后延時一個隨機時間向偵聽器發射數據；當偵聽器發射數據結束后，對向攔截器發射數據的信道進行載波檢測，即檢測該 信道是否空閑，如果信道空閑，則向攔截器發射數據，如果信道不空閑，則等待信道空閑后 延時一個隨機時間向攔截器發射數據；當向攔截器發射數據結束后，抽取一個隨機時間進入休眠期，如此循環。監控中心通過通信總線順序輪詢偵聽器和攔截器來獲取偵聽器和攔截器的偵聽 數據。監控器還進行重點跟蹤器缺席報警、跟蹤器侵犯電子圍欄報警和跟蹤器全域缺席 報警；所述重點跟蹤器缺席報警是指對重點跟蹤器脫離某個偵聽器偵聽范圍，即某偵聽器 超時未偵聽到所需監控的重點跟蹤器的無線電信號時進行報警；所述跟蹤器侵犯電子圍欄 報警是指攔截器接收到跟蹤器的無線電發射信號時報警；所述跟蹤器全域缺席報警是指全 部偵聽器都超時未偵聽到某個跟蹤器時報警。監控中心可以對指定的跟蹤器進行屏蔽，即不對其進行監控；監控中心還可以設 定重點跟蹤器及對其限定活動區域進行偵聽的偵聽器信號。
權利要求一種移動目標無線跟蹤定位電子圍欄系統，其特征是包括監控中心，監控中心通過第一通信總線與進行電子圍欄警戒線侵犯偵聽和定位的若干個攔截器連接，監控中心通過第二通信總線與對電子圍欄內的跟蹤器進行跟蹤定位的若干個偵聽器連接；跟蹤器是對被監控對象進行跟蹤、定位和識別，并與被監控對象結合的裝置，第一通信總線用來將所有的攔截器與監控中心相連，提供攔截器與監控中心數據通信的通道；第二通信總線將所有的偵聽器與監控中心相連，提供偵聽器與監控中心數據通信的通道；跟蹤器向攔截器和偵聽器發射無線電信號，攔截器和偵聽器將偵聽到的跟蹤器及其狀態通過第一、第二通信總線向監控中心報告。
2.根據權利要求1所述的移動目標無線跟蹤定位電子圍欄系統，其特征是監控中心 包括作為監控中心的數據與狀態處理和顯示的顯示終端，顯示終端與用來存儲記錄系統數 據的數據庫服務器連接，顯示終端與用來連接第一通信總線、使監控中心與攔截器進行數 據通信的第一通信總線接口電路連接，顯示終端與用來連接第二通信總線、使監控中心與 偵聽器進行數據通信的第二通信總線接口電路連接，顯示終端與聲光報警單元連接。
3.根據權利要求1所述的移動目標無線跟蹤定位電子圍欄系統，其特征是攔截器包 括進行數據處理的第一微處理器，第一微處理器與用來進行無線電接收的解調，并與第一 微處理器進行數據交換的第一無線通信電路連接，第一無線通信電路與接收跟蹤器發射的 無線電信號的第一天線連接，第一微處理器與用來連接第一通信總線、使第一微處理器與 監控中心進行數據通信的第三通信總線接口電路連接，第一微處理器與用來存儲攔截器編 號的第一數據存儲器連接；一個電源變換電路為上述第一微處理器、第一無線通信電路、第 三通信總線接口電路及第一數據存儲器供電。
4.根據權利要求1或2所述的移動目標無線跟蹤定位電子圍欄系統，其特征是偵聽 器包括進行數據處理的第二微處理器，第二微處理器與用來進行無線電接收的解調，并與 第二微處理器進行數據交換的第二無線通信電路連接，第二無線通信電路與接收跟蹤器發 射的無線電信號的第二天線連接，第二微處理器與用來連接第二通信總線、使第二微處理 器與監控中心進行數據通信的第四通信總線接口電路連接，第二微處理器與用來存儲偵聽 器編號的第二數據存儲器連接；一個電源變換電路為上述第二微處理器、第二無線通信電 路、第四通信總線接口電路及第二數據存儲器供電。
5.根據權利要求1或2所述的移動目標無線跟蹤定位電子圍欄系統，其特征是跟蹤 器包括進行數據處理的第三微處理器，第三微處理器與用來進行無線電收發的調制與解調 及發射功率調節，并與第三微處理器進行數據交換的第三無線通信電路連接，第三無線通 信電路與用來進行載波檢測和向偵聽器及攔截器發射無線電信號的第三天線連接，第三微 處理器與用來存儲跟蹤器編號的第三數據存儲器連接，第三微處理器與檢測電池電壓是否 欠壓的電壓檢測電路連接，第三微處理器與檢測跟蹤器是否與被監控對象脫離的脫離檢測 電路連接，第三微處理器與檢測跟蹤器外殼是否打開的打開檢測電路連接；電池為上述第 三微處理器、第三無線通信電路、第三數據存儲器、電壓檢測電路、脫離檢測電路及打開檢 測電路供電。
專利摘要本實用新型公開了一種移動目標無線跟蹤定位電子圍欄系統，監控中心通過第一通信總線與若干個攔截器連接，監控中心通過第二通信總線與若干個偵聽器連接；跟蹤器是對被監控對象進行跟蹤、定位和識別，并與被監控對象結合的裝置，跟蹤器向攔截器和偵聽器發射無線電信號，攔截器和偵聽器將偵聽到的跟蹤器及其狀態通過第一、第二通信總線向監控中心報告。本實用新型結構合理，實現對電子圍欄限定地域范圍內的移動目標進行跟蹤定位、移動目標異常監控以及對移動目標侵犯電子圍欄進行定位監控。
文檔編號G08B25/10GK201654921SQ201020107718
公開日2010年11月24日 申請日期2010年1月20日 優先權日2010年1月20日
發明者季振明, 彭建學, 潘建, 陳蘇榮 申請人:彭建學;陳蘇榮;潘建;季振明