專利名稱：一種變阻式周界張力圍欄報警探測器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種安防設備，尤其涉及一種張力圍欄報警探測設備。
背景技術：
目前現有技術中張力圍欄報警探測器，各式各樣，但現有技術中圍欄報警探測部分都是使用張力傳感器、霍爾傳感器、半導體應力傳感器、電磁傳感器等電子式有源感應器件，在實際使用過程中，這類傳感器件都需要外接電源，并且容易受到電磁干擾而產生誤報，同時此類器件的成本昂貴，對使用環境有較高要求，由于周界報警探測器基本都是用于戶外圍墻，所以應用這類傳感器件的張力圍欄報警探測器的價格比較昂貴，穩定性存在較大問題，使得其使用范圍受到較大影響。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構更為簡單合理，工作更為可靠的張力圍欄報警探測器。本實用新型為解決上述技術問題采用的技術方案如下一種變阻式周界張力圍欄報警探測器，包括單片機、報警模塊、平行布設的若干根金屬圍欄線和與金屬圍欄線對應設置的若干變阻傳感裝置；所述的變阻傳感裝置包括拉力彈簧、傳動齒條、傳動齒輪和電位器，所述的拉力彈簧和傳動齒條與所述對應的金屬圍欄線串接，所述的傳動齒條與傳動齒輪嚙合，所述的傳動齒輪與所述電位器的變阻旋轉軸同軸心固定連接；所述電位器可變電阻的兩個觸點與單片機的數/模采樣端口連接；所述的單片機與報警模塊連接。所述電位器可變電阻的兩個觸點中最好有一個觸點接地。在所述的電位器與所述單片機的數/模采樣端口之間可以串接有限位電阻。如果所述電位器可變電阻的兩個觸點中一個觸點接地的話，另一個觸點與所述單片機的數/模采樣端口之間可以串接有限位電阻。所述的報警模塊包括繼電器報警信號輸出控制電路、警笛警號輸出控制電路，并分別與單片機輸出端口連接。所述的單片機最好還和靈敏度控制電路連接，由該靈敏度控制電路調節改變單片機的探測靈敏度。本實用新型的變阻式周界張力圍欄報警探測器巧妙地利用了機械傳動結構探測張力圍欄金屬線的張力變化，然后通過機械聯動結構將張力變化量轉化為電位器的阻值變化量，從而形成電位器的電壓采樣端的電壓值的反饋變化，再通過單片機對電壓變化值與預設值進行比較，來探測是否有入侵者、獲取是否發出報警信號的判斷。其中通過單片機的數/模采樣端口輸出恒定電流，在所述電位器兩端產生電壓降，當金屬圍欄線被拉動，所述傳動齒條亦被拉動并在拉力彈簧的作用下不斷地復位，與傳動齒條嚙合的齒輪則帶動電位器的變阻旋轉軸來回旋轉，使得電位器的阻值發生變化，因
3而電位器兩端壓降相應發生變化，數/模采樣端口對這個壓降變化值進行采樣，完成對變阻傳感裝置電阻變化的采樣過程。為了使得設備使用更加安全穩定，更優地可以在所述的電位器與所述單片機的數 /模采樣端口之間串接有限位電阻。這樣當電位器阻值變為0時，可以通過比較簡單直接的限位電阻的物理結構的設置來避免單片機的數/模采樣端口產生過大電流值而燒壞的情況發生。靈敏度控制電路的設置則能達到改變單片機探測靈敏度的作用。本實用新型中的張力圍欄報警探測器采用無源純阻性傳感器件，其結構簡單、工作穩定可靠不受電磁信號的干擾，幾乎無誤報的發生，是理想的張力圍欄報警探測器。
為讓本實用新型的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細說明，其中圖1是本實用新型變阻式周界張力圍欄報警探測器的結構示意圖；圖2是靈敏度控制電路的示意圖；圖3是變阻傳感裝置及金屬圍欄線布設示意圖；圖4是單片機的檢測運行程序流程圖。1、拉力彈簧2、傳動齒條3、金屬圍欄線4、傳動齒輪5、電位器100、變阻傳感裝置6、單片機7、警笛警號輸出控制電路8、繼電器報警信號輸出控制電路9、靈敏度控制電路10、金屬圍欄線張緊器R。、限位電阻。
具體實施方式
圖1示出了一種變阻式周界張力圍欄報警探測器，包括單片機6、報警模塊、平行布設的8根金屬圍欄線3和與金屬圍欄線3對應設置的8個變阻傳感裝置100 (上述平行布設的8根金屬圍欄線3和與金屬圍欄線3對應設置的8個變阻傳感裝置100，根據圍欄系統的地理環境、規模大小的不同也可以設置其它數量，6根或10根金屬圍欄線3，相應設置的6個或10個變阻傳感裝置100。)；所述的報警模塊包括繼電器報警信號輸出控制電路8 和警笛警號輸出控制電路7，并分別與單片機6的輸出端口 1/02和VO1連接。所述的變阻傳感裝置100包括拉力彈簧1、傳動齒條2、傳動齒輪4和電位器5，所述的拉力彈簧1和傳動齒條2與所述對應的金屬圍欄線3串接，所述的傳動齒條2與傳動齒輪4嚙合，所述的傳動齒輪4與所述電位器5的變阻旋轉軸同軸心固定連接；所述電位器5可變電阻的兩個觸點與單片機6的數/模采樣端口連接；所述電位器可變電阻的兩個觸點中一個觸點接地，另一個觸點與所述單片機6的數/模采樣端口之間串接有限位電阻禮。限位電阻Rtl主要是為了避免當電位器阻值變為0時單片機6的數/ 模采樣端口產生過大電流值而燒壞的情況發生。當然也可以不設置限位電阻Rtl，而通過單片機6的內部程序設置來解決避免電位器阻值變為0時破壞性大電流的產生。所述的單片機6的輸出端口 1/03還和靈敏度控制電路9連接。[0031]本實用新型的變阻式周界張力圍欄報警探測器由平行布設在圍墻上的8根金屬圍欄線3組成物理阻擋防護層，每根金屬圍欄線3與相應的變阻傳感裝置100內的機械傳動裝置(拉力彈簧1、傳動齒條2和傳動齒輪4)相連，當有入侵者強行拉動、剪斷金屬圍欄線3時，由于拉力彈簧1的作用，以前沒有做使傳動齒條2前后移動，因而帶動固定在電位器5上的傳動齒輪4順時針或者逆時針旋轉，使其電阻阻值發生變化，這個阻值的變化轉化為電壓值的變化經過單片機6相應的模/數采樣端口 AZDi (i=l, 2，3，... 8)采樣，由運行于單片機6內的軟件進行判斷，超過給定的變化閾值Δ Vmtl，則由1/02端口輸出報警控制信號給繼電器報警信號輸出控制電路，輸出開關量(常閉/常開)報警信號，完成報警任務；同時，VO1輸出延時為T的保持信號給警笛警號輸出控制電路7，由其輸出12V直流電壓，鳴響警笛、點亮警燈，發出報警信息，經過延時T后自動停止輸出控制信號，警笛警號輸出控制電路停止輸出12V直流電壓，關閉警笛、警燈。靈敏度控制電路9，實際是個由撥碼開關與若干個電阻組成的分壓電路，不同的撥碼組合，使加載在1/03上的電壓不同，軟件根據這個電壓調用不同閾值的子程序，因而達到改變探測靈敏度的作用，其原理參見圖2。通過K1至K4的不同排列組合，使加載在單片機1/03上的電壓不同，單片機6軟件根據這個電壓調用不同變化閾值的子程序，達到改變探測器靈敏度的目的。參考圖3，當金屬圍欄線布設好之后，通過金屬圍欄線張緊器10調整金屬圍欄線 3的張力，使8根金屬圍欄線3呈平行狀態，張力適中，由于變阻傳感裝置100內拉力彈簧 1的作用，使電位器5的阻值處于變化較小的穩定狀態，即電阻的變化值在設定變化值得范圍之內。將靈敏度控制電路9的撥碼開關全部閉合，通電后，靈敏度控制電路9輸出給1/03 的控制電壓為Vlk (VmkK);對應的電壓變化值，即靈敏度為Δ Vltl (AV^df1)0單片機6依次從AzD1端口開始，檢測電壓初始值V1,并存儲記憶，直至檢測到A/D8端口結束。這個過程實際是檢測變阻傳感裝置100的初始電阻值，因為單片機每個A/D端口輸出的電流是恒定的，因此，外界因金屬圍欄線3拉力的變化而導致電位器5電阻的變化值，就是A/D端口檢測到的電壓變化值，當這個變化值超過設定的電壓變化值Δ Vmtl時，實際上就是有強外力作用下才會發生，即有入侵者強行拉動金屬圍欄線3，或者是剪斷金屬圍欄線3才發生，以此狀態作為報警條件，就可以把入侵者的警訊探測出來。根據不同的應用場所環境狀況，設定不同的靈敏度，就可以消除外界因素而導致的金屬圍欄線張力的變化范圍，就可以有效地消除誤報。比如，當應用于綠化茂密的別墅區時，金屬圍欄線就有可能穿越樹叢，此時改變 K1至K4組合，適當調高Δ Vffl0值，就可以消除樹枝拉動金屬圍欄線3而導致的阻值變化造成的誤報。各個A/D端口的初始電壓值Vi初始化結束后，程序開始運行，單片機依次從AzD1 端口開始檢測，若ΔVi=Vil-Vi, I Δ Vi I 彡 Δ Vm0，則1/02輸出+5V報警控制信號，使繼電器報警輸出電路8輸出開關量報警信號， 2秒后停止；VO1輸出保持延時為T的+5V控制信號輸出到警笛警號輸出控制電路7，使警笛、警燈鳴響、點亮。若Δ Vi=Vn-Vi, I Δ Vi I <Δ Vm0，則檢測下一個A/D端口。程序每次循環完畢后，都對1/03端口加載的電壓檢測，即對撥碼開關的狀態檢測，根據撥碼開關的組合位置，調用相應的Δ Vffl0值，以達到改變探測靈敏度的目的。根據四位撥碼開關的組合，共可以有16個靈敏度級別可以調整。當然上述方案中的報警模塊包括了繼電器報警信號輸出控制電路8和警笛警號輸出控制電路7，因使用環境的不同或者報警模式的不同，所述報警模塊也可以包含有其他現有技術中的報警控制電路。而由于圍欄報警探測器的應用環境不同，有些環境可能要求比較簡單也可以不設置靈敏度控制電路9。
權利要求1.一種變阻式周界張力圍欄報警探測器，其特征在于包括單片機、報警模塊、平行布設的若干根金屬圍欄線和與金屬圍欄線對應設置的若干變阻傳感裝置；所述的變阻傳感裝置包括拉力彈簧、傳動齒條、傳動齒輪和電位器，所述的拉力彈簧和傳動齒條與所述對應的金屬圍欄線串接，所述的傳動齒條與傳動齒輪嚙合，所述的傳動齒輪與所述電位器的變阻旋轉軸同軸心固定連接；所述電位器可變電阻的兩個觸點與單片機的數/模采樣端口連接；所述的單片機與報警模塊連接。
2.根據權利要求1所述的變阻式周界張力圍欄報警探測器，其特征在于所述電位器可變電阻的兩個觸點中一個觸點接地。
3.根據權利要求1所述的變阻式周界張力圍欄報警探測器，其特征在于在所述的電位器與所述單片機的數/模采樣端口之間串接有限位電阻。
4.根據權利要求2所述的變阻式周界張力圍欄報警探測器，其特征在于所述的電位器兩個觸點中一個觸點接地，另一個觸點與所述單片機的數/模采樣端口之間串接有限位電阻。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的變阻式周界張力圍欄報警探測器，其特征在于所述的報警模塊包括繼電器報警信號輸出控制電路、警笛警號輸出控制電路，并分別與單片機輸出端口連接。
6.根據權利要求1、2、3或4所述的變阻式周界張力圍欄報警探測器，其特征在于所述的單片機還和靈敏度控制電路連接，由該靈敏度控制電路調節改變單片機的探測靈敏度。
7.根據權利要求5所述的變阻式周界張力圍欄報警探測器，其特征在于所述的單片機還和靈敏度控制電路連接，由該靈敏度控制電路調節改變單片機的探測靈敏度。
專利摘要本實用新型公開了一種變阻式周界張力圍欄報警探測器，包括單片機、報警模塊、金屬圍欄線和變阻傳感裝置；變阻傳感裝置包括拉力彈簧、傳動齒條、傳動齒輪和電位器，拉力彈簧和傳動齒條與對應的金屬圍欄線串接，傳動齒條與傳動齒輪嚙合，傳動齒輪與電位器的變阻旋轉軸同軸心固定連接；所述電位器可變電阻的兩個觸點與單片機的數/模采樣端口連接。該張力圍欄報警探測器巧妙地利用了機械傳動結構探測張力圍欄金屬線的張力變化，然后通過機械聯動結構將張力變化量轉化為電位器的阻值變化量，從而形成電位器的電壓采樣端的電壓值的反饋變化，再通過單片機對電壓變化值與預設值進行比較，來探測是否有入侵者、獲取是否發出報警信號的判斷。
文檔編號G08B13/12GK202171853SQ201120277918
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月2日 優先權日2011年8月2日
發明者武建鋼 申請人:上海穩普智能科技有限公司