CN101266709A - 智能化热分布原理防盗监测方法及其微型报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造公布了一种智能化热分布原理防盗监测方法及其微型报警装置，其原理为：对所保护的对象，采用微型装置探头在线实时监测其位置和状态，准确无误地判定出是否被移动或翻动。该装置由三个组成部分：(1)微结构热分布原理防盗监测传感器，高精度高灵敏度测量物体运动状态；(2)智能计算方法和分析模型，传感器信号输入后运算推测出防盗监测及控制；(3)独立的无线信号发送接受电路和通信编码规约。本发明解决了传统报警***容易产生错误报警信息的缺点。本报警装置具有体积小，易安装，隐蔽性、自选性、抗破坏性高，是一种灵敏度高、可靠性好的安全保护装置。

Description

智能化热分布原理防盗监测方法及其微型报警装置

技术领域

本发明涉及检测技术、集成电路和嵌入软件，包括但是不限于MEMS技术传感器的制造及其封装。

背景技术

众所周知，防盗报警***广泛应用于银行、工厂、社区、企事业单位、金融***、营业场所、中小超市、医院学校、商业店铺、酒店茶楼、重要仓储库房、油气加油站、领导办公室、财务及档案资料室、金融营业所、豪宅别墅社区、居民家庭的防盗、防抢、防火、紧急求助的自动报警等。

近年来，各类家用/商用防盗报警***、监控设备、GSM/GPRS汽车防盗***得到普遍应用。

传统的家用防盗报警***通常利用设在门窗上的磁开关来感应是否被非法入侵。如中国专利03149075.1，具有互助功能的家庭防盗报警装置，这种装置包括检测拨码呼叫部分和判断控制报警部分，其检测拨码呼叫部分包括顺序相连的多对磁钢-磁传感器、拨码盘、整流器、紧急呼叫按钮和本地报警器。检测拨码呼叫部分中的多对磁钢-磁传感器安装在与磁钢对应并且相邻近的门框或窗框上。拨码盘和本地报警器安装在大门边。本地报警器、呼叫报警器和拨码盘分别与单片机的接口相连，单片机通过控制高低电平读取拨码盘的数字，所有磁钢-磁传感器通过门电路(或非门和或门)连接单片机的中断口。外部电源通过整流器或利用备用电池给本装置供电。使用该类方法保护对所有门窗进行设防，经济成本高，可行性较低。对部分门窗进行保护则减弱了边界保护功能。

传统的大多数防盗报警***还采用红外感应，声音感应等技术感知设定区域内是否有外来入侵者的活动，这种方法可以起到一定的防御作用，但却常常发生误报现象。如宠物在保护区域内活动时被误判为有入侵者，鞭炮声等外界因素同样将促使错误报警等。

专利200410026535.2，阳台智能防盗报警灯及其监控方法针对防盗报警***抗干扰差的情况，采用红外探测器与雷达探测器进行双重监控。红外探测器先探测到有物体在监控区内移动再发送信息到连接的电子设备，然后由电子设备启动雷达监控装置进行判断。这种报警装置利用双重监控装置来对是否误报进一步判断，结构复杂，成本昂贵，普通消费者难以承受，普及率低。

另外，目前的防盗报警***通常需要专业安装，不利于使用在便携设备上，也很容易被入侵者发现并解除警报，自选性和抗破坏性极差。

发明内容

针对上述缺点和不足，本发明旨在利用智能化热分布原理和无线通信技术，提供一种防盗监测***方法及其微型报警装置。

按照本发明提供的技术方案，所述智能化热分布原理防盗监测方法，包括1个主控制器，及1个或多个传输结点；其特征是：

所述传输结点包括利用热分布原理进行检测的微型传感器，该微型传感器用于测量被测物体的加速度和角速度信号；

以及微型计算机处理器MCU，用于将所述加速度和角速度信号平滑放大后进行A/D转换，再通过数学分析模型运算推断出防盗报警信号；

和无线通信电路，使所述报警信号通过通信协议由无线信号发送接收电路进行发送；

所述主控制器包括：无线通信电路，用于接收传输结点发送的报警信号，并输送给微型计算机处理器MCU，所述微型计算机处理器MCU对接收模块收到的报警信号处理后进行报警。

传输结点平常处于休眠状态，每隔一段时间开始采样被测物体的加速度和角速度信号，并作状态判据，若正常，则转入睡眠状态，否则连续采样；同时，传输结点每隔一段时间向主控器发送报警信号，检查通讯及电源供给状态；

主控制器常开，用于及时接收传输结点的报警信号及电源告警信号，并储存相关记录。

所述智能化热分布原理防盗监测方法的微型报警装置，包括1个主控制器，及1个或多个传输结点；其特征是：

所述传输结点包括利用热分布原理进行检测的微型传感器，该微型传感器用于测量被测物体的加速度和角速度信号；

以及微型计算机处理器MCU，用于将所述加速度和角速度信号平滑放大后进行A/D转换，再通过数学分析模型运算推断出防盗报警信号；

和无线通信电路，使所述报警信号通过独立的通信编码规约由无线信号发送接收电路进行发送；

所述主控制器包括：无线通信电路，用于接收传输结点发送的报警信号，并输送给微型计算机处理器MCU，所述微型计算机处理器MCU对接收模块收到的报警信号处理后进行报警。

微型传感器包括微机械制造或微电子机械芯片制造的加速度传感器；所述传输结点中，分别采用微功耗设计制造的微型传感器、微型计算机处理器MCU和无线通信电路联成一体进行器件封装，由钮扣电池供电工作。

微型计算机处理器MCU对微型传感器输出的模拟加速度和角速度信号放大采样后，由可编程嵌入软件进行噪声抑制、积分运算和智能模糊控制处理，最终输出报警信号。

报警信号由无线信号接受和发送电路通过通信编码规约将地址和报警数据传送给标准化数据接口。

传输结点接受遥控信号进行布防、撤防来开/闭工作状态，在撤防时传输结点中的微型传感器、微型计算机处理器MCU和无线通信电路进入休眠状态，在布防状态启动后，传输结点中的微型传感器、微型计算机处理器MCU和无线通信电路才进入工作状态。

在封装成整体后的传输结点表面带不干胶，利用不干胶直接粘贴在被监测物体上。

在封装成整体后的传输结点表面设置与被监测物体一致的色彩和外观，以利于隐形安装。

主控制器带屏幕显示和输入操作按键，用户只需要一键简单操作；微型传感器感知所粘贴的物体的姿态，一旦该物体被移动，微型传感器即感应并将信号发送给主控制器。

所述智能化热分布原理防盗监测方法及其微型报警装置主要包括：1个或多个传输结点，1个主控制器。传输结点由热分布检测传感器及MCU和传输模块组成。为降低功耗，传输结点平常处于休眠状态，每隔一段时间唤醒，采样热分布检测数据，并作状态判据，若正常，则转睡眠状态，否则连续工作。传输结点每隔一段时间向主控器报名，检查通讯及电源供给状态。主控器常开，能及时收到相应设放地址的结点的报警信号及电源告警信号并显示及声光报警，并储存相关记录。主控制器可设计成带屏幕显示和输入操作按键的遥控器，可以通过主控制器对结点进行设防/撤防处理。

在本发明中，由传感器产生的信号可以反映黏附于传感器的物体的姿态运动状态，一旦物体被移动、翻动，传感器即可以感应并将信号发送给主控制器，很好地解决了原有报警监控***误报的问题。

本发明与现有的各类家庭民用防盗窃检测方法相比，有如下优点：1、安全可靠。在居民家庭出现入室盗窃时，一旦重要的物品被移动或翻动时，可实时报警或自动告警等。2、操作简便。只要按一下启动钮，防盗器探头组成的无线***就开始工作，还可以提供人性化的声音和语音提示。3、安装方便。装置主体部分可以安装在隐蔽地方或其它便于操作的位置，防盗器探头无须专用安装位置，可以任意放置在被保护物品内部或外侧。4、界面友好。带屏幕显示和输入操作按键的遥控器可以提密码开启功能，密码通过后才能操作，防止家中小孩随意使用。

附图说明

图1为防盗器探头示意图。

图2为主控器示意图。

具体实施方式

如图所示，防盗器探头设有微结构热分布原理防盗监测微型传感器、微型计算机处理器MCU、无线通信电路及GSM/GPRS模块。其中的微型传感器采用双轴MEMS加速度传感器。正常情况下，探头处于休眠状态，每隔10秒唤醒1次对MEMS传感器的检测数据，唤醒时间为1秒。探头每隔10分钟检查通讯及电源供给状况，一旦发生异常，由GSM/GPRS发送到用户设定的手机。MEMS传感器有一个基准轴向，称为灵敏轴向。MEMS加速度传感器感应重力加速度在其灵敏轴向的分量。即当重力加速度方向与其灵敏轴向成某一交角α时，MEMS加速度传感器输出与此交角成余弦关系的信号。探头附着的保护对象被翻动或移动，必然会引起双灵敏轴所在平面发生姿态改变。一旦MEMS传感器测得任一轴向变化角度大于3度，则探头将停止休眠，计算持续变化时间。如果持续变化时间小于3秒，探头转入休眠模式，如果大于3秒，探头将继续工作，启动无线发送模块，向报警中心主控制器发出报警信号，同时也可以通过电信通讯网络远程传输到用户设定的手机上。

报警中心主控制器常开，可以对所有节点进行设防、撤防处理，可以实时自动保存相关信息记录。当报警中心主控制器收到相应设放地址节点的报警信号后，将该信号信息自动显示在屏幕上，同时发出声光报警，提醒相关人员快速采取相应措施。

微型传感器、放大运算及数学运算集成电路和无线通信电路，均采用微功耗设计和技术制造，能够有机地联成一体进行器件封装，由钮扣电池供电工作。

所述热分布检测传感器是一种加速度(角速度)传感器，有时称MEMS，可以是一种外购件，其工作原理如下：

气体在加速度方向会有密度梯度，有热源时，气体会发生自然对流，通过半导体工艺在硅上微加工制作加热用的加热丝(Heater)，同时在加热丝的沿x、y轴方向分别制作温度传感器(x+，x-，y+，y-)，把加热丝和温度传感器下面的硅刻蚀形成一个大的空腔，(x+)-(x-)检测x方向的加速度，(y+)-(y-)检测y方向的加速度，然后把芯片封装于有空腔的管壳中制作成一个加速度传感器，在空腔内充气。

当该传感器具有向x+轴方向的加速度，由于加热丝加热，空腔内的气体会建立一个流场，气体从x-经过加热丝向x+流动，x-的温度传感器处的温度Tx-下降，而x+处温度Tx+上升，(Tx+)-(Tx-)正比于加速度大小，通过换算就可以得知加速度大小。

Claims (10)

1、一种智能化热分布原理防盗监测方法，包括1个主控制器，及1个或多个传输结点；其特征是：

所述传输结点包括利用热分布原理进行检测的微型传感器，该微型传感器用于测量被测物体的加速度和角速度信号；

以及微型计算机处理器MCU，用于将所述加速度和角速度信号放大后进行A/D转换，再通过微型计算机处理器MCU运算推断出防盗报警信号；

和无线通信电路，使所述报警信号通过通信协议由无线信号发送接收电路进行发送；

所述主控制器包括：无线通信电路，用于接收传输结点发送的报警信号，并输送给微型计算机处理器MCU，所述微型计算机处理器MCU对接收模块收到的报警信号处理后进行报警。

2、如权利要求1所述的智能化热分布原理防盗监测方法，其特征是：传输结点平常处于休眠状态，每隔一段时间开始采样被测物体的加速度和角速度信号，并作状态判据，若正常，则转入睡眠状态，否则连续采样；同时，传输结点每隔一段时间向主控器发送报警信号，检查通讯及电源供给状态；

主控制器常开，用于及时接收传输结点的报警信号及电源告警信号，并储存相关记录。

3、根据权利1所述智能化热分布原理防盗监测方法的微型报警装置，包括1个主控制器，及1个或多个传输结点；其特征是：

所述传输结点包括利用热分布原理进行检测的微型传感器，该微型传感器用于测量被测物体的加速度和角速度信号；

以及微型计算机处理器MCU，用于将所述加速度和角速度信号平滑放大后进行A/D转换，再通过数学分析模型运算推断出防盗报警信号；

和无线通信电路，使所述报警信号通过独立的通信编码规约由无线信号发送接收电路进行发送；

所述主控制器包括：无线通信电路，用于接收传输结点发送的报警信号，并输送给微型计算机处理器MCU，所述微型计算机处理器MCU对接收模块收到的报警信号处理后进行报警。

4、根据权利1所述的微型报警装置，其特征是：微型传感器包括微机械制造或微电子机械芯片制造的加速度传感器；所述传输结点中，分别采用微功耗设计制造的微型传感器、微型计算机处理器MCU和无线通信电路联成一体进行器件封装，由钮扣电池供电工作。

5、根据权利1所述的微型报警装置，其特征是：微型计算机处理器MCU对微型传感器输出的模拟加速度和角速度信号放大采样后，由可编程嵌入软件进行噪声抑制、积分运算和智能模糊控制处理，最终输出报警信号。

6、根据权利1所述的微型报警装置，其特征是：报警信号由无线信号接受和发送电路通过通信编码规约将地址和报警数据传送给标准化数据接口。

7、根据权利1所述的微型报警装置，其特征是：传输结点接受遥控信号进行布防、撤防来开/闭工作状态，在撤防时传输结点中的微型传感器、微型计算机处理器MCU和无线通信电路进入休眠状态，在布防状态启动后，传输结点中的微型传感器、微型计算机处理器MCU和无线通信电路才进入工作状态。

8、根据权利1的微型报警装置，其特征是：在封装成整体后的传输结点表面带不干胶，利用不干胶直接粘贴在被监测物体上。

9、根据权利1所述的微型报警装置，其特征是：在封装成整体后的传输结点表面设置与被监测物体一致的色彩和外观，以利于隐形安装。

10、根据权利1所述的微型报警装置，其特征是：主控制器带屏幕显示和输入操作按键，用户只需要一键简单操作；微型传感器感知所粘贴的物体的姿态，一旦该物体被移动，微型传感器即感应并将信号发送给主控制器。

Images