CN102346950A - 智能分析人体入侵探测器及其探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能分析人体入侵探测器，包括中央处理器、人体感应组件和报警装置，人体感应组件为红外感应组件；人体感应组件的数量为2组，人体感应组件的信号输出端与中央处理器的感应信号输入端连接，中央处理器的报警信号输出端与报警装置的信号输入端连接。本发明还公开了一种探测器的探测方法，依次通过以下流程：开始、测试模式检测、延时检测、传感器动作与否检测、运动方向分析、对比运动方向与报警模式是否一致、发送报警码并返回开始，循环上述流程。本发明实现了对经过人体入侵探测器的人是非法入侵者还是主人的准确判断，并执行报警，而且不会因为风吹、阳光或灯光照射等非人为因素造成误报警。

Description

智能分析人体入侵探测器及其探测方法

技术领域

本发明涉及一种可准确判断经过人体入侵探测器的人是非法入侵者还是主人的智能分析人体入侵探测器及其探测方法，属于人体入侵探测器的生产领域。

背景技术

人体入侵探测器是以人体传感器作为感应器，感应器感应到人体信号后将信号传输给中央控制器，由中央控制器向执行终端发出相应的指令，如报警指令、显示指令、语音指令、开门指令等。

以红外探测器为例，现有的红外探测器，利用热释红外传感器检测有效范围内的动物(主要是人)运动所引起的温度变化差异，并通过中央控制器鉴别动物的运动方向，并将此检测结果通过有线或无线方式传输给执行终端如报警主机，实现监测报警功能。

现有的人体入侵探测器存在以下不足：

(1)由于现实使用中环境的复杂性，探测器容易受到强光、电磁辐射、环境温度影响，干扰检测效果，常常出现漏检测、误检测等情况出现。所以，现有的人体入侵探测器容易产生误报警，只能用于室内。

(2)人体入侵探测用于室内防盗时，目的多用于检测非法入室、翻窗闯入等情况，但由于其只有一个传感器，其传感信号覆盖范围内所有热能的变化均被视为检测有效，所以只能知道是靠近还是远离探测器，无法检测到人的活动方向；而且，如果门窗未关好，有风吹过门窗或一些通风口，就会产生误报警。

(3)市面上也有采用红外+微波或红外+超声等类似的双鉴技术，来解决刮风等引起的误报警问题，其稳定性有很大提高，误报警率大大降低；但无法鉴别经过探测器的人的活动是主人的正常活动还是非法闯入者的活动所致，这就会导致主人正常活动也会报警的问题，导致误报警，所以很多家庭想安装入侵探测器，但安装后自己在家活动也会报警，反而使自己不方便，所以无法真正推广。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种可准确判断经过人体入侵探测器的人是非法入侵者还是主人的智能分析人体入侵探测器及其探测方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明中智能分析人体入侵探测器包括中央处理器、人体感应组件和报警装置，所述人体感应组件为红外感应组件；所述人体感应组件的数量为2组，所述中央处理器的报警信号输出端与所述报警装置的信号输入端连接；每一组所述人体感应组件均包括菲涅尔透镜、热释电传感器和运算放大器，所述菲涅尔透镜置于所述热释电传感器靠近人体的一侧，所述热释电传感器的信号输出端与所述运算放大器的输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述中央处理器的感应信号输入端连接。

通过设置2组人体感应组件，可以实现对经过探测器的人的移动过程的分时检测，从而分析出这个人的移动方向，再结合预设的报警模式的移动方向，则可以知道这个人是否非法入侵者；同时，因为风吹、阳光或灯光照射等非人为因素引起的感应，其经过2组人体感应组件的感应区域的时间差非常小，远小于人的移动所需的时间，所以中央控制器可以分析出这些非人为因素引起的感应，从而避免了误报警。红外感应组件，是目前探测人体信号的最佳选择，感应信号经过运算放大器放大后使其感应灵敏度更高。

进一步，2组所述人体感应组件的安装满足如下条件：2组所述人体感应组件分别对应第一探测区域和第二探测区域，所述第一探测区域和所述第二探测区域在垂直方向高度相同，所述第一探测区域和所述第二探测区域之间在水平方向有1-20厘米的间隔，所述第一探测区域和所述第二探测区域之间在水平方向呈1-20度的扇角。以上结构比较适合探测器在家庭的门、窗等位置安装使用，符合人们将探测器用于防盗报警装置的要求。

作为优选技术方案，2组所述人体感应组件的热释电传感器和运算放大器和所述中央处理器设置于外壳的底座内，所述外壳的上盖上与所述2组所述人体感应组件的传感器相对应的位置设置第一菲涅尔透镜和第二菲涅尔透镜。其结构紧凑、便于携带和安装；当然，根据实际地理条件，也可以将2组所述人体感应组件分开安装在不同的壳体内。

进一步，所述人体入侵探测器还包括防拆开关，所述防拆开关的信号输出端与所述中央控制器的防拆信号输入端连接，所述防拆开关的安装满足如下条件：在安装壳体被拆开时向所述中央控制器发出信号。防拆开关的作用在于：当有人(如小偷)非法拆解探测器时，防拆开关会向中央控制器发送信号通知中央控制器，并由中央控制器实时发出报警信号，避免了因非法破坏探测器而使探测器失效的问题。

进一步，所述人体入侵探测器还包括探测方向设置模块和探测时间设置模块；所述探测方向设置模块的信号输出端与所述中央控制器的探测方向信号输入端连接，所述探测时间设置模块的信号输出端与所述中央控制器的探测时间信号输入端连接。探测方向设置模块用于预设报警模式中人的移动方向，其方向与2组人体感应组件所形成的方向一致，在判断过程中以此方向为对比的基础。探测时间设置模块用于预设让探测器处于测试模式还是工作模式，如果是测试模式，则按较长时间(本发明探测器取值为8分钟)作为报警延迟时间，如果是正常工作模式，则按较短时间(本发明探测器取值为8秒钟)作为报警延迟时间。

具体地，所述探测方向设置模块包括4个插口和一个短接器；所述探测时间设置模块包括3个插口和一个短接器。这种装置便于用户操作，只需用短接器进行不同插口的短接就可以实现选择的功能。

具体地，所述报警装置包括但不限于音频报警器、视频报警器、震动报警器和远程报警器。音频报警器可以让用户知道情况，同时起到警示非法入侵者的作用；视频报警器可实现基于视觉功能的无声报警，震动报警器可实现基于感觉功能的无声报警，这两种报警方式都有利于用户在不惊动非法入侵者的情况下及时获知实情并作出相应对策，比如晚上采用震动报警器可在一定程度上避免用户受到歹徒的人身伤害；远程报警器用于实现家里没人时探测器自动将非法入侵者进入家里的情况通过电话、视频等方式发送给用户，实现远程监控功能。

根据需要，所述人体感应组件还可以为非红外感应组件，所述人体感应组件的信号输出端与所述中央处理器的感应信号输入端连接，所述中央处理器的报警信号输出端与所述报警装置的信号输入端连接。

本发明中智能分析人体入侵探测器的探测方法，包括以下步骤：

(1)开始，即探测器进入正常工作状态；

(2)检测是否处于测试模式，如果是测试模式，则进入步骤(3)，如果不是，则进入步骤(4)；

(3)检测延时是否完成，如果已完成，则进入步骤(4)，如果未完成，则开始或继续延时计时，并自动返回步骤(2)，(2)、(3)两步骤避免了探测器在测试模式下的误报警；

(4)检测传感器动作与否，如果传感器动作，则进入步骤(5)，如果传感器未动作，则自动返回步骤(2)，由于循环周期很短，所以可以认为探测器对传感器的探测区域实现不间断的检测；

(5)结合2组人体感应组件的动作时间进行运动方向分析，这是比较关键的步骤，因为人体移动速度相对电子运算速度来说是很慢的，所以探测器可以准确地根据两个传感器感应到人体信号的时间先后顺序判断出人体的移动方向；

(6)对比运动方向与报警模式是否一致，如果一致，则进入步骤(7)，如果不一致，则开启主人出入延时模式，并自动返回步骤(2)，探测器检测到的人体的移动方向与预设的报警模式的移动方向进行对比，从而分析出该人是否非法入侵者；

(7)发送报警码，并自动返回步骤(2)，进入下一个循环。

本发明的有益效果在于：

本发明通过两个红外传感组件和智能分析技术，达到了以下效果：

(1)将本发明探测器安装在门窗、阳台等处，当主人在家活动时，包括在家里打扫卫生、到阳台晾晒衣物等，探测器不会报警；而非法入侵者如小偷从门外、窗外进入室内时会自动报警，探测器具有对主人和小偷行为进行分析的智能功能。

(2)将本发明探测器安装在窗户边，即使晚上打开窗户睡觉，有风吹进，探测器也不会报警，探测器具有良好的抗风性能，解决了使用一般被动红外探测器必须关闭门窗的问题。

(3)阳光、汽车大灯等强光照射探头时，探测器不会报警，探测器具有良好的抗强光干扰能力。

综上，本发明实现了对经过人体入侵探测器的人是非法入侵者还是主人的准确判断，并执行报警，而且不会因为风吹、阳光或灯光照射等非人为因素造成误报警，产品操作方便、体积小、便于安装，可以广泛应用于普通家庭作为防盗器使用，也可根据需要作其它用途，比如往返次数的监测等。

附图说明

图1是本发明中人体入侵探测器的电***结构框图；

图2是本发明中人体入侵探测器去掉上盖后的主视结构示意图；

图3是本发明中人体入侵探测器安装上盖后的主视结构示意图；

图4是本发明中人体入侵探测器安装上盖后的俯视结构及感应区域示意图；

图5是本发明中人体入侵探测器的探测方向设置模块的结构示意图之一；

图6是本发明中人体入侵探测器的探测方向设置模块的结构示意图之二；

图7是本发明中人体入侵探测器的探测方向设置模块的结构示意图之三；

图8是本发明中人体入侵探测器的探测时间设置模块的结构示意图之一；

图9是本发明中人体入侵探测器的探测时间设置模块的结构示意图之二；

图10是本发明中人体入侵探测器的探测方法的流程图之一；

图11是本发明中人体入侵探测器的探测方法的流程图之二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步具体描述：

如图1所示，本发明中智能分析人体入侵探测器包括中央处理器、人体感应组件和报警装置，人体感应组件为红外感应组件，人体感应组件的数量为2组，每一组人体感应组件均包括菲涅尔透镜、热释电传感器和运算放大器，菲涅尔透镜置于热释电传感器靠近人体的一侧，热释电传感器的信号输出端与运算放大器的输入端连接，运算放大器的输出端与中央处理器的感应信号输入端连接；报警装置包括但不限于音频报警器、视频报警器、震动报警器和远程报警器，中央处理器的报警信号输出端与报警装置的信号输入端连接。

如图2和图3所示，2组人体感应组件中的热释电传感器6、7和运算放大器(图中未示出)和中央处理器4设置于外壳的底座2内，底座2内还电池1、电路主板3、防拆开关5和LED指示灯8。防拆开关5的信号输出端与中央控制器4的防拆信号输入端连接，防拆开关5的安装满足如下条件：在安装壳体被拆开时向中央控制器4发出信号；LED指示灯8的顶部穿过上盖11上的孔。上盖11上与热释电传感器6和热释电传感器7相对应的位置设置第一菲涅尔透镜9和第二菲涅尔透镜10。

如图4所示，2组人体感应组件的安装满足如下条件：2组人体感应组件分别对应第一探测区域13和第二探测区域12，第一探测区域13和第二探测区域12在垂直方向高度相同，第一探测区域13和第二探测区域12之间在水平方向有1-20厘米的间隔，第一探测区域13和第二探测区域12之间在水平方向呈1-20度的扇角。

如图5-图9所示，人体入侵探测器还包括探测方向设置模块17和探测时间设置模块20；探测方向设置模块17的信号输出端与中央控制器4的探测方向信号输入端连接(图中未示出)，探测时间设置模块20的信号输出端与中央控制器4的探测时间信号输入端连接(图中未示出)。

下面结合具体实施例和探测器的工作过程对本发明作进一步描述：

如图2-图4所示，在一个外壳的上盖11的前下部左右方向水平安装有第一菲涅尔透镜9和第二菲涅尔透镜10，在该外壳的底座2内相应位置安装热释电传感器6和热释电传感器7，热释电传感器6和热释电传感器7均由防风罩保护，热释电传感器6和热释电传感器7感应到的微弱信号分别由两路运算放大器放大，再送入中央处理器4(单片机)通过软件程序进行分析判断，当判断为小偷入侵时，探测器发出报警信号。

如图2-图4所示，与第一菲涅尔透镜9和第二菲涅尔透镜10相对应的探测区域为第一探测区域13和第二探测区域12，第一探测区域13和第二探测区域12分别形成15度的扇角，第一探测区域13和第二探测区域12之间有5度的间隔角度。第一探测区域13(或第二探测区域12)为靠近室内的敏感区即内敏感区，第一探测区域12(或第二探测区域13)为靠近室外的敏感区即外敏感区。当主人在室内活动时，先触发内敏感区，探测器不报警；当小偷从门窗外进入室内时，先触发外敏感区，再触发内敏感区，探测器报警。

为了在门窗左右两边均方便安装，探测器包括探测方向设置模块17，探测方向设置模块17内设有方向转换电路。如图5-图7所示，探测方向设置模块17用于预设报警模式中人的移动方向，探测方向设置模块17包括4个插口16和一个短接器15。图5表示从正对探测器的右边到左边顺序触发不产生报警，从左边到右边顺序触发才会产生报警；图6表示从正对探测器的右边到左边顺序触发会产生报警，从左边到右边顺序触发也会产生报警；图7表示从正对探测器的右边到左边顺序触发会产生报警，从左边到右边顺序触发不产生报警。

为了便于用户选择运行模式，探测器包括探测时间设置模块20，探测时间设置模块20内设有延迟时间转换电路。如图8和图9所示，探测时间设置模块20包括3个插口18和一个短接器19。图8表示探测器处于工作模式(节能状态)，此时报警延时约为8分钟；图9表示探测器处于测试模式，此时报警延时约为8秒钟。探测时间设置模块20用于记录和分析人体触发内外敏感区的时间间隔，解决当主人到阳台窗口晾晒衣物后，再回到室内造成误报警问题。

探测器的工作过程根据其结构不同而有所差异，下面分两个实施例作出说明：

实施例1：

精简模式：结合图10，探测器的工作过程如下：

(1)开始，即探测器进入正常工作状态；

(2)检测是否处于测试模式，如果是测试模式，则进入步骤(3)，如果不是，则进入步骤(4)；

(3)检测延时是否完成，如果已完成，则进入步骤(4)，如果未完成，则开始或继续延时计时，并自动返回步骤(2)，开始下一个循环，(2)、(3)两步骤避免了探测器在测试模式下的误报警；

(4)检测传感器动作与否，如果传感器动作，则进入步骤(5)，如果传感器未动作，则自动返回步骤(2)，开始下一个循环，由于循环周期很短，所以可以认为探测器对传感器的探测区域实现不间断的检测；

(5)结合2组人体感应组件的动作时间进行运动方向分析，这是比较关键的步骤，因为人体移动速度相对电子运算速度来说是很慢的，所以探测器可以准确地根据两个传感器感应到人体信号的时间先后顺序判断出人体的移动方向；

(6)对比运动方向与报警模式是否一致，如果运动方向为室外向室内移动，则进入步骤(7)，触发报警，如果不是室外向室内移动，则开启主人出入延时模式，并自动返回步骤(2)，开始下一个循环；

(7)发送报警码，触发报警，并自动返回步骤(2)，开始下一个循环。

实施例2：

整合模式：结合图11，探测器的工作过程如下：

(1)开始，即探测器进入正常工作状态；

(2)检测电量是否不足，如果电量不足，则发出电量不足报警信号，并自动循环检测电量，直到用户通过充电或更换电池解决电量不足的问题为止，如果电量足，则进入步骤(3)；

(3)检测防拆触发与否，如果检测到防拆触发信号，则进入步骤(9)，触发报警，如果未检测到防拆触发信号，则进入步骤(4)，如果非法入侵者首先破坏探测器，则会立即触发报警；

(4)检测是否处于测试模式，如果是测试模式，则进入步骤(5)，如果不是，则进入步骤(6)；

(5)检测延时是否完成，如果已完成，则进入步骤(6)，如果未完成，则开始或继续延时计时，并自动返回步骤(2)，开始下一个循环，(4)、(5)两步骤避免了探测器在测试模式下的误报警；

(6)检测传感器动作与否，如果传感器动作，则进入步骤(7)，如果传感器未动作，则自动返回步骤(2)，开始下一个循环，由于循环周期很短，所以可以认为探测器对传感器的探测区域实现不间断的检测；

(7)结合2组人体感应组件的动作时间进行运动方向分析，这是比较关键的步骤，因为人体移动速度相对电子运算速度来说是很慢的，所以探测器可以准确地根据两个传感器感应到人体信号的时间先后顺序判断出人体的移动方向；

(8)对比运动方向与报警模式是否一致，如果运动方向为室外向室内移动，则进入步骤(9)，触发报警，如果不是室外向室内移动，则开启主人出入延时模式，并自动返回步骤(2)，开始下一个循环；

(9)检测电池是否欠压，如果欠压，则发送报警码和欠压码，触发报警并同时提示电池欠压，需要充电或更换电池，并自动返回步骤(2)，开始下一个循环；如果不欠压，则发送报警码，触发报警，并自动返回步骤(2)，开始下一个循环。欠压检测是对电量是否不足检测的补充，欠压后探测器还可以工作，但提醒用户需要进行充电或更换电池了，达到未雨绸缪的目的。

上述两个实施例的过程由探测器不停地重复循环，达到在正常工作时间不间断地对探测区域进行探测、分析、报警的工作的目的，适合所有需要对相应区域进行监控的应用场所使用，可推广至所有普通家庭。上述实施例以防盗监控为例，另外也可用作其它用途，如某人往返某区域的次数计数等，但其工作基本原理一样，只需将中央控制器内的应用程序作一下显而易见的改变即可，在此不再赘述。

实际应用中，人体感应组件还可以为非红外感应组件，人体感应组件的信号输出端与中央处理器的感应信号输入端连接，中央处理器的报警信号输出端与报警装置的信号输入端连接。其结构和方法基本相同，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种智能分析人体入侵探测器，其特征在于：包括中央处理器、人体感应组件和报警装置，所述人体感应组件为红外感应组件；所述人体感应组件的数量为2组，所述中央处理器的报警信号输出端与所述报警装置的信号输入端连接；每一组所述人体感应组件均包括菲涅尔透镜、热释电传感器和运算放大器，所述菲涅尔透镜置于所述热释电传感器靠近人体的一侧，所述热释电传感器的信号输出端与所述运算放大器的输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述中央处理器的感应信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的智能分析人体入侵探测器，其特征在于：2组所述人体感应组件的安装满足如下条件：2组所述人体感应组件分别对应第一探测区域和第二探测区域，所述第一探测区域和所述第二探测区域在垂直方向高度相同，所述第一探测区域和所述第二探测区域之间在水平方向有1-20厘米的间隔，所述第一探测区域和所述第二探测区域之间在水平方向呈1-20度的扇角。

3.根据权利要求2所述的智能分析人体入侵探测器，其特征在于：2组所述人体感应组件的热释电传感器和运算放大器和所述中央处理器设置于外壳的底座内，所述外壳的上盖上与所述2组所述人体感应组件的传感器相对应的位置设置第一菲涅尔透镜和第二菲涅尔透镜。

4.根据权利要求1所述的智能分析人体入侵探测器，其特征在于：所述人体入侵探测器还包括防拆开关，所述防拆开关的信号输出端与所述中央控制器的防拆信号输入端连接，所述防拆开关的安装满足如下条件：在安装壳体被拆开时向所述中央控制器发出信号。

5.根据权利要求1所述的智能分析人体入侵探测器，其特征在于：所述人体入侵探测器还包括探测方向设置模块和探测时间设置模块；所述探测方向设置模块的信号输出端与所述中央控制器的探测方向信号输入端连接，所述探测时间设置模块的信号输出端与所述中央控制器的探测时间信号输入端连接。

6.根据权利要求6所述的智能分析人体入侵探测器，其特征在于：所述探测方向设置模块包括4个插口和一个短接器；所述探测时间设置模块包括3个插口和一个短接器。

7.根据权利要求1所述的智能分析人体入侵探测器，其特征在于：所述报警装置包括但不限于音频报警器、视频报警器、震动报警器和远程报警器。

8.根据权利要求1所述的智能分析人体入侵探测器，其特征在于：所述人体感应组件为非红外感应组件，所述人体感应组件的信号输出端与所述中央处理器的感应信号输入端连接，所述中央处理器的报警信号输出端与所述报警装置的信号输入端连接。

9.一种如权利要求1所述的智能分析人体入侵探测器的探测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)开始；

(2)检测是否处于测试模式，如果是测试模式，则进入步骤(3)，如果不是，则进入步骤(4)；

(3)检测延时是否完成，如果已完成，则进入步骤(4)，如果未完成，则开始或继续延时计时，并自动返回步骤(2)；

(4)检测传感器动作与否，如果传感器动作，则进入步骤(5)，如果传感器未动作，则自动返回步骤(2)；

(5)结合2组人体感应组件的动作时间进行运动方向分析；

(6)对比运动方向与报警模式是否一致，如果一致，则进入步骤(7)，如果不一致，则开启主人出入延时模式，并自动返回步骤(2)；

(7)发送报警码，并自动返回步骤(2)。

10.根据权利要求9所述的智能分析人体入侵探测器的探测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)开始；

(2)检测电量是否不足，如果电量不足，则发出电量不足报警信号，并自动循环检测电量，如果电量足，则进入步骤(3)；

(3)检测防拆触发与否，如果检测到防拆触发信号，则进入步骤(9)，如果未检测到防拆触发信号，则进入步骤(4)；

(4)检测是否处于测试模式，如果是测试模式，则进入步骤(5)，如果不是，则进入步骤(6)；

(5)检测延时是否完成，如果已完成，则进入步骤(6)，如果未完成，则开始或继续延时计时，并自动返回步骤(2)；

(6)检测传感器动作与否，如果传感器动作，则进入步骤(7)，如果传感器未动作，则自动返回步骤(2)；

(7)结合2组人体感应组件的动作时间进行运动方向分析；

(8)对比运动方向与报警模式是否一致，如果一致，则进入步骤(9)，如果不一致，则开启主人出入延时模式，并自动返回步骤(2)；

(9)检测电池是否欠压，如果欠压，则发送报警码和欠压码，并自动返回步骤(2)，如果不欠压，则发送报警码，并自动返回步骤(2)。

Images