專利名稱：激光防盜裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于防盜裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種激光防盜裝置及方法。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上的防盜報(bào)警裝置多為紅外感應(yīng)式報(bào)警器和斷線觸發(fā)式報(bào)警器，現(xiàn)在，有人又 研究出了光控式報(bào)警器，但這些報(bào)警器還普遍存在誤報(bào)率高、攜帶不便、用途及使用的范圍 單一等缺點(diǎn)，已經(jīng)不能滿足實(shí)際生活的需要。特別是斷線觸發(fā)式報(bào)警器，其僅在小范圍內(nèi)保 護(hù)物伴及圍墻等不受侵入，而且要求物體或圍墻必須為直線型，使用范圍大大受限。隨著光 學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光漸漸得到廣泛的應(yīng)用。本裝置的目的在于提供一種報(bào)警準(zhǔn)確、誤報(bào)率低， 并且攜帶方便的激光防盜報(bào)警裝置，當(dāng)有入侵者入侵被保護(hù)區(qū)域、所保護(hù)物體別移動(dòng)、光線 被阻擋時(shí)，裝置會(huì)自動(dòng)報(bào)警，從而達(dá)到保護(hù)的目的。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，為了防止人外出乘車、乘機(jī)時(shí)貴重物品被盜，本發(fā)明提供了 一種激光防盜裝置，該裝置克服現(xiàn)有防盜裝置體積過(guò)大，攜帶不便、由于外界干擾造成的靈 敏度不高等缺點(diǎn)，提供一種報(bào)警準(zhǔn)確、誤報(bào)率低的激光防盜報(bào)警裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
包括激光器、轉(zhuǎn)鏡掃描單元、掃描控制單元、光信號(hào)接收處理系統(tǒng)和報(bào)警器，所述的轉(zhuǎn) 鏡掃描單元是光學(xué)鏡片，掃描控制單元由電機(jī)組成,光學(xué)鏡片連接在電機(jī)上。所述的轉(zhuǎn)鏡掃描 單元是平面鏡或者多面體鏡，'其中轉(zhuǎn)鏡掃描單元是平面鏡的時(shí)候，平面鏡的背面與電機(jī)連接， 并且可以調(diào)節(jié)光學(xué)鏡片的角度,還可以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的吋候形成圓 錐形區(qū)域；當(dāng)轉(zhuǎn)鏡掃描單元是多面體鏡的時(shí)候，多面體鏡與電機(jī)連接，當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)多面體鏡 轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候形成平面扇形區(qū)域。所述的光信號(hào)接收處理系統(tǒng)包括光信號(hào)接收單元、放大器、 存儲(chǔ)單元和單片機(jī)，其中光信號(hào)接收單元、放大器、存儲(chǔ)單元和單片機(jī)依次串聯(lián)連接。所述 的報(bào)警器直接與單片機(jī)連接或者通過(guò)無(wú)線通訊模塊與單片機(jī)連接。裝置中可以用電池給電機(jī)、 單片機(jī)等供電，這樣達(dá)到方便移動(dòng)的目的；也可使用穩(wěn)壓電源供電。電機(jī)的工作電壓為5V，
單片機(jī)的工作電壓為3.3V，通過(guò)電源管理芯片AMS1117穩(wěn)壓到3.3V。
單片機(jī)通過(guò)接收掃描區(qū)域的光強(qiáng)強(qiáng)度來(lái)控制報(bào)警器報(bào)警，并采集掃描區(qū)域的光強(qiáng)度儲(chǔ)存 在單片機(jī)中。單片機(jī)根據(jù)比較一段時(shí)間內(nèi)所儲(chǔ)存的光強(qiáng)變化情況來(lái)確定是否有入侵物。
其中光信號(hào)接收單元由電容與光敏二極管并聯(lián)構(gòu)成，還可以使用雪崩二極管或光電池。 電容與光敏二極管并聯(lián)的好處是由于電容器兩端電壓不能突變，當(dāng)有蚊子等微小物體的瞬時(shí) 穿越'，系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)警，這樣提高了光控報(bào)警裝置的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的方法是，包括以下步驟
(1) 初始化；包括打開激光器，啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)光學(xué)鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)；
(2) 初始光信息；存儲(chǔ)單元中的一個(gè)數(shù)組A記錄初始掃描的光信息的平均值，另t個(gè)數(shù) 組B記錄間隔時(shí)間t掃描后的瞬時(shí)光信息，t 一般取1~3小時(shí)；
(3) 間隔T時(shí)間以后，判斷是否滿足報(bào)警條件，是，進(jìn)行報(bào)警，
否，退出并繼續(xù)掃描；
其中報(bào)警條件是
11 jp] -|> 、(/ = 0， 1，2,……")'
0
即數(shù)組每一個(gè)元素做差值運(yùn)算，取絕對(duì)值后所的結(jié)果進(jìn)行求和，與給定的數(shù)值A(chǔ)
作對(duì)比。滿足條件，'進(jìn)行報(bào)警，否則繼續(xù)掃描，T一般取l 3小時(shí)。
例如，k值取100，如果力J
l的值大于100，則系統(tǒng)認(rèn)為光信，發(fā)生 較大變化，進(jìn)行報(bào)警。 ° .
一般地，/t取值范圍為KA^1000，由用戶所需的安全級(jí)別自行設(shè)定。^:值越小， 安全級(jí)別越高。5002"^2000， M取值越大，掃描的精確度越高。
(4) 更新初始光信息；每隔一定周期后，將安全狀態(tài)下的掃描值B與初始化掃描值A(chǔ)同 時(shí)取一定權(quán)重相加，作為新的數(shù)組A的值(A與B權(quán)重之和為1)。
報(bào)警條件滿足時(shí)，當(dāng)報(bào)警器直接與單片機(jī)連接時(shí)，單片機(jī)給報(bào)警器一個(gè)高脈沖，促使報(bào) 警器報(bào)警；當(dāng)通過(guò)無(wú)線通訊模塊與單片機(jī)連接時(shí)，單片機(jī)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，無(wú)線通訊模塊 接收到信號(hào)直接給報(bào)警器一個(gè)高脈沖信號(hào)，促使報(bào)警器報(bào)警。
其工作原理為打開激光器，由于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，激光通過(guò)轉(zhuǎn)鏡系統(tǒng)后形成一個(gè)圓錐區(qū)域
或者平面扇形區(qū)域，被保護(hù)對(duì)象存放在此區(qū)域。此時(shí)，光信號(hào)接收單元記錄激光經(jīng)反射回來(lái) 的光學(xué)信息，確定好記錄起點(diǎn)，把經(jīng)光信號(hào)接收單元轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)記錄在單片機(jī)的內(nèi)存存 儲(chǔ)單元中。這樣系統(tǒng)的初始化完成。當(dāng)有入侵者入侵被保護(hù)區(qū)域、所保護(hù)物體別移動(dòng)、光線 被阻擋時(shí)，經(jīng)單片機(jī)采集的信號(hào)與儲(chǔ)存在內(nèi)存-存儲(chǔ)單元中的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如果接收的信號(hào) 與初始化所保存的信號(hào)對(duì)比發(fā)生較大變化，單片機(jī)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，從而達(dá)到防盜的目
的。記錄信號(hào)所采用的單片機(jī)為8位，內(nèi)置高速A/D轉(zhuǎn)換器，滿足系統(tǒng)的速度與精度的要求。
本發(fā)明的有益效果是，使用平面鏡做轉(zhuǎn)鏡時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鏡角度可以任意調(diào)節(jié)被保護(hù)區(qū) 域的大?。划?dāng)使用多面鏡做轉(zhuǎn)鏡時(shí)，比斷線觸發(fā)式報(bào)警器所掃描的范圍明顯增大；如果使用 可見光作為激光光源，對(duì)入侵者有威懾作用；攜帶方便，誤報(bào)率低。


圖1^本發(fā)明的裝置方框圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的轉(zhuǎn)鏡掃描形成掃描區(qū)域示意圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的光信號(hào)接收處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例的單片機(jī)采集執(zhí)行的程序流程圖。
圖中l(wèi)激光器、2轉(zhuǎn)鏡掃描單元、3掃描控制單元、4光信號(hào)接收處理系統(tǒng)、5報(bào)警器。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明的裝置方框圖，本發(fā)明的組成包括激光器l、轉(zhuǎn)鏡掃描單元2、掃 描控制單元3、光信號(hào)接收處理系統(tǒng)4和報(bào)警器5，所述的轉(zhuǎn)鏡掃描單元2是光學(xué)鏡片，掃描 控制單元3由電機(jī)組成，光學(xué)鏡片連接在電機(jī)上。所述的轉(zhuǎn)鏡掃描單元2是平面鏡或者多面 體鏡，其中轉(zhuǎn)鏡掃描單元2是平面鏡的時(shí)候，平面鏡的背面與電機(jī)連接，當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)平面鏡 轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候形成圓錐形區(qū)域；當(dāng)轉(zhuǎn)鏡掃描單元2是多面體鏡的時(shí)候，多面體鏡與電機(jī)連接， 當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)多面體鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候形成平面扇形區(qū)域。所述的光信號(hào)接收處理系統(tǒng)4包括光信 號(hào)接收單元、放大器、存儲(chǔ)單元和單片機(jī)，其中光信號(hào)接收單元、放大器、存儲(chǔ)單元和單片 機(jī)依次串聯(lián)連接。所述的報(bào)警器5直接與單片機(jī)連接或者通過(guò)無(wú)線通訊模塊(如FC-211/SP) 與單片機(jī)連接。
如圖2所示，本發(fā)明的一種實(shí)施例的轉(zhuǎn)鏡掃描形成掃描區(qū)域示意圖，當(dāng)轉(zhuǎn)鏡掃描單元2是 多面體鏡的時(shí)候，光學(xué)鏡片連接在電機(jī)上，電機(jī)帶動(dòng)多面體鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，激光器l發(fā)出的激光照射 在多面體鏡上形成平面扇形區(qū)域。
如圖3所示，是本發(fā)明的一種實(shí)施例的光信號(hào)接收處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，包括光信號(hào)接收單元、 放大器、存儲(chǔ)單元和單片機(jī)，'其中光信號(hào)接收單元、放大器、存儲(chǔ)單元和單片機(jī)依次串聯(lián)連 接。光信號(hào)接收單元記錄激光經(jīng)反射回來(lái)的光學(xué)信息，把經(jīng)光信號(hào)接收單元轉(zhuǎn)換后的審信號(hào) 經(jīng)過(guò)放大器放大，然后記錄在單片機(jī)的內(nèi)存存儲(chǔ)單元中。
如圖4所示，為本發(fā)明的激光防盜的程序流程圖。 1、 初始化；包括打開激光器，啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)光學(xué)鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)，形成掃描區(qū)域；
2、 初始光信息；存儲(chǔ)單元中的一個(gè)數(shù)組A記錄初始掃描的光信息的平均值，另一個(gè)數(shù)組B 記錄間隔時(shí)間t掃描后的瞬時(shí)光信息，t一般間隔l 3個(gè)小時(shí)，也可以根據(jù)需要調(diào)整；
3、 間隔T時(shí)間以后，判斷是否滿足報(bào)警條件，是，進(jìn)行報(bào)警，
否，退出并繼續(xù)掃描；
其中報(bào)警條件是
<formula>formula see original document page 6</formula>
0
即數(shù)組每一個(gè)元素做差值運(yùn)算，取絕對(duì)值后所的結(jié)果進(jìn)行求和，與給定的數(shù)值k作 對(duì)比。滿足條件，進(jìn)行報(bào)警，否則繼續(xù)掃描。
例如，k值取ioo，如果;Jm[/]-S[/]l的值大于100，則系統(tǒng)認(rèn)為光信號(hào)發(fā)生較大 變化，進(jìn)行報(bào)警。 o
一般地，k取值范圍為1S;^1000，由用戶所需的安全級(jí)別自行設(shè)定。k值&小， 安全級(jí)別越高。500Sw22000， w取值越大，掃描的精確度越高。
T 一般取1~3個(gè)小時(shí)，依據(jù)具體情況可以人工設(shè)置。 4、更新初始光信息；每隔一定周期后，將安全狀態(tài)下的掃描值B與初始化掃描值A(chǔ)同時(shí) 取一定權(quán)重相加，作為新的數(shù)組A的值(A與B權(quán)重之和為1)。
報(bào)警條件滿足時(shí)，當(dāng)報(bào)警器直接與單片機(jī)連接時(shí)，單片機(jī)給報(bào)警器一個(gè)高脈沖，促使報(bào) 警器報(bào)警；當(dāng)通過(guò)無(wú)線通訊模塊與單片機(jī)連接時(shí)，單片機(jī)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，無(wú)線通訊模塊 接收到信號(hào)直接給報(bào)警器一個(gè)高脈沖信號(hào)，促使報(bào)警器報(bào)警。
權(quán)利要求
1、一種激光防盜裝置，包括激光發(fā)生器、轉(zhuǎn)鏡掃描單元、掃描控制單元、光信號(hào)接收處理系統(tǒng)和報(bào)警器，其特征是所述的轉(zhuǎn)鏡掃描單元是光學(xué)鏡片，掃描控制單元由電機(jī)組成，光學(xué)鏡片連接在電機(jī)上，光信號(hào)接收處理系統(tǒng)接收的是反射回來(lái)的光信號(hào)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的一種激光防盜裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)鏡掃描單元是平面鏡或者 多面體鏡。
3、 按照權(quán)利要求1所述的一種激光防盜裝置，其特征在于所述的光信號(hào)接收處理系統(tǒng)包括光 信號(hào)接收單元、放大器、存儲(chǔ)單元和單片機(jī)，其中光信號(hào)接收單元、放大器、存儲(chǔ)單元和 單片機(jī)依次串聯(lián)連接。
4、 按照權(quán)利要求1所述的一種激光防盜裝置，其特征在于所述的報(bào)警器直接與單片機(jī)連接或 者通過(guò)無(wú)線通訊模塊與單片機(jī)連接。
5、 一種來(lái)用如權(quán)利要求1所述的激光防盜裝置的激光防盜方法，其特征是包括以下步驟(1) 初始化；包括打開激光發(fā)生器，啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)光學(xué)鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)；(2) 初始光信息；存儲(chǔ)單元中的一個(gè)數(shù)組A記錄初始掃描的光信息的平均值，另一個(gè)數(shù) 組B記錄間隔時(shí)間t掃描后的瞬時(shí)光信息(3) 間隔T時(shí)間以后，判斷是否滿足報(bào)警條刊其中報(bào)警條件是 0A取值范圍為l《yK1000 ， 500 S" 2000, / = 0,1,2，……"(4) 更新初始光信息；每隔一定周期后，將安全狀態(tài)下的掃描值B與初始化掃描值A(chǔ)同 時(shí)取一定權(quán)重相加，作為新的數(shù)組A的值，A與B權(quán)重之和為1。是，進(jìn)行報(bào)警，否，退出并繼續(xù)掃描;
全文摘要
一種激光防盜裝置及方法，屬于防盜裝置技術(shù)領(lǐng)域，包括激光發(fā)生器、轉(zhuǎn)鏡掃描單元、掃描控制單元、光信號(hào)接收處理系統(tǒng)和報(bào)警器，其特征是所述的轉(zhuǎn)鏡掃描單元是光學(xué)鏡片，掃描控制單元由電機(jī)組成，光學(xué)鏡片連接在電機(jī)上，光信號(hào)接收處理系統(tǒng)接收的是反射回來(lái)的光信號(hào)。轉(zhuǎn)鏡掃描單元是平面鏡或者多面體鏡。其中光信號(hào)接收單元、放大器、存儲(chǔ)單元和單片機(jī)依次串聯(lián)連接。本發(fā)明的有益效果是，使用平面鏡做轉(zhuǎn)鏡時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鏡角度可以任意調(diào)節(jié)被保護(hù)區(qū)域的大?。划?dāng)使用多面鏡做轉(zhuǎn)鏡時(shí)，比斷線觸發(fā)式報(bào)警器所掃描的范圍明顯增大；如果使用可見光作為激光光源，對(duì)入侵者有威懾作用；攜帶方便，誤報(bào)率低。
文檔編號(hào)G08B13/184GK101354818SQ20081001327
公開日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者宗金光, 超 李, 杜春城, 白質(zhì)明, 蔡培凱, 傳 陳 申請(qǐng)人:東北大學(xué)