本發(fā)明涉及電子圍欄，具體為一種露天礦的脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、露天礦區(qū)周邊通常是生態(tài)敏感區(qū)，周邊一般是森林和野生動(dòng)物棲息地，某些野生動(dòng)物可能會(huì)試圖進(jìn)入礦區(qū)尋找食物。脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)是一種基于電氣原理的安防技術(shù)，系統(tǒng)通過監(jiān)測圍欄周邊的電流變化，可以及時(shí)察覺到外部的入侵行為。當(dāng)圍欄的脈沖電信號(hào)產(chǎn)生短路時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)報(bào)警。

2、露天礦區(qū)的電子圍欄檢測到最常見的接觸是風(fēng)刮來的樹枝和野生動(dòng)物，而野生動(dòng)物需要通過聲光報(bào)警進(jìn)行驅(qū)趕，現(xiàn)有技術(shù)中，如果是沒有水分的樹枝一般不具有導(dǎo)電性，而沾有水分的樹枝和野生動(dòng)物的身體一樣具有導(dǎo)電性，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無法做出準(zhǔn)確的判斷，造成誤報(bào)警，對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境造成干擾，如果采用攝像頭或風(fēng)力傳感器輔助則會(huì)提高設(shè)備成本，且判斷不及時(shí)。因此，設(shè)計(jì)測量準(zhǔn)確的一種露天礦的脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)是很有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種露天礦的脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種露天礦的脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)，包括震動(dòng)電流檢測模塊、接觸檢測模塊、電流增大檢測模塊、樹枝判斷模塊，所述震動(dòng)電流檢測模塊用于檢測圍欄因風(fēng)力引起的震動(dòng)所產(chǎn)生的電流波動(dòng)，從而評(píng)估當(dāng)前的風(fēng)力強(qiáng)度，所述接觸檢測模塊監(jiān)測電子圍欄與物體接觸時(shí)的覆蓋點(diǎn)距離，以估算假設(shè)為樹枝時(shí)接觸物體的重量范圍，所述電流增大檢測模塊用于檢測因雨水導(dǎo)致電子圍欄電流增大幅度和持續(xù)時(shí)間，所述樹枝判斷模塊用于計(jì)算沾有水分的樹枝接觸電子圍欄的概率，決定是否進(jìn)行聲光報(bào)警。

3、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述震動(dòng)電流檢測模塊包括風(fēng)速計(jì)、電流檢測單元、數(shù)據(jù)采集模塊、脈沖電流產(chǎn)生單元、風(fēng)力計(jì)算模塊，所述風(fēng)速計(jì)與數(shù)據(jù)采集模塊電連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊與電流檢測單元電連接，所述脈沖電流產(chǎn)生單元與電流檢測單元電連接，所述風(fēng)速計(jì)用于檢測當(dāng)前的風(fēng)速，所述電流檢測單元用于檢測電子圍欄上各個(gè)接觸點(diǎn)的電流，所述數(shù)據(jù)采集模塊用于將電流數(shù)據(jù)和風(fēng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和傳輸，所述脈沖電流產(chǎn)生單元用于為電子圍欄上的各個(gè)接觸點(diǎn)提供脈沖電流，所述風(fēng)力計(jì)算模塊用于根據(jù)電流波動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算當(dāng)前的風(fēng)力；

4、所述接觸檢測模塊包括位置記錄模塊、面積計(jì)算模塊、重量估算模塊，所述位置記錄模塊與電流檢測單元電連接，所述面積計(jì)算模塊與位置記錄模塊電連接，所述重量估算模塊與面積計(jì)算模塊電連接，所述位置記錄模塊用于記錄各個(gè)接觸點(diǎn)的坐標(biāo)位置，所述面積計(jì)算模塊用于計(jì)算接觸到電子圍欄上的物體面積，所述重量估算模塊用于對(duì)接觸到電子圍欄上的物體重量進(jìn)行估算；

5、所述電流增大檢測模塊包括計(jì)時(shí)模塊、增大幅度記錄模塊、雨量判斷模塊，所述計(jì)時(shí)模塊和增大幅度記錄模塊均與雨量判斷模塊電連接，所述計(jì)時(shí)模塊用于計(jì)算電子圍欄上因?yàn)殡x子形成的不穩(wěn)定導(dǎo)電路徑引發(fā)的電流增大的時(shí)間，所述增大幅度記錄模塊用于計(jì)算電流增大的幅度，所述雨量判斷模塊用于根據(jù)電流增大的幅度和時(shí)間計(jì)算當(dāng)前的雨量，并判斷當(dāng)前的雨量是否會(huì)導(dǎo)致樹枝沾有足夠多的水分。

6、根據(jù)上述技術(shù)方案，該系統(tǒng)的工作方法為：

7、s1、在刮風(fēng)天氣將風(fēng)速計(jì)放置在電子圍欄上方，在一段時(shí)間內(nèi)檢測當(dāng)前的風(fēng)速，并實(shí)時(shí)記錄電子圍欄上各個(gè)接觸點(diǎn)的電流大小，計(jì)算各個(gè)風(fēng)速所對(duì)應(yīng)的風(fēng)力，并計(jì)算出各個(gè)風(fēng)力所能帶動(dòng)的樹枝重量；

8、s2、當(dāng)有物體與電子圍欄上的接觸點(diǎn)接觸，并產(chǎn)生脈沖電信號(hào)的短路現(xiàn)象時(shí)，記錄各個(gè)短路的接觸點(diǎn)坐標(biāo)，并計(jì)算這些接觸點(diǎn)形成的輪廓面積，估算當(dāng)前輪廓面積下樹枝的重量，判斷當(dāng)前的風(fēng)力是否能夠帶動(dòng)此重量的樹枝；

9、s3、當(dāng)出現(xiàn)電子圍欄上所有的接觸點(diǎn)的電流都微幅增大時(shí)，判斷當(dāng)前為降雨天氣，根據(jù)接觸點(diǎn)的電流增大的平均幅度和持續(xù)時(shí)間計(jì)算當(dāng)前的雨量，判斷雨量是否會(huì)導(dǎo)致樹枝沾有足夠?qū)щ姷乃郑?/p>

10、s4、只有判斷出風(fēng)力能夠帶動(dòng)此重量的樹枝，且雨量導(dǎo)致樹枝沾有足夠?qū)щ姷乃值臅r(shí)候，才會(huì)判斷接觸到電子圍欄上的物體為沾有水的樹枝，此時(shí)第一時(shí)間不進(jìn)行處理，其他情況下向電子圍欄進(jìn)行聲光報(bào)警。

11、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s1中，包括：

12、s1-1、實(shí)時(shí)記錄電子圍欄上各個(gè)接觸點(diǎn)的電流大小的具體過程為：當(dāng)風(fēng)速計(jì)的示數(shù)為0時(shí)，記錄各個(gè)接觸點(diǎn)的電流大小，其中為接觸點(diǎn)數(shù)量；

13、s1-2、將風(fēng)速計(jì)檢測到的各個(gè)大小的風(fēng)速時(shí)，將風(fēng)速按照相同大小間隔劃分成組，分別記錄各組風(fēng)速下接觸點(diǎn)的電流大小、、…、；

14、s1-3、將各組風(fēng)速下接觸點(diǎn)的電流大小減去風(fēng)速計(jì)的示數(shù)為0時(shí)各個(gè)接觸點(diǎn)的電流大小，為各組風(fēng)速下的電流波動(dòng)值，實(shí)時(shí)檢測各個(gè)接觸點(diǎn)的電流大小并計(jì)算電流波動(dòng)值，當(dāng)與某組風(fēng)速下的電流波動(dòng)值接近時(shí)，查詢對(duì)應(yīng)的風(fēng)速大小，為當(dāng)前的風(fēng)速；

15、s1-4、計(jì)算出各個(gè)風(fēng)力所能帶動(dòng)的樹枝重量的具體過程為：樹枝重量，其中為實(shí)際試驗(yàn)測得的風(fēng)速的平方與能帶動(dòng)樹枝重量的換算系數(shù)。

16、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s2中，找到電子圍欄上規(guī)定范圍內(nèi)距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)短路的接觸點(diǎn)坐標(biāo)，兩個(gè)坐標(biāo)之間的距離為物體的最大長度，在兩個(gè)距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)短路的接觸點(diǎn)之間做輪廓線，輪廓線需包圍住所有其他短路的接觸點(diǎn)，輪廓線圍成的面積為物體與電子圍欄接觸面的面積，計(jì)算此物體的重量，其中為樹枝的平均密度系數(shù)，只有當(dāng)時(shí)，當(dāng)前的風(fēng)力才能夠帶動(dòng)此重量的樹枝。

17、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s3中，實(shí)時(shí)記錄各個(gè)接觸點(diǎn)的電流大小，只有當(dāng)各個(gè)接觸點(diǎn)的電流大小分別處于比微幅增大的狀態(tài)，且穩(wěn)定一個(gè)測量周期的時(shí)間內(nèi)不變時(shí)，此時(shí)排除風(fēng)力干擾因素，記錄此時(shí)的接觸點(diǎn)的電流大小，并計(jì)算電流增大的平均幅度，乘以電流微幅增大的持續(xù)時(shí)間，計(jì)算降雨量，其中為降雨量與電流增大幅度的換算系數(shù)，只有當(dāng)降雨量時(shí)，才會(huì)使得樹枝上在當(dāng)前水分浸濕程度下足夠形成導(dǎo)電，為樹枝浸濕程度引起導(dǎo)電的閾值。

18、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s4中，當(dāng)進(jìn)行聲光報(bào)警時(shí)，如果判斷出此時(shí)為下雨天氣，進(jìn)行的聲光報(bào)警分貝大小需要降低進(jìn)行防觸電修正，修正后的報(bào)警分貝，其中為降雨造成的背景噪音大小系數(shù)。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明，通過對(duì)風(fēng)力引起的圍欄本身的震動(dòng)帶來的電流波動(dòng)進(jìn)行檢測，來判斷當(dāng)前的風(fēng)力能帶動(dòng)多重的樹枝，同時(shí)通過對(duì)電子圍欄上的接觸部分覆蓋點(diǎn)距離進(jìn)行檢測，估算是否符合重量范圍，同時(shí)對(duì)雨水造成的電子圍欄上因?yàn)殡x子形成的不穩(wěn)定導(dǎo)電路徑引發(fā)的電流增大幅度和時(shí)間進(jìn)行檢測，來判斷當(dāng)前的雨量是否會(huì)導(dǎo)致樹枝沾有足夠多的水分，以此對(duì)電子圍欄觸碰的是沾有水分的樹枝的概率進(jìn)行計(jì)算，從而決定是否進(jìn)行聲光報(bào)警，此種判斷方式在物體接觸電子圍欄的一瞬間即可進(jìn)行判斷，且無需任何其他傳感或監(jiān)測設(shè)備，成本低且反應(yīng)靈敏。

技術(shù)特征：

1.一種露天礦的脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包括震動(dòng)電流檢測模塊、接觸檢測模塊、電流增大檢測模塊、樹枝判斷模塊，所述震動(dòng)電流檢測模塊用于檢測圍欄因風(fēng)力引起的震動(dòng)所產(chǎn)生的電流波動(dòng)，從而評(píng)估當(dāng)前的風(fēng)力強(qiáng)度，所述接觸檢測模塊監(jiān)測電子圍欄與物體接觸時(shí)的覆蓋點(diǎn)距離，以估算假設(shè)為樹枝時(shí)接觸物體的重量范圍，所述電流增大檢測模塊用于檢測因雨水導(dǎo)致電子圍欄電流增大幅度和持續(xù)時(shí)間，所述樹枝判斷模塊用于計(jì)算沾有水分的樹枝接觸電子圍欄的概率，決定是否進(jìn)行聲光報(bào)警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種露天礦的脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述震動(dòng)電流檢測模塊包括風(fēng)速計(jì)、電流檢測單元、數(shù)據(jù)采集模塊、脈沖電流產(chǎn)生單元、風(fēng)力計(jì)算模塊，所述風(fēng)速計(jì)與數(shù)據(jù)采集模塊電連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊與電流檢測單元電連接，所述脈沖電流產(chǎn)生單元與電流檢測單元電連接，所述風(fēng)速計(jì)用于檢測當(dāng)前的風(fēng)速，所述電流檢測單元用于檢測電子圍欄上各個(gè)接觸點(diǎn)的電流，所述數(shù)據(jù)采集模塊用于將電流數(shù)據(jù)和風(fēng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和傳輸，所述脈沖電流產(chǎn)生單元用于為電子圍欄上的各個(gè)接觸點(diǎn)提供脈沖電流，所述風(fēng)力計(jì)算模塊用于根據(jù)電流波動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算當(dāng)前的風(fēng)力；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種露天礦的脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)的工作方法為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種露天礦的脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述s1中，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種露天礦的脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述s2中，找到電子圍欄上規(guī)定范圍內(nèi)距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)短路的接觸點(diǎn)坐標(biāo)，兩個(gè)坐標(biāo)之間的距離為物體的最大長度，在兩個(gè)距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)短路的接觸點(diǎn)之間做輪廓線，輪廓線需包圍住所有其他短路的接觸點(diǎn)，輪廓線圍成的面積為物體與電子圍欄接觸面的面積，計(jì)算此物體的重量，其中為樹枝的平均密度系數(shù)，只有當(dāng)時(shí)，當(dāng)前的風(fēng)力才能夠帶動(dòng)此重量的樹枝。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種露天礦的脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述s3中，實(shí)時(shí)記錄各個(gè)接觸點(diǎn)的電流大小，只有當(dāng)各個(gè)接觸點(diǎn)的電流大小分別處于比微幅增大的狀態(tài)，且穩(wěn)定一個(gè)測量周期的時(shí)間內(nèi)不變時(shí)，此時(shí)排除風(fēng)力干擾因素，記錄此時(shí)的接觸點(diǎn)的電流大小，并計(jì)算電流增大的平均幅度，乘以電流微幅增大的持續(xù)時(shí)間，計(jì)算降雨量，其中為降雨量與電流增大幅度的換算系數(shù)，只有當(dāng)降雨量時(shí)，才會(huì)使得樹枝上在當(dāng)前水分浸濕程度下足夠形成導(dǎo)電，為樹枝浸濕程度引起導(dǎo)電的閾值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種露天礦的脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述s4中，向電子圍欄進(jìn)行聲光報(bào)警的時(shí)間和大小的計(jì)算方法為：當(dāng)判斷為野生動(dòng)物時(shí)，進(jìn)行的聲光報(bào)警時(shí)間為，根據(jù)s2中的物體與電子圍欄接觸面的面積，進(jìn)行的聲光報(bào)警分貝大小，其中為野生動(dòng)物的體型與報(bào)警分貝的換算系數(shù)，如果仍然沒有變化則進(jìn)行報(bào)警轉(zhuǎn)為人工處理，如果接觸點(diǎn)坐標(biāo)變化，則計(jì)算變化后的短路接觸點(diǎn)數(shù)量，如果數(shù)量減少則不用進(jìn)行聲光報(bào)警，如果數(shù)量增大則施加大小的分貝。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種露天礦的脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述s4中，當(dāng)進(jìn)行聲光報(bào)警時(shí)，如果判斷出此時(shí)為下雨天氣，進(jìn)行的聲光報(bào)警分貝大小需要降低進(jìn)行防觸電修正，修正后的報(bào)警分貝，其中為降雨造成的背景噪音大小系數(shù)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種露天礦的脈沖電子圍欄周界監(jiān)測系統(tǒng)，涉及電子圍欄技術(shù)領(lǐng)域，包括震動(dòng)電流檢測模塊、接觸檢測模塊、電流增大檢測模塊、樹枝判斷模塊，所述震動(dòng)電流檢測模塊用于檢測圍欄因風(fēng)力引起的震動(dòng)所產(chǎn)生的電流波動(dòng)，從而評(píng)估當(dāng)前的風(fēng)力強(qiáng)度，所述接觸檢測模塊監(jiān)測電子圍欄與物體接觸時(shí)的覆蓋點(diǎn)距離，以估算假設(shè)為樹枝時(shí)接觸物體的重量范圍，所述電流增大檢測模塊用于檢測因雨水導(dǎo)致電子圍欄電流增大幅度和持續(xù)時(shí)間，所述樹枝判斷模塊用于計(jì)算沾有水分的樹枝接觸電子圍欄的概率，決定是否進(jìn)行聲光報(bào)警，所述接觸檢測模塊包括位置記錄模塊、面積計(jì)算模塊、重量估算模塊，本發(fā)明，具有測量準(zhǔn)確的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉劍秋,陶洪富,楊博允
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇信寧新型建材有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9