脈沖電子圍欄系統(tǒng)

1、脈沖電子圍欄系統(tǒng)自動化專業(yè)1班李宏指導(dǎo)教師馮明琴周界防盜報警作為安防系統(tǒng)的第一道防范，也是最重要的一道防范，所以周界防盜報警引起越來越多的關(guān)注。智能型周界安防阻擋報警系統(tǒng)簡稱“電子圍欄”，是目前世界上流行的周界防盜報警設(shè)備，它應(yīng)用了世界上最新的報警理念“阻擋為主，報警為輔”。在防護端，采用帶高壓脈沖電的金屬絲形成圍欄，脈沖輸出終端在計算機的控制下輸出高壓脈沖到前端圍欄上，同時監(jiān)聽圍欄上電壓以及電流變化，當(dāng)監(jiān)聽到有警情發(fā)生時，報警輸出端子輸出信號，并與其他系統(tǒng)聯(lián)動。該脈沖圍欄系統(tǒng)已經(jīng)在攀枝花電業(yè)局下屬某變電站安裝調(diào)試成功，在實際中得到了應(yīng)用。電子圍欄，周界安防，智能安防，高壓脈沖目前國內(nèi)所采用的

2、周界安防系統(tǒng)一般有兩種形式，第一種為傳統(tǒng)形式的鐵絲網(wǎng)等網(wǎng)狀鉤狀防護欄，其主要作用防止非法用戶等翻越護欄，但是這種類型的護欄有一個致命的弱點，那就是結(jié)構(gòu)過于簡單，入侵者僅僅使用一些簡單的工具即可在不被察覺的情況下突破護欄，進入防區(qū)，進行破壞盜竊等違法犯罪活動。第二種常見形式為電圍欄，使用220V市電或者高壓電連接護欄，形成防區(qū)，這種形勢雖然比前一種更有效的阻擋非法活動著，但也能使用一些常用工具就能突破防御，又由于護欄帶有對人畜形成生命威脅的高壓電，容易造成誤傷。以上兩種形式的護欄只能起到一定的防護作用，當(dāng)非法者突破護欄的時候，都不能及時的通知保安系統(tǒng)，面對作案手段日益高科技的今天，這種形式的護欄

3、明顯不能滿足防御的需要。面對這樣嚴(yán)峻的安防環(huán)境，需要有一種新型的安防產(chǎn)品，既能達到防護需要，又不會對其他人員造成誤傷，這就是本文將要討論的高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)。電子圍欄最初主要應(yīng)用于畜牧業(yè)。早在七十多年前，澳大利亞就有了“電子圍欄”，不過那是最初的“電子圍欄”，是用于牧場看管牛羊等動物的，當(dāng)牛羊等碰到電子圍欄時會被電擊阻擋而退回，很好地起到“牧羊人”的作用。隨著技術(shù)水平的提高以及人們意識的改變，“電子圍欄”漸漸被引入社會公共安全事業(yè)，被廣泛用于小區(qū)、別墅、工廠、電站等場所。目前所采用的傳統(tǒng)圍欄已經(jīng)不能滿足新世紀(jì)的需要，所以電子圍欄系統(tǒng)就顯現(xiàn)出它的優(yōu)勢。首先電子圍欄給企圖入侵者一種威懾感覺；其次

4、增加了圍墻的高度，使入侵者難以攀越，延長了翻越的時間；如果強行入侵或破壞系統(tǒng)，系統(tǒng)便能發(fā)出報警，而且系統(tǒng)還有報警輸出，1能與其他的安防系統(tǒng)聯(lián)動，提高了系統(tǒng)的安全防范等級；智能顯示窗可以顯示出系統(tǒng)運行的情況，這是目前國內(nèi)最領(lǐng)先的技術(shù)。四大功能又有機地結(jié)合在一起，因此可以大大降低案發(fā)率和誤報率。攀枝花電業(yè)局下屬某變電站，現(xiàn)在都是采用傳統(tǒng)防護護欄，考慮安全因素等原因，將變電站圍墻安防系統(tǒng)更換為高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)，本文將有針對性的對整個工程提供一個完整的系統(tǒng)的解決方案，以一個實際案例說明高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)的原理以及應(yīng)用。電子圍欄系統(tǒng)，就是在非出入通道的周邊區(qū)域設(shè)置脈沖電子圍欄探測器，形成一道電子圍

5、墻進行防范和管理。電子圍欄系統(tǒng)是第一道防線，也是最重要的一道防線。擔(dān)負(fù)著安全與保衛(wèi)工作。當(dāng)有人非法翻越圍墻或破壞，探測器可立即將警情傳送到管理中心，管理中心對報警信號進行接收和處理，電腦上跳出的電子地圖上顯示出入侵區(qū)域；同時，外接的聲光報警器開始報警，與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，監(jiān)控屏幕上跳出入侵區(qū)域的現(xiàn)場實時畫面;中心值班人員通知巡邏中的保安人員立刻趕往現(xiàn)場處理。保安人員在現(xiàn)場處理完畢后，對報警主機及探測器的報警狀態(tài)進行恢復(fù)?，F(xiàn)場報警同時也能警號報警，提醒附近職工注意，協(xié)助保安人員。系統(tǒng)輸出為5000V-8000V之間的低頻脈沖信號(該脈沖信號每秒1次，空度比1/10),通過高壓絕緣導(dǎo)線施加于前端圍欄的

6、始端。脈沖信號沿著電子圍欄的導(dǎo)線由始端傳向終端。再通過高壓絕緣導(dǎo)線施加到機器的高壓輸入端。前端設(shè)備主要是電子圍欄，電子圍欄系統(tǒng)是一種“有形”的報警系統(tǒng)，實實在在地給人一種威懾感覺，使入侵者增加一種心理壓力，從而把報警系統(tǒng)和警戒系統(tǒng)有機地結(jié)合起來，達到以防為主，防報結(jié)合的目的。電子脈沖每分鐘60次掃描電子墻的每一根導(dǎo)線，每個脈沖峰值有5-8千伏，使入侵者難以攀越。另外本系統(tǒng)如遇斷路、短路或失電，系統(tǒng)都會發(fā)出報警信號。還可以與任何報警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使用，便于提高防范等級。圖1脈沖主機和前端圍欄連接示意圖系統(tǒng)可以分別輸出脈沖主機和前端圍欄兩組報警信號，方便系統(tǒng)報警時用戶及時檢查出2報警原因。將防范區(qū)域進行

7、合理劃分，盡可能做到報警時準(zhǔn)確定位，每個區(qū)域防范范圍控制在人眼可視視野內(nèi)。周界防區(qū)無死角、無盲區(qū)。為減少系統(tǒng)的管線敷設(shè)，避免中心/前端管線繁多、雜亂，不利于后期的管理維護等問題，采用總線傳輸方式。前端探測器均通過總線式報警輸入模塊接入周界報警系統(tǒng)總線，在控制中心通過總線制報警接收設(shè)備、系統(tǒng)管理計算機及管理軟件對報警信號進行接收和處理，并外接聲光報警器，在報警時實現(xiàn)聲光提示和電腦顯示。圍欄控制器與計算機開路檢測計算機前端圍欄通信模塊短路檢測脈沖輸出電子地圖其他系統(tǒng)警情判斷聲光報警器通信總線聯(lián)動信號輸出報警輸出繼電器裝置圖2脈沖電子圍欄系統(tǒng)硬件原理圖在前端圍欄的某處發(fā)生短路或斷路，報警設(shè)備會發(fā)出報

8、警。在主機220V電源或電池能量不足時，報警設(shè)備也會發(fā)出報警。為了消除由于動物、植物、人等的偶然觸及電子圍欄引起的虛假報警，在主機中的檢測電路，設(shè)定在4個脈沖信號作用連續(xù)不正常時才確認(rèn)輸出報警。當(dāng)系統(tǒng)主機接通電源的時候，合上主機開關(guān)，系統(tǒng)初始化，電源指示燈被點亮，就表示開始正常工作了。主機循環(huán)的掃描工作狀態(tài)，每一秒鐘一個循環(huán)。當(dāng)檢測到主機外接電源斷路時，將電源切換到備用電源UPS上，并發(fā)出報警聲，通知相關(guān)人員檢查外接電源情況。內(nèi)接1AH電池組能夠提供給主機4小時正常工作，給電源檢修提供了時間，也能在停電的時候提供正常的保護報警功能。由于輸出的兩組線路上所帶的電壓有所差別，當(dāng)兩組電網(wǎng)發(fā)生短路的時

9、候，主機會在下一個掃描周期顯示出圍欄有異常情況，同時報警狀態(tài)等開始閃爍，但并不會輸出報警信號，因為為了防止一些意外情況，比如飛鳥等落在電網(wǎng)上造成短暫的短路，當(dāng)檢測到此信號后3秒鐘內(nèi)信號消失，則系統(tǒng)繼續(xù)正常運行，如果3秒鐘以后此信號依然存在，主機將輸出報警信號，拉響報警器，并與其他系統(tǒng)聯(lián)動。同理，當(dāng)檢測到斷路（由于某些原因造成電網(wǎng)被接地等，將視為斷路）的時候也如上之過程。3開始系統(tǒng)初始化是是否掉電否是是否短路否是否是否開路否是否被入侵是入侵報警輸出主機報警輸出結(jié)束圖3系統(tǒng)流程圖圍欄設(shè)計必須遵循一定的電氣安全標(biāo)準(zhǔn)，由于圍欄系統(tǒng)帶有高壓脈沖電，需要到公安部門備案才能進行安裝。表1安全距離架空電力線與

10、電子圍欄的與電子圍欄的電壓等級（KV）最小水平距離（m）最小垂直距離（m）10及以下3235-1105322074330854符合國際安全標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)出現(xiàn)警情時，會關(guān)閉脈沖發(fā)生器裝置，因此不會造成人身傷亡。電子圍欄與公用道路邊沿的水平距離應(yīng)大于5m（墻頂式電子圍欄例外）。電子圍欄帶脈沖高壓，當(dāng)接觸處接觸不良時，或物體接近帶電導(dǎo)體時，會發(fā)生微弱的電火花。因此，電子圍欄應(yīng)架設(shè)在無可燃?xì)怏w，無可燃液體的場合；或者按照有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求，保持足夠的安全距離；或者采取保護性安全隔離措施主機的一些性能指標(biāo)，工作壞境如下。（1）供電電源AC220V，+10%10%，50Hz，5W（2）輸出特性脈沖幅度：

11、8000V脈沖持續(xù)時間：?0.1S每個脈沖最大電量：2.5mc（毫庫倫）每個脈沖最大能量：5.0J（焦耳）脈沖電流峰值：10A輸出超過300mA勺持續(xù)時間：？1.5ms（3）使用環(huán)境溫度：10+55?相對濕度?95%（4）安全要求絕緣電阻：電源插頭與外殼裸露金屬部件之間的絕緣電阻，正常條件下不小于1003抗電強度：電源插頭與外殼裸露金屬部件之間應(yīng)能承受50Hz交流電壓1.5KV的抗電強度試驗。泄露電流：5mA（交流、峰值）。接警主機帶有報警聯(lián)動輸出端，提供純開關(guān)量信號，通過信號線接入報警主機，連接聯(lián)網(wǎng)解碼器，接入監(jiān)控系統(tǒng)主機即可實現(xiàn)連動。在發(fā)生報警時，中心在接收到報警信號后聯(lián)動報警提示發(fā)生器；

12、同時，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)將自動在控制中心顯示屏上彈出報警現(xiàn)場的畫面，并自動進行存儲；同時，及時將警情通報相關(guān)人員。接警主機帶有報警聯(lián)動輸出端，中心在接收到報警信號后聯(lián)動報警提示發(fā)生器，將提示出發(fā)生報警的位置；同時，在監(jiān)視中心小區(qū)周界電子地圖上顯示出發(fā)生報警的防區(qū)周界；同時，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)將自動在控制中心顯示屏上彈出報警現(xiàn)場的畫面，并自動進行存儲；同時，報警電話撥號器可以撥打指定的手機或固定電話，及時將警情通報相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。5門衛(wèi)室安裝如下電子圍欄控制軟件，功能如下：(1)通過電腦控制軟件可以對電子圍欄系統(tǒng)進行分區(qū)控制，可以分成60個防區(qū)。(2)遠(yuǎn)程對每個防區(qū)進行布防/撤防。(3)遠(yuǎn)程對每個防區(qū)進行

13、轉(zhuǎn)換(4)某個防區(qū)報警可以在電腦屏幕上直接顯示。(5)可以設(shè)置管理員于操作員多重密碼。(6)調(diào)節(jié)每個防區(qū)報警靈敏度及相關(guān)技術(shù)參數(shù)。圖4電子地圖設(shè)置變電站高壓脈沖電子圍欄系統(tǒng)經(jīng)過一十三天的緊張施工，基本完成，進入收尾驗收階段。驗收方對整個工程進行驗收。主要驗收標(biāo)準(zhǔn)：(1)外觀外觀是第一印象，要求美觀大方又不失功能性。(2)功能做開路、短路、斷電試驗短路：用金屬線短接兩個負(fù)極或兩個正極，過約四秒鐘，主機發(fā)出蜂鳴報警，撤銷短路情況機器恢復(fù)正常。開路：任意拔掉接線柱上的一根絕緣線，過約四秒鐘，主機發(fā)出蜂鳴報警，脈沖聲音消失，撤銷開路情況機器恢復(fù)正常掉電：拔掉220V電源插頭，主機發(fā)出蜂鳴報警，此時如果

14、選用蓄電池可由蓄電池單獨供電。表2測試數(shù)據(jù)測試點一測試點二測試點三參數(shù)項目第一組第二組第一組第二組第一組第二組電壓kv6.006.705.986.705.996.67電流A5.005.005.005.005.005.006在系統(tǒng)運行狀態(tài)測試線路各項參數(shù)。注：電流為測試瞬間最大電流，并不是電網(wǎng)實際有效電流值，電網(wǎng)電流大于300mA勺脈寬很窄（？1.5ms）,持續(xù)時間短不會對人體造成傷害。本設(shè)計詳細(xì)介紹了脈沖電子圍欄系統(tǒng)的整個設(shè)計過程。設(shè)計的脈沖電子圍欄系統(tǒng)對變電站的安全防護有了很大的改觀。電子圍欄主要具有以下幾種功能：（ 1）威懾功能（ 2）阻擋功能（ 3）報警輸出（ 4）智能顯示功能首先給企圖

15、入侵者一種威懾感覺；其次增加了圍墻的高度，使入侵者難以攀越，延長了翻越的時間；如果強行入侵或破壞系統(tǒng)，系統(tǒng)便能發(fā)出報警，而且系統(tǒng)還有報警輸出，能與其他的安防系統(tǒng)聯(lián)動，提高了系統(tǒng)的安全防范等級；智能顯示窗可以顯示出系統(tǒng)運行的情況，這是目前國內(nèi)最領(lǐng)先的技術(shù)。四大功能又有機地結(jié)合在一起，因此可以大大降低案發(fā)率和誤報率。主要用于周界安全防范?？蛇m用于工礦企業(yè)、倉庫、變電站、停車場、養(yǎng)殖場、機場、監(jiān)獄、農(nóng)場、軍事設(shè)施、住宅小區(qū)等等。先進的技術(shù)以及人性化的設(shè)計展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。1 于英民，孫全，莫偉.計算機接口技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社，1996.2 譚思亮，鄒超群等.VisualC+串口通信工程開

16、發(fā)實例導(dǎo)航.北京：人民郵電出版社，20033 高一峰,劉萬軍.基于串并口技術(shù)的圍墻安防報警系統(tǒng)設(shè)計.北京：中國學(xué)術(shù)期刊雜志社，20054 缐崴，孫先仿.攝像機運動參數(shù)估計中的8點算法及其改進J微計算機信息2005,8:99-1005 KenArnold,EmbeddedControllerHardwareDesigne,USA,LLHTechnologyPublishingPulseElectronicFencesSystemLiHongInstructor:FengMingqinAbstractAnti-theftperimeteralarmsystemasasecurityguardaga

17、instthefirstandmost7importantonetoprevent,anti-theftperimeteralarmcausedmoreandmoreattention.Intelligentperimetersecuritybarrieralarmsystemreferredtoas"electronicfence",iscurrentlytheworld'spopularanti-theftperimeteralarmequipment,applicationoftheworld'slatestreportidea"ofthemainblock,supplementedbythepolice."Intheprotectiveend,withahigh-pressureelectricpulseofametalwirefence,pulseoutputinthecomputerterminalsunderthecontrolofexportsofhigh-voltagepulsetothefrontfence,thefenceatthesametimeeavesdroppingonthevoltageandcurrentchanges,whenlisteningtoapoliceint