CZ28376U1 - Liniový detektor - Google Patents

Description

Technické řešení se týká detekčního zařízení feromagnetických objektů v liniovém uspořádání předurčeného k instalaci v odlehlých částech chráněného perimetru.

Dosavadní stav techniky

Střežení perimetru s sebou přináší velkou četnost falešných detekovaných hrozeb - poplachů, způsobených například běžným pohybem turistů, lesní zvěře apod. To proto, že běžně používané a instalované senzorové systémy reagují nejčastěji na vibrace zemského povrchu (seismické senzory, optické a mikrovlnné zemní kabely), objektem vyzařované infračervené záření (pasivní a aktivní PIR senzory), nebo na principu detekce pohybu v zorných polích kamerových, radiolokačních, mikrovlnných či ultrazvukových systémů.

Z hlediska ochrany před protispolečenským chováním přibývají další selektivní faktory, kdy běžná pěší osoba se může pohybovat v místě perimetru, ale osobu jedoucí na jednostopém vozidle je již možné považovat za hrozbu. Také případy rozlišení, zda osoba již perimetr opouští, nebo naopak do něj teprve vstupuje, jsou často významné. V případě monitorování vzniku černých skládek nebo nedovoleného kácení stromů či těžby minerálů v chráněných oblastech, se po cestách a stezkách mohou pohybovat pěší osoby či cyklisté, ale přítomnost dvoukolového vozíku, ať již tlačeného nebo taženého, motocyklu či motorové čtyřkolky, však již představuje rizikovou situaci.

Možnosti detekce výše uvedených objektů, které se z hlediska své konstrukce vyznačují alespoň částečnými feromagnetickými vlastnostmi (součástkami a díly vyrobených z feromagnetických kovů), lze cíleně detekovat a identifikovat a to i za předpokladu, že detekční senzory jsou skrytě umístěny pod úrovní okolního terénu v místě perimetru. Minimální demaskující příznaky takto pojatého senzoru znemožňují jeho úmyslné vyřazení z činnosti a snižují možnost odhalení. Moderní magneto-induktivní senzory jsou schopné svojí rozlišovací schopností a citlivosti reagovat i na takové změny magnetického pole Země, které jsou způsobené přítomností - pohybem malých feromagnetických objektů.

Navržené metody číslicového zpracování signálů jsou schopny provádět detekci přítomnosti zájmových objektů v reálném čase. Liniové uspořádání magneto-induktivní ch senzorů navíc umožňuje vyhodnotit směr a rychlost pohybu zájmových objektů. Jsou uvažovány dvě základní konfigurace liniového uspořádání magneto-induktivních senzorů. První konfigurace spočívá v použití jedné linie umístěných senzorů, podélně orientované s předpokládaným směrem pohybu zájmového objektu. Druhá konfigurace spočívá v umístění senzorů ve dvou paralelních liniích, příčně orientovaných k předpokládanému směru pohybu zájmového objektu.

Podstata technického řešení

Podstata technického řešení liniového detektoru je založena na konstrukci magneto-induktivního senzoru tvořeného třemi samostatnými magneto-induktivními snímači orientovanými ve třech na sobě kolmých osách citlivosti. Měřené hodnoty magnetické indukce v jednotlivých osách citlivosti jsou dále zpracovávány v připojeném mikrokontroléru. Výsledek zpracování dat mikrokontrolérem je detekce přítomnosti objektu, který je tvořen konstrukčními prvky s feromagnetickými vlastnostmi. Několik samostatně pracujících senzorů, které jsou umístěny v chráněném perimetru v liniovém uspořádání, jsou metalickým vedením připojeny k vyhodnocovací jednotce.

Na základě definovaných vzdáleností mezi jednotlivými senzory a z časových intervalů jednotlivých detekcí přítomnosti zájmového objektu vestavěný mikrokontrolér vyhodnocuje směr pohybu tohoto zájmového objektu podél linie senzorů a provádí odhad jeho rychlosti. Údaje o detekci přítomnosti, směru pohybu a odhadu rychlosti zájmového objektu jsou pak neprodleně předávány do místa vyhodnocení událostí například cestou aktivace připojené proudové smyčky k existujícímu elektronického zabezpečovacímu systému či vysláním textové zprávy prostřednictvím vestavěného modulu globálního systému pro mobilní komunikaci - GSM. Prostřednictvím

-1 CZ 28376 Ul textových zpráv je umožněno uživateli také dálkově zapínat a vypínat liniový detektor, provádět jeho konfiguraci a diagnostikovat stav nabití baterie a zjišťovat další provozní údaje liniového detektoru.

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení je blíže popsáno na připojených výkresech. Na obrázku 1 je uvedeno základní složení a uspořádání liniového detektoru. Na obrázku 2 je uvedeno blokové uspořádání magnetoinduktivního senzoru tvořeného třemi samostatnými magneto-induktivními snímači orientovanými ve třech na sobě kolmých osách citlivosti. Na obrázku 3 je pak uvedeno blokové uspořádání vyhodnocovací jednotky.

Provedení technického řešení

Liniový detektor je tvořen shodnými, v linii rozmístěnými, magneto-induktivními senzory I, které jsou metalickým vedením připojeny k vyhodnocovací jednotce 2, přičemž vzdálenost mezi jednotlivými magneto-induktivními senzory 1 činí jednotky metrů. Uspořádání výše uvedeného liniového detektoru je uvedeno na obrázku 1.

Blokové uspořádání Magneto-induktivního senzoru i je uvedeno na obrázku 2. Každý magnetoinduktivní senzor i provádí detekci přítomnost zájmového objektu samostatně. Magneto-induktivní senzor i je tvořen třemi samostatnými magneto-induktivními snímači 3, které jsou orientovány ve třech na sobě kolmých osách citlivosti. Magneto-induktivní snímače 3 jsou připojeny k řídícímu obvodu 4, který periodicky vyhodnocuje velikost měřené magnetické indukce v každé ose citlivosti a prostřednictvím sériového datového rozhraní je předává na připojený mikrokontrolér 5. V jádru řídícího mikrokontroléru 5 je nainstalován firmware, který realizuje příjem měřených dat z řídícího obvodu 4, ovládá činnost řídícího obvodu 4 a adaptivním algoritmem provádí číslicové zpracování přijímaných dat. Výsledkem číslicového zpracování dat adaptivním algoritmem je detekce přítomnosti zájmového objektu. V případě detekce přítomnosti zájmového objektu řídící mikrokontrolér 5 po krátkou dobu aktivuje bezpotenciálový výstup 6. Bezpotenciálový výstup 6 je veden na odpovídající vstup proudové smyčky 7 vyhodnocovací jednotky 2.

Na obrázku 3 je uvedeno blokové uspořádání vyhodnocovací jednotky 2. Bezpotenciálové výstupy 6 připojených senzorů I jsou připojeny na jednotlivé vstupy převodníků proudová smyčkanapěťová úroveň 7. Výstupy převodníků proudová smyčka-napěťová úroveň 7 jsou vedeny na přerušovací vstupy řídícího mikrokontroléru 8 vyhodnocovací jednotky 2. V jádru řídícího mikrokontroléru 8 je nainstalován firmware, který vyhodnocuje časové okamžiky výskytu detekcí přítomnosti zájmového objektu z magneto-induktivní ch senzorů I. Na základě definovaných vzdáleností mezi v linii rozmístěnými magneto-induktivními senzory 1_ je algoritmem řídícího mikrokontroléru 8 vyhodnocen směr pohybu a odhad rychlosti zájmového objektu. V případě vyhodnocení pohybu zájmového objektu řídící mikrokontrolér 8 aktivuje bezpotenciálový výstup 9 a současně vygeneruje textovou zprávu, která je prostřednictvím modulu 10 GSM předána uživateli.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení může být průmyslově využito ke vzdálenému monitorování pohybu zájmových objektů s cílem včas detekovat možné nežádoucí protispolečenské aktivity jako je například vznik černých skládek, pohyb sportovních motorových vozidel v chráněných přírodních lokalitách či nelegální odvoz vytěženého dřeva.

Claims (5)

1. Liniový detektor, vyznačující se tím, že alespoň tři liniově rozmístěné magneto-induktivní senzory (1) jsou připojeny k vyhodnocovací jednotce (2).

-2CZ 28376 Ul

2. Liniový detektor dle nároku 1, vyznačující se tím, že každý magneto-induktivní senzor (1) obsahuje tři magneto-induktivní snímače (

3), které jsou orientovány ve třech na sobě kolmých osách citlivosti a jsou připojeny k řídícímu obvodu (

4) a že k mikrokontroléru (5) je připojen řídicí obvod (4) a bezpotenciálový výstup (6).

5 3. Liniový detektor dle nároku 2, vyznačující se tím, že bezpotenciálové výstupy (6) připojených senzorů (1) jsou připojeny na vstupy převodníků (7) proudová smyčka-napěťová úroveň, dále že výstupy převodníků (7) proudová smycka-napěťová úroveň jsou vedeny na přerušovací vstupy řídícího mikrokontroléru (8) a že řídící mikrokontrolér (8) je připojen k bezpotenciálnímu výstupu (9) a modulu (10) GSM.