专利名称：一种距离报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及距离监控技术领域，尤其涉及一种距离报警器。
背景技术：
距离报警器，是指根据距离因素确定监控目标所处的危险级别，进而根据危险级别作出相应的报警动作，以防止危险情况的发生或避免危险事态的进一步扩大。距离报警器在社会生活中的应用十分广泛，如应用于电子安防领域，用作防盗报警；或应用于车辆防撞领域，用作车辆的防撞报警；或应用于公共场所危险区域，起到危险警示的作用。目前，大多数的距离报警器均利用声光原理的探测技术，通过发射激光、红外或超声波的方式进行目标探测，再接收监控目标反射的信号，根据发射信号与接收信号的时间差推算监控目标的距离，进行相应的报警。发明人发现，由于激光、红外或超声波的探测方式易受环境因素(天气、光线、温度及监控目标的表面形状等因素)的影响，抗干扰能力弱， 探测精度不高，成本高能耗高，从而降低了距离报警器的实用性。

实用新型内容本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种距离报警器，可对监控区域内的运动目标进行实时或定时探测，获得较为准确的运动目标的运动方向和距离，并能根据运动方向和距离及时输出相应报警信息，且能合理的节约成本，提高实用性。为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种距离报警器，包括壳体，所述壳体内具有容置空间；雷达探测器，封装于所述壳体的容置空间内，用于实时或定时探测距离报警器的监控区域内的运动目标，并获得目标信号；信号处理模块，封装于所述壳体的容置空间内，且与所述雷达探测器相连接，用于对所述雷达探测器获得的目标信号进行分析处理，获得所述运动目标的运动方向及所述运动目标相对于所述距离报警器的距离，根据预设的运动方向和距离与危险等级的逻辑对应关系，确定所述运动目标所处的危险等级，并生成相应的报警控制信号；报警输出模块，封装于所述壳体的容置空间内，且与所述信号处理模块相连接，用于根据所述信号处理模块生成的报警控制信号，输出相应的报警信息。其中，所述雷达探测器为微波雷达传感器；所述微波雷达传感器包括微波雷达天线，所述微波雷达天线为平面微带结构；所述微波雷达传感器采用中心频率为MGHz、频宽为250MHz的频段，经所述微波雷达天线发射微波信号，所述微波信号覆盖的范围形成所述距离报警器的监控区域。其中，所述微波雷达传感器发射的微波信号采用三角波调制信号进行调制；所述微波雷达传感器通过发射的微波信号探测监控区域内的运动目标，获得目标信号，并以同向信号和正交信号的方式输出所述目标信号。其中，所述信号处理模块包括[0016]至少两个滤波器，分别与所述雷达探测器相连接，用于分别对所述雷达探测器输出的同向信号和正交信号进行滤波处理，滤除对所述同向信号和正交信号产生干扰的干扰信号和噪声信号；至少两个放大器，与所述滤波器相连接，用于分别对所述滤波器滤波处理后的同向信号和正交信号进行放大处理；至少两个AD转换器(Analog-to-Digital Conversion，模数转换器)，与所述放大器相连接，用于分别对所述放大器放大处理后的所述同向信号和正交信号进行AD转换，并对转换后的信号进行采样处理，获得采样的数字的同向信号和正交信号；DSP (Digital Signal Processing，数字信号处理)处理器，与所述AD转换器相连接，用于对所述AD转换器得到的数字的同向信号和/或正交信号进行FFT变换，获得所述数字信号的频率谱，并对所述数字信号的频率谱进行分析，提取所述数字信号中的有效信号，根据所述有效信号进行分析计算，得到所述运动目标的运动方向及所述运动目标相对于所述距离报警器的距离，并根据预设的运动方向和距离与危险等级的逻辑对应关系，确定所述运动目标所处的危险等级，并生成相应的报警控制信号。其中，所述信号处理模块还包括方向鉴别器，与所述AD转换器和所述DSP处理器相连接，用于对所述AD转换器得到的数字的同向信号和正交信号进行方向鉴别，获得所述运动目标的运动方向，并向所述DSP处理器输出鉴别结果。 其中，所述报警输出模块包括至少一个PNP型集电极开路输出结构，所述PNP型集电极开路输出结构的输出端根据所述信号处理模块输出的报警控制信号，输出报警信息。其中，所述距离报警器还包括静电防护电路，封装于所述壳体的容置空间内，且与所述报警输出模块相连接，用于对所述距离报警器进行ESD (Electro-Static discharge，静电释放)静电防护。其中，所述距离报警器还包括电源，与所述雷达探测器、所述信号处理模块、所述报警输出模块和所述静电防护电路相连接，用于为所述雷达探测器、所述信号处理模块、所述报警输出模块和所述静电防护电路提供工作电源。其中，所述壳体上设有至少一个散热防水孔。实施本实用新型实施例，具有如下有益效果1、本实用新型实施例采用雷达探测器获取监控区域内的运动目标的目标信号；由于雷达(尤其是微波雷达)的抗干扰能力较强，探测精度较高，因此，由雷达探测器获得的目标信号更为稳定，准确度更高；采用距离报警器内部的信号处理模块对目标信号进行分析处理，得到运动目标的运动方向和距离，由此确定所述运动目标所处的危险等级，然后生成报警控制信号控制报警输出模块输出报警信息；使距离报警器能及时根据距离因素进行相应报警，提高了实用性；2、本实用新型实施例的雷达探测器采用微波雷达天线，该微波雷达天线为平面微带结构，有效缩减了距离报警器的体积，大大降低了能耗，合理的节约了成本；信号处理模块采用高集成、高智能化的处理器，可快速进行信号处理，提高了距离报警器的性能；报警输出模块采用集电极开路输出结构，可根据需要直接在输出端连接各种器件，即可实现距离报警器的扩展，进一步提高了距离报警器的实用性。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型的距离报警器的实施例的结构示意图；图2为图1所示的距离报警器的内部结构示意图；图3为本实用新型的信号处理模块的第一实施例的结构示意图；图4为本实用新型的雷达探测器发射的调制后的微波信号与接收到的回波信号的曲线图；图5为本为本实用新型的信号处理模块的第二实施例的结构示意图；图6为本实用新型的方向鉴别器的实施例的结构示意图；图7为本实用新型的报警输出模块的实施例的结构示意图；图8为本实用新型的距离报警器的应用实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，本实用新型的距离报警器适用于一切需要依靠距离因素进行报警的领域，如适用于电子安防领域，可用作防盗报警；适用于车辆防撞领域，可用作汽车防撞报警；另外，本实用新型的距离报警器还可应用于一些公共场所的危险区域等等。请参见图1，为本实用新型的距离报警器的实施例的结构示意图；所述距离报警器包括壳体1，所述壳体1大致呈方形，其内具有容置空间，所述壳体1上设有至少一个散热防水孔(图中未示出)，该散热防水孔既可辅助所述距离报警器散热，保证所述距离报警器的正常运行，同时又能有效防止外部的水或水蒸汽进入到所述壳体1内，保护所述距离报警器的内部器件不受损坏，延长所述距离报警器的使用寿命。请一并参见图2，为图1所示的距离报警器的内部结构示意图；所述距离报警器还包括雷达探测器10，封装于所述壳体1的容置空间内，用于实时或定时探测所述距离报警器的监控区域内的运动目标，并获得目标信号。优选地，所述雷达探测器10为微波雷达传感器，该微波雷达传感器选用中心频率为MGHz、频宽为250MHz的频段，并采用平面微带结构的微波雷达天线发射微波信号。所述微波雷达传感器以FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave，调频连续波)模式、实时或按预定时间定时进行工作，其发射的微波信号经调制信号调制后，以高频连续波的形式向外发射，发射的微波信号所覆盖的区域构成所述距离报警器的监控区域，当监控区域内出现运动目标时，所述微波信号被所述运动目标反射形成回波信号，所述微波雷达传感器接收所述运动目标反射的回波信号，该回波信号携带了所述运动目标的运动方向信息及所述运动目标相对于所述距离报警器的距离信息；所述微波雷达传感器将接收到的回波信号与自身发射的微波信号进行混频处理，获得目标信号，所述目标信号为携带所述运动目标的运动方向信息及所述运动目标相对于所述距离报警器的距离信息的混频信号，之后， 所述微波雷达传感器以同向和正交两种方式输出所述目标信号。需要说明的是，所述微波雷达传感器以同向方式输出的所述目标信号为同向信号，又称为I信号；所述微波雷达传感器以正交方式输出的所述目标信号为正交信号，又称为Q信号；I、Q两路信号为两路频率幅度相同、方向相差90度的中频差频信号，通过对I、Q 两路信号进行分析处理，可获得所述运动目标的运动方向及所述运动目标相对于所述距离报警器的距离。另外，所述微波雷达传感器的微波雷达天线发射的微波信号可穿透所述壳体1向外辐射，以探测所述距离报警器的监控区域内是否有运动目标侵入。另外，优选地， 所述微波信号的调制信号为三角波调制信号，该调制信号可由信号发生器发出，或由所述距离报警器的信号处理模块20给出。信号处理模块20，封装于所述壳体1的容置空间内，且与所述雷达探测器10相连接，用于对所述雷达探测器10输出的目标信号进行分析处理，获得所述运动目标的运动方向及所述运动目标相对于所述距离报警器的距离；根据预设的运动方向和距离与危险等级的逻辑对应关系，确定所述运动目标所处的危险等级，并生成相应的报警控制信号。请一并参见图3，为本实用新型的信号处理模块20的第一实施例的结构示意图； 所述信号处理模块20包括至少两个滤波器201，分别与所述雷达探测器10相连接，用于对所述雷达探测器 10输出的I信号和Q信号进行滤波处理，滤除对I信号和Q信号产生干扰的干扰信号和噪
声信号。至少两个放大器202，与所述滤波器201相连接，用于分别对所述滤波器201滤波处理后的I信号和Q信号进行放大处理。至少两个AD转换器203，与所述放大器202相连接，用于分别对所述放大器202放大处理后的I信号和Q信号进行AD转换，并对转换后的信号进行采样处理，获得采样的数字的I信号和Q信号。具体实现中，由于所述雷达探测器10输出的为I、Q两路信号，因此，采用至少两个所述滤波器201分别对所述I信号和Q信号进行滤波处理，采用至少两个所述放大器202 分别对所述I信号和Q信号进行放大处理，经所述滤波器201、所述放大器202滤波放大后， 可以得到更清晰的携带所述运动目标的运动方向信息及所述运动目标相对于所述距离报警器的距离信息的I信号和Q信号，该两个更清晰的I信号和Q信号被分别传送至至少两个AD转换器213中进行AD转换；由于所述雷达探测器10采用FMCW工作模式，因此，其探测得到的I信号和Q信号为模拟的连续波信号，所述AD转换器213将模拟的连续波信号转换为数字信号，为了方便对该数字信号进行处理，所述AD转换器213对AD转换后的信号进行采样处理，获得采样的数字信号，即经所述AD转换器213处理后，得到采样后的数字的I 信号和数字的Q信号。DSP处理器204，与所述AD转换器203相连接，用于将所述AD转换器203得到的数字的I信号和/或Q信号进行FFT变换，获得所述数字信号的频率谱，并对所述数字信号的频率谱进行分析，提取所述数字信号中的有效信号，根据所述有效信号进行分析计算，得到所述运动目标的运动方向及所述运动目标相对于所述距离报警器的距离；并根据预设的运动方向和距离与危险等级的逻辑对应关系，确定所述运动目标所处的危险等级，并生成相应的报警控制信号。具体实现中，所述DSP处理器204的具体处理过程为首先，对所述AD转换器 203得到的数字的I信号和Q信号进行相位鉴别，得到所述两路信号的相位差；当所述运动目标靠近所述距离报警器作径向运动时，I信号滞后于Q信号，理论上，I信号依赖滞后于Q信号90度；当所述运动目标远离所述距离报警器作径向运动时，I信号超前于Q信号，理论上，I信号超前于Q信号90度；所述DSP处理器204根据获得的所述I、Q两路信号的相位差，确定I信号超前于Q信号，或者确定I信号滞后于Q信号，从而确定所述运动目标相对于所述距离报警器的运动方向是靠近还是远离。其次，从所述AD转换器203 得到的数字的I信号或Q信号中选择任一信号，并对选择的信号进行FFT变换，将该数字信号从时域转换到频域，然后分析频域上该信号的频率谱，提取出至少两个频率峰值
fdiff_ sp 和 fdiff _down °请一并参见图4，为本实用新型的雷达探测器发射的调制后的微波信号与接收到的回波信号的曲线图；图4中的实线代表发射的调制后的微波信号(；； _)，虚线代表接
收到的回波信号(/_)。代表在三角调制信号的升坡阶段雷达探测器10输出
的信号频率；f销如代表在三角调制信号的降坡阶段雷达探测器10输出的信号频率。
Λτ ^为某一时刻回波信号的频率相较于发射信号的频率的差值，这是由延时效应所产t
的频率差；由于所述雷达探测器10发射的微波信号经三角波调制后，不同时刻向外发射的频率不同，当雷达探测器10某一时刻向外发射出微波信号后，需要经过At时间才能够接收到经所述运动目标反射的回波信号，At即为回波信号相较于发射信号的时间延迟;
即为该At时间所产生的一个差频信号。为多普勒频移，这是由多普勒效应所
产生的频率差；由于所述雷达探测器10发射的调制后的微波信号经所述运动目标反射后形成回波信号返回，这个过程会产生多普勒效应，从而在Y轴(频率轴)上，产生一个多普勒频移。根据距离R与差频/delay的关系
权利要求1.一种距离报警器，其特征在于，包括 壳体，所述壳体内具有容置空间；雷达探测器，封装于所述壳体的容置空间内，用于实时或定时探测距离报警器的监控区域内的运动目标，并获得目标信号；信号处理模块，封装于所述壳体的容置空间内，且与所述雷达探测器相连接，用于对所述雷达探测器获得的目标信号进行分析处理，获得所述运动目标的运动方向及所述运动目标相对于所述距离报警器的距离，根据预设的运动方向和距离与危险等级的逻辑对应关系，确定所述运动目标所处的危险等级，并生成相应的报警控制信号；报警输出模块，封装于所述壳体的容置空间内，且与所述信号处理模块相连接，用于根据所述信号处理模块生成的报警控制信号，输出相应的报警信息。
2.如权利要求1所述的距离报警器，其特征在于 所述雷达探测器为微波雷达传感器；所述微波雷达传感器包括微波雷达天线；所述微波雷达天线为平面微带结构； 所述微波雷达传感器采用中心频率为MGHz、频宽为250MHz的频段，经所述微波雷达天线发射微波信号，所述微波信号覆盖的范围形成所述距离报警器的监控区域。
3.如权利要求2所述的距离报警器，其特征在于所述微波雷达传感器发射的微波信号采用三角波调制信号进行调制； 所述微波雷达传感器通过发射的微波信号探测监控区域内的运动目标，获得目标信号，并以同向信号和正交信号的方式输出所述目标信号。
4.如权利要求3所述的距离报警器，其特征在于，所述信号处理模块包括至少两个滤波器，分别与所述雷达探测器相连接，用于分别对所述雷达探测器输出的同向信号和正交信号进行滤波处理，滤除对所述同向信号和正交信号产生干扰的干扰信号和噪声信号；至少两个放大器，与所述滤波器相连接，用于分别对所述滤波器滤波处理后的同向信号和正交信号进行放大处理；至少两个AD转换器，与所述放大器相连接，用于分别对所述放大器放大处理后的所述同向信号和正交信号进行AD转换，并对转换后的信号进行采样处理，获得采样的数字的同向信号和正交信号；DSP处理器，与所述AD转换器相连接，用于对所述AD转换器得到的数字的同向信号和 /或正交信号进行FFT变换，获得所述数字信号的频率谱，并对所述数字信号的频率谱进行分析，提取所述数字信号中的有效信号，根据所述有效信号进行分析计算，得到所述运动目标的运动方向及所述运动目标相对于所述距离报警器的距离，根据预设的运动方向和距离与危险等级的逻辑对应关系，确定所述运动目标所处的危险等级，并生成相应的报警控制信号。
5.如权利要求4所述的距离报警器，其特征在于，所述信号处理模块还包括 方向鉴别器，与所述AD转换器和所述DSP处理器相连接，用于对所述AD转换器得到的数字的同向信号和正交信号进行方向鉴别，获得所述运动目标的运动方向，并向所述DSP 处理器输出鉴别结果。
6.如权利要求1-5任一项所述的距离报警器，其特征在于所述报警输出模块包括至少一个PNP型集电极开路输出结构，所述PNP型集电极开路输出结构的输出端根据所述信号处理模块输出的报警控制信号，输出报警信息。
7.如权利要求6所述的距离报警器，其特征在于，还包括静电防护电路，封装于所述壳体的容置空间内，且与所述报警输出模块相连接，用于对所述距离报警器进行ESD静电防护。
8.如权利要求7所述的距离报警器，其特征在于，还包括电源，与所述雷达探测器、所述信号处理模块、所述报警输出模块和所述静电防护电路相连接，用于为所述雷达探测器、所述信号处理模块、所述报警输出模块和所述静电防护电路提供工作电源。
9.如权利要求8所述的距离报警器，其特征在于，所述壳体上设有至少一个散热防水孔。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种距离报警器，包括具有容置空间的壳体；雷达探测器，用于实时或定时探测距离报警器的监控区域内的运动目标，并获得目标信号；信号处理模块，用于对所述雷达探测器获得的目标信号进行分析处理，获得所述运动目标的运动方向及所述运动目标相对于所述距离报警器的距离，根据预设的运动方向和距离与危险等级的逻辑对应关系，确定所述运动目标所处的危险等级，并生成相应的报警控制信号；报警输出模块，用于根据所述信号处理模块生成的报警控制信号，输出相应的报警信息。本实用新型可获得监控区域内的运动目标的运动方向和距离，并能根据运动方向和距离及时输出相应报警信息，且能合理的节约成本，提高实用性。
文档编号G01S13/34GK201974522SQ20112002224
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月24日 优先权日2011年1月24日
发明者杜劲, 王钟鸣, 陈勖 申请人:深圳市华儒科技有限公司