專利名稱：管道運(yùn)輸防盜預(yù)警方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管道運(yùn)輸防盜領(lǐng)域，更確切地說(shuō)，涉及一種對(duì)管道運(yùn)輸中可能 存在的盜竊行為進(jìn)行監(jiān)控并發(fā)送相關(guān)報(bào)警信息的防盜預(yù)警方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)于對(duì)管道運(yùn)輸中可能存在的盜竊行為進(jìn)行監(jiān)控，現(xiàn)有技術(shù)一般均 使用聲音監(jiān)控。因?yàn)?，通過(guò)在管道上打孔等方式實(shí)施盜竊過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定 頻率和強(qiáng)度的聲音信號(hào)，通過(guò)對(duì)管道周遭的音信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和判斷，即可監(jiān)控 是否有盜竊行為發(fā)生。
如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N01120311,名為"輸油氣管道防盜報(bào)警系統(tǒng)及其報(bào) 警方法"的發(fā)明專利公開了一種由一個(gè)中心主站和若干個(gè)終端分站構(gòu)成的防盜 報(bào)警系統(tǒng)，其中終端分站包括拾音系統(tǒng)、放大器系統(tǒng)、A/D變換器系統(tǒng)、智能 管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)；申請(qǐng)?zhí)枮?00320100537.2，名為"輸油、氣管道防 盜預(yù)警裝置"的實(shí)用新型專利公開了一種包括聲波傳感器、分站信號(hào)處理系統(tǒng)、 主站控制臺(tái)以及一供電系統(tǒng)的系統(tǒng)，其中分站信號(hào)處理系統(tǒng)由DSP實(shí)現(xiàn)。
上述現(xiàn)有技術(shù)中，均僅簡(jiǎn)單地對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由于自然界存在各種 噪聲，對(duì)監(jiān)測(cè)造成相當(dāng)大的干擾，而現(xiàn)有技術(shù)缺乏有效的分析手段對(duì)噪聲信號(hào) 進(jìn)行處理，因此容易產(chǎn)生誤報(bào)警或漏報(bào)。并且各個(gè)分站的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜， 成本高昂，限制了分站的設(shè)置數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)的輸油氣運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信號(hào)來(lái) 源單一，可靠性差及抗干擾能力不強(qiáng)的缺點(diǎn)，提供一套可靠性高且筒單易行的 管道運(yùn)輸防盜預(yù)警方法及系統(tǒng)。
本發(fā)明提供的運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括主控臺(tái)以及與主控臺(tái)進(jìn)行通信 連接的至少一個(gè)分站和至少一個(gè)報(bào)警接收端，其特征在于，所述分站包括
信號(hào)采集模塊，其包括聲波傳感器和振動(dòng)傳感器，用于對(duì)運(yùn)輸管道周遭的
聲音和振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并生成傳感信號(hào)；
信號(hào)處理模塊，用于對(duì)來(lái)自所述信號(hào)采集模塊的傳感信號(hào)進(jìn)行處理并產(chǎn)生 監(jiān)測(cè)信號(hào)輸出；
報(bào)警信息發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述監(jiān)測(cè)信號(hào)向所述主控臺(tái)發(fā)送分站報(bào)警信
息；
直流電源，用于為所述信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊和報(bào)警信息發(fā)送模塊 提供電力供應(yīng)。
本發(fā)明的運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)方法包括
Sl)各個(gè)分站各個(gè)檢測(cè)運(yùn)輸管道周遭的聲音和振動(dòng)信號(hào)，并生成包括聲音 信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)在內(nèi)的傳感信號(hào)；
S2 )各個(gè)分站對(duì)其傳感信號(hào)進(jìn)行處理并產(chǎn)生監(jiān)測(cè)信號(hào)輸出；
53) 各個(gè)分站對(duì)所述監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)判斷為有盜竊行為發(fā)生時(shí)，向 主控臺(tái)發(fā)送分站報(bào)警信息；之后回到步驟S1;
54) 所述主控臺(tái)接收所述分站報(bào)警信息并對(duì)其進(jìn)行處理，并向報(bào)警接收端 發(fā)送綜合報(bào)警信息。
其中，較佳地，步驟S2包括分別判斷聲音信號(hào)和傳感信號(hào)是否為盜竊信 號(hào)，只有當(dāng)二者均判斷為盜竊信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生表示"有盜竊行為，，的監(jiān)測(cè)信號(hào)， 其它情況產(chǎn)生表示"無(wú)盜竊行為"的監(jiān)測(cè)信號(hào)。
較佳地，所述判斷聲音信號(hào)為盜竊信號(hào)的方法為對(duì)所述聲音信號(hào)進(jìn)行放 大和帶通濾波形成初級(jí)聲音信號(hào)；對(duì)所述初級(jí)聲音信號(hào)幅值進(jìn)行采樣并對(duì)采樣 值進(jìn)行判斷，根據(jù)所述采樣值所在的取值區(qū)間對(duì)所述初級(jí)聲音信號(hào)進(jìn)行二次增 益；將二次增益后的聲音信號(hào)與一預(yù)定閾值進(jìn)行比較，大于該閾值則判斷為盜 竊信號(hào)；反之，判斷為非盜竊信號(hào)；
所述判斷振動(dòng)信號(hào)為盜竊信號(hào)的方法為將所述振動(dòng)信號(hào)與一預(yù)定閾值進(jìn) 行比較，大于該閾值則判斷為盜竊信號(hào)；反之，判斷為非盜竊信號(hào)。
本發(fā)明的有益效果在于由于各個(gè)分站采用了聲音和振動(dòng)信號(hào)的雙重檢測(cè)， 故提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確度，降低了自然界的干擾可能造成的誤檢和漏檢。且本發(fā) 明的聲音信號(hào)判斷處理方法中根據(jù)聲音信號(hào)幅值采樣二次增益，更有效地克服 不同距離的聲音信號(hào)的幅值衰減度不同的問(wèn)題。并且，本發(fā)明的分站設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單工作穩(wěn)定，主控臺(tái)、分站之間通過(guò)GSM通信模塊通信，建站和維護(hù)方便，
適于和利于大規(guī)模大范圍多點(diǎn)布置。


圖1是運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分站模塊示意圖3是本發(fā)明的信號(hào)采集模塊和信號(hào)處理模塊一實(shí)施例電路模塊示意圖4是本發(fā)明的信號(hào)采集模塊和信號(hào)處理模塊另 一實(shí)施例電路模塊示意圖5本發(fā)明的運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的報(bào)警信息發(fā)送的模塊的結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明的運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總控臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖7是本發(fā)明運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)方法的流程示意圖8是本發(fā)明運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)方法中聲音幅值信號(hào)處理的流程示意圖,；
圖9是本發(fā)明運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)方法中，報(bào)警信息發(fā)送步驟的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 圖1是運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。由于石油、天然氣等運(yùn) 輸管道通常分布范圍廣泛、分散，需監(jiān)測(cè)范圍大，因此，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般由主控 臺(tái)100和分站200組成。各個(gè)分站分布于管道沿線附近，對(duì)管道周遭情況進(jìn)行 監(jiān)控，分站和主控臺(tái)之間通過(guò)無(wú)線通信方式進(jìn)行通信連接，傳輸控制和報(bào)警信 息。而主控臺(tái)對(duì)來(lái)自分站的信息進(jìn)行處理，當(dāng)有分站報(bào)警信息時(shí)，對(duì)信息的來(lái) 源進(jìn)行判斷，并形成包括盜竊時(shí)間、地點(diǎn)等信息在內(nèi)的綜合報(bào)警信息，并將該 綜合報(bào)警信息發(fā)送到報(bào)警接收端，以向值班監(jiān)控人員進(jìn)行即時(shí)通報(bào)。其中，所 述報(bào)警接收端可以是固定接收端400,例如值班室的監(jiān)控終端，或者移動(dòng)接收端 300,例如佩戴在巡邏人員身上的移動(dòng)終端或者其它移動(dòng)接收裝置以便于即時(shí)接 收?qǐng)?bào)警信號(hào)。
圖2是本發(fā)明的運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分站模塊示意圖，從圖中可見， 每個(gè)分站包括信號(hào)采集模塊210，信號(hào)處理模塊220,報(bào)警信息發(fā)送模塊230和 直流電源240。其中，信號(hào)采集模塊210包括聲波傳感器211和振動(dòng)傳感器212, 用于對(duì)運(yùn)輸管道周遭的聲音和振動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)，并生成包括聲音信號(hào)和振動(dòng) 信號(hào)在內(nèi)的傳感信號(hào)；信號(hào)處理模塊220用于對(duì)來(lái)自所述信號(hào)采集模塊的傳感 信號(hào)進(jìn)行處理并產(chǎn)生監(jiān)測(cè)信號(hào)輸出；報(bào)警信息發(fā)送模塊230用于根據(jù)所述監(jiān)測(cè)
信號(hào)向所述主控臺(tái)發(fā)送分站報(bào)警信息；直流電源240用于為所述信號(hào)采集模塊、 信號(hào)處理模塊和報(bào)警信息發(fā)送模塊提供電力供應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，聲波傳感器211可采用駐極體電容式傳 聲器，其較靈敏，安裝在管道上可以收到一公里以內(nèi)人為在管道上的電鉆的聲 音信號(hào)，并把聲信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)；振動(dòng)傳感器212可采用具有邏輯輸出的振 動(dòng)傳感器，其可以檢測(cè)到一公里以內(nèi)的振動(dòng)信號(hào)，并輸出直流電壓信號(hào)，經(jīng)外 部元件電流放大后，即可驅(qū)動(dòng)報(bào)警器或繼電器，并受內(nèi)部定時(shí)器控制，具有報(bào) 警一段時(shí)間后自動(dòng)復(fù)位的功能。
其中，直流電源用于為分站的各個(gè)模塊提供電力供應(yīng)，其可以為能提供相 應(yīng)功率和電壓輸出的任何現(xiàn)有供電電源，包括但不局限于太陽(yáng)能電池、酸鉛蓄 電池、連接到交流電源的變壓.裝置等。但是考慮到運(yùn)輸管道的分布較廣，經(jīng)常 會(huì)穿越無(wú)人區(qū)；埋設(shè)深度，交流電源引線困難和漏電防護(hù)等問(wèn)題，以及監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)必須持續(xù)全天候工作以及盜竊行為多發(fā)于夜間等各種因素， 一種優(yōu)選的實(shí)施
方式是通過(guò)蓄電池和電壓轉(zhuǎn)換器構(gòu)成直流電源，這樣構(gòu)成的電源工作穩(wěn)定，連 續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)。
圖3是本發(fā)明的信號(hào)采集模塊和信號(hào)處理模塊一實(shí)施例電路模塊示意圖。 其中，所述信號(hào)處理模塊220包括依次連接的放大電路221、帶通濾波電路222、 電壓比較電路227和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路226,所述聲波傳感器211的輸出端連接到 所述^t大電路221的輸入端，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路226的一個(gè)輸入端連接到所 述電壓比較電路227的輸出端，其另一個(gè)輸入端連接到所述振動(dòng)傳感器212的 輸出端，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸出信號(hào)Vout作為監(jiān)測(cè)信號(hào)輸出。
當(dāng)聲波傳感器211檢測(cè)到疑似盜竊信號(hào)時(shí)，傳感器的輸出將經(jīng)過(guò)頻率判別 和幅度判別兩級(jí)處理而最終得到判定結(jié)果。即聲波傳感器211輸出信號(hào)先經(jīng)放 大電路221進(jìn)行初級(jí)放大，以利后續(xù)的信號(hào)檢測(cè)和處理，然后經(jīng)帶通濾波電路 222以判斷其頻率是否符合盜竊信號(hào)的頻率范圍fs,最后，再將濾波輸出的信號(hào) 幅值與一預(yù)定閾值進(jìn)行比較，以判定信號(hào)幅度是否達(dá)到盜竊信號(hào)的幅值Vs，若 超過(guò)則輸出一真值邏輯信號(hào)到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的一個(gè)輸入端；而振動(dòng)傳感器主要 是用于感測(cè)振動(dòng)的有無(wú)，當(dāng)感測(cè)到振動(dòng)時(shí)輸出一真值邏輯信號(hào)到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 的另一輸入端；所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路相當(dāng)于對(duì)上述二邏輯信號(hào)進(jìn)行"邏輯與" 操作，即只有二者均為真值，也就是說(shuō)聲波傳感器和振動(dòng)傳感器的信號(hào)均判斷
為有盜竊信號(hào)時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路才輸出表示有盜竊行為發(fā)生的信號(hào)，否則為
無(wú)盜竊行為發(fā)生。
其中，所述頻率范圍fs根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)盜竊行為的分析而確定，而幅值Vs 則根據(jù)放大電路221的放大倍數(shù)和對(duì)于盜竊行為的分析而綜合確定。尤其是由 于聲音信號(hào)在傳播過(guò)程中的衰減，因此，發(fā)生在距離聲波傳感器不同位置的盜 竊行為的聲波信號(hào)感測(cè)值將有差別，這使得單一的閾值容易漏報(bào)或誤報(bào)。為了 克服這一缺陷，本發(fā)明提供了一種帶二次增益的比較電路的較佳實(shí)施方式。
請(qǐng)參閱圖4,其是本發(fā)明的信號(hào)采集模塊和信號(hào)處理模塊另一實(shí)施例電路模 塊示意圖。圖4與圖3的區(qū)別在于，所述電壓比較電路227包括A/D采樣電路 223、控制器一 224和換檔電路225,其中，所述A/D釆樣電路和所述換檔電路 的輸入端均連接到所述帶通濾波電路的輸出端，所述A/D釆樣電路的輸出端連 接到所述控制器一，所述控制.器一還連接到所述換檔電路，根據(jù)所述A/D采樣 電路的采樣值控制所述換檔電路的工作狀態(tài)，即二次增益的增益范圍，所述換 檔電路的輸出為所述電壓比較電路的輸出。例如，換擋電路的核心器件可選為 模擬開關(guān)芯片CD4051,不同的檔位對(duì)應(yīng)不同的放大倍數(shù)。
圖5本發(fā)明的運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的報(bào)警信息發(fā)送模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。 所述報(bào)警信息發(fā)送模塊包括控制器二231、與之進(jìn)行通信連接的GSM模塊232 和連接到所述GSM模塊232的SIM卡233,其中所述控制器二接收來(lái)自所述信 號(hào)處理模塊的監(jiān)測(cè)信號(hào)并據(jù)以控制GSM模塊發(fā)送分站報(bào)警信息。
所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路226的輸出Vout連接到控制器二 231,控制器2根據(jù) Vout的電平高低來(lái)判斷是否需發(fā)送報(bào)警信息，需要?jiǎng)t控制GSM模塊232進(jìn)行發(fā) 送。才艮據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，GSM模塊232可用Siemens公司的TC35系列模 塊實(shí)現(xiàn)，如TC35i,顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解任何能夠?qū)崿F(xiàn)基于GSM網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行無(wú)線通信的集成電路模塊均可應(yīng)用于此。并且該等模塊的外圍電路設(shè)計(jì)在 現(xiàn)有技術(shù)中有廣泛成熟的使用，在此不再贅述。
圖6是本發(fā)明的運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總控臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可 見，所述主控臺(tái)包括一計(jì)算機(jī)主機(jī)120和與之連接的GSM調(diào)制解調(diào)器110，其 中，所述GSM調(diào)制解調(diào)器110用于接收分站報(bào)警信息并傳送給計(jì)算機(jī)主機(jī)120， 所述計(jì)算機(jī)主機(jī)120用于進(jìn)行報(bào)警信息處理并將所得的綜合報(bào)警信息以有線和/ 或無(wú)線方式傳送到所述報(bào)警接收端。
同時(shí)，要說(shuō)明的是，所述GSM通信模塊的作用在于通過(guò)現(xiàn)有無(wú)限通信網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，從而節(jié)約單獨(dú)構(gòu)建通信線路的成本和提高通信可靠性，因
此，能實(shí)現(xiàn)該目的的，利用其它現(xiàn)有無(wú)線通信技術(shù)的無(wú)線通信模塊亦可應(yīng)用于
此，并不僅限于GSM， CDMA和衛(wèi)星通信亦可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。此時(shí)，所述主
控臺(tái)的也使用相應(yīng)的CDMA或衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)模塊。由于GSM網(wǎng)絡(luò)是目前
應(yīng)用覆蓋范圍最廣、信號(hào)強(qiáng)度最佳的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)之一，故而作為優(yōu)選實(shí)施例
例舉于此，并且以短信(SMS)業(yè)務(wù)作為信息傳送載體。
下面結(jié)合圖7-9對(duì)本發(fā)明運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)
明。其中，圖7是本發(fā)明運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)方法的流程示意圖；圖8是本發(fā)明
運(yùn)輸管道防盜監(jiān)測(cè)方法中聲音幅值信號(hào)處理的流程示意圖；圖9是本發(fā)明運(yùn)輸
管道防盜監(jiān)測(cè)方法中，報(bào)警信息發(fā)送步驟的流程示意圖。
從圖7可見，本發(fā)明管道運(yùn)輸防盜預(yù)警方法包括以下步驟
S10)各個(gè)分站檢測(cè)運(yùn)輸管道周遭的聲音和振動(dòng)信號(hào)，并生成包括聲音信號(hào)
和振動(dòng)信號(hào)在內(nèi)的傳感信號(hào)；
S20)各個(gè)分站對(duì)其傳感信號(hào)進(jìn)行處理并產(chǎn)生監(jiān)測(cè)信號(hào)輸出；
S30)各個(gè)分站對(duì)所述監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)判斷為有盜竊行為發(fā)生時(shí)，向
主控臺(tái)發(fā)送分站報(bào)警信息；之后回到步驟S1;
S40)所述主控臺(tái)接收所述報(bào)警信息并對(duì)其進(jìn)行處理，并向報(bào)警接收端發(fā)送
綜合報(bào)警信息。
其中，步驟S20包括分別判斷聲音信號(hào)和傳感信號(hào)是否為盜竊信號(hào)，只有 當(dāng)二者均判斷為盜竊信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生表示"有盜竊行為"的監(jiān)測(cè)信號(hào)，其它情況 產(chǎn)生表示"無(wú)盜竊行為"的監(jiān)測(cè)信號(hào)。根據(jù)上述圖3、圖4所示的較佳實(shí)施例， 對(duì)對(duì)聲音和振動(dòng)信號(hào)的信息融合是通過(guò)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，顯然任何可實(shí) 現(xiàn)此邏輯功能的分立或集成電路均可應(yīng)用于此，例如，當(dāng)以高電平表示"盜竊 信號(hào)"時(shí)，任何類型的"邏輯與"電路均可用于實(shí)現(xiàn)該信息融合功能。其中， 所述判斷聲音信號(hào)為盜竊信號(hào)的方法如圖8所示獲取傳感器聲音信號(hào)并對(duì)所 述聲音信號(hào)進(jìn)行放大和帶通濾波形成初級(jí)聲音信號(hào)；對(duì)所述初級(jí)聲音信號(hào)幅值 進(jìn)行A/D采樣并對(duì)采樣值進(jìn)行判斷，根據(jù)所述采樣值所在的取值區(qū)間對(duì)所述初 級(jí)聲音信號(hào)進(jìn)行二次增益；將二次增益后的聲音信號(hào)與一預(yù)定閾值進(jìn)行比較， 大于該閾值則判斷為盜竊信號(hào)；反之，判斷為非盜竊信號(hào)；所述判斷振動(dòng)信號(hào) 為盜竊信號(hào)的方法為將所述振動(dòng)信號(hào)與一預(yù)定閾值進(jìn)行比較，大于該閾值則 判斷為盜竊信號(hào)；反之，判斷為非盜竊信號(hào)。
圖8中，對(duì)所述初級(jí)聲音信號(hào)進(jìn)行二次增益是根據(jù)初級(jí)聲音信號(hào)幅值分"檔，，
進(jìn)行，不同"換檔"操作對(duì)應(yīng)不同的放大倍數(shù)，其目的在于對(duì)于不同幅值的信 號(hào)，即距離監(jiān)測(cè)點(diǎn)的遠(yuǎn)近不同的聲音信號(hào)選擇不同的放大標(biāo)準(zhǔn)，以便于最終通
過(guò)同一的閾值進(jìn)行是否為盜竊信號(hào)的判斷。例如，在圖8的實(shí)施例中，選擇0.5V、 1V和2V作為不同檔位的分界，但要說(shuō)明的是，作為分界的電壓值是要根據(jù)實(shí) 際工作狀態(tài)，如系統(tǒng)的元器件選擇，放大電路的放大倍數(shù)、尤其是傳感器工作 環(huán)境通過(guò)分析和實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，本實(shí)施例的數(shù)值只是作為示例而非限定于此。
步驟S30中各個(gè)分站對(duì)所述監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)判斷為有盜竊行為發(fā)生 時(shí)，向主控臺(tái)發(fā)送分站報(bào)警信息，較佳地是通過(guò)GSM系統(tǒng)完成。此時(shí)，分站的 控制器二231檢測(cè)Vout電平，以高電平表示有盜竊行為發(fā)生為例，圖5所示的 報(bào)警信息發(fā)送模塊230的工作過(guò)程如圖9所示。
控制器2循環(huán)判斷其是否.檢測(cè)到高電平，當(dāng)檢測(cè)到高電平后，發(fā)送AT指令 與由TC35i模塊構(gòu)成的GSM模塊建立聯(lián)系，并進(jìn)一步判斷聯(lián)系是否已經(jīng)建立，若 尚未建立則重復(fù)，發(fā)送AT指令建立聯(lián)系；聯(lián)系已經(jīng)建立則發(fā)送AT+CMGS指令， 控制GSM模塊發(fā)送作為分站報(bào)警信息的報(bào)警短信，并判斷是否發(fā)送成功，未成 功則重復(fù)發(fā)送報(bào)警短信的步驟，直至發(fā)送成功。 一般來(lái)說(shuō)，所述報(bào)警短信內(nèi)容 應(yīng)至少包括監(jiān)測(cè)點(diǎn)代碼，為避免傳輸延遲等因素造成的收發(fā)時(shí)間不一致，所述 短信還可包括檢測(cè)到有盜竊行為發(fā)生的時(shí)間或短信發(fā)送時(shí)間。
主控臺(tái)100的計(jì)算機(jī)主機(jī)在通過(guò)GSM調(diào)制解調(diào)器110接收到報(bào)警短信后，將 調(diào)用其內(nèi)裝載的相應(yīng)應(yīng)用程序，例如數(shù)據(jù)處理程序和短信群發(fā)程序，對(duì)接收到 的短信進(jìn)行處理后生成綜合報(bào)警信息，并將之發(fā)送到移動(dòng)接收端，以及對(duì)報(bào)警 信息進(jìn)行記錄。當(dāng)然，如果所述主控臺(tái)包括固定接收端的話，同時(shí)也將所述綜 合報(bào)警信息發(fā)送到固定接收端。所述綜合報(bào)警信息將至少包括報(bào)警的分站代碼 和報(bào)警時(shí)間，較佳地，主控臺(tái)還可根據(jù)預(yù)存的分站位置數(shù)據(jù)庫(kù)直接在綜合報(bào)警 信息中加入報(bào)警分站的位置信息，以便于相關(guān)人員即時(shí)趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。
綜上所述，本發(fā)明采用檢測(cè)偷盜管道活動(dòng)的聲音及振動(dòng)信號(hào)的方式，進(jìn)行 主動(dòng)式的預(yù)警，可以在偷盜未遂時(shí)發(fā)現(xiàn)偷盜活動(dòng)。由于以往對(duì)于盜竊信號(hào)僅檢 測(cè)聲波信號(hào)，自然界的噪聲等有時(shí)會(huì)影響系統(tǒng)的準(zhǔn)確預(yù)警，造成誤報(bào)率較高。 而本發(fā)明在檢測(cè)聲波信號(hào)的同時(shí)還檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)，提高了準(zhǔn)確性。并且，本發(fā) 明的分站供電系統(tǒng)采用蓄電池和電壓轉(zhuǎn)換器連接組成。由于分站的各部分均可 用低電壓、低功耗的元件實(shí)現(xiàn)，因此，可保證一次充電后長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)供電， 便于維護(hù)也降低了能耗和人力成本。再者，本發(fā)明改變了傳統(tǒng)預(yù)警系統(tǒng)的信息傳輸方式，啟用投資和維護(hù)相對(duì)方便的GSM網(wǎng)絡(luò)的SMS業(yè)務(wù)，有速度快，成 本低，易于實(shí)現(xiàn)，維護(hù)方便等特點(diǎn)，且安全可靠。
以上對(duì)本發(fā)明的描述是說(shuō)明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術(shù)人員理解， 在權(quán)利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多修改、變化或等效，但是它 們都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種管道運(yùn)輸防盜預(yù)警系統(tǒng)，包括主控臺(tái)以及與主控臺(tái)進(jìn)行通信連接的至少一個(gè)分站和至少一個(gè)報(bào)警接收端，其特征在于，所述分站包括信號(hào)采集模塊，其包括聲波傳感器和振動(dòng)傳感器，用于對(duì)運(yùn)輸管道周遭的聲音和振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并生成傳感信號(hào)；信號(hào)處理模塊，用于對(duì)來(lái)自所述信號(hào)采集模塊的傳感信號(hào)進(jìn)行放大和濾波以及比較處理并產(chǎn)生監(jiān)測(cè)信號(hào)輸出；報(bào)警信息發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述監(jiān)測(cè)信號(hào)向所述主控臺(tái)發(fā)送分站報(bào)警信息；直流電源，用于為所述信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊和報(bào)警信息發(fā)送模塊提供電力供應(yīng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道運(yùn)輸防盜預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào) 處理模塊包括依次連接的放大電路、帶通濾波電路、電壓比較電路和單穩(wěn)態(tài)觸 發(fā)電路，所述聲波傳感器的輸出端連接到所述放大電路的輸入端，所述單穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)電路的一個(gè)輸入端連接到所述電壓比較電路的輸出端，其另一個(gè)輸入端連 接到所述振動(dòng)傳感器的輸出端，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸出信號(hào)為所述監(jiān)測(cè)信 號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道運(yùn)輸防盜預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓 比較電路包括A/D采樣電路、控制器一和換檔電路，其中，輸出端，所述A/D采樣電路的輸出端連接到所述控制器一，所述控制器一還連 接到所述換檔電路，根據(jù)所述A/D采樣電路的采樣值控制所述換檔電路的工作 狀態(tài)，所述換檔電路的輸出為所述電壓比較電路的輸出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的管道運(yùn)輸防盜預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于， 所述報(bào)警信息發(fā)送模塊包括控制器二、與之進(jìn)行通信連接的GSM模塊和連接到 所述GSM模塊的SIM卡，其中所述控制器二接收來(lái)自所述信號(hào)處理模塊的監(jiān) 測(cè)信號(hào)并據(jù)以控制GSM模塊發(fā)送分站報(bào)警信息。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道運(yùn)輸防盜預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述直流 電源包括蓄電池和電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器用于將所述蓄電池的輸出電壓轉(zhuǎn)換為適合分站中各個(gè)模塊供電的電壓輸出。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的管道運(yùn)輸防盜預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所迷主控 臺(tái)包括一計(jì)算機(jī)主機(jī)和與之連接的GSM調(diào)制解調(diào)器，其中，所述GSM調(diào)制解 調(diào)器用于接收分站報(bào)警信息并傳送給計(jì)算機(jī)主機(jī)，所述計(jì)算機(jī)主機(jī)用于進(jìn)行報(bào) 警信息處理并將所得的綜合報(bào)警信息以有線和/或無(wú)線方式傳送到所述報(bào)警接收
7、 一種管道運(yùn)輸防盜預(yù)警方法，其應(yīng)用于上述管道運(yùn)輸防盜預(yù)警系統(tǒng)，所 述方法包括以下步驟51) 各個(gè)分站各個(gè)檢測(cè)運(yùn)輸管道周遭的聲音和振動(dòng)信號(hào)，并生成包括聲音 信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)在內(nèi)的傳感信號(hào)；52) 各個(gè)分站對(duì)其傳感信號(hào)進(jìn)行處理并產(chǎn)生監(jiān)測(cè)信號(hào)輸出；53) 各個(gè)分站對(duì)所述監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)判斷為有盜竊行為發(fā)生時(shí)，向 主控臺(tái)發(fā)送分站報(bào)警信息；之后回到步驟S1;54) 所述主控臺(tái)接收所述報(bào)警信息并對(duì)其進(jìn)行處理，并向報(bào)警接收端發(fā)送 綜合報(bào)警信息。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的管道運(yùn)輸防盜預(yù)警方法，其特征在于，步驟S2 包括分別判斷聲音信號(hào)和傳感信號(hào)是否為盜竊信號(hào)，只有當(dāng)二者均判斷為盜 竊信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生表示"有盜竊行為"的監(jiān)測(cè)信號(hào)，其它情況產(chǎn)生表示"無(wú)盜竊 行為"的監(jiān)測(cè)信號(hào)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的管道運(yùn)輸防盜預(yù)警方法，其特征在于， 所述判斷聲音信號(hào)為盜竊信號(hào)的方法為對(duì)所述聲音信號(hào)進(jìn)行放大和帶通濾波形成初級(jí)聲音信號(hào)；對(duì)所述初級(jí)聲音信號(hào)幅值進(jìn)行釆樣并對(duì)采樣值進(jìn)行判 斷，根據(jù)所述釆樣值所在的取值區(qū)間對(duì)所述初級(jí)聲音信號(hào)進(jìn)行二次增益；將二 次增益后的聲音信號(hào)與一預(yù)定閾值進(jìn)行比較，大于該閾值則判斷為盜竊信號(hào)； 反之，判斷為非盜竊信號(hào)；所述判斷振動(dòng)信號(hào)為盜竊信號(hào)的方法為將所述振動(dòng)信號(hào)與一預(yù)定閾值進(jìn) 行比較，大于該閾值則判斷為盜竊信號(hào)；反之，判斷為非盜竊信號(hào)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的管道運(yùn)輸防盜預(yù)警方法，其特征在于，所述分 站向主控臺(tái)發(fā)送分站報(bào)警信息和所述主控臺(tái)向報(bào)警接收端發(fā)送綜合報(bào)警信息均 是通過(guò)GSM無(wú)線通信方式進(jìn)行發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明涉及管道運(yùn)輸防盜預(yù)警系統(tǒng)，其包括主控臺(tái)以及與主控臺(tái)進(jìn)行通信連接的至少一個(gè)分站和至少一個(gè)報(bào)警接收端，其中，所述分站包括信號(hào)采集模塊，其包括聲波傳感器和振動(dòng)傳感器，用于對(duì)運(yùn)輸管道周遭的聲音和振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并生成傳感信號(hào)；信號(hào)處理模塊，用于對(duì)來(lái)自所述信號(hào)采集模塊的傳感信號(hào)進(jìn)行放大和濾波以及比較處理并產(chǎn)生監(jiān)測(cè)信號(hào)輸出；報(bào)警信息發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述監(jiān)測(cè)信號(hào)向所述主控臺(tái)發(fā)送分站報(bào)警信息；直流電源，用于為所述信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊和報(bào)警信息發(fā)送模塊提供電力供應(yīng)。本發(fā)明降低了自然界的干擾可能造成的誤檢和漏檢。分站結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工作穩(wěn)定，建站和維護(hù)方便，適于和利于大規(guī)模大范圍多點(diǎn)布置。
文檔編號(hào)F17D5/00GK101349382SQ20081011859
公開日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者付志文, 劉文楷, 周錫剛, 張斯偉, 磊 王, 王振紅 申請(qǐng)人:北方工業(yè)大學(xué)