陳力

（中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一三研究所，河南 鄭州450015）

1 引用標(biāo)準(zhǔn)

a.GJB5255－2005《后方軍械倉(cāng)庫(kù)安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》；b.GB-T10408.1-2000《入侵探測(cè)器通用要求》；c.GB-T10408.8-2008《振動(dòng)入侵探測(cè)器》；d.GJB2268A-2002《后方軍械倉(cāng)庫(kù)電氣防爆技術(shù)要求》；e.GB3836.1-2010《爆炸性環(huán)境設(shè)備通用要求》；f.GB/T4208-2017《外殼防護(hù)等級(jí)》

2 系統(tǒng)原理

2.1 系統(tǒng)概述

探測(cè)器采用工業(yè)級(jí)主流CortexM4ARM 處理器作為主控制器，實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)高精度三軸加速度傳感器的振動(dòng)數(shù)據(jù)及當(dāng)前環(huán)境溫度，當(dāng)外殼被打開(kāi)、報(bào)警線(xiàn)路被剪斷或加速度值超過(guò)設(shè)定的報(bào)警閾值時(shí)，通過(guò)無(wú)源報(bào)警信號(hào)進(jìn)行報(bào)警，通過(guò)RS485 總線(xiàn)實(shí)時(shí)上傳報(bào)警時(shí)間、報(bào)警值傳輸給后端監(jiān)控主機(jī)。

2.2 系統(tǒng)原理

2.2.1 工作原理

探測(cè)器采用三軸加速度傳感器感應(yīng)外部施加的加速度值，使用AD 轉(zhuǎn)換器將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)串口接收數(shù)據(jù)并利用寄存器的讀寫(xiě)發(fā)出控制命令，探測(cè)器具備29個(gè)功能寄存器，和一個(gè)識(shí)別標(biāo)記的只讀寄存器，可以選擇30 個(gè)寄存器中的任意一個(gè)進(jìn)行讀寫(xiě)操作。

2.2.2 采集原理

采樣電路使用逐次逼近型，類(lèi)似于天平稱(chēng)重，從重到輕依次增加砝碼，最后計(jì)算總重量，參考這種方法，我們將輸入的模擬信號(hào)與參考電壓進(jìn)行比較，轉(zhuǎn)換數(shù)字量逐次逼近模擬信號(hào)量，采集到最終數(shù)值。

2.2.3 數(shù)據(jù)處理原理

把連續(xù)N 個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均值運(yùn)算，作為本次濾波得到的有效值；這種方法的特點(diǎn)是：信號(hào)平滑度隨著N 值的大小呈現(xiàn)高低變化，同時(shí)與靈敏度成負(fù)相關(guān)，適合對(duì)干擾信號(hào)濾波，信號(hào)會(huì)在某一平均值周?chē)舷赂?dòng)。

軟件流程（如圖1）。

圖1 軟件流程圖

3 探測(cè)器結(jié)構(gòu)

⑴底殼；⑵堵頭一；⑶線(xiàn)纜；⑷堵頭二；⑸主板；⑹密封圈；⑺上蓋。

圖2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖

4 探測(cè)范圍

探測(cè)范圍很大程度上取決于所探測(cè)物體的材料屬性。

對(duì)鐵質(zhì)材料（如：保險(xiǎn)箱）的作用半徑：r=2m；對(duì)磚混結(jié)構(gòu)材料（如：倉(cāng)庫(kù)）的作用半徑：r=4m；如果存在同質(zhì)連接，安裝在墻壁上的探測(cè)器的探測(cè)范圍也可能會(huì)延伸到天花板、地板或角落的部分區(qū)域。在這些情況下，作用半徑減至設(shè)置范圍的3/4。兩種材料的連接處往往會(huì)減弱結(jié)構(gòu)噪聲的傳播。因此，必須在兩種材料連接處的周?chē)靼惭b一個(gè)探測(cè)器。探測(cè)器適用于各種應(yīng)用環(huán)境，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境和需求，調(diào)整探測(cè)器的靈敏度，使其對(duì)振動(dòng)源的探測(cè)更加精準(zhǔn)可靠。探測(cè)器靈敏度可調(diào)等級(jí)分為15 檔，其中g(shù)=9.80m/s2，具體見(jiàn)表1。

表1

5 報(bào)警方式

振動(dòng)探測(cè)器通過(guò)RS485 總線(xiàn)方式接入報(bào)警主機(jī)，可通過(guò)主機(jī)設(shè)置報(bào)警分區(qū)。監(jiān)控對(duì)象受到?jīng)_擊脈沖寬度在0.2ms-5ms 之間或加速度大于等于1m/s2 的擊打時(shí),產(chǎn)生報(bào)警輸出信號(hào)。探測(cè)器具有工作狀態(tài)下的自檢功能，當(dāng)發(fā)生被拆除、移位、外殼被打開(kāi)、短路、斷路時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。探測(cè)器可適應(yīng)不同場(chǎng)合范圍的變化要求，靈敏度和探測(cè)范圍可調(diào)。具有可靠性高、穩(wěn)定性好、安全性強(qiáng)、環(huán)境適用性廣等優(yōu)勢(shì)，可滿(mǎn)足軍隊(duì)、石油化工、銀行、文物保護(hù)、交通等領(lǐng)域的安全監(jiān)控防護(hù)需求。