一种海上电子围栏系统
阅读说明：本技术 一种海上电子围栏系统 (Marine fence system ) 是由 陈建伟 魏华栋 樊潇 李玮 杨朝晖 王颖 谢永滨 于 2021-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种海上电子围栏系统,其包括雷达扫描系统、子围栏单元以及上位机,雷达扫描系统设置于防护区域的中间位置；子围栏单元将防护区域内部分隔成若干个锐角三角形,对所有获得的锐角三角形进行归集并独立编码,在每个锐角三角形的角位置设置信号发射器,并通过位置相邻的三个信号发射器对每个锐角三角形进行范围限定,使得进入对应锐角三角形区域的信号发射器触发后,经过编码后传输给上位机,而上位机将所有锐角三角形的位置通过编码单元进行了登记和存储。本发明能进行防护区域信息的查询与管理,实现安防检测信息的远程智能化管理。(The invention discloses an offshore electronic fence system, which comprises a radar scanning system, a sub-fence unit and an upper computer, wherein the radar scanning system is arranged in the middle of a protective area; the sub-fence unit divides the interior of the protection area into a plurality of acute-angled triangles, all the obtained acute-angled triangles are collected and independently coded, a signal transmitter is arranged at the angular position of each acute-angled triangle, and each acute-angled triangle is limited in range by three signal transmitters adjacent in position, so that the signal transmitters entering the corresponding acute-angled triangle area are triggered and then transmitted to the upper computer after being coded, and the positions of all the acute-angled triangles are registered and stored by the upper computer through the coding unit. The invention can inquire and manage the information of the protection area and realize the remote intelligent management of the security detection information.)
技术领域
本发明涉及电子安防技术领域，更具体的说，涉及一种海上电子围栏系统。
背景技术
随着海上资源的开发利用，现在出现了越来越多的海上作业设备以及海上作业工种，而为了保证作业安全，需要从多个角度建立起一套完整的监管体系，覆盖建设过程中的船舶、人员和环境要素。传统的安全防护作业中多采用栏杆、拉线、拉网等传统的物理安全围栏结构，但是这种结构在海域作业中并不适用。也有拉线脉冲信号、红外感应、红外对射等检测方法的智能电子安全围栏，其利用传感器技术与现在自动化技术相结合，具有越界监测、声光告警提示、擅自移动告警、破损告警等功能，甚至能对强行越界者进行电击威慑，实现阻隔、警示、告警、威慑的安全防护作用。
但现有技术中的电子围栏的主要工作原来在于通过电子信号圈定一定的区域，以便在外部非授权对象进入系统时通过感知物体进入或离开圈定的区域给予警报提示。其常用的电子围栏用信号装置通常通过高压脉冲、超声波或红外线等方式来进行进入物识别，但是这种方式只能设置规则边界，且在边角位置容易出现监控死角；另外，利用上述单一信号源在设置海上围栏时，上述信号获得方式在恶劣的海上天气环境下，警报系统会经常发生误报警的情况，无法实现远程主机自动管理等智能化功能。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种海上电子围栏系统，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种海上电子围栏系统，包括雷达扫描系统、子围栏单元以及上位机，所述雷达扫描系统以及所述子围栏单元与所述上位机进行通讯交互，所述上位机用于展示雷达扫描系统以及子围栏单元的工作状态以及其中所包含的安防信息，并内置有报警装置；
所述雷达扫描系统设置于防护区域的中间位置，用于对电子围栏内的运动物体信息进行检测和展示；
所述子围栏单元为多个，子围栏单元将防护区域内部分隔成若干个锐角三角形，并预留有外轮廓线边界，对所述外轮廓线边界进行高斯模糊处理，并将高斯模糊处理的部分用锐角三角形进行覆盖，确保该高斯模糊处理的部分至少占对应锐角三角形面积的1/2，对所有获得的锐角三角形进行归集，在每个锐角三角形的角位置设置信号发射器，并通过位置相邻的三个信号发射器对每个锐角三角形进行范围限定；
每个锐角三角形进行独立编码，使得进入对应锐角三角形区域的信号发射器触发后，经过编码后传输给所述上位机，而上位机将所有锐角三角形的位置通过编码单元进行了登记和存储。
作为进一步限定，还包括中继单元，所述中继单元用于以中继单元为圆心，接收范围为半径的圆形区域内信号发射器的信号内容；所述中继单元与所述上位机通过RS485通信协议通讯连接。
作为进一步限定，所述子围栏单元中设置有线接口作为通讯接口，且其采用的有线接口为RS232接口协议或TCP/IP网口协议接口。
作为进一步限定，所述子围栏单元中设置有无线接口作为通讯接口，且其无线接口为ZigBee无线通讯网络协议、3G/4G网络协议、GPRS网络协议中的一种。
作为进一步限定，所述报警装置为语音报警器和/或声光报警器。
作为进一步限定，所述防护区域在外轮廓线位置设置有示廓警示单元，所述示廓警示单元为浮标或者示廓灯。
作为进一步限定，所述信号发射器为红外感应单元、穿越式红外感应器、激光测距装置、脉冲测速装置中的一种或者多种的组合。
作为进一步限定，还包括与雷达扫描系统、子围栏单元以及上位机相连的电源模块，所述电源模块具体为光伏发电模块。
作为进一步限定，所述上位机中还设置有无线通信模块，并通过无线通信模板将监控信息发送至指定网络设备或者网络位置。
有益效果：本发明的海上电子围栏系统将防护区域分隔成若干个锐角三角形，并在防护区内对锐角三角形的角位置设置信号发射器进行定位，通过不同尺寸的三角形的组合来获得防护区域内的侵入信息，对侵入信息进行定位，并能有效避免边角位置容易出现的监控死角；而雷达扫描系统与子围栏单元的组合则能有效对无效信息进行过滤，提高进入物识别率；综合考虑了成本以及防护效果。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的示意图。
图2为在实施例条件下的防护区域划分方式示意图。
其中：1、上位机；2、雷达扫描系统；4、子围栏单元；5、防护区域轮廓线；31、第一编码单元；32、第二编码单元；33、第三编码单元；34、第四编码单元；411、信号发射器A1；412、信号发射器A2；413、信号发射器A3；421、信号发射器B1；422、信号发射器B2；423、信号发射器B3；431、信号发射器C1；432、信号发射器C2；433、信号发射器C3；441、信号发射器D1；442、信号发射器D2；443、信号发射器D3。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1、图2的一种海上电子围栏系统的较佳实施例，在本实施例中，海上电子围栏系统包括上位机1、雷达扫描系统2以及子围栏单元4，其中，雷达扫描系统2和子围栏单元4与上位机1通讯连接。上位机1、雷达扫描系统2以及子围栏单元4通过独立的电源模块进行供电，且在能源补充较为困难的海上，该电源模块在实施例中为优选的光伏发电模块。同时，在上位机1中还设置有无线通信模块，并通过无线通信模板将监控信息发送至指定网络设备或者网络位置，来方便进行远端设备监控。
在本实施例中，上位机1中内置存储单元并以存储单元作为子围栏单元4中不同的信号发射器的位置和编码信息进行登记和存储；上位机1中还内置有报警装置，该报警装置为声光报警器，以在发现并确认侵入发生时进行报警；上位机1上还设置有人机交互单元，以对系统进行控制，并能直观展示侵入发生的状态信息。
雷达扫描系统2设置于防护区域轮廓线5内部中心位置，以最大程度辐照整个防护区域轮廓线5，雷达扫描系统2用以检测进入检测区域的活动物体。
而子围栏单元在防护区域轮廓线5区域内设置有多个，每个子围栏单元4覆盖一个等边三角形区域，在本实施例中，防护区域轮廓线5的内部被若干个子围栏单元4对应的等边三角形填充，保证每个等边三角形均位于防护区域轮廓线5内获得内部填充轮廓，而在防护区域轮廓线5与内部填充轮廓之间的非填充部分作为外轮廓线边界，并对该外轮廓线边界进行高斯模糊处理，并将高斯模糊处理的部分用同尺寸的等边三角形进行覆盖，确保该高斯模糊处理的部分至少占对应等边三角形面积的1/2，将获得的包括内部填充轮廓在内的锐角三角形进行归集，并按形态顺序叠放于内部填充轮廓外侧，并对未超1/2部分的等边三角形进行删除，得到如图2所示的填充形态。
在每个等边三角形的角位置设置信号发射器，每个等边三角形对应三个信号发射器，即按组分配为信号发射器A组、信号发射器B组、信号发射器C组、信号发射器D组……，以此类推；而同组的信号发射器A组又包括信号发射器A1 411、信号发射器A2 412、信号发射器A3 413、并依次类推有信号发射器B1 421、信号发射器B2 422、信号发射器B3 423、信号发射器C1 431、信号发射器C2 432、信号发射器C3 433、信号发射器D1 441、信号发射器D2442、信号发射器D3 443……，以此类推。在本实施例中，该海上电子围栏系统设置海面情况较为复杂的远海区域，其信号发射器为穿越式红外感应器与激光测距装置的组合，只有当穿越式红外感应器与激光测距装置同时产生信号时才进行信号输出，以减少误差。而在其他实施例中，可根据不同的环境情况，将信号发射器设置为红外感应单元、穿越式红外感应器、激光测距装置、脉冲测速装置中的一种或者多种的组合。
在实施例中，每个信号发射器组中对应设置有一个编码单元，即信号发射器A组对应第一编码单元31、信号发射器B组对应第编码单元32、信号发射器C组对应第一编码单元33、信号发射器D组对应第一编码单元33……，并以此类推。而每个信号发射器可以对应多个信号发射器组，只需要在对应相应的信号发射器组时通过对应的编码单元进行编码即可。
本实施例的海上电子围栏系统在作业过程中，各信号发射器处于低功耗的待机状态，当雷达扫描系统2检测到区域内存在非法入侵时，发送入侵的点数据至上位机1，上位机1根据入侵的点数据进行处理得到入侵点的距离和角度信息。然后控制调取入侵点以及入侵点周围位置的共四个子围栏单元4进入工作状态，通过对应的信号发射器确认入侵状态，当子围栏单元4通过反馈信号确认后即可在上位机1上获得入侵信息，并通过上位机1在入侵点位置以预设的启动方式通过报警装置进行报警。
在本实施例中，防护区域轮廓线5的常见尺寸较小，子围栏单元中设置遵循RS232接口协议的有线接口作为通讯接口以提高信号接收精度。而在另外的实施例中，为了省去接线步骤，防护区域轮廓线5可以采用无线接口作为通讯接口，而采用的无线接口应当为ZigBee无线通讯网络协议、3G/4G网络协议、GPRS网络协议中的一种。另外，若防护区域轮廓线较大，还可以设置中继单元并以中继单元为中继站，接收以中继单元为圆心，以预设信号范围为半径的圆形区域内信号发射器的信号内容；而该中继单元应当与上位机1之间通过RS485通信协议通讯连接。
而为了起到物理警示作用，避免非恶意的侵入，在防护区域的外轮廓线位置也可以设置浮标或者示廓灯作为示廓警示单元，以提示非请勿入。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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