紅外電子圍欄

文 華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)高二（15）班 朱璋銘

電力、通信、路政等工程項目中，出于對施工人員及行人的安全考慮，施工方需將施工區(qū)域用安全警示裝置包圍起來。

我利用暑期社會實踐的機會，借助所學(xué)的電路知識，在老師的指導(dǎo)下，完成了兼具聲、光和影像感應(yīng)功能的紅外電子圍欄的設(shè)計。

一、基本原理

利用紅外線光脈沖的發(fā)射與接收形成一個封閉的紅外光回路，當(dāng)光回路受外界干擾被打斷時，連接的信號裝置開始工作，發(fā)出聲音警報及光束警燈的報警指令，警燈閃爍，喇叭發(fā)出“請勿靠近”的聲音，并激活攝像頭拍照、錄像，記錄相關(guān)影像，直到施工人員關(guān)閉報警提醒，使系統(tǒng)恢復(fù)正常檢測狀態(tài)。原理如圖1所示。

圖1

二、方形擺放圖

將電子圍桿按不同的形式擺放，可形成不同區(qū)域的圍欄，圍欄內(nèi)外形成警示封閉區(qū)域。圖2為采用4根圍桿形成方形封閉區(qū)域的示意圖，其中圍桿的發(fā)送和接收模塊調(diào)整為90°夾角，相互對準(zhǔn)擺放。

圖2

三、部件構(gòu)成

紅外電子圍欄主要由底盤、底盤上的立柱、MCU控制器、光發(fā)射器、聲光報警器、攝像頭、微型存儲器、鋰電池等構(gòu)成，如圖3。

四、創(chuàng)新點

根據(jù)施工現(xiàn)場的環(huán)境，紅外電子圍欄可以圍成三角形、四邊形或不規(guī)則的多邊形，靈活多變。與傳統(tǒng)施工圍欄相比，紅外電子圍欄具備以下優(yōu)勢。

1.成品的電子圍欄單個立柱質(zhì)量僅為5kg，且各部件之間用可拆卸螺母連接，其輕便度、智能化及紅外線感應(yīng)的靈敏度是傳統(tǒng)圍欄無法企及的。

2.改進了現(xiàn)有電子圍欄的不足，增加了拍照和攝像功能，當(dāng)有人穿越時，MCU控制報警喇叭和紅色報警燈發(fā)出警報，同時通過攝像頭實時抓拍圖像，達到警示和記錄的作用，做到了“三管齊下”，降低意外發(fā)生的概率。

3.經(jīng)現(xiàn)場測試，紅外電子圍欄安全性能達標(biāo)，使用效果好，有較好的市場前景。盡管單個紅外電子圍欄的制作工序繁雜，耗時耗力，且成本偏高，但它可廣泛用于電力、通信、路橋、管道等施工場所，采取批量生產(chǎn)一定會極大地降低成本，有巨大的市場潛力。

圖3