一种基于射频能供能的红外入侵识别系统及方法

本发明属于智能安防，更具体地说，是涉及一种基于射频能供能的红外入侵识别系统及方法。

背景技术：

1、随着红外热成像技术的发展，使用红外热成像对异常行为入侵识别得到了极大的发展，红外热成像技术不受光照、天气和环境光照的影响，可以在白天和黑夜、晴天和雨天等各种条件下工作，具有全天候监测的能力，在安防领域应用广泛。

2、在异常行为的入侵的识别上，传统的入侵识别系统需要部署在具备网络和电力的区域内，电线和网线的安装繁琐且受限制较多，无法实现入侵识别系统的快速、便捷部署。

3、在异常行为的入侵点的图像采集上，主要依靠的高密度的部署图像采集设备，但往往无法精准的聚焦在行为的入侵点上，形成大量的冗余图像，对系统内部的存储空间和网络传输带宽造成不小的压力。

4、通过射频能量传输技术将射频能转化为电能替代电线的能量传输方式可以优化上述存在的问题，射频发送方和射频接收方通过射频天线进行射频能量传输，摆脱必须要进行电线安装的限制，增加系统安装的便捷性；通过振动触发节点的内部路由表算法，能够计算出到红外识别节点的最短距离，加快识别系统的响应速度；同时，通过多个振动触发节点的组网，扩大了对入侵识别区的范围覆盖。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于射频能供能的红外入侵识别系统及方法，旨在解决现有技术中无法实现入侵识别系统的快速、便捷部署且容易形成大量的冗余图像的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于射频能供能的红外入侵识别系统，包括：

3、振动触发节点、红外识别节点、射频供能节点和控制中心；

4、射频供能节点和红外识别节点之间通过lora通信信号进行握手对接，振动触发节点和红外识别节点之间通过lora通信信号进行握手对接，红外识别节点和控制中心之间通过lora通信信号进行握手对接；

5、振动触发节点用于对周围的震动信号进行实时检测，当检测到异常行为入侵时，通过lora通信信号将红外识别节点唤醒；

6、射频供能节点用于发出功率放大后的射频信号对红外识别节点进行电能补充；

7、红外识别节点用于接收射频供能节点发出的功率放大后的射频信号并对信号进行转换储存到电池中进行电能补充；红外识别节点接收来自振动触发节点的唤醒信号，通过对唤醒信号进行融合定位，计算出异常行为发生点的精准位置，并对异常行为发生点的位置进行红外图像采集，对红外图像进行异常行为分析得到异常入侵结果，通过lora通信信号将异常入侵结果传回控制中心，完成红外入侵检测识别。

8、可选的，振动触发节点由mcu、加速传感器、电池和lora通信模块构成；

9、电池用于对振动触发节点进行供电；

10、mcu分别和加速度传感器、lora通信模块连接，加速度传感器用于对振动触发节点周围的振动信号进行实时检测，并将检测结果传输至mcu，当检测结果为异常行为入侵时，mcu通过lora通信模块将红外识别节点唤醒。

11、可选的，红外识别节点由mcu、红外摄像头、lora通信模块、电机驱动、云台、射频接收天线、能量管理模块和内部电池构成；

12、射频接收天线和能量管理模块进行连接，用于接收射频供能节点发出的功率放大后的射频信号并进行转化储存到内部电池中进行电能补充；

13、红外摄像头安装在云台上，mcu分别和电机驱动、lora通信模块连接，mcu通过控制电机驱动来带动云台上的红外摄像头进行移动和调整，红外摄像头通过dvp接口和mcu内部的图像采集单元连接，图像采集单元通过红外摄像头进行红外图像采集，并对红外图像进行异常行为分析，将异常分析结果通过lora通信模块发出lora通信信号传输至控制中心并向通过lora通信模块向射频供能节点反馈射频信号强度。

14、可选的，射频供能节点由电源、mcu、lora通信模块、信号发生器、功率放大器、阻抗匹配电路、射频发射天线构成；

15、电源用于通过转换来自电网的交流电来为射频供能节点进行供电；

16、lora通信模块用于接收来自红外识别节点发送的射频强度信号，根据射频强度信号对红外识别节点进行供能；

17、信号发生器连接射频功率放大器，射频功率放大器经阻抗匹配电路连接射频天线，信号发生器产生射频信号，射频信号经射频功率放大器放大到预设射频功率，功率放大后的射频信号经过阻抗匹配网络后通过射频发射天线传输至红外识别节点进行射频能量传输。

18、可选的，射频供能节点和红外识别节点之间的射频能量传输通过能量反馈方式进行；

19、红外识别节点通过lora通信模块将射频接收天线的射频能量强度值反馈至射频供能节点，射频供能模块通过lora通信模块接收红外识别节点的射频能量强度值的反馈信号，并对功率放大后的射频信号的相位进行调整，使功率放大后的射频信号指向红外识别节点的射频接收天线。

20、一种基于射频能供能的红外入侵识别方法，包括：

21、步骤1：基于振动触发节点对周围的震动信号进行实时检测，当检测到异常行为入侵时，通过lora通信信号将红外识别节点唤醒；

22、步骤2：基于射频供能节点发出功率放大后的射频信号对红外识别节点进行电能补充；

23、步骤3：电能补充后的红外识别节点接收来自振动触发节点的唤醒信号，通过对唤醒信号进行融合定位，计算出异常行为发生点的精准位置，并对异常行为发生点的位置进行红外图像采集，对红外图像进行异常行为分析得到异常入侵结果，通过lora通信信号将异常入侵结果传回控制中心，完成红外入侵检测识别。

24、可选的，步骤1中通过lora通信信号将红外识别节点唤醒的步骤包括：

25、振动触发节点通过中继跳跃传输组成振动触发网络，振动触发网络通过振动节点之间的中继传输选择距离红外识别节点最短路径，使用lora通信模块按照最短路径将唤醒信号传输至红外识别节点。

26、可选的，振动触发节点的中继跳跃传输的步骤包括：

27、对振动触发节点进行初始化配置，得到节点距离路由表；

28、基于节点距离路由表获取周围相近振动触发节点的距离信息；

29、唤醒信号传输时通过查找振动触发节点内部的路由表信息，计算距离红外识别节点的最短路径，并按照最短路径将唤醒信号传输至红外识别节点。

30、本发明提供的一种基于射频能供能的红外入侵识别系统及方法的有益效果在于：

31、1.本发明提出了一种基于射频能供能的红外入侵识别系统，维持系统内红外识别节点正常工作的电能通过无线传输获得，相比于传统使用电线供电的方法，增加系统部署的灵活性和便捷性。

32、2.本发明提出了波束成形射频能量传送技术，通过射频能量接收方和发送方的协议对接，使用相控技术将射频能量聚焦到接收方天线上，减少能量传输损耗并提高能量传送效率，同时天线相控技术相对于机械式天线转动方法，结构简单可靠、维护方便。

33、3.本发明提出了振动触发信号组网传输方式，并在每个振动节点内部嵌入了路由表，通过路由表存储与周围每个振动触发节点的位置信息。当入侵行为发生时，能够通过路由表计算出到红外识别节点的最短距离，加快识别系统的响应速度；同时，通过多个振动触发节点的组网，扩大了对入侵识别区的范围覆盖。