文 華中師范大學第一附屬中學高二(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,借助所學的電路知識,在老師的指導下,完成了兼具聲、光和影像感應功能的紅外電子圍欄的設計。
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,記錄相關影像,直到施工人員關閉報警提醒,使系統(tǒng)恢復正常檢測狀態(tài)。原理如圖1所示。

圖1
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,相互對準擺放。

圖2
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、鋰電池等構成,如圖3。
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,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