电子栅栏是防盗系统数字化的产物，其目的是对受保护区域进行监控，当有非法人员入侵保护区域或从保护区域中逃脱时，将发出报案讯号，并及时通知防护人员对报案信息进行确认。目前市场上电子栅栏监控系统主要有视频监控系统、红外对射周界报案系统、静电感应式电子栅栏等。视频监控系统以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。目前，在国外外市场上，主要分为数字控制的模拟视频监控和数字视频监控两类。视频监控系统正处在数控模拟系统与数字系统混和应用并将逐步向数字系统过渡的阶段。红外对射周界报案系统是对外围周界进行防范和控制管理的系统，由发射端和接收端组成射束网，当有人跨界时，则有2束或4束红外线被遮挡切断，接收端输出报案讯号，触发控制主机报案。视频监控系统和红外对射防盗系统适宜库房、小区等小范围的安全防护。本文介绍的基于虚拟仪器及DSP的静电感应式电子栅栏应用静电场感应原理。系统工作时在发射线上加上一定频度的方波讯号，当入侵者接近栅栏时接收线上的讯号幅度都会发生变化，经检查器剖析处理后，主机发出报案讯号。这些电子栅栏无盲点、无死角，后端栅栏是有形的栅栏，可以随着地形高低起伏任意架设，能够挺好地适应各类环境。
1系统原理及总体设计方案
1.1静电感应原理
在感应场区有电感耦合和电容耦合2种方式，在高阻抗的高频电路中容易形成电容耦合。
如图1所示，设导体g上加有高频电流Eg，另一导体s作为体味器，导体与大地之间的分布电容为Cs，导体g与导体s间的分布电容为Ggs，则g在s上形成的感应电流为：
当Cs和Cgs发生变化时，Us就急剧而发生变化。本系统中就是按照检测Us的变化来判定是否有人非法侵入，假如Us的变化超过报案门限值，系统将发出相应的报案讯号。
1.2静电感应式电子栅栏工作原理
工作原理如图2所示，把一个方波讯号加在发射线圈上，接收线圈上同时也会有感应电流存在。当有人紧靠感应线圈时，因为人的介电常数小于空气的介电常数，这时接收线和地之间的分布电容Cs减小，同时发射线和地之间、发射线和接受线之间的分布电容还会有变化，但在本系统中可以忽视。由式(1)可得，当Cs减小时，接收线电流幅度Us会增长，按照电流增长幅度，即可以判定是否有人入侵。
静电感应二极管在电源电路中的应用研究
在以前发表的“静电感应二极管（SITH）的应用研究”一文中，我们对国产SITH元件的基本特点作了研究，并研发了四种驱动电路。在这四种电路驱动下，SITH元件取得了0.2ms以下的开关速率。现进一步将驱动电路及SITH元件一起扩充成实际的开关电源应用电路，经测试
3软件算法设计及仿真
软件设计在平台下进行，在实验室及现场应用中均得到了正确的仿真结果，而且具有很强的适应性和可移植性。
3.1数据采集
本软件用声卡完成数据采集，在/CVI下对声卡进行数据采集的控制。/CVI下声卡的控制可以直接调用自带函数，也可以调用VC++中的API函数，本设计调用了API函数。声卡采集数据流程如图6所示。
3.2数据处理
系统通过测量接收端电流的变化幅度来判定是否发出报案讯号，因而要对接收到的交流讯号进行数字检波，便于判别电流的变化幅度。数据处理框图如图7所示。
3.2.1带通混频器的设计
在仿真程序中带通混频器直接调用/CVI中的的函数。但在DSP中数字带通混频器必须自己设计，IIR混频器的实现结构分为直接I型，直接Ⅱ型，级联型和并联型。
直接I型的结构须要2N级延后单元，直接Ⅱ型与I型相比节约了1/2延后，即须要N级延后单元，是最常用的IIR混频器结构之一。如图8是直接Ⅱ型结布光。
IIR混频器的设计工具，不仅可以借助一些专用的检波器设计工具程序外，也可以利拿来设计。
3.2.2数字检波以及均值混频算法
数字检波是将一个数据包中的数据取平均值。因为数字检波后的波形不是很平滑，振动幅度比较大，因而必须再通过一次中值混频得到比较平滑波形静电感应，便于后续的数据处理。均值混频流程图如图9所示。
3.3系统仿真与剖析
3.3.1仿真结果
图10是没有人接近感应线时的波形显示，图11为有人接近感应线后的波形显示。两图对比，图11中的波形有显著的增长，波形微分值也发生了相应的变化。
3.3.2系统的抗干扰性剖析
当有小昆虫接近感应线圈时，接收线的电流幅度也会升高，而且因为人体对感应线圈感应电容的影响远远小于小昆虫，因而接收线电流增长幅度远远大于人接近时的增长幅度，所以设定几个不同报案门阀值，能够将人和其他植物区别开来。在大雪天因为空气温度发生变化，空气介电常数也发生了变化，造成系统的分布电容发生变化，而且这个变化极小，对本系统几乎无影响。
因为系统基于电磁感应原理，会遭到外部电磁干扰，尤其是相邻系统间的干扰。为了解决这个问题，在相邻系统的发射线上加了不同频度的方波讯号，避开了相邻系统间的干扰。本设计中，选用了3kHz，5kHz，7kHz的方波讯号静电感应，相邻系统的发射端得到不同的发射讯号。接收端收到讯号之后采用了以发射端讯号频度为中心频度、带宽为1kHz的带通混频，混频后去除干扰讯号得到有用讯号。
3.3.3单系统防护距离
随着感应线圈厚度的变化，线圈和地之间的分布电容也会形成相应的变化，感应线圈越长，分布电容越大。在感应线很长时，人接近感应线后，分布电容的变化较小，会造成系统灵敏度升高，所以单系统的防护距离不宜太长，限定150m内为宜。
4结语
经过软件仿真和现场测试，得到了正确的数据。在进行了详尽的数据剖析之后，证明整个系统的设计思路和估算方式是正确的。基于虚拟仪器及DSP的静电感应式电子栅栏系统的后端栏杆带有高压脉冲电给入侵者极大牵制，有形栅栏给入侵者带来了好多制约，若强行人侵，则系统手动发出声、光报案，并可以与其他安防系统联动(如防盗报案主机、视频监控系统、110报案等)。该电子栅栏能适应各类环境，且误报率极低，克服了传统的红外、微波等技术的缺陷，报案基本不受气候、地形、树木、小昆虫等影响。