文 华中师范大学第一附属中学高二（15）班 朱璋铭

电力、通信、路政等工程项目中，出于对施工人员及行人的安全考虑，施工方需将施工区域用安全警示装置包围起来。

我利用暑期社会实践的机会，借助所学的电路知识，在老师的指导下，完成了兼具声、光和影像感应功能的红外电子围栏的设计。

一、基本原理

利用红外线光脉冲的发射与接收形成一个封闭的红外光回路，当光回路受外界干扰被打断时，连接的信号装置开始工作，发出声音警报及光束警灯的报警指令，警灯闪烁，喇叭发出“请勿靠近”的声音，并激活摄像头拍照、录像，记录相关影像，直到施工人员关闭报警提醒，使系统恢复正常检测状态。原理如图1所示。

图1

二、方形摆放图

将电子围杆按不同的形式摆放，可形成不同区域的围栏，围栏内外形成警示封闭区域。图2为采用4根围杆形成方形封闭区域的示意图，其中围杆的发送和接收模块调整为90°夹角，相互对准摆放。

图2

三、部件构成

红外电子围栏主要由底盘、底盘上的立柱、MCU控制器、光发射器、声光报警器、摄像头、微型存储器、锂电池等构成，如图3。

四、创新点

根据施工现场的环境，红外电子围栏可以围成三角形、四边形或不规则的多边形，灵活多变。与传统施工围栏相比，红外电子围栏具备以下优势。

1.成品的电子围栏单个立柱质量仅为5kg，且各部件之间用可拆卸螺母连接，其轻便度、智能化及红外线感应的灵敏度是传统围栏无法企及的。

2.改进了现有电子围栏的不足，增加了拍照和摄像功能，当有人穿越时，MCU控制报警喇叭和红色报警灯发出警报，同时通过摄像头实时抓拍图像，达到警示和记录的作用，做到了“三管齐下”，降低意外发生的概率。

3.经现场测试，红外电子围栏安全性能达标，使用效果好，有较好的市场前景。尽管单个红外电子围栏的制作工序繁杂，耗时耗力，且成本偏高，但它可广泛用于电力、通信、路桥、管道等施工场所，采取批量生产一定会极大地降低成本，有巨大的市场潜力。

图3