一种地埋式COTDR周界入侵报警系统及信号处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种地埋式COTDR周界入侵报警系统及信号处理方法，该系统包括沿布防区域边界设置的探测光缆，探测光缆中设置有传感光纤；布防区域边界处设置有倒梯形的沟渠，沟渠底部设置有石子层，石子层上方覆盖一层原土，探测光缆设置在石子层的中心位置；探测光缆一端连接有监测主机，监测主机包括强相干光源和光探测器，强相干光作为入射光脉冲从传感光纤的入射端注入，光探测器探测到的后向散射信号是传感光纤中各点返回到入射端的瑞利散射光相互干涉后的信号；监测主机根据后向散射信号的光强变化，判断布防区域边界发生振动的强度；根据入射光脉冲和后向散射信号之间的时间延迟，判断振动发生的位置。本发明专利技术反应灵敏、实时高效、定位准确。

A buried COTDR perimeter intrusion alarm system and signal processing method

The invention discloses a buried COTDR perimeter intrusion alarm system and method of signal processing, the system includes a detection cable arranged along the deployment area boundary, a sensing optical fiber cable has set the detection; obtrapezoid set guard area boundary ditches, canals are arranged at the bottom of gravel layer, gravel layer is covered with a layer of soil. The detecting cable is arranged at the center position of the gravel layer; detection cable is connected with the host monitor, the host monitor includes a strong coherent light source and light detector, strong coherent light as the incident light pulses from the incident end note optical fiber sensor, a light detector to the backscattering signal is returned to each point in the sensing fiber Rayleigh scattering signal the light incident end after interference; monitoring host according to the backward scattering signal intensity changes, determine the guard area boundary occurs vibration intensity; root According to the time delay between the incident light and the backscattered signal, the position of the vibration is determined. The invention has the advantages of sensitive reaction, real time, high efficiency and accurate positioning.

【技术实现步骤摘要】
一种地埋式COTDR周界入侵报警系统及信号处理方法
本专利技术涉及光纤传感领域，尤其涉及一种地埋式COTDR周界入侵报警系统及信号处理方法。
技术介绍
光纤周界安防产品按照安装方式可以分为挂网及地埋两种，探测原理主要有基于光纤干涉仪技术、光纤光栅振动传感技术等类型。地埋式光纤周界安防产品以其隐蔽性好、抗环境干扰能力强等优点在一些无法安装实体物理围栏(网)或围墙的场景具有较为广阔的市场需求。其中，专利光纤微振动传感器(申请号：201210584013.9)，基于马赫泽德干涉原理，提供了一种光纤微振动传感器，地音监听由于探测频带宽会导致误报率较高；专利地埋式光纤光栅型周界入侵探测器(申请号：201410373273.0)，基于光纤光栅传感原理，提供了一种地埋式光纤光栅型周界入侵探测器，但无法对入侵事件进行定位。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中误报率较高，且难以确定报警发生位置的缺陷，提供一种地埋式COTDR周界入侵报警系统及信号处理方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种地埋式COTDR周界入侵报警系统，包括沿布防区域边界设置的探测光缆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地埋式COTDR周界入侵报警系统，其特征在于，包括沿布防区域边界设置的探测光缆，探测光缆中设置有传感光纤；布防区域边界处设置有倒梯形的沟渠，沟渠底部设置有石子层，石子层上方覆盖一层原土，探测光缆设置在石子层的中心位置；探测光缆一端连接有监测主机，监测主机包括强相干光源和光探测器，强相干光作为入射光脉冲从传感光纤的入射端注入，光探测器探测到的后向散射信号是传感光纤中各点返回到入射端的瑞利散射光相互干涉后的信号；监测主机实时监测后向散射信号的变化，根据后向散射信号的光强变化，判断布防区域边界发生振动的强度；根据入射光脉冲和后向散射信号之间的时间延迟，判断振动发生的位置。

【技术特征摘要】
1.一种地埋式COTDR周界入侵报警系统，其特征在于，包括沿布防区域边界设置的探测光缆，探测光缆中设置有传感光纤；布防区域边界处设置有倒梯形的沟渠，沟渠底部设置有石子层，石子层上方覆盖一层原土，探测光缆设置在石子层的中心位置；探测光缆一端连接有监测主机，监测主机包括强相干光源和光探测器，强相干光作为入射光脉冲从传感光纤的入射端注入，光探测器探测到的后向散射信号是传感光纤中各点返回到入射端的瑞利散射光相互干涉后的信号；监测主机实时监测后向散射信号的变化，根据后向散射信号的光强变化，判断布防区域边界发生振动的强度；根据入射光脉冲和后向散射信号之间的时间延迟，判断振动发生的位置。2.根据权利要求1所述的地埋式COTDR周界入侵报警系统，其特征在于，监测主机的采样频率为500Hz，最大探测距离为50km，分辨单元为10m。3.根据权利要求1所述的地埋式COTDR周界入侵报警系统，其特征在于，沟渠宽度为4-6m，深度为0.8-1.2m。4.一种权利要求1的地埋式COTDR周界入侵报警系统的信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、每隔特定周期，监测主机读取探测光缆链路中的全段数据，全段数据包括探测光缆各个位置的后向散射信号，对全段数据进行差分处理，并设置差分阈值，根据差分阈值判断发生扰动的位置；S2、对超过差分阈值的扰动点对应的后向散射信号进行滤波，滤除低频噪声；S3、对滤波后的信号计算信号特征；S4、根据计算得到的信号特征进行模式识别，输出判断结果；S5、事件区域判断：在空间距离上，对于输出相同判断结果的探测点，按照探测点间距划定是否为同一事件；在时间上，对于判断结果和影响位置相同的事件，认为是同一事件；S6、报警事件输出。5.根据权利要求4所述的地埋式COTDR周界入侵报警系统的信号处理方法，其特征在于，步骤S1中判断扰动位置的方法为：强相干光作为入射光脉冲从光纤的入射端注入，光探测器探测到的后向散射信号是各点返回到入射端的瑞利散射光相互干涉后的结果，由于弹光效应，扰动位置区域内光纤的折射率及密度将发生变化，从而导致该区域后向瑞利散射光相位的变化，最终干涉结果将会引起后向瑞利散射光强的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玥，董雷，田铭，
申请(专利权)人：武汉理工光科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42