一种光纤光栅周界防入侵系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种光纤光栅周界防入侵系统，该系统包括相连的现场光纤探测设备和控制设备，现场光纤探测设备包括复数路探测通道，每路探测通道包括级联的光纤震动探测器，控制设备包括相连的光纤光栅信号解调器和报警管理计算机，探测通道与光纤光栅信号解调器相连。本实用新型专利技术灵敏度高，报警性能好，并且误报率较低。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光纤周界安防
，涉及用于光纤光栅周界防入侵系统的数据处理方法与报警信号输出流程。
技术介绍
近年来,随着光纤光栅传感技术的飞速发展，基于光纤布拉格光栅振动传感技术的周界安防系统正在被越来越多的用户使用。光纤光栅周界安防系统采用光纤光栅振动传感器作为传感单元，同时集成了高速光纤光栅波长解调、高速光纤通信、实时视频信息显示、现代数字信号处理及大容量数据存储等多项先进技术；该光纤周界安防系统能够在大范围内实现对非法入侵行为的精确定址，更兼具现场无源防爆、耐候防雷、长使用寿命、高灵敏度、安全可靠等技术优势，在工程应用中收效良好，具有广阔的市场前景。但正是由于光纤光栅传感技术的高灵敏度优势，使得系统在现实中复杂的安装环境下运行时极易发生·误报，例如大风、降雨、车辆运行、轨道交通、小动物活动、海浪潮汐等因素都极易触发系统产生误报，进而降低了系统的实际使用效果。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种光纤光栅周界防入侵系统，本技术灵敏度高，报警性能好，并且误报率较低。一种光纤光栅周界防入侵系统，包括相连的现场光纤探测设备和控制设备，现场光纤探测设备包括复数路探测通道，每路探测通道包括级联的光纤震动探测器，控制设备包括相连的光纤光栅信号解调器和报警管理计算机，探测通道与光纤光栅信号解调器相连。所述的系统，该系统还包括可扩展设备，可扩展设备包括扩展光纤光栅信号解调器和网络交换机，扩展光纤光栅信号解调器与光纤光栅信号解调器相连，扩展光纤光栅信号解调器还外接扩展探测通道，网络交换机与报警管理计算机相连。所述的系统，可扩展设备还包括硬盘录像机，硬盘录像机通过继电器输出板与报警管理计算机相连。所述的系统，每路探测通道均与光纤接续盒相连，复数个光纤接续盒级联后接至传输光缆。所述的系统，探测通道与光纤光栅信号解调器之间还设有光纤终端盒。探测通道可通过传输光缆接至光纤终端盒。本技术的有益效果为I.在保证光纤光栅周界防入侵系统具有高灵敏度的同时降低了系统误报率。2.实现了对环境干扰信号的辨别，提升了光纤光栅周界防入侵系统的性能，便于进行市场推广和工程应用。附图说明图I为光纤光栅周界防入侵系统结构图。图中包括光纤光栅振动传感器1，光缆终端盒2，尾纤3，光纤光栅信号解调器4，网线5，报警管理计算机6，通讯线7，继电器输出板8，可扩展防区9，可扩展光纤光栅信号解调器10，可扩展网络交换机11，硬盘录像机12，光纤接续盒13，传输光缆14。图2为时域报警算法流程图。图3为频域分辨算法流程图。图4为光纤光栅周界防入侵系统的报警策略流程图。具体实施方式为了克服光纤光栅周界防入侵系统的高灵敏度与低误报率不能同时兼顾的难题，本技术通过对由光纤光栅解调仪测得的各传感单元内光纤光栅波长数据的时间序列进行时域和频域的双重数字信号处理，可以屏蔽非人为活动引发的误报输出，使得系统仅对非法入侵人员的攀爬翻越等恶意入侵行为敏感；既保证了光纤周界系统的高灵敏度特性，又极大地降低了系统的误报率。本技术为光纤周界安防监测系统的深入研究提供了一个全新的思路和方向，提升了光纤周界安防报警监测技术的准确性，使基于光纤光栅振动传感技术的周界安全得到有更有力的保障。一种光纤光栅周界防入侵系统，包括相连的现场光纤探测设备和控制设备，现场光纤探测设备包括复数路探测通道，每路探测通道包括级联的光纤震动探测器I，控制设备包括相连的光纤光栅信号解调器4和报警管理计算机6，探测通道与光纤光栅信号解调器4相连。所述的系统，该系统还包括可扩展设备，可扩展设备包括扩展光纤光栅信号解调器10和网络交换机11，扩展光纤光栅信号解调器10与光纤光栅信号解调器4相连，扩展光纤光栅信号解调器10还外接扩展探测通道，网络交换机11与报警管理计算机6相连。所述的系统，可扩展设备还包括硬盘录像机12，硬盘录像机12通过继电器输出板8与报警管理计算机6相连。所述的系统，每路探测通道均与光纤接续盒13相连。复数个光纤接续盒13级联后接至传输光缆14。所述的系统，探测通道与光纤光栅信号解调器4之间还设有光纤终端盒2。探测通道可通过传输光缆14接至光纤终端盒2。本技术在使用时，包括光纤光栅波长基准值更新算法、光纤光栅波长时间序列的时域信息处理算法和光纤光栅波长信息的频域分辨算法。光纤光栅波长基准值更新算法可以避免外界温度效应对光纤光栅振动传感单元信号处理的影响。光纤光栅波长时间序列的时域信息处理算法可以分辨光纤光栅振动传感单元的运行状态，即是平稳运行状态还是受到外界扰动产生一定量的波长变化状态，可以排除一些典型的误报波形。光纤光栅波长信息的频域分辨算法，该算法利用各种激励源的频谱特征，能够分辨出由环境因素造成的误报信息，保留有效的非法入侵行为信息，使系统能够同时保证较高的灵敏度和较低的误报率。一种光纤光栅波长基准值更新算法，该算法包括以下几个步骤步骤(I)解调仪表异常数据处理通过软件进行数据过滤，主要解决因各种原因造成的光纤光栅解调仪输出数据中异常情况，如波长数据的短时间内的极大偏移和波长跳变等。上位机软件会自动过滤掉这些异常数据并向仪表发送代表“错误”的指令，仪表收到指令后会根据指令所表达的错误类型进行解调仪表自检。步骤(2)光纤光栅基准波长实时校准由于光纤光栅振动传感器对应力和温度都较为敏感，在实际应用中当外界环境温度变化时会造成波长偏移。软件通过采集平稳状态下的N秒内波长数据进行取均值运算(前提是这N秒内无报警，若有报警暂不更新基准波长)，实现光纤光栅波长基准值的实时更新。步骤(3)光纤光栅中心波长强制校准当外界一直存在扰动信息的时候，基准值波长有可能很长时间都不进行更新(风雨等恶劣天气时)，这时需要指定一个固定的时间间隔T，超过该时间间隔后，系统将选取临近时间段内的数据进行取均值运算，强制性更新波长基准值，以克服温度效应引起的波长漂移。—种波长时间序列的时域信息处理算法，该算法包括以下几个步骤 步骤(4)创建先进先出型光纤光栅实时波长数据队列便于被程序任意调用与保存。步骤(5)创建先进先出型时间片队列获取光纤光栅特征波长的变化信息。步骤(6)标记时间片队列中的异常事件构建结构体型变量，统计时域内各个时间片内的最大值并与预先设定的阈值参数进行比较，满足条件后保存当前时间片队列，输出给频域分析算法单元处理，系统进入预报警状态，实时波长数据队列开启数据保存功能。一种波长信息的频域分辨算法，该算法包括以下几个步骤步骤(7)设定非法入侵行为的频谱特征量该特征量由入侵模拟实验生成，由于不同激励信号的特征频率和信号幅度均存在差距，可以利用这些特征参数作为识别入侵模式的经验判据输入。步骤(8)计算光纤光栅波长时间序列的幅度谱可运用快速傅里叶变换算法求得。步骤(9)报警信息输出经过频域特征信息比对后，可以抑制由环境因素引起已经预警的记录，保留真实的非法入侵报警信息，并将该报警信息输出到人机交互界面，并触发声光报警和视频联动功能，由保安执勤人员进行处警。下面结合具体实施方式进一步详述本技术。本技术的光纤光栅周界防入侵系统的报警方法包括首先对光纤光栅波长基准值进行更新；然后针对光纤光栅信号解调器接收到的波长序列进行时域处理，分辨光纤震动探测器的运行状态，若所述探本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤光栅周界防入侵系统，其特征在于：包括相连的现场光纤探测设备和控制设备，现场光纤探测设备包括复数路探测通道，每路探测通道包括级联的光纤震动探测器，控制设备包括相连的光纤光栅信号解调器和报警管理计算机，探测通道与光纤光栅信号解调器相连。

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅周界防入侵系统，其特征在于包括相连的现场光纤探测设备和控制设备，现场光纤探测设备包括复数路探测通道，每路探测通道包括级联的光纤震动探测器，控制设备包括相连的光纤光栅信号解调器和报警管理计算机，探测通道与光纤光栅信号解调器相连。2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于该系统还包括可扩展设备，可扩展设备包括扩展光纤光栅信号解调器和网络交换机，扩展光纤光栅信号解调器与光纤光栅信号解调器相连，扩展...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫奇众，李惠芳，刘简，陈园，王越，印新达，
申请(专利权)人：武汉理工光科股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：