一種可與視頻聯動的全光纖周界安全監控設備的製作方法
2023-05-06 08:45:41 2
一種可與視頻聯動的全光纖周界安全監控設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及與視頻聯動的光纖分布式擾動長距離周界安全監控設備，由傳感模塊、光源模塊、探測器模塊、電源模塊，傳感模塊包括傳感光路單元和偏振控制單元組成。本發明對設防區域進行入侵監測定位，並記錄入侵信息；當監測到有入侵行為時，將啟動預警程序，並進行定位，並對其進行實時監控及記錄，同時啟動報警區域的攝像機調出相對應的視頻信號供硬碟錄像機自動進行實時錄像，錄下報警時的現場情況並保存，以供事後重放分析。在監測面積和距離都很大的情況下，可以減低使用時維護費用，並能滿足那些大型特殊敏感監測對象的高級別安全要求。
【專利說明】一種可與視頻聯動的全光纖周界安全監控設備
【技術領域】
[0001]本發明應用於周界安全領域，涉及對入侵位置的定位和實時監控，具體講，涉及與視頻聯動的光纖分布式擾動長距離周界安全監控設備。
[0002]
【背景技術】
[0003]目前傳統周界安全系統主要有準入準出，安裝物理圍欄，人員巡視，視頻監控，常見的視頻監控系統需人為控制其監控範圍，或設定固定的巡航路線進行巡航，這在監測面積和距離都很大的情況下，很難對入侵位置進行實時的監控，錄像，存在監控漏洞。
[0004]目前國內外，還有一些根據電磁原理分布式侵入監測系統，比如智能型電子脈衝圍欄系統，張力式電子圍欄，震動電纜報警系統這三種侵入報警系統都是安防領域的新技術，但是造價普遍較高，施工繁瑣，大面積使用時維護費用和難度也很高。
[0005]這些新型分布式侵入監測系統都存在一個共有的致命缺陷，它們都不能在監測的同時準確定位該侵入行為的位置，並對入侵位置進行實時監測及記錄。在監測面積和距離都很大的情況下，發出警報僅僅能攔阻少量誤闖入行為，這顯然已經不能滿足那些大型特殊敏感監測對象的高級別安全要求。
[0006]
【發明內容】
[0007]本發明旨在克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種對入侵位置進行實時的監控，錄像的裝置，為達到上述目的，本發明採取的技術方案是，可與視頻聯動光纖分布式擾動長距離周界安全監控設備，包括:
擾動預警定位系統包括傳感模塊、光源模塊、探測器模塊、電源模塊，傳感模塊包括傳感光路單元和偏振控制單元，傳感光路單元的傳感光纜在安防區的周界鋪設；光源模塊為整個系統提供光信號，並可調節光功率；探測器模塊接收傳感模塊的光信號，並將光信號轉換為電信號，傳輸到採集卡；電源模塊用於給機框內的其它模塊提供工作電壓；擾動預警定位系統與擾動報警伺服器相連，將擾動信號通過採集卡發送至擾動報警伺服器；
擾動報警伺服器首先分析擾動信號得到入侵位置信息，並將入侵警報、位置等信息通過路由器傳送到各個客戶端，客戶端軟體分析確定入侵區域所對應的視頻模塊序號，通過路由器向視頻伺服器發出視頻請求信號，視頻伺服器接收到客戶端的視頻請求信號後，通過與編碼器、光端機，攝像頭獲取攝像頭拍攝的視頻，該視頻供硬碟錄像機自動進行實時錄像。
[0008]傳感光路單元具體為:2條單模光纖基於馬赫-曾德光纖幹涉儀原理構成分布式微振動傳感器，形成光纖幹涉儀的兩個測試光纖，用於測試光纜沿途的振動信號；光源模塊發出的連續光波從傳感光路單兀的一端分為光強1:1的兩束光波在兩條單模光纖中同時傳播，在傳感光路單元的另一端匯合形成幹涉信號，傳輸到探測器模塊；偏振控制單元採用光纖擠壓式偏振控制器對光的偏振態進行調節，採用電磁擠壓使2條單模光纖產生附加的應力雙折射，產生類似晶體波片的性能，使其折射率隨應力的改變而改變。
[0009]擾動報警伺服器分析擾動信號得到擾動信號，對擾動信號中包含信號特徵的信號數據段進行濾波處理，計算出不同頻帶內的信號能量，形成的能量譜作為特徵向量。用不同類型幹擾的特徵向量訓練RBF神經網絡，實時採集的信號通過RBF神經網絡得出入侵模式信息，並將入侵模式信息通過路由器傳送到各個客戶端。
[0010]探測器模塊包括放大和濾波電路，Α/D轉換電路、光電探測器，光電探測器接收傳感系統的光纜中正向傳播和反向傳播的兩路光信號，光電探測器將光信號轉換為電信號，經放大和濾波電路，Α/D轉換電路傳輸到採集卡。
[0011]本發明的技術特點及效果:
本設備對設防區域進行入侵監測定位，並記錄入侵信息。當監測到有入侵行為時，將啟動預警程序，警示值班人員，並進行定位，顯示入侵發生位置信息並對其進行實時監控及記錄，同時啟動報警區域的攝像機調出相對應的視頻信號供硬碟錄像機自動進行實時錄像，錄下報警時的現場情況並保存，以供事後重放分析。
[0012]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1可與視頻聯動的光纖分布式擾動長距離周界安全監控原理圖
圖中，I是傳感光纜，2是設防區，3是擾動預警定位系統，4是傳感模塊，5是光源模塊，6是探測器模塊，7是電源模塊，8是擾動報警伺服器，9是路由器，10、11、12是客戶端，13是視頻伺服器，14是編碼器，15是光端機，16是攝像頭。
[0014]【具體實施方式】
[0015]針對上述方法存在的問題，將新興的光纖分布式傳感技術、傳統視頻監控技術，先進信號智能識別技術相融合，構成新型智能周界安全監控設備，全天候對設防區域進行入侵監測定位，並記錄入侵信息。當監測到有入侵行為時，將啟動預警程序，警示值班人員，並進行定位，顯示入侵發生位置信息並對其進行實時監控及記錄，以便值班人員及時採取相應防範措施。
[0016]為了實現上述功能，本設備採用高靈敏度的光纜振動傳感器，實時監控作用在光纜上的各種振動現象，根據不同事件的特徵發出警報信號，經過信號處理，對入侵事件進行定位和識別，並且與視頻監控系統聯動，即將定位信息傳送到視頻聯動系統，雲臺使得相應攝錄裝置轉到入侵事件位置，控制室便可得到相應的視頻信息，監控人員就可以對其進行處理。光纜可以安裝在各種周界設施上，並且可以利用光纜本身的通信功能，構成無源遠程連續分布式監控網絡。
[0017]本設備需在安防區的周界鋪設傳感光纜，傳感光纜與擾動預警定位系統相連接，包括傳感模塊、光源模塊、探測器模塊。傳感模塊包括傳感光路單元和偏振控制單元。光纖不僅可以傳輸信號，還可以作為安全防範應用中的傳感器，本模塊採用全光纖傳感原理，利用光纖對外界的任何微小擾動信號形成的震動波、壓力波、聲波進行感知；通過對光信號參數(振幅、頻率、相位、偏振態)的調製，再經過對光信號的檢出、傳輸以及光電信號的處理後，能準確檢出擾動源狀態，計算其位置，並進行擾動源的危害判斷和模式識別。光源模塊為整個設備提供光信號，並可調節光功率。探測器模塊接收傳感系統的光纜中正向傳播和反向傳播的兩路光信號，並將光信號轉換為電信號，傳輸到採集卡，基於增益匹配機制實現了模塊光信號監測的光強的動態範圍和靈敏度。電源模塊用於給機框內的其它模塊提供工作電壓，輸入是機房內的一 48V電源。電源模塊可以單獨供電，也可以採用1+1電流分擔的熱備份方式供電。在熱備份工作時，其中一塊故障對另一塊沒有影響，因而能確保整機可靠地工作。另外，電源模塊採用了高品質的直流電壓轉換模塊，具有供電穩定、短路保護、過壓保護等特點。擾動預警定位系統與擾動報警伺服器相連，將擾動信號發送至擾動報警伺服器，一旦發生警情，擾動報警伺服器首先分析得到入侵模式信息和入侵位置信息，並將入侵警報和入侵模式、位置等信息通過路由器傳送到各個客戶端，客戶端軟體分析確定入侵區域所對應的視頻模塊序號，通過路由器向視頻伺服器發出視頻請求信號，視頻伺服器接收到客戶端的視頻請求信號後，通過與編碼器，編碼器根據請求信息中的視頻監控模塊編號再與光端機，攝像頭連接，攝像頭根據請求信息啟動報警區域的攝像機對入侵區域進行拍攝，並供硬碟錄像機自動進行實時錄像，錄下報警時的現場情況，以供事後重放分析，繼而將視頻信息經光端機、編碼器、視頻伺服器、路由器傳送到客戶端，客戶端通過區域網接收入侵處的視頻圖像，控制中心軟體界面上即會迅速顯示出報警的區域、地點、時間，並顯示視頻模塊拍攝到的入侵區域情況，三者進行聯動，從而達到對侵入設防區域周界的威脅行為進行預警、監測的目的，輔助安保人員對防區內、外的現場進行監視，使管理人員在監控中心機房中即能觀察到防區周界現場重要地點的情況。
[0018]實施例1可與視頻聯動的光纖分布式擾動長距離周界安全監控設備
如圖1所示可與視頻聯動的光纖分布式擾動長距離周界安全監控設備的組成和作用如下:
本設備需在安防區I的周界鋪設傳感光纜2，傳感光纜與擾動預警定位系統3相連接，3包括傳感模塊4、光源模塊5、探測器`模塊6、電源模塊7。傳感模塊4包括傳感光路單元和偏振控制單元。傳感光路單元工作原理:敷設一條光纜，利用光纜中的2條單模光纖基於馬赫-曾德光纖幹涉儀原理構成分布式微振動傳感器，它們構成光纖幹涉儀的兩個測試光纖，用於測試光纜沿途的振動信號。光源(LD)發出的連續光波從傳感器的一端分為光強I:1的兩束光波在兩條測試光纖J71和J72中同時傳播，在光纖傳感器另一端匯合形成幹涉信號，傳輸到光電探測器(D1^D2)中將光信號轉換成電信號，通過放大和濾波電路對信號進行處理，經過A/D轉換傳輸到計算機中對信號進行互相關計算，得到時間差，由於事件發生位置到分布式傳感器兩端探測器的距離不同，而光波在光纖中的傳播速度是一定的，因此根據兩個探測器檢測到同一事件的時間差，即可精確的計算出事件發生的位置，從而對擾動進行定位。偏振控制單元採用光纖擠壓式偏振控制器對光的偏振態進行調節。它的原理是利用單模光纖的光彈效應，採用電磁擠壓使光纖產生附加的應力雙折射，產生類似晶體波片的性能，使其折射率隨應力的改變而改變，是一種延遲量控制型偏振控制器。光源模塊5為整個設備提供光信號，並可調節光功率。探測器模塊6包括放大和濾波電路，A/D轉換電路、光電探測器、及採集卡，光電探測器接收傳感系統的光纜中正向傳播和反向傳播的兩路光信號，並將光信號轉換為電信號，傳輸到採集卡，基於增益匹配機制實現了模塊光信號監測的光強的動態範圍和靈敏度。電源模塊7用於給機框內的其它模塊提供工作電壓，輸入是機房內的一 48V電源。電源模塊可以單獨供電，也可以採用1+1電流分擔的熱備份方式供電。在熱備份工作時，其中一塊故障對另一塊沒有影響，因而能確保整機可靠地工作。另外，電源模塊採用了高品質的直流電壓轉換模塊，具有供電穩定、短路保護、過壓保護等特點。擾動預警定位系統3與擾動報警伺服器8相連，將擾動信號發送至擾動報警伺服器8，一旦發生警情，擾動報警伺服器8接收到擾動預警定位系統3採集到的擾動信號，首先進行擾動端點檢測，而後主控模塊採用模式識別算法，對包含信號特徵的信號數據段進行濾波處理，計算出不同頻帶內的信號能量，形成的能量譜作為特徵向量。用不同類型幹擾的特徵向量訓練RBF神經網絡，實時採集的信號通過RBF神經網絡得出入侵模式信息，並將入侵警報和入侵模式、位置等信息通過路由器9傳送到各個客戶端10、11、12，客戶端軟體分析確定入侵區域所對應的視頻模塊序號，通過路由器9向視頻伺服器13發出視頻請求信號，視頻伺服器13接收到客戶端的視頻請求信號後，通過與編碼器14，編碼器14根據請求信息中的視頻監控模塊編號再與光端機15，攝像頭16連接，攝像頭根據請求信息啟動報警區域的攝像機對入侵區域進行拍攝，並供硬碟錄像機自動進行實時錄像，錄下報警時的現場情況，以供事後重放分析，繼而將視頻信息經光端機15、編碼器14、視頻伺服器13、路由器9傳送到客戶端，客戶端通過區域網接收入侵處的視頻圖像，控制中心軟體界面上即會迅速顯示出報警的區域、地點、時間，並顯示視頻模塊拍攝到的入侵區域情況，三者進行聯動，從而達到對侵入設防區域周界的威脅行為進行預警、監測的目的。
【權利要求】
1.一種可與視頻聯動的全光纖周界安全監控設備，其特徵是，包括: 擾動預警定位系統包括傳感模塊、光源模塊、探測器模塊、光源模塊，傳感模塊包括傳感光路單元和偏振控制單元，傳感光路單元的傳感光纜在安防區的周界鋪設；光源模塊為整個設備提供光信號，並可調節光功率；探測器模塊接收傳感模塊的光信號，並將光信號轉換為電信號，傳輸到採集卡；電源模塊用於給機框內的其它模塊提供工作電壓；擾動預警定位系統與擾動報警伺服器相連，將擾動信號通過採集卡發送至擾動報警伺服器； 擾動報警伺服器首先分析擾動信號得到入侵位置信息，並將入侵警報、位置等信息通過路由器傳送到各個客戶端，客戶端軟體分析確定入侵區域所對應的視頻模塊序號，通過路由器向視頻伺服器發出視頻請求信號，視頻伺服器接收到客戶端的視頻請求信號後，通過與編碼器、光端機，攝像頭獲取攝像頭拍攝的視頻，該視頻供硬碟錄像機自動進行實時錄像。
2.如權利要求1所述的可與視頻聯動的光纖分布式擾動長距離周界安全監控設備，其特徵是，傳感光路單元具體為:2條單模光纖基於馬赫-曾德光纖幹涉儀原理構成分布式微振動傳感器，形成光纖幹涉儀的兩個測試光纖，用於測試光纜沿途的振動信號；光源模塊發出的連續光波從傳感光路單兀的一端分為光強1:1的兩束光波在兩條單模光纖中同時傳播，在傳感光路單元的另一端匯合形成幹涉信號，傳輸到探測器模塊；偏振控制單元採用光纖擠壓式偏振控制器對光的偏振態進行調節，採用電磁擠壓使2條單模光纖產生附加的應力雙折射，產生類似晶體波片的性能，使其折射率隨應力的改變而改變。
3.如權利要求1所述的可與視頻聯動的光纖分布式擾動長距離周界安全監控設備，其特徵是，擾動報警伺服器分析擾動信號得到擾動信號，對擾動信號中包含信號特徵的信號數據段進行濾波處理，計算出不同頻帶內的信號能量，形成的能量譜作為特徵向量，用不同類型幹擾的特徵向量訓練RBF神經網絡，實時採集的信號通過RBF神經網絡得出入侵模式信息，並將入侵模式信息通過路由器傳送到各個客戶端。
4.如權利要求1所述的可與視頻聯動的光纖分布式擾動長距離周界安全監控設備，其特徵是，探測器模塊包括放大和濾波電路，Α/D轉換電路、光電探測器，光電探測器接收傳感系統的光纜中正向傳播和反向傳播的兩路光信號，光電探測器將光信號轉換為電信號，經放大和濾波電路，Α/D轉換電路傳輸到採集卡。
【文檔編號】H04N5/76GK103780883SQ201410055709
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月19日 優先權日:2014年2月19日
【發明者】王紹俊 申請人:南京昕天衛光電科技有限公司