光纖傳感智能定址周界入侵報警系統的製作方法
2023-05-19 00:56:06
專利名稱：光纖傳感智能定址周界入侵報警系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於大型設施區域以及建築別墅的周界安全防範的光纖傳 感智能定址周界入侵報警系統。
背景技術：
隨著近十年來光纖技術的不斷探索與研製，以光纖感知為探測手段的光纖探測報 警系統已經逐步成熟與穩定，它與傳統報警探測技術相比具有抗電磁波幹擾、適用範圍廣 泛、靈敏度高、隱蔽性高、抗幹擾性強等諸多優勢，並被運用到機場、重要倉庫、監獄、金融等 領域以及高檔建築的安全防範系統。現有的光纖探測報警系統傳感源為傳感光纜，傳感光纜以光纖幹涉感應原理為基 礎，通過對光纖形變、擾動所產生的光波折射發生變化，對光波折射所形成的幹涉光譜進行 分析，實現報警探測。實際使用中系統存在以下不足1)傳感光纜無法準確定位，因此無法實現防區的精確定位，只能根據防區劃分的 長度實現模糊定位，難以滿足高等級防範系統的需求；2)抗環境能力差由於傳感光纜是整體傳感難以分析出風和人為入侵的區別、因 此系統誤報率高，導致應用範圍受到限制；3)室外傳感部分採用有源結構室外傳感光纜需配置工作電源，無法有效體現光 纖優異功能、導致系統可靠性降低。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種光纖傳感智能定址周界入侵報警系 統，實現對周界入侵行為的實時監控和準確定位。本實用新型為解決上述技術問題所採取的技術方案為一種光纖傳感智能定址周 界入侵報警系統，其特徵在於包括有無源光纖定址傳感光纜、報警數據處理器和計算機； 無源光纖定址傳感光纜安設在安防區域周界並與報警數據處理器信號埠相聯接，報警數 據處理器的數據埠與計算機相接。按上述方案，所述的無源光纖定址傳感光纜由通訊光纖與傳感光纖合成一體，所 述的傳感光纖為實時採集布拉格波的光纖光柵振動傳感器，由一根光纖串接多個光纖光柵 振動傳感器構成，通過波分復用技術進行分布式信息採集。按上述方案，所述的光纖光柵傳感器沿長度等距布設在傳感光纜上，一根傳感光 纜相鄰兩個光纖光柵傳感器間距為0. 5-6米。按上述方案，所述的計算機包含有數據接收模塊、風雨模型資料庫、第一判斷模 塊、數據處理模塊、第二判斷模塊和報警裝置；其中第一判斷模塊與數據接收模塊和風雨模 型資料庫相聯，並與數據處理模塊聯接，第二判斷模塊與數據處理模塊的輸出端相聯並聯 接報警裝置。按上述方案，計算機將前後傳遞的布拉格波波長相比較處理得出振動量，來分析判斷安防區域周界的情況，風雨模型資料庫包括風雨狀態傳感器波形，供系統調用；系統預 設周期T和所述振動量的閾值，自動分析和判斷。 按上述方案，所述的計算機與報警數據處理器可通過通信網絡聯接，通信網絡可 為乙太網，以增長報警數據處理器與計算機之間的傳播距離，並且能與多臺計算機互相通按上述方案，所述的報警數據處理器與無源光纖定址傳感光纜通過光網絡聯接， 可滿足傳感光纜能夠遠距離傳輸，且節約成本。按上述方案，通過計算機控制軟體可以實現對整個系統傳感光纜上的傳感器進行 任意旁路或有效設定，以滿足系統日常運行中的特殊應用要求。本實用新型的工作原理為當寬帶光通過光纖光柵時，光纖光柵會對此入射光進 行選擇性反射，反射一個中心波長與芯層折射率調製相位相匹配的窄帶光(帶寬通常約為 0. 1 0. 5nm)，此中心波長稱之為布拉格波長λ，當外界有反應或振動，並對光纜產生影響 時，柵距(d)發生變化，布拉格波長λ隨之發生變化，通過精確地測量光柵反射光的布拉格 波長λ的變化量，就可以獲得光纖光柵的振動量。計算機對光纖光柵振動量進行分析。當風等因素所產生的振動，必定是大面積的， 即多個光纖光柵振動傳感器同時發出類似的波形，則視為環境因素所引起的振動，不作處 理；當單個或設定一定數量的光纖光柵振動傳感器發出振動波形時，則進行動態規則計算。算法的設計思想是用當前收到的測量波信號和在T周期開始時所測定基準波信 號的波長比較，得到一個差值，用這個差值表示振動量，如果振動量大於閾值時，則提示有 入侵並同時啟動報警。本實用新型的有益效果為1、室外採用無源結構實現對周界入侵行為的實時監 控，增強系統可靠性；2、通過利用光纖光柵傳感器，可以準確的定位入侵行為的發生地，並 且抗環境能力強；3、通過計算機的處理和判斷，能夠智能判別因環境與氣候變化而產生的 誤差與幹擾，使系統受溫度變化和氣候變化的影響最小；4、維護方便，光纜斷纜即可報警， 通過簡單的修復即可重新使用。
圖1為本實用新型的結構框圖圖2為處理系統的工作流程圖具體實施方式
圖1為本實用新型的結構框圖，包括串接多個光纖光柵振動傳感器的無源光纖定址傳感光纜，同一根傳感光纜相鄰兩 個光纖光柵傳感器間距為5 10米；報警數據處理器，與傳感光纜相聯接收無源光纖定址傳感光纜的信號，並將其信 號轉換成通信網絡可傳輸的信號；計算機，與報警數據處理器聯接，接收報警數據處理器傳遞的數據並分析處理。計 算機可直接與數據處理器聯接，也可通過乙太網聯接，實現多臺計算機的監控。若傳感光纜與報警數據處理器的距離較遠，二者可通過光通信網絡聯接，光通信網絡由光纖交換機和通信光纜構成，由於通信光纜成本比傳感光纜低，因此節約了成本。計算機包括數據接收模塊；風雨模型資料庫，包含風雨狀態光纖光柵傳感器的信 號數據；判斷外界環境的第一判斷模塊，與數據接收模塊和風雨模型資料庫相聯接；數據 處理模塊，與第一判斷模塊的輸出端相聯接；判斷是否有人入侵的第二判斷模塊，與數據處 理模塊的輸出端相聯接；報警裝置，與第二判斷模塊的輸出端相聯接。計算機處理原理為首先設定周期T，在一個周期T剛剛開始時，測量並記錄此時 的布拉格波作為基準波信號，則在一個周期T內，如果振動量(即布拉格波的變化值)較小或因天氣突變原因較 大，則可判斷沒有入侵，情況如下1)基準波屬於正常天氣，突然變為特殊天氣，沒有入侵，振動量較大，但是可以由 天氣測定系統測量並忽略；2)基準波屬於正常天氣，測量時天氣依然正常，沒有入侵，振動量較小；3)基準波屬於特殊天氣，測量時天氣仍舊特殊，沒有入侵，振動量較小；4)基準波屬於特殊天氣，突然變為正常天氣，沒有入侵，振動量較大，但是可以由 天氣測定系統測量並忽略；在一個周期T內，如果振動量較大或非常大，則可判斷存在入侵，情況如下5)基準波屬於正常天氣，突然變為特殊天氣，有入侵，由於入侵和天氣的共同影 響，振動量非常大，正確報警；6)基準波屬於正常天氣，測量時天氣仍然正常，有入侵，振動量較大，正常報警；7)基準波屬於特殊天氣，天氣突然正常，有入侵，由於入侵和天氣的共同影響，振 動量非常大，正常報警；8)基準波屬於特殊天氣，測量時天氣仍然特殊，有入侵，由於入侵和天氣的共同影 響，振動量非常大，正常報警。由於輕微的振動可對振動量發生很大的影響，因此常規的波信息比較方法是無法 適用的，因此本實用新型利用動態規劃這種高效的算法去解決這個問題。設計動態規劃的狀態f [i，j]表示基準波中前i個信息與測量波中前j個信息的最小變化值。可以設計如下狀態轉移方程
權利要求1.一種光纖傳感智能定址周界入侵報警系統，其特徵在於包括有無源光纖定址傳感 光纜、報警數據處理器和計算機；無源光纖定址傳感光纜安設在安防區域周界並與報警數 據處理器信號埠相聯接，報警數據處理器的數據埠與計算機相接。
2.根據權利要求1所述的光纖傳感智能定址周界入侵報警系統，其特徵在於所述的 無源光纖定址傳感光纜由通訊光纖與傳感光纖合成一體，所述的傳感光纖為實時採集布拉 格波的光纖光柵振動傳感器，由一根光纖串接多個光纖光柵振動傳感器構成，通過波分復 用技術進行分布式信息採集。
3.根據權利要求2所述的光纖傳感智能定址周界入侵報警系統，其特徵在於所述的 光纖光柵傳感器沿長度等距布設在傳感光纜上，一根傳感光纜相鄰兩個光纖光柵傳感器間 距為0. 5-6米。
4.根據權利要求2所述的光纖傳感智能定址周界入侵報警系統，其特徵在於所述的 計算機包含有數據接收模塊、第一判斷模塊、數據處理模塊、第二判斷模塊和報警裝置；其 中第一判斷模塊與數據接收模塊相聯，並與數據處理模塊聯接，第二判斷模塊與數據處理 模塊的輸出端相聯並聯接報警裝置。
5.根據權利要求1或2所述的光纖傳感智能定址周界入侵報警系統，其特徵在於所 述的計算機與報警數據處理器通過通信網絡聯接，通信網絡為乙太網。
6.根據權利要求1或2所述的光纖傳感智能定址周界入侵報警系統，其特徵在於所 述的報警數據處理器與無源光纖定址傳感光纜通過光網絡聯接。
專利摘要本實用新型提供一種光纖傳感智能定址周界入侵報警系統，其特徵在於包括有無源光纖定址傳感光纜、報警數據處理器和計算機；無源光纖定址傳感光纜安設在安防區域周界並與報警數據處理器信號埠相聯接，報警數據處理器的數據埠與計算機相接。本實用新型室外採用無源結構實現對周界入侵行為的實時監控，增強系統可靠性；利用光纖光柵傳感器，可以精確的定位入侵行為的發生地。
文檔編號G08B13/00GK201829006SQ201020277968
公開日2011年5月11日 申請日期2010年8月4日 優先權日2010年8月4日
發明者嚴磊, 劉剛, 包一沛, 戴能耀, 趙君, 陸德寶 申請人:武漢安通科技產業發展有限公司