[發明專利]防區型光纖擾動周界安防系統及入侵擾動快速判定方法

有效

• 申請號: 201410241579.0
• 申請日: 2014-06-03
• 公開（公告）號: CN104008621A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 劉鐵根;孟卓
• 申請（專利權）人: 天津求實飛博科技有限公司
• 主分類號: G08B13/186
• 分類號: G08B13/186
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 李益書

技術領域

?本發明屬于光纖傳感以及信號處理領域，特別涉及一種快速高效地判斷防區型光纖擾動周界安防系統有無擾動的方法。

背景技術

隨著全球經濟和科學技術的不斷創新與發展，人們的安全防范意識越來越強，一些重要區域比如軍事重地、國家重要機關、銀行、工業園區、學校等對安全性的要求更高。目前國內外，周界安防產品有很多不同的種類，比如視頻監控周界安防系統、主動式紅外周界安防系統、泄漏電纜式周界安防系統和電子脈沖式周界安防系統。視頻監控周界安防系統是將攝像探頭安裝在周界處的關鍵位置，警衛人員通過監視器來觀察周界情況，實現安全監控。這類系統若采用定點監控，攝像探頭很難覆蓋整個安防周界，所以監控的范圍小；若采用連續掃描，會浪費大量的資源，而且也容易形成監控盲區。主動式紅外周界安防系統是發射端發射紅外光線，接收端接收紅外光線，如果光線被遮擋住了，接收端會探測到信號的變化，然后將報警信號傳送給報警主機。人眼是無法看到紅外光線的，所以主動式紅外周界安防系統是筑起了一道隱形的“圍墻”。這類系統容易受到外部環境的干擾，比如雨雪天氣會使其能見度下降造成誤報。泄漏電纜式周界安防系統是發射電纜和接收電纜之間通過電磁場的輻射與接收來實現安全監測的功能。如果發生了入侵事件，磁場會發生變化，從而引發報警。這類系統非常容易被外加電磁場影響，引發誤報，而且功耗比較大，成本較高。電子脈沖式周界安防系統是由主機和前端電子圍欄構成。通過探測高壓電子脈沖來檢測是否有入侵行為發生。而且，入侵者觸碰通有高壓脈沖的電子圍欄時會受到短暫的電擊，進一步起到防范作用。這類系統需要借助于實體圍欄，對于開放式的周界安防不適用，而且對人體可能造成傷害。因此，研制一種性價比較高、功耗小、性能穩定、效率高的周界安防產品是非常必要的。

防區型光纖擾動周界安防系統充分利用光纖傳感技術靈敏度高、損耗低、抗電磁干擾的優點，基于光纖干涉機理，實現了分布式長距離大范圍的實時監控，靈敏度高，抗電磁干擾，可用于易燃易爆場所，不怕雷擊電閃，方便野外鋪設，安裝維護方便，滿足人們對安全保衛的要求。

發明內容

本發明的目的是解決現有周界安防系統監控范圍小、功耗大、易受外界電磁干擾、誤報率高等問題，提供一種用于防區型光纖擾動周界安防系統以及入侵擾動快速判定方法。該方法利用信號的頻域能量分布來快速高效地判斷外界是否存在有入侵擾動信號，從而實現光纖擾動周界安防系統對外界的實時監控，有效降低系統的漏報率和誤報率。

本發明首先提供了一種基于判斷有無擾動算法的防區型光纖擾動周界安防系統，該系統包括多個防區，每一個防區有獨立的傳感光路部分、中控識別模塊和通訊、報警模塊，以及各防區共同連接的計算機，其中：

傳感光路部分：基于光纖干涉原理，采用Michelson或M-Z光纖干涉原理產生干涉信號，實時監測外界信號；光路的具體結構是：激光器發出的光信號經隔離器輸入2╳2耦合器的一個輸入端口，2╳2耦合器的兩個輸出端口分別連接第一傳感光纖F1和第二傳感光纖F2，第一傳感光纖F1和第二傳感光纖F2的末端分別連接第一法拉第旋轉鏡和第二法拉第旋轉鏡，兩路反射光在2╳2耦合器輸入端的另一端口干涉出射并輸入光電探測器；

光電探測器：用于接收由2╳2耦合器輸入端口出射的干涉光信號并轉換成電壓信號；

中控識別模塊：與光電探測器連接，采用可編程邏輯器件FPGA實現信號處理功能，采集光電探測器的電壓信號，由FPGA采用入侵擾動快速判定方法進行數據處理，進而判斷外界是否存在有入侵擾動信號；

通訊、報警模塊：該模塊分別連接中控識別模塊和公共計算機，一是通過與中控識別模塊進行通信，調整中控識別模塊中進行數據處理的相關參數，同時接收中控識別模塊判斷出來的外界是否存在有入侵擾動信號的報警信息，二是與計算機進行通信，將中控識別模塊判斷出來的報警信息上傳至計算機，控制軟件界面記錄報警信息，發出報警蜂鳴聲，此模塊可采用單片機實現。

計算機：與各防區內的通訊、報警模塊連接，用于接收各防區內通訊、報警模塊上傳的存在有入侵擾動信號的報警信息；同時計算機能夠構建防區型光纖擾動周界安防系統的用戶使用界面，用戶根據不同的需要自行繪制防區地圖，當外界有入侵信號時，能夠定位到是哪個防區產生報警，記錄報警信息，點亮該防區的報警指示燈并發出報警蜂鳴聲。

該防區型周界安防系統如圖2所示。

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????本發明同時提供了一種應用以上所述防區型光纖擾動周界安防系統的入侵擾動快速判定方法，該方法在中控識別模塊中實現，具體步驟包括：