[實用新型]一種基于φ-OTDR技術的周界安防識別系統

有效

• 申請號: 201520679010.2
• 申請日: 2015-09-06
• 公開（公告）號: CN204884028U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 趙杰;楊子玉;楊晗;周鵬
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G08B13/186
• 分類號: G08B13/186
• 代理公司: 湖南省國防科技工業局專利中心 43102
• 代理人: 馮青

技術領域

本發明涉及光學傳感系統領域，具體涉及一種基于φ-OTDR技術的周界安防識別系統。

背景技術

隨著科技發展需求，光學振動傳感系統已經頗為成熟，且其分類廣泛，原理及應用頗多。在安防系統，基于各種OTDR技術的光學檢測儀器臻于成熟；在軍事領域，對于光學相位的檢測系統與周界布防警報系統相結合，以改善傳統軍事安防警戒模式。而針對以上需求，現有系統及技術解決效果不全面，誤報率高。

現有的與周界安防識別專利主要集中在各個專用領域的子系統實現，與應用傳感光纖判定入侵的研究內容相近的專利有我國在2013年授予的一項發明專利[1]，利用報警主機，M個FPGA和N組傳感光路連通，利用傳感光纖實現對防區的實時監控。2014年授予的一項發明專利[2]，描述了通過光纖干涉光路產生干涉信號，利用信號頻率能量分布判斷外界是否受到入侵威脅。發明專利[3]，利用窄帶光源模塊提高探測振動信號精細結構，運用光纖干涉提高靈敏度。在2014年授予的一項發明專利[4]，實現的是利用φ-OTDR系統，將采集到的連續后向瑞利散射干涉信號轉化為矩陣并進行傅里葉變換以得到同時反映振動位置和頻率信息的頻譜圖。

現有的周界安防警戒系統不能滿足將光學相位與周界安防系統相結合后，將獲得的相位信號處理以得到較為全面，準確的入侵信息的需求。其對于外界侵入信息的識別能力有限，無法提供較為全面的入侵信息，并且對于入侵信號的檢測存在較高誤報率。比如基于視頻監測的安防系統，不能減少哨兵監控負擔，對于人力及硬件要求較高，并且系統容易受到外界干擾。而利用紅外探測技術實現的安防系統不能識別出經過紅外偽裝的入侵信號，從而使周界面臨潛在威脅。現有在軍事領域應用的周界安防警戒系統主要由紅外探測，電子攝像，哨兵巡防構成，其智能化程度有限，并且僅可探測識別局部區域，對于外界的抗干擾能力較差，容易出現誤報。在軍事應用上，存在不能對周界入侵信息進行綜合分析識別，從而提供較為全面的入侵信息的不足。

發明內容

本發明是基于φ-OTDR技術，以光脈沖信號在傳感光纖上發生的相位變化為探測要素，進行的對于入侵信號位置，強度，頻率的監測識別，與上述的其他發明相比，首先是軍事安防監控識別能力的提升，提供較為全面的入侵信息；其次，能夠通過φ-OTDR技術與相干檢測的結合，提高監測識別的準確度，在提高安防識別效率的基礎上，不損失正確率。

為解決上述問題，本發明特提出一基于φ-OTDR技術的周界安防識別系統。

系統包括：激光器1、聲光調制器2、環形器3、光纖4、光電轉換器5、數據處理軟件模塊6、智能控制模塊7,

所述激光器1與聲光調制器2一端相連，聲光調制器2的另一端連接環形器3，環形器3通過光纖4與光電轉換器5連接，光電轉換器5、數據處理軟件模塊6及智能控制模塊7依次相連。

所述激光器為窄線寬激光器。

所述光纖為普通傳感光纖。

光線從窄線寬激光器發出后，通過聲光調制器將脈沖光送入環形器的端口11，通過環形器的端口22將光信號送入光纖中，送入光纖的光信號與部分通過端口22后直接輸入到端口33的信號一起被輸出后，由光電轉換器將所有的光信號轉化為電信號并傳輸至后續軟件模塊完成相關數據處理，最終經由計算機進行智能控制操作。

與現有最好技術相比，本發明的優點在于：

1．本發明實現了對地面通過物體防偽裝，包括視覺偽裝和紅外偽裝；

2．本發明采用了φ-OTDR技術，實現了降低誤報率的技術要求；

3.本發明后續采用相干檢測和計算機軟件處理實現對于入侵信號的位置，強度，頻率的監控識別；

4.提高哨兵巡防周界效率，節約部分兵力。

附圖說明

圖1基于相位OTDR技術的識別系統結構圖。

具體實施方式

圖1為本發明的系統結構圖，系統包括：激光器1、聲光調制器2、環形器3、光纖4、光電轉換器5、數據處理軟件模塊6、智能控制模塊7,

所述激光器1與聲光調制器2一端相連，聲光調制器2的另一端連接環形器3，環形器3通過光纖4與光電轉換器5連接，光電轉換器5、數據處理軟件模塊6及智能控制模塊7依次相連。

基于φ-OTDR技術，以光脈沖信號在傳感光纖上發生的相位變化為探測要素，進行的對于入侵信號位置，強度，頻率的監測識別。光線從窄線寬激光器發出后，通過聲光調制器將脈沖光送入環形器的端口11，通過環形器的端口22將光信號送入光纖中，送入光纖的光信號與部分通過端口22后直接輸入到端口33的信號一起被輸出后，由光電轉換器將所有的光信號轉化為電信號并傳輸至后續軟件模塊完成相關數據處理，最終經由計算機進行智能控制操作。