[發明專利]一種大規模遠距離周界安防系統及其使用方法

在審

• 申請號: 201911265825.5
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN110969790A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 王蒙;孫志慧;張發祥;閔力;李淑娟;楊元元;張琳
• 申請（專利權）人: 山東省科學院激光研究所
• 主分類號: G08B13/12
• 分類號: G08B13/12
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

1.一種大規模遠距離周界安防系統，包括光纖光柵震動傳感陣列、光纖光柵波長解調系統、信號處理和管控系統，其特征在于：

所述光纖光柵震動傳感陣列包括一條16芯單模且長度為25千米的光纜和光纖光柵震動傳感器；所述光纜中的每芯光纖中串聯16個光纖光柵震動傳感器，每個光纖光柵震動傳感器的間距為100米，光纖光柵震動傳感陣列中的光纖光柵震動傳感器的數量為256個；

所述光纖光柵波長解調系統包括用來發出寬帶光的寬帶光源，寬帶光源通過光纖連接環形器，環形器通過光纖連接光開關和邁克爾遜干涉儀，邁克爾遜干涉儀通過光纖連接密集波分復用器；

所述信號處理和管控系統包括信號處理和融合模塊、主控器模塊和報警信息模塊；所述信號處理和融合模塊通過網線連接光纖光柵波長解調系統，主控器模塊根據信號處理和融合模塊處理的信息控制報警信息模塊發出報警信號。

2.根據權利要求1所述的大規模遠距離周界安防系統，其特征在于：所述光纖光柵震動傳感陣列通過地埋深埋的方式進行布設。

3.根據權利要求1所述的大規模遠距離周界安防系統，其特征在于：所述每芯光纖中串聯的16個光纖光柵震動傳感器采用波分復用的方式，每一個光纖光柵震動傳感器對應一個ITU通道。

4.根據權利要求1所述的大規模遠距離周界安防系統，其特征在于：所述光纖光柵波長解調系統中的光開關連接光纖光柵震動傳感陣列的光纜。

5.根據權利要求1所述的大規模遠距離周界安防系統，其特征在于：所述光纖光柵波長解調系統中的密集波分復用器還連接有16道前置放大和光電檢測陣列，檢測陣列連接有同步AD數據采集模塊，同步AD數據采集模塊連接有FPGA模塊。

6.一種大規模遠距離周界安防系統的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，光纖光柵震動傳感陣列埋設在地下，光纖光柵波長解調系統內的寬帶光源發出一段寬譜光，發射光傳輸到光纖光柵震動探測器陣列，進入警戒狀態，每個光纖光柵震動傳感器內的光纖光柵都選擇反射回一個標準波長信號；

S2，當光纖光柵震動探測器周圍有活動目標時，大地震動信號引起光纖光柵震動傳感器內光柵柵距發生變化，對應的反射光的波長也發生變化；

S3，變化的波長信號被光纖光柵數據解調系統實時解調為震動的數字信號；

S4，信號處理及管控系統對震動數字信號進行處理分析。

7.根據權利要求6所述的大規模遠距離周界安防系統的使用方法，其特征在于：所述S1具體為，寬帶光源發出的寬帶光經環形器進入光開關，光開關受控制信號控制選通光路，控制寬帶光傳輸到16芯光纜的各芯光纖中，各芯光纖中的震動傳感器的光柵反射信號經光開關和環形器進入邁克爾遜干涉儀。

8.根據權利要求6所述的大規模遠距離周界安防系統的使用方法，其特征在于：所述S3具體為，當有外部入侵時，光纖光柵震動傳感器的波長會產生變化，反射光經干涉儀后，輸出相位會發生相應變化，根據各個光纖光柵震動傳感器的波長不同，從干涉儀出來的反射光經過密集波分復用器被分為16道光，進入16道前置放大和光電檢測陣列轉換成電信號，電信號經同步AD采集后由FPGA進行并行PGC解調出傳感器的相對波長變化信息。

9.根據權利要求6所述的大規模遠距離周界安防系統的使用方法，其特征在于：所述S4具體為，信號處理及管控系統中的信號處理和融合模塊對256路數字信號進行特征提取，初步判斷目標屬性，經信息融合后，形成目標運動軌跡，并進一步確定目標類型，主控器根據目標運動軌跡和類型等信息，產生報警信息。