[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

本發明涉及傳感探測技術領域，特別涉及一種基于光纖光柵震動傳感的大規模遠距離周界安防系統及其使用方法，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，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；光纖光柵波長解調系統包括用來發出寬帶光的寬帶光源；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。本發明的有益效果是：解決邊境安防預警系統的光纖傳感器感知距離短，無法大規模隱蔽布陣的問題，實現邊境遠距離大范圍的預警。

技術領域

本發明涉及傳感探測技術領域，特別涉及一種基于光纖光柵震動傳感的大規模遠距離周界安防系統及其使用方法。

背景技術

傳統的安防監測技術主要基于電式傳感器，由于供電、易受電磁干擾等原因，已不能滿足人們對安防監測的要求。光纖入侵監測系統具有抗電磁干擾、電絕緣性好、耐腐蝕、可實現大范圍監測等優點，具有很好的隱蔽性，可用于監測保護國境、軍事基地、發電廠、核設計、監獄、機場、石油管道等重要設施。隨著市場的需求和國內外科研人員對光纖安防監測技術的努力，光纖安防監測技術得到了快速發展。采用復用的方式將單點光纖傳感器陣列化構成隱蔽式光纖傳感網絡，是當今光纖傳感發展的一個重要趨勢。

上世紀90年代中期，發達國家已率先將光纖的傳輸與傳感應用到安防入侵監測領域當中，目前全球掌握該技術并投入使用的主要集中在歐美等少數幾個國家，如美國、以色列、澳大利亞等。美國Fiber Sensys公司生產的光纖安全防護網絡（FSN）是一種用光纖連接、允許多個設備彼此通信的網絡。FSN的網絡最多可允許接入127個光纖傳感器，連接長度最多可達100英里。以色列Magal安全系統有限公司開發的Inteli-FIBER震動傳感光纜探測系統，是采用Michelson光纖干涉技術的入侵探測系統。單防區最長1000米，可以獨立布防也可以聯合組網。澳大利亞未來光纖科技有限公司（FFT）研發的FFT Secure FenceTMsystem系列，采用M-Z光纖干涉技術原理。由微應變傳感器和定位器組成傳感模塊，具有世界領先的安防入侵監測技術，目前已安裝了數千公里。

在國內，基于光纖安防入侵監測技術，已經有一些專利，CN201710313008.7公開了一種基于光纖光柵應變傳感的安防系統，采用掛網的方式。CN201811262549.2公開了一種基于光纖光柵位移傳感的周界安防預警系統，將光纖光柵傳感器布設在防護鋼纜上，入侵行為會拉伸防護光纜，導致位移傳感器的傳感光信號發生變化，從而產生預警。以上系統大都采用掛網或地面布設的方式，隱蔽性差，傳感器靈敏度低，不能滿足對單點探測距離的要求，不適合大規模布陣。

為此，需要設計一種可以實現邊境遠距離大范圍預警的新式安防系統，以解決上述問題。

發明內容

本發明為了彌補現有技術中邊境安防預警系統的光纖傳感器感知距離短、無法大規模隱蔽布陣的不足，提供了一種基于光纖光柵震動傳感的大規模遠距離周界安防系統。

本發明是通過如下技術方案實現的：

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。