專利名稱：光纖傳感智能定址周界入侵報警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于大型設(shè)施區(qū)域以及建筑別墅的周界安全防范的光纖傳 感智能定址周界入侵報警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著近十年來光纖技術(shù)的不斷探索與研制，以光纖感知為探測手段的光纖探測報 警系統(tǒng)已經(jīng)逐步成熟與穩(wěn)定，它與傳統(tǒng)報警探測技術(shù)相比具有抗電磁波干擾、適用范圍廣 泛、靈敏度高、隱蔽性高、抗干擾性強(qiáng)等諸多優(yōu)勢，并被運用到機(jī)場、重要倉庫、監(jiān)獄、金融等 領(lǐng)域以及高檔建筑的安全防范系統(tǒng)?，F(xiàn)有的光纖探測報警系統(tǒng)傳感源為傳感光纜，傳感光纜以光纖干涉感應(yīng)原理為基 礎(chǔ)，通過對光纖形變、擾動所產(chǎn)生的光波折射發(fā)生變化，對光波折射所形成的干涉光譜進(jìn)行 分析，實現(xiàn)報警探測。實際使用中系統(tǒng)存在以下不足1)傳感光纜無法準(zhǔn)確定位，因此無法實現(xiàn)防區(qū)的精確定位，只能根據(jù)防區(qū)劃分的 長度實現(xiàn)模糊定位，難以滿足高等級防范系統(tǒng)的需求；2)抗環(huán)境能力差由于傳感光纜是整體傳感難以分析出風(fēng)和人為入侵的區(qū)別、因 此系統(tǒng)誤報率高，導(dǎo)致應(yīng)用范圍受到限制；3)室外傳感部分采用有源結(jié)構(gòu)室外傳感光纜需配置工作電源，無法有效體現(xiàn)光 纖優(yōu)異功能、導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性降低。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種光纖傳感智能定址周界入侵報警系 統(tǒng)，實現(xiàn)對周界入侵行為的實時監(jiān)控和準(zhǔn)確定位。本實用新型為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為一種光纖傳感智能定址周 界入侵報警系統(tǒng)，其特征在于包括有無源光纖定址傳感光纜、報警數(shù)據(jù)處理器和計算機(jī)； 無源光纖定址傳感光纜安設(shè)在安防區(qū)域周界并與報警數(shù)據(jù)處理器信號端口相聯(lián)接，報警數(shù) 據(jù)處理器的數(shù)據(jù)端口與計算機(jī)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采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(gòu)成，通過波分復(fù)用技術(shù)進(jìn)行分布式信息采集。按上述方案，所述的光纖光柵傳感器沿長度等距布設(shè)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(jī)包含有數(shù)據(jù)接收模塊、風(fēng)雨模型數(shù)據(jù)庫、第一判斷模 塊、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)接收模塊和風(fēng)雨模 型數(shù)據(jù)庫相聯(lián)，并與數(shù)據(jù)處理模塊聯(lián)接，第二判斷模塊與數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端相聯(lián)并聯(lián) 接報警裝置。按上述方案，計算機(jī)將前后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(qū)域周界的情況，風(fēng)雨模型數(shù)據(jù)庫包括風(fēng)雨狀態(tài)傳感器波形，供系統(tǒng)調(diào)用；系統(tǒng)預(yù) 設(shè)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(jī)與報警數(shù)據(jù)處理器可通過通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，通信網(wǎng)絡(luò)可 為以太網(wǎng)，以增長報警數(shù)據(jù)處理器與計算機(jī)之間的傳播距離，并且能與多臺計算機(jī)互相通按上述方案，所述的報警數(shù)據(jù)處理器與無源光纖定址傳感光纜通過光網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接， 可滿足傳感光纜能夠遠(yuǎn)距離傳輸，且節(jié)約成本。按上述方案，通過計算機(jī)控制軟件可以實現(xiàn)對整個系統(tǒng)傳感光纜上的傳感器進(jìn)行 任意旁路或有效設(shè)定，以滿足系統(tǒng)日常運行中的特殊應(yīng)用要求。本實用新型的工作原理為當(dāng)寬帶光通過光纖光柵時，光纖光柵會對此入射光進(jìn) 行選擇性反射，反射一個中心波長與芯層折射率調(diào)制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(dāng)外界有反應(yīng)或振動，并對光纜產(chǎn)生影響 時，柵距(d)發(fā)生變化，布拉格波長λ隨之發(fā)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(jī)對光纖光柵振動量進(jìn)行分析。當(dāng)風(fēng)等因素所產(chǎn)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(fā)出類似的波形，則視為環(huán)境因素所引起的振動，不作處 理；當(dāng)單個或設(shè)定一定數(shù)量的光纖光柵振動傳感器發(fā)出振動波形時，則進(jìn)行動態(tài)規(guī)則計算。算法的設(shè)計思想是用當(dāng)前收到的測量波信號和在T周期開始時所測定基準(zhǔn)波信 號的波長比較，得到一個差值，用這個差值表示振動量，如果振動量大于閾值時，則提示有 入侵并同時啟動報警。本實用新型的有益效果為1、室外采用無源結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對周界入侵行為的實時監(jiān) 控，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性；2、通過利用光纖光柵傳感器，可以準(zhǔn)確的定位入侵行為的發(fā)生地，并 且抗環(huán)境能力強(qiáng)；3、通過計算機(jī)的處理和判斷，能夠智能判別因環(huán)境與氣候變化而產(chǎn)生的 誤差與干擾，使系統(tǒng)受溫度變化和氣候變化的影響最小；4、維護(hù)方便，光纜斷纜即可報警， 通過簡單的修復(fù)即可重新使用。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖圖2為處理系統(tǒng)的工作流程圖具體實施方式
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)處理器，與傳感光纜相聯(lián)接收無源光纖定址傳感光纜的信號，并將其信 號轉(zhuǎn)換成通信網(wǎng)絡(luò)可傳輸?shù)男盘?；計算機(jī)，與報警數(shù)據(jù)處理器聯(lián)接，接收報警數(shù)據(jù)處理器傳遞的數(shù)據(jù)并分析處理。計 算機(jī)可直接與數(shù)據(jù)處理器聯(lián)接，也可通過以太網(wǎng)聯(lián)接，實現(xiàn)多臺計算機(jī)的監(jiān)控。若傳感光纜與報警數(shù)據(jù)處理器的距離較遠(yuǎn)，二者可通過光通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，光通信網(wǎng)絡(luò)由光纖交換機(jī)和通信光纜構(gòu)成，由于通信光纜成本比傳感光纜低，因此節(jié)約了成本。計算機(jī)包括數(shù)據(jù)接收模塊；風(fēng)雨模型數(shù)據(jù)庫，包含風(fēng)雨狀態(tài)光纖光柵傳感器的信 號數(shù)據(jù)；判斷外界環(huán)境的第一判斷模塊，與數(shù)據(jù)接收模塊和風(fēng)雨模型數(shù)據(jù)庫相聯(lián)接；數(shù)據(jù) 處理模塊，與第一判斷模塊的輸出端相聯(lián)接；判斷是否有人入侵的第二判斷模塊，與數(shù)據(jù)處 理模塊的輸出端相聯(lián)接；報警裝置，與第二判斷模塊的輸出端相聯(lián)接。計算機(jī)處理原理為首先設(shè)定周期T，在一個周期T剛剛開始時，測量并記錄此時 的布拉格波作為基準(zhǔn)波信號，則在一個周期T內(nèi)，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(zhǔn)波屬于正常天氣，突然變?yōu)樘厥馓鞖?，沒有入侵，振動量較大，但是可以由 天氣測定系統(tǒng)測量并忽略；2)基準(zhǔn)波屬于正常天氣，測量時天氣依然正常，沒有入侵，振動量較小；3)基準(zhǔn)波屬于特殊天氣，測量時天氣仍舊特殊，沒有入侵，振動量較?。?)基準(zhǔn)波屬于特殊天氣，突然變?yōu)檎Ｌ鞖猓瑳]有入侵，振動量較大，但是可以由 天氣測定系統(tǒng)測量并忽略；在一個周期T內(nèi)，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(zhǔn)波屬于正常天氣，突然變?yōu)樘厥馓鞖猓腥肭?，由于入侵和天氣的共同?響，振動量非常大，正確報警；6)基準(zhǔn)波屬于正常天氣，測量時天氣仍然正常，有入侵，振動量較大，正常報警；7)基準(zhǔn)波屬于特殊天氣，天氣突然正常，有入侵，由于入侵和天氣的共同影響，振 動量非常大，正常報警；8)基準(zhǔn)波屬于特殊天氣，測量時天氣仍然特殊，有入侵，由于入侵和天氣的共同影 響，振動量非常大，正常報警。由于輕微的振動可對振動量發(fā)生很大的影響，因此常規(guī)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(tài)規(guī)劃這種高效的算法去解決這個問題。設(shè)計動態(tài)規(guī)劃的狀態(tài)f [i，j]表示基準(zhǔn)波中前i個信息與測量波中前j個信息的最小變化值?？梢栽O(shè)計如下狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程
權(quán)利要求1.一種光纖傳感智能定址周界入侵報警系統(tǒng)，其特征在于包括有無源光纖定址傳感 光纜、報警數(shù)據(jù)處理器和計算機(jī)；無源光纖定址傳感光纜安設(shè)在安防區(qū)域周界并與報警數(shù) 據(jù)處理器信號端口相聯(lián)接，報警數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)端口與計算機(jī)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感智能定址周界入侵報警系統(tǒng)，其特征在于所述的 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采集布拉 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(gòu)成，通過波分復(fù) 用技術(shù)進(jìn)行分布式信息采集。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖傳感智能定址周界入侵報警系統(tǒng)，其特征在于所述的 光纖光柵傳感器沿長度等距布設(shè)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(jù)權(quán)利要求2所述的光纖傳感智能定址周界入侵報警系統(tǒng)，其特征在于所述的 計算機(jī)包含有數(shù)據(jù)接收模塊、第一判斷模塊、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)接收模塊相聯(lián)，并與數(shù)據(jù)處理模塊聯(lián)接，第二判斷模塊與數(shù)據(jù)處理 模塊的輸出端相聯(lián)并聯(lián)接報警裝置。
5.根據(jù)權(quán)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(tǒng)，其特征在于所 述的計算機(jī)與報警數(shù)據(jù)處理器通過通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，通信網(wǎng)絡(luò)為以太網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)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(tǒng)，其特征在于所 述的報警數(shù)據(jù)處理器與無源光纖定址傳感光纜通過光網(wǎng)絡(luò)聯(lián)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(tǒng)，其特征在于包括有無源光纖定址傳感光纜、報警數(shù)據(jù)處理器和計算機(jī)；無源光纖定址傳感光纜安設(shè)在安防區(qū)域周界并與報警數(shù)據(jù)處理器信號端口相聯(lián)接，報警數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)端口與計算機(jī)相接。本實用新型室外采用無源結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對周界入侵行為的實時監(jiān)控，增強(qiáng)系統(tǒng)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(fā)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(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者嚴(yán)磊, 劉剛, 包一沛, 戴能耀, 趙君, 陸德寶 申請人:武漢安通科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司