一种光纤光栅围栏入侵报警检测系统技术方案

本实用新型专利技术的一种光纤光栅围栏入侵报警检测系统，包括若干根作为围栏的钢丝绳，每根钢丝绳均连接有光纤光栅拉力计，光纤光栅拉力计包括可以检测到与其相连的钢丝绳的应力变化并产生电信号的光纤光栅，光纤光栅通过光缆连接有光纤终端盒，光纤终端盒连接有光纤光栅解调器，光纤光栅解调器连接有服务器，服务器连接有显示器和声光报警器。本实用新型专利技术的有益效果是：较好地避免了鸟禽、风雨引起的误报；在确保系统灵敏度的条件下，防区长度可以根据现场实际情况进行灵活调节，且安装施工非常便捷；现场无需供电，抗电磁干扰，具有定位准确、寿命长等特点。

An optical fiber grating fence intrusion detection system

The utility model relates to a fiber grating fence intrusion alarm detection system, which comprises a plurality of wire rope as a fence, each wire rope are connected with the optical fiber grating tension meter, optical fiber grating tension meter comprises a steel wire rope can be detected which is connected with the change of stress and the fiber grating signal, optical fiber grating is connected with optical fiber terminal box through optical cable, optical fiber terminal box is connected with the optical fiber grating demodulator, FBG demodulator is connected with the server, the server is connected with a display and sound and light alarm. The utility model has the beneficial effect that can avoid the bird, the wind and rain caused by false positives; in order to ensure the sensitivity of system conditions, according to the actual situation of the zone length can be adjusted flexibly, and the installation is very convenient; without power supply, anti electromagnetic interference, has the characteristics of accurate positioning, long service life etc..

【技术实现步骤摘要】
一种光纤光栅围栏入侵报警检测系统
本技术涉及一种光纤光栅围栏入侵报警检测系统。
技术介绍
安全是一个社会和企业赖以生存和发展的基础，尤其是在现代科技高度发展的今天，犯罪行为趋于智能化，手段趋于隐蔽化，加强现代化的安防技术显得尤为重要。安全防范技术就是在此基础上发展起来的，它集电子、传感、计算机和现代通信于一体，是多门学科相结合的产物。目前常见的安全防范技术主要有电学和光学两种类型。其中电学类最具有代表性的技术有泄露电缆、红外入侵探测器以及电子围栏；光学类产品主要包括分布式光纤振动光缆、准分布式光纤光栅振动传感器。经过多年的发展，这些技术已经基本成熟，并且在很多重要场合得到了推广应用，如军事基地和边境、石油储备基地、天然气站、油田、核电厂区、电厂、发电站、油气管线、政府机关、文物及博物馆、大型厂区等，大大提升了这些区域的安全防范水平。泄露电缆主要由射频发射器、接收器、防雷器等组成，发射器经发射电缆向外发射高频电磁能，当人体和金属体在这个区域活动时，就引起磁场的扰动，使接收器电磁能量变化，进而触发报警。泄漏电缆的单套警戒长度为100米，属于感应报警，缺点是只能防区报警，不能精确定址，系统的误报率高。红外入侵探测器由光束强度指示灯、光学透镜、发射端和接收端组成，发射端LED发射一种不可见的红外线，经光学处理后由接收端接收，当红外光束被遮档时，接收端将信号发送给主机，输出报警、视频联动等一系列动作。光束易受恶劣天气、空中漂浮物、树枝等物体的影响，误报率高，且无法准确定位。脉冲电子围栏系统主要由集脉冲发射、报警于一体的控制器和电子围栏两大部分组成，具有阻挡和威慑作用，安装方便。缺点是大范围无法定位，且不具备智能识别的功能，需要安装防雷设施，电缆某处损坏将会影响整个围栏的使用。由此可知，电学类周界产品普遍存在抗电磁干扰能力差、受环境影响大、误报率高、定位精度差、使用寿命短等缺点。随着光纤传感技术的迅猛发展，光纤周界产品的研究日益深入并得到了快速地发展，目前光纤周界产品从原理上主要分为以下几种：基于光时域反射的OTDR技术、基于光纤干涉的光学传感技术和基于光纤光栅的准分布式传感技术，这些技术方案在理论上已经较为成熟，有的已经成功应用于市场。光纤周界入侵系统主要采用了光纤振动传感的原理，通过光纤或传感器获取边界小范围内入侵振动信息，并对其进行识别和输出报警，具有传统电学类周界入侵系统无可比拟的优点。光纤本身无源，抗电磁干扰，本质安全；不受地形环境限制，适合恶劣气候使用；通过感知外界振动信息来判断入侵行为，具有智能识别各种入侵行为的能力，灵敏度高；监测距离长，定位精度高；寿命长，可靠性高，易维护。既有专利（公开号：CN101871809A）公开了一种防区式光纤分布式振动传感器，采用光学的方法避免了单模光纤中应力双折射引起的偏振衰落现象，从而在一定程度上提高了现有光纤周界报警系统的稳定性和可靠性。既有专利（公开号：CN105184319A）和既有专利（公开号：CN105784099A）公开采用几种相应的软件算法来提高光纤周界入侵信号的识别能力，从而降低系统误报率。基于光时域反射的OTDR技术和基于瑞利散射的分布式光纤传感技术均存在信号十分微弱，信噪比极低的特点，很容易产生误报。虽然可探测的距离较远，但基本属于防区型定位，其探测精度从几十米到上百米不等。既有专利（公开号：CN102521939A）公开了一种新型的光纤光栅周界防入侵系统，采用级联的光纤振动探测器来感知外界入侵行为，紧接着既有专利（公开号：CN102968868A）和既有专利（公开号：CN103345808A）又对光纤光栅周界入侵行为的识别方法进行了探讨和分析，为系统的可靠性和稳定性奠定了良好的基础。与分布式光纤传感技术对比，基于准分布式的光纤光栅周界入侵系统采用级联光纤震动探测器来获取外界振动信息，通过波分复用的方式来实现大范围、长距离的智能监测，具有定位精度高、响应速度快、误报率低等特点。然而，基于光纤光栅的周界防入侵系统受光源带宽的限制，单一通道复用光纤光栅的数目只有几十个，复用能力十分有限，导致长距离的探测设备成本较高。传统电子围栏的缺点在于链路需要供电工作，受电磁干扰，在短路或断路情况下报警，很多情况下可以被入侵人员避开（绝缘体接触不能触发报警），存在大量漏报的缺陷。目前市面上出现的光纤振动报警技术都是通过感应环境振动来识别入侵行为，其灵敏度较高且价格昂贵，很难识别鸟禽、风雨等外界干扰给系统带来的影响，误报率较高，不适合安保级别较高的场合使用。
技术实现思路
为解决以上技术上的不足，本技术提供了一种抗电磁干扰、定位准确、使用寿命长的光纤光栅围栏入侵报警检测系统。本技术是通过以下措施实现的：本技术的一种光纤光栅围栏入侵报警检测系统，包括若干根作为围栏的钢丝绳，每根钢丝绳均连接有光纤光栅拉力计，所述光纤光栅拉力计包括可以检测到与其相连的钢丝绳的应力变化并产生电信号的光纤光栅，所述光纤光栅通过光缆连接有光纤终端盒，所述光纤终端盒连接有光纤光栅解调器，所述光纤光栅解调器连接有服务器，所述服务器连接有显示器和声光报警器。上述光纤光栅拉力计包括一端固定的金属外壳，所述金属外壳内设置有弹性基片，所述弹性基片上粘贴有光纤光栅，光纤光栅连接有单芯光缆，弹性基片一端固定在金属外壳内端部，弹性基片另一端依次连接有弹簧和金属拉杆，所述金属拉杆末端与穿入金属外壳内的钢丝绳相连接。上述若干根钢丝绳横向平行设置，并且钢丝绳中部和两端连接有支柱，每根钢丝绳两端的支柱上均设置有两个上下均平行于钢丝绳的连接板，所述金属外壳端部连接有竖直的连接杆，所述连接杆上下两端分别与两个连接板相连接。上述每个光纤光栅均连接有单芯光缆，若干单芯光缆连接有光纤分路器，所述光纤分路器连接有多芯光缆，所述多芯光缆连接有光纤光栅解调器。本技术的有益效果是：该报警检测装置通过钢丝绳传导外界入侵行为产生的拉力，由连接钢丝绳的光纤光栅拉力计完成对拉力的检测，通过比较瞬时拉力变化量与所设定的阀值及拉力状态变化来识别入侵行为，较好地避免了鸟禽、风雨引起的误报；在确保系统灵敏度的条件下，防区长度可以根据现场实际情况进行灵活调节，且安装施工非常便捷；现场无需供电，抗电磁干扰，具有定位准确、寿命长等特点；与其它光学类防入侵技术相比，单台仪表所监测的距离更长，每公里造价更加低廉，适合大量推广使用。附图说明图1是本技术的结构框图；图2是本技术的光纤光栅拉力计结构示意图；图3是本技术的光纤光栅拉力计安装示意图；图4是本技术的单台仪表入侵报警防区布置图；图5是本技术的基于小波算法信号识别流程图；图6是本技术的入侵报警检测系统感知外界典型样本信号特征图；其中a为光纤光栅拉力计原始信号图，b为光纤光栅拉力计小波滤波后信号图，c为光纤光栅拉力计小波分析得到模极大值信号图。其中，1钢丝绳；2支柱；3光纤光栅拉力计；4光纤接续盒；5多芯光缆；6光纤终端盒；7光纤光栅解调器；8服务器；9显示器；10声光报警器；11单芯光缆；12弹性基片；13光纤光栅；14弹簧；15金属拉杆；16金属外壳；17光纤分路器，18连接板。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细的描述：本技术提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤光栅围栏入侵报警检测系统，其特征在于：包括若干根作为围栏的钢丝绳，每根钢丝绳均连接有光纤光栅拉力计，所述光纤光栅拉力计包括可以检测到与其相连的钢丝绳的应力变化并产生电信号的光纤光栅，所述光纤光栅通过光缆连接有光纤终端盒，所述光纤终端盒连接有光纤光栅解调器，所述光纤光栅解调器连接有服务器，所述服务器连接有显示器和声光报警器。

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅围栏入侵报警检测系统，其特征在于：包括若干根作为围栏的钢丝绳，每根钢丝绳均连接有光纤光栅拉力计，所述光纤光栅拉力计包括可以检测到与其相连的钢丝绳的应力变化并产生电信号的光纤光栅，所述光纤光栅通过光缆连接有光纤终端盒，所述光纤终端盒连接有光纤光栅解调器，所述光纤光栅解调器连接有服务器，所述服务器连接有显示器和声光报警器。2.根据权利要求1所述光纤光栅围栏入侵报警检测系统，其特征在于：所述光纤光栅拉力计包括一端固定的金属外壳，所述金属外壳内设置有弹性基片，所述弹性基片上粘贴有光纤光栅，光纤光栅连接有单芯光缆，弹性基片一端固定在金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆文，于文金，谢涛，
申请(专利权)人：济南达慧光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37