專利名稱：一種區(qū)域周界光纖安防系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光纖安全防范設(shè)備，具體說是一種用于區(qū)域周界安防的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前電子安防系統(tǒng)包括有光纖探測(cè)、紅外探測(cè)、地磁探測(cè)和閉路電視，而其中的后三種方式受到電源限制，存在安防距離短、易受電磁干擾，維護(hù)成本高等缺點(diǎn)；現(xiàn)有的光纖安防技術(shù)也存在一些不足，包括定位精度多在40米之外，不適于軍事、要害部門的安防要求。現(xiàn)有的M-Z分布式光纖安防系統(tǒng)均采用兩芯結(jié)構(gòu)，即由同一激光器產(chǎn)生的一束光經(jīng)耦合器分成兩束，沿兩根光纖自始端向末端同向傳播，在光纖末端發(fā)生干涉，對(duì)發(fā)生干涉 后的光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并經(jīng)高速數(shù)據(jù)采集卡采集轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)特征識(shí)別并由通用互相關(guān)算法獲得入侵定位信息。如上所述，已有技術(shù)中入侵事件特征和入侵定位信息的獲取均依賴于數(shù)據(jù)采集卡的同一采集信號(hào)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)采集卡的轉(zhuǎn)換速度等都成為定位誤差的影響因素，由于光速是個(gè)很大的值，很小的時(shí)間誤差都能造成很大的定位誤差，這就是已有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)定位精度突破的根本原因。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種區(qū)域周界光纖安防系統(tǒng)，以期有效降低入侵事件定位誤差，降低入侵事件誤報(bào)率。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型區(qū)域周界光纖安防系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是包括設(shè)置一激光發(fā)生器，為系統(tǒng)提供激光光源；一光纜，所述光纜的長(zhǎng)度根據(jù)安防區(qū)域邊界長(zhǎng)度設(shè)定，光纜中四根光纖以兩兩分組為第一組光纖和第二組光纖；—光纖稱合器合器組，分別是第一光纖稱合器、第二光纖稱合器、第三光纖I禹合器、第四光纖I禹合器和第五光纖I禹合器；光纜中第一組光纖是以一端與第一光纖I禹合器連接，以另一端與第四光纖耦合器連接；光纜中第二組光纖是以一端與第二光纖耦合器連接，以另一端與第三光纖耦合器連接；所述激光發(fā)生器發(fā)出的激光束首先經(jīng)所述第五光纖耦合器分為第一束光和第二束光；其中第一束光在第一光纖耦合器中分成兩束經(jīng)光纜中第一組光纖傳送至第四光纖耦合器，發(fā)生干涉；第二束光在第三光纖耦合器中分成兩束經(jīng)光纜中第二組光纖傳送至第二光纖耦合器，發(fā)生干涉；一光電轉(zhuǎn)換器組，分別是接收第二光纖耦合器的激光干涉光信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的第一光電轉(zhuǎn)換器，以及接收第四光纖耦合器的激光干涉光信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的第二光電轉(zhuǎn)換器；一電信號(hào)處理模塊組，分別是接收第一光電轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)的第一電信號(hào)處理模塊和第三電信號(hào)處理模塊，以及分別接收第二光電轉(zhuǎn)換器輸出信號(hào)的第二電信號(hào)處理模塊和第四電信號(hào)處理模塊，所述電信號(hào)處理模塊在光纜上發(fā)生入侵事件時(shí)獲得觸發(fā)脈沖信號(hào);—時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器組，包括分別接收第一電信號(hào)處理模塊和第二電信號(hào)處理模塊輸出信號(hào)的第一時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以及分別接收第三電信號(hào)處理模塊和第四電信號(hào)處理模塊輸出信號(hào)的第二時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器；一單片機(jī)，所述單片機(jī)通過SPI接口和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器相連；一信號(hào)調(diào)理模塊，以其接收來自第二光電轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)；一數(shù)據(jù)采集器，以其采集經(jīng)過信號(hào)調(diào)理模塊調(diào)理的包含入侵事件信息的電信號(hào)；一通用計(jì)算機(jī)，通過串口通訊接收來自所述單片機(jī)的信息，并通過USB 口接收來自數(shù)據(jù)采集器的采集信息。本實(shí)用新型區(qū)域周界光纖安防系統(tǒng)的特點(diǎn)也在于設(shè)置所述第一時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器和第二電信號(hào)處理模塊相連的端子，以及所述第二時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器和第三電信號(hào)處理模塊相連的端子為開始計(jì)時(shí)信號(hào)端子；所述第一時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器和第一電信號(hào)處理模塊相連的端子，以及第二時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器和第四電信號(hào)處理模塊相連的端子為停止計(jì)時(shí)信號(hào)端子。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在I、本實(shí)用新型中采用入侵信號(hào)觸發(fā)時(shí)差數(shù)字轉(zhuǎn)換方式，先將包含入侵事件定位信息的時(shí)間差由時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，再經(jīng)由單片機(jī)系統(tǒng)模塊傳至所述通用計(jì)算機(jī)并由計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行入侵定位計(jì)算，由于包含入侵事件定位信息的時(shí)間差數(shù)字信息不再受到信息傳輸時(shí)間和計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)性的影響，入侵事件定位精度大幅提高。2、本實(shí)用新型中將入侵事件定位信息和入侵事件特征信息獲取渠道分開，數(shù)據(jù)采集和計(jì)算機(jī)信號(hào)分析系統(tǒng)將專注于入侵信號(hào)特征的分析提取，因此能降低入侵事件誤報(bào)率。

圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)施例區(qū)域周界光纖安防系統(tǒng)包括設(shè)置一激光發(fā)生器10，為系統(tǒng)提供激光光源；一光纜5，光纜5的長(zhǎng)度根據(jù)安防區(qū)域邊界長(zhǎng)度設(shè)定，光纜5中四根光纖以兩兩分組為第一組光纖和第二組光纖；—光纖稱合器合器組，分別是第一光纖稱合器la、第二光纖稱合器lb、第三光纖率禹合器lc、第四光纖f禹合器Id和第五光纖f禹合器Ie ;光纜5中第一組光纖是以一端與第一光纖耦合器Ia連接，以另一端與第四光纖耦合器Id連接；光纜5中第二組光纖是以一端與第二光纖耦合器Ib連接，以另一端與第三光纖耦合器Ic連接；所述激光發(fā)生器10發(fā)出的激光束首先經(jīng)所述第五光纖稱合器Ie分為第一束光和第二束光；其中第一束光在第一光纖耦合器Ia中分成兩束經(jīng)光纜5中第一組光纖傳送至第四光纖耦合器ld，發(fā)生干涉；第二束光在第三光纖耦合器Ic中分成兩束經(jīng)光纜5中第二組光纖傳送至第二光纖耦合器lb，發(fā)生干涉；—光電轉(zhuǎn)換器組，分別是接收第二光纖耦合器Ib的激光干涉光信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的第一光電轉(zhuǎn)換器2a，以及接收第四光纖耦合器Id的激光干涉光信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的第二光電轉(zhuǎn)換器2b;一電信號(hào)處理模塊組，分別是接收第一光電轉(zhuǎn)換器2a輸出信號(hào)的第一電信號(hào)處理模塊3a和第三電信號(hào)處理模塊3c,以及分別接收第二光電轉(zhuǎn)換器2b輸出信號(hào)的第二電信號(hào)處理模塊3b和第四電信號(hào)處理模塊3d,所述電信號(hào)處理模塊在光纜5上發(fā)生入侵事件時(shí)獲得觸發(fā)脈沖信號(hào)；一時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器組，包括分別接收第一電信號(hào)處理模塊3a和第二電信號(hào)處理模塊3b輸出信號(hào)的第一時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4a,以及分別接收第三電信號(hào)處理模塊3c和第四電信號(hào)處理模塊3d輸出信號(hào)的第二時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4b ；一單片機(jī)8，所述單片機(jī)8通過SPI接口和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器相連； —信號(hào)調(diào)理模塊6,以其接收來自第二光電轉(zhuǎn)換器2b的輸出信號(hào)；一數(shù)據(jù)采集器7，以其采集經(jīng)過信號(hào)調(diào)理模塊6調(diào)理的包含入侵事件信息的電信號(hào);一通用計(jì)算機(jī)9，通過串口通訊接收來自所述單片機(jī)8的信息，并通過USB 口接收來自數(shù)據(jù)采集器7的采集信息。設(shè)置所述第一時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4a和第二電信號(hào)處理模塊3b相連的端子，以及所述第二時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4b和第三電信號(hào)處理模塊3c相連的端子為開始計(jì)時(shí)信號(hào)端子；所述第一時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4a和第一電信號(hào)處理模塊3a相連的端子，以及第二時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4b和第四電信號(hào)處理模塊3d相連的端子為停止計(jì)時(shí)信號(hào)端子。光纜5上無入侵事件發(fā)生時(shí)，光纜上傳輸?shù)墓庑盘?hào)平穩(wěn)，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)亦平穩(wěn)；入侵事件在光纜上某處發(fā)生瞬間，光信號(hào)在該處產(chǎn)生突變，突變信息即同時(shí)隨激光光路傳至第四光纖稱合器Id和第二光纖稱合器合器Ib,若入侵事件發(fā)生在光纜5總長(zhǎng)度中點(diǎn)的左側(cè)，則突變信息先傳至第二光纖耦合器lb、后傳至第四光纖耦合器ld，該突變信息經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和電信號(hào)處理，由第三電信號(hào)處理模塊3c和第四電信號(hào)處理模塊3d先后輸出觸發(fā)脈沖信號(hào)，此先后觸發(fā)脈沖信號(hào)的時(shí)間差則被第二時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4b轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息；同理，當(dāng)入侵事件發(fā)生在光纜5總長(zhǎng)度中點(diǎn)的右側(cè)，則突變信息先傳至第四光纖耦合器Id、后傳至第二光纖耦合器lb，該突變信息經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和電信號(hào)處理，由第二電信號(hào)處理模塊3b和第一電信號(hào)處理模塊3a先后輸出觸發(fā)脈沖信號(hào)，此先后觸發(fā)脈沖信號(hào)的時(shí)間差則被第一時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器4a轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信息經(jīng)單片機(jī)8傳至通用計(jì)算機(jī)9后即可計(jì)算出入侵事件發(fā)生的具體地點(diǎn)，完成入侵定位。由信號(hào)調(diào)理模塊6接收來自第二光電轉(zhuǎn)換器2b的包含突變信息的電信號(hào)，由數(shù)據(jù)采集器7采集經(jīng)過調(diào)理的上述包含突變信息的電信號(hào)，通用計(jì)算機(jī)9通過USB 口接收該包含入侵事件信息的電信號(hào)并分析、處理，獲得其特征值，甄別入侵事件的性質(zhì)并作出相應(yīng)的報(bào)警處理。本實(shí)用新型可以使入侵事件定位誤差降低在不大于I米。
權(quán)利要求1.一種區(qū)域周界光纖安防系統(tǒng)，其特征是包括設(shè)置 一激光發(fā)生器(10),為系統(tǒng)提供激光光源； 一光纜(5)，所述光纜(5)的長(zhǎng)度根據(jù)安防區(qū)域邊界長(zhǎng)度設(shè)定，光纜(5)中四根光纖以兩兩分組為第一組光纖和第二組光纖； 一光纖稱合器組，分別是第一光纖稱合器(Ia)、第二光纖稱合器(lb)、第三光纖f禹合器(Ic)、第四光纖f禹合器(Id)和第五光纖I禹合器(Ie);光纜(5)中第一組光纖是以一端與第一光纖耦合器(Ia)連接，以另一端與第四光纖耦合器(Id)連接；光纜(5)中第二組光纖是以一端與第二光纖耦合器(Ib)連接，以另一端與第三光纖耦合器(Ic)連接；所述激光發(fā)生器(10)發(fā)出的激光束首先經(jīng)所述第五光纖稱合器(Ie)分為第一束光和第二束光；其中第一束光在第一光纖耦合器(Ia)中分成兩束經(jīng)光纜(5)中第一組光纖傳送至第四光纖耦合器(Id)，發(fā)生干涉；第二束光在第三光纖耦合器(Ic)中分成兩束經(jīng)光纜(5)中第二組光纖傳送至第二光纖耦合器(Ib)，發(fā)生干涉； 一光電轉(zhuǎn)換器組，分別是接收第二光纖耦合器(Ib)的激光干涉光信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的第一光電轉(zhuǎn)換器(2a)，以及接收第四光纖耦合器(Id)的激光干涉光信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的第二光電轉(zhuǎn)換器(2b)； 一電信號(hào)處理模塊組，分別是接收第一光電轉(zhuǎn)換器(2a)輸出信號(hào)的第一電信號(hào)處理模塊(3a)和第三電信號(hào)處理模塊(3c),以及分別接收第二光電轉(zhuǎn)換器(2b)輸出信號(hào)的第二電信號(hào)處理模塊(3b)和第四電信號(hào)處理模塊(3d)，所述電信號(hào)處理模塊在光纜(5)上發(fā)生入侵事件時(shí)獲得觸發(fā)脈沖信號(hào)； 一時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器組，包括分別接收第一電信號(hào)處理模塊(3a)和第二電信號(hào)處理模塊(3b)輸出信號(hào)的第一時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4a)，以及分別接收第三電信號(hào)處理模塊(3c)和第四電信號(hào)處理模塊(3d)輸出信號(hào)的第二時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4b)； 一單片機(jī)(8)，所述單片機(jī)(8)通過SPI接口和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器相連； 一信號(hào)調(diào)理模塊￠)，以其接收來自第二光電轉(zhuǎn)換器(2b)的輸出信號(hào)； 一數(shù)據(jù)采集器(7)，以其采集經(jīng)過信號(hào)調(diào)理模塊(6)調(diào)理的包含入侵事件信息的電信號(hào); 一通用計(jì)算機(jī)(9)，通過串口通訊接收來自所述單片機(jī)⑶的信息，并通過USB 口接收來自數(shù)據(jù)采集器(7)的采集信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的區(qū)域周界光纖安防系統(tǒng)，其特征是 設(shè)置所述第一時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4a)和第二電信號(hào)處理模塊(3b)相連的端子，以及所述第二時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4b)和第三電信號(hào)處理模塊(3c)相連的端子為開始計(jì)時(shí)信號(hào)端子；所述第一時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4a)和第一電信號(hào)處理模塊(3a)相連的端子，以及第二時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4b)和第四電信號(hào)處理模塊(3d)相連的端子為停止計(jì)時(shí)信號(hào)端子。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種區(qū)域周界光纖安防系統(tǒng)，其特征是包括有一激光發(fā)生器、一光纜、一光纖耦合器組、一光電轉(zhuǎn)換器組、一電信號(hào)處理模塊組、一時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器組、一單片機(jī)、一信號(hào)調(diào)理模塊、一數(shù)據(jù)采集器和一通用計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型中采用入侵信號(hào)觸發(fā)時(shí)差數(shù)字轉(zhuǎn)換方式，由計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行入侵定位計(jì)算，包含入侵事件定位信息的時(shí)間差數(shù)字信息不再受到信息傳輸時(shí)間和計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)性的影響，使入侵事件定位精度大幅提高。
文檔編號(hào)G08B13/18GK202512684SQ20122016101
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者楊路, 王大文, 王小燕, 陳國(guó)凡 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)