一种用于光纤周界安防系统的端点检测方法

为了提高光纤周界安防系统中扰动信号端点检测的 性能,提出一种新型端点检测方法。首先通过计算信号 的短时能量和过零率分布分别找出信号中短时能量比和过零率满足一定门限的信号点,通过 对这两信号点 进行一定的加权确定扰动信号的端点位置。与离散小波提取起始点信号相比,本文方法由于 综合了短时能量 和过零率法的优势,能够适应更多的扰动事件类型,通过加权极大提高了端点检测的精度 ,并且运算时 间大幅降低,提高了系统的实时性。实验结果表明,本文算法在10M Hz的采样速度和采集0. 3s数据情况下,93.47%的数据定位误差低于10m,计算时间少于0.3s。     

全光纤分布式视频联动长距离周界安防监控系统

构建一种具有视频联动功能的全光纤分布式长距 离周界安防监控系统。系统采用全光纤分布式 扰动传感技术,实时监控作用在光缆上的各种扰动入侵行为,采用信号处理技术对入侵事 件进行定位和 识别,根据不同事件的特征发出警报信号,同时触发视频监控系统实现联动,摄录扰动行为 的视频信息, 并对其进行进一步处理。测试了系统的定位精度与误报率,结果表明,系统能有效实现 与视频的联动功能,定位准确度达到91%,在一般天气条件下误报率保持在一天3次以内 。本文系统将 新型光纤分布式传感技术、传统视频监控技术以及先进信号智能识别技术相融合,构成混合 式智能周界安全监控网络。     

基于零电平处信号导数分析的分布式光纤传感定位算法研究

为了提高基于双Mach-Zehnder干涉(DMZI)原理的 分布式光纤传感系统的性能,提出一种 基于零电平处信号导数分析的快 速定位算法。利用信号在零电平处的导数大小,提取信号中最高频率附近的一段进行 时延估计,进而获得扰动发生位置。 由于提取信号的频率和带宽相对较大,因此系统的定位误差较小。与离散小波提取起始点信 号相比,本文算法能够适应更多的扰 动事件类型,且由于离散信号导数计算的复杂度远低于离散小波的傅里叶变换,运算时间大 幅降低,提高了系统的实时性。实 验结果表明,本文算法在10M/s采样率下,最大定位误差为 20m,而且计算时间少于0.13s。     

用于分布式光纤传感系统的混合算法研究

在基于马赫-曾德干涉(MZI)原理的分布式光纤 扰动传感系统中,为了减小由于偏振态退化引起的定位误差, 提出了一种基于模拟退火混沌粒子群(SCPSO)算法的偏振控制算法,阐述了算法的优化过程 。理论分析和实验结果 表明,相对于优化前的智能优化方法,优化后的方法提高了收敛效率和收敛精度, 并有效提高了系统定位精度,使得系统定位误差控制在±10m以内 ,完成优化所需迭代次数小于9次。     

基于FBG和光频域反射技术的混合式光纤传感网研究

基于光纤Bragg光栅技术和光频域反射(OFDR)技术 ,构建了一个具有分立式传感子层和分布式传感器子层的双层结构混合式光纤传感网络。 在分立式传感子层中,FBG用于实现温度参量的传感;在分 布式传感子层中,采用OFDR方法解调光纤中的瑞利散射信息从而获得分布式的应 变参量。整个传感 网络共用同一个宽光谱可调谐激光光源,分立式子层和分布式子层两者协同工作,实现应变 和温度两个参 量的高精度测量,其中应变分辨率达到0.75με,温度分辨率达到 ±1℃。本文构建的传感网络为构建大容量、 大规模、多参量、高空间分辨率和高测量精度的光纤传感网络提供了一种有益探索。     

多防区光纤周界安防系统及入侵快速判定算法

基于迈克尔逊干涉仪,利用法拉第旋光反射镜克 服偏振诱导信号衰落,同时结合现场可编程逻 辑门阵列(FPGA),设计开发了多防区光纤周界安防系统,实现了对多个防区同时进行 独立监控。系统结 构简单,成本低廉,可扩展性强。从入侵和环境噪声引起的扰动信号的时域特征出发,提取 了 每帧信号的过门限率、一组信号的报警帧个数和一组信号最大值和最小值的比值差 异系数3个特征参量,进而提出了入侵快速判定算法,降低了系统由于外界轻微扰动、风雨 等环境因素导致的误 报,提高了系统的准确性和实时性,以期实现快速准确判断外界是否存在入侵扰动的目的。 实验结果表明,系统报警准确率为90%,漏报率低于2%。