一种用于周界安防的分布式光纤振动监测系统的制作方法

1.本实用新型属于光纤传感领域，涉及一种振动监测系统，特别是涉及一种用于周界安防的分布式光纤振动监测系统。


背景技术：

2.随着社会发展，周界安防技术得到了越来越广泛的应用。传统的周界安防方式多为红外对射、电子围栏等方式。红外对射应用时，受到动物(如飞鸟)、温度、光线等环境因素的影响，易发生误报信息。电子围栏在应用过程中，强电压会将攀爬人员击落，存在安全隐患，以及鸟等动物飞行停留在电子围栏上，电子围栏的高电压将小鸟击落，会产生误报信息，并且电子围栏存在功耗高、灵敏度差、易受电磁干扰的缺点。因此，传统的周界安防方式不能满足人们的需求。


技术实现要素：

3.为了解决现有周界安防方式，或存在发生误报信息，或存在安全隐患，以及功耗高、灵敏度差、易受电磁干扰的技术问题，本实用新型提供了一种用于周界安防的分布式光纤振动监测系统。
4.为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：
5.一种用于周界安防的分布式光纤振动监测系统，其特殊之处在于：包括单模光纤、信号处理终端、监控单元和摄像单元组；
6.所述信号处理终端包括分布式光纤振动监测光学单元、fpga数据采集器、dsp数据处理器、mcu、液晶显示屏以及摄像头切换器；
7.所述单模光纤、分布式光纤振动监测光学单元、fpga数据采集器、dsp数据处理器、mcu依次连接；所述液晶显示屏、摄像头切换器均与mcu相连；
8.所述监控单元包括蜂鸣器报警器和显示器，蜂鸣器报警器与mcu相连，显示器与摄像头切换器相连；
9.所述摄像单元组包括多个间隔设置的摄像单元，所有摄像单元分别与摄像头切换器相连。
10.进一步地，所述分布式光纤振动监测光学单元包括依次连接的激光器、光电调制器、光放大器、环形器与光电转换器；
11.所述单模光纤与环形器相连。
12.进一步地，所述激光器为窄线宽激光器。
13.进一步地，所述fpga数据采集器和dsp数据处理器通过pcie总线连接；
14.所述mcu与dsp数据处理器、液晶显示屏、蜂鸣器报警器、摄像头切换器均通过rs232方式连接。
15.进一步地，所述单模光纤为单模铠装光纤。
16.进一步地，相邻摄像单元的间隔为80～120m。
17.进一步地，相邻摄像单元的间隔相等。
18.与现有技术相比，本实用新型的优点是：
19.1、本实用新型采用单模光纤进行监测，其不受电磁干扰，且误报率低、安全性高；摄像头切换器接收mcu传输的周界安防入侵事件的具体定位信息，根据定位信息判断入侵事件所处摄像单元位置，获取周界安防现场入侵图像信息，并通过显示器显示，实现对周界安防区域的实时监控。
20.2、本实用新型mcu接收入侵事件定位信息，蜂鸣器报警器发生报警，具有即时告警和安全性高的特点。
21.3、本实用新型摄像头切换器能够将周界安防区域的入侵事件画面信息传回监控中心的显示器，达到显示直观的效果。
22.4、本实用新型单模光纤采用单模铠装光纤，具有对光纤芯的保护作用，防止光纤折断。
附图说明
23.图1为本实用新型用于周界安防的分布式光纤振动监测系统原理框图；
24.图2为本实用新型用于周界安防的分布式光纤振动监测系统中分布式光纤振动监测光学单元结构原理框图；
25.其中，附图标记如下：
[0026]1‑
信号处理终端，11
‑
分布式光纤振动监测光学单元，111
‑
激光器，112
‑
光电调制器，113
‑
光放大器，114
‑
环形器，115
‑
光电转换器，12
‑
fpga数据采集器，13
‑
dsp数据处理器，14
‑
mcu，15
‑
液晶显示屏，16
‑
摄像头切换器；
[0027]2‑
蜂鸣器报警器，3
‑
显示器，4
‑
单模光纤；
[0028]5‑
摄像单元组，51
‑
第一摄像单元，52
‑
第二摄像单元，53
‑
第三摄像单元，5n
‑
第n摄像单元。
具体实施方式
[0029]
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0030]
如图1所示，本实用新型一种用于周界安防的分布式光纤振动监测系统，包含单模光纤4、信号处理终端1、监控单元和摄像单元组5；监控单元包括蜂鸣器报警器2和显示器3。
[0031]
单模光纤4为单模铠装光纤，单模铠装光纤与摄像单元组5在周界安防现场，蜂鸣器报警器2和显示器3位于现场监控中心。摄像单元组5包括n个间隔设置的摄像单元，分别为第一摄像单元51、第二摄像单元52、第三摄像单元53
…
第n摄像单元5n，n为大于等于2的整数，相邻摄像单元的间隔为80～120m，优选相邻摄像单元的间隔相等，本实施例中相邻摄像单元的间隔为100m。
[0032]
信号处理终端1包括分布式光纤振动监测光学单元11、fpga数据采集器12、dsp数据处理器13、mcu14、液晶显示屏15以及摄像头切换器16；单模光纤4、分布式光纤振动监测光学单元11、fpga数据采集器12、dsp数据处理器13、mcu14依次连接；液晶显示屏15、摄像头切换器16、蜂鸣器报警器2均与mcu14相连；显示器3与摄像头切换器16相连；所有摄像单元分别与摄像头切换器16相连，摄像头切换器16接收mcu14传输的周界安防入侵事件的具体
定位信息，根据定位信息判断入侵事件所处摄像单元位置，获取周界安防现场入侵图像信息；液晶显示屏15，用于显示周界安防入侵事件的具体定位信息。本实施例中，fpga数据采集器12和dsp数据处理器13通过pcie总线连接；mcu14与dsp数据处理器13、液晶显示屏15、蜂鸣器报警器2、摄像头切换器16均通过rs232方式连接。
[0033]
单模铠装光纤与分布式光纤振动监测光学单元11传递光信号，分布式光纤振动监测光学单元11向fpga数据采集器12传递光纤发生瑞利散射的电模拟信号；fpga数据采集器12将采集到的电模拟信号转换为电数字信号，并向dsp数据处理器13传递光纤瑞利散射的电数字信号，且通过pcie总线连接；dsp数据处理器13向mcu14传递周界安防入侵定位信息，且通过rs232方式连接；mcu14分别向液晶显示屏15、蜂鸣器报警器2和摄像头切换器16传递周界安防入侵定位信息，且通过rs232方式连接；该周界安防入侵定位信息所属摄像头切换器16采集摄像单元组5传输的图像信息，并将图像信息传递至显示器3。
[0034]
本实施例fpga数据采集器12、dsp数据处理器13、mcu14和摄像头切换器16模块涉及的处理过程为现有技术，本实用新型未对其处理过程进行改进。
[0035]
如图2所示，分布式光纤振动监测光学单元11包括依次连接的激光器111、光电调制器112、光放大器113、环形器114与光电转换器115；单模光纤4与环形器114相连；本实施例激光器111为窄线宽激光器。
[0036]
本实施例振动监测系统采用单模铠装光纤进行监测，监测过程不受电磁干扰、误报率低、安全性高；采用dsp数据处理器13，相比工控机模块，其成本低、性价比高；采用fpga数据采集器12，提高数据采集速率，提高了系统响应速度；采用摄像头切换器16，能够将周界安防区域的入侵事件画面信息传回监控中心，达到显示直观的效果。
[0037]
本实用新型振动监测系统工作过程为：
[0038]
1)窄线宽激光器111发出连续光，经过光电调制器112调制为光脉冲信号，再经光放大器113放大，并经过环形器114进入单模铠装光纤，光在单模铠装光纤中发生瑞利散射并经过光纤传回至环形器114，经过光电转换器115被采集；
[0039]
2)当周界安防现场发生入侵事件时，单模铠装光纤受到入侵事件振动影响，其入侵处光功率大小发生变化，经过分布式光纤振动监测光学单元11转换为光功率大小的电模拟信号发生变化，fpga数据采集器12采集到电模拟信号并转换为电数字信号，通过pcie总线传输至dsp数据处理器13，经过数据分析解析得到入侵事件的定位信息x；
[0040]
3)mcu14接收入侵事件定位信息x，通过rs232方式传输定位信息x至液晶显示屏15进行显示，同时通过rs232方式传输命令至蜂蜂鸣器报警器2，蜂蜂鸣器报警器2报警，通过rs232方式传输定位信息x至摄像头切换器16；
[0041]
设m<x/100<m+1，m≥1且m≤n
‑1[0042]
摄像头切换器16根据定位信息选择入侵事件位置处相邻的两个摄像单元m、m+1，并将摄像单元m与摄像单元m+1的图像信息传输至显示器3，实现了对周界安防区域的实时监控。
[0043]
本实用新型振动监测系统用于周界安防监控，具有误报率低、低功耗、体积小、不受电磁干扰、维护方便、性价比高、直观显示、即时告警、安全性高、智能化程度高的特点。
[0044]
以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型主要技术构思的基础上所作的任何变形都属于
本实用新型所要保护的技术范畴。