一種可配置的流水式光纖擾動(dòng)報(bào)警檢測(cè)方法及其檢測(cè)儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可配置的流水式光纖擾動(dòng)報(bào)警檢測(cè)方法及其檢測(cè)儀，涉及檢測(cè)儀領(lǐng)域，方法包括：用信號(hào)下采樣率D對(duì)振動(dòng)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行下采樣得到新信號(hào)，根據(jù)濾波器參數(shù)N、p快速配置出濾波器系數(shù)向量，并用該濾波器對(duì)流水輸入的x(n)做濾波，輸出處理后的x′(n)；求取x′(n)的功率P，與事先設(shè)定的功率閾值Pth進(jìn)行比較，若P大于Pth，光纖系統(tǒng)就發(fā)出報(bào)警，表明存在外界事件入侵。檢測(cè)儀包括：對(duì)信號(hào)下采樣后以并行數(shù)據(jù)輸入的形式進(jìn)入DSP器件，同時(shí)輸入高通濾波器參數(shù)p以及功率閾值Pth，經(jīng)過(guò)DSP器件的處理得到事件入侵檢測(cè)結(jié)果，若存在入侵，報(bào)警器報(bào)警。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)高通濾波器系數(shù)的快速靈活配置，具有較高的時(shí)效性以及廣泛適應(yīng)性。
【專利說(shuō)明】一種可配置的流水式光纖擾動(dòng)報(bào)警檢測(cè)方法及其檢測(cè)儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及檢測(cè)儀領(lǐng)域，尤其涉及一種可配置的流水式光纖擾動(dòng)報(bào)警檢測(cè)方法及其檢測(cè)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光導(dǎo)纖維和光纖通信技術(shù)[1]的不斷成熟，光纖傳感器[2]得到了快速發(fā)展。光纖傳感器利用其自身的敏感特性進(jìn)行傳感，通過(guò)被測(cè)物理量(如應(yīng)力、溫度、壓力、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等)對(duì)光纖內(nèi)的傳輸光進(jìn)行調(diào)制，使得光波的強(qiáng)度、相位、頻率或偏振態(tài)等特性發(fā)生變化，在接收端通過(guò)對(duì)被調(diào)制光信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，得出被測(cè)物理量[3]。
[0003]基于光纖傳感技術(shù)的周界安防系統(tǒng)[4]在安防領(lǐng)域也逐漸被人們所重視。與傳統(tǒng)的紅外線[5]、電子圍欄[6]、激光m等安防系統(tǒng)相比，光纖傳感系統(tǒng)對(duì)壓力和振動(dòng)非常敏感，且兼?zhèn)鋫鞲泻托盘?hào)傳輸?shù)墓δ?，能夠?qū)χ苯佑|及或間接傳遞給光纖的各種擾動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，將傳感光纖上的微小振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳遞給信號(hào)處理終端進(jìn)行分析處理和智能識(shí)另|J，對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的入侵行為實(shí)現(xiàn)告警。光纖周界安防系統(tǒng)是全光纖系統(tǒng)，具有靈敏度高、安全可靠、抗電磁干擾、耐高溫腐蝕以及傳輸信息量大等優(yōu)點(diǎn)，適合于高溫高壓、易燃易爆環(huán)境和機(jī)場(chǎng)、軍事區(qū)域、小區(qū)別墅、學(xué)校等區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控[8][9][1°]。
[0004]在布設(shè)有光纖傳感系統(tǒng)的區(qū)域，當(dāng)發(fā)生外界入侵事件[11][12](攀爬圍欄、侵犯光纜以及墻體打洞等)時(shí)，振動(dòng)傳感器就將采集到事件侵犯擾動(dòng)信號(hào)。由于擾動(dòng)信號(hào)與無(wú)擾信號(hào)的頻率范圍差別較大，所以目前大部分都是使用過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)M或者通過(guò)固定濾波器[14]來(lái)實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)信號(hào)的入侵檢測(cè)。但是，過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)是在時(shí)域上進(jìn)行的，抗噪性能比較差，在強(qiáng)噪聲環(huán)境下往往很難滿足要求；而不同時(shí)間、不同地點(diǎn)以及不同系統(tǒng)的外界噪聲和入侵事件的頻率范圍都是變化的，這樣單獨(dú)使用固定濾波器就很難滿足要求，缺乏靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種可配置的流水式光纖擾動(dòng)報(bào)警檢測(cè)方法及其檢測(cè)儀，本發(fā)明根據(jù)無(wú)擾環(huán)境下的噪聲頻帶分布，實(shí)現(xiàn)對(duì)高通濾波器系數(shù)的快速靈活配置，詳見下文描述:
[0006]一種可配置的流水式光纖擾動(dòng)報(bào)警檢測(cè)方法，所述方法包括以下步驟:
[0007](I)對(duì)振動(dòng)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換，獲取截止頻率f。;
[0008](2)根據(jù)截止頻率f。值、預(yù)設(shè)的采樣速率fs和高通濾波器的長(zhǎng)度2N-1，確定信號(hào)下采樣率D和高通濾波器的邊界頻率參數(shù)P ；
[0009](3)用信號(hào)下采樣率D對(duì)振動(dòng)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行下采樣得到新信號(hào)X (η)，根據(jù)濾波器參數(shù)N、P快速配置出濾波器系數(shù)向量g，并用該濾波器對(duì)流水輸入的X (η)做濾波，輸出處理后的X' (η)；
[0010](4)求取X' (η)的功率P，與事先設(shè)定的功率閾值Pth進(jìn)行比較，若P大于Pth，光纖系統(tǒng)就發(fā)出報(bào)警，表明存在外界事件入侵。
[0011]所述濾波器系數(shù)向量g具體為:[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種可配置的流水式光纖擾動(dòng)報(bào)警檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)對(duì)振動(dòng)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換，獲取截止頻率f。; (2)根據(jù)截止頻率f。值、預(yù)設(shè)的采樣速率fs和高通濾波器的長(zhǎng)度2N-1，確定信號(hào)下采樣率D和高通濾波器的邊界頻率參數(shù)P ； (3)用信號(hào)下采樣率D對(duì)振動(dòng)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行下采樣得到新信號(hào)X(η)，根據(jù)濾波器參數(shù)N、P快速配置出濾波器系數(shù)向量g，并用該濾波器對(duì)流水輸入的X(η)做濾波，輸出處理后的V (η)； (4)求取X'(η)的功率P，與事先設(shè)定的功率閾值Pth進(jìn)行比較，若P大于Pth，光纖系統(tǒng)就發(fā)出報(bào)警，表明存在外界事件入侵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可配置的流水式光纖擾動(dòng)報(bào)警檢測(cè)方法，其特征在于，所述濾波器系數(shù)向量g具體為:
3.—種可配置的流水式光纖擾動(dòng)報(bào)警檢測(cè)儀，所述流水式光纖擾動(dòng)報(bào)警檢測(cè)儀包括:模數(shù)轉(zhuǎn)化器、FFT分析儀、DSP器件和報(bào)警器，其特征在于， 將待濾波的信號(hào)x(t)經(jīng)過(guò)所述模數(shù)轉(zhuǎn)化器采樣得到樣本序列X(η)，輸入到所述FFT分析儀里面對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，得到無(wú)擾信號(hào)與有擾信號(hào)的有效頻帶，設(shè)定出高通濾波器的截止頻率f。，獲取高通濾波器參數(shù)P以及信號(hào)下采樣率D ;對(duì)信號(hào)下采樣后以并行數(shù)據(jù)輸入的形式進(jìn)入所述DSP器件，同時(shí)輸入高通濾波器參數(shù)P以及功率閾值Pth，經(jīng)過(guò)所述DSP器件的處理得到事件入侵檢測(cè)結(jié)果，若存在入侵，所述報(bào)警器報(bào)警。
【文檔編號(hào)】G08B13/186GK103985213SQ201410213365
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】黃翔東, 余佳, 劉鐵根, 劉琨, 陳沁楠, 呂辰剛 申請(qǐng)人:天津大學(xué)