基于分布式光纤传感器的周界安防系统设计.pdfVIP

中国科技论文在线 基于分布式光纤传感器的周界安防系统 设计 吴东生，洪小斌* （北京邮电大学信息光子学与光通信研究院，北京 100876） 摘要：根据迈克尔逊（Michelson）干涉原理，设计了一套基于分布式光纤传感器的周界安 防系统，该系统利用沿着监控区域铺设的光纤作为传感介质，可实时检测多条光纤链路附近 的振动信息，通过终端信号处理单元，以及信号模式识别算法，有效区分入侵信号和各种环 境噪声，实现对重点区域的监控，具有较高的灵敏度。本文介绍了光纤周界安防系统工作原 理，系统结构和信号分析算法, 并分析了系统实际环境的测试结果。 关键词：分布式光纤传感器；迈克尔逊干涉仪；周界安防系统 中图分类号：TP212 Perimeter Security System Based on Distributed Fiber Optic Sensor Wu Dongsheng, Hong Xiaobin (Institute of Optical Communications and Opto-electronis of Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876) Abstract: According to Michelson interferometers, a new perimeter security system based on distributed fiber optic sensors was studied. This system can be used to detect the vibration along the optic fiber in real time by utilizing optica fiber as sensing media. Valid intrusion and some kinds of environmental noise can be distinguished by signal processing unit and signal pattern recognition. In this paper, the basic theory of sensor, system structure and signal analysing algorithm were introduced firstly, and then the test result of system was analysed which captured under the practical conditions. Keywords:distributed optic fiber sensor; Michelson interferometer; Perimeter security system 0 引言 随着光导纤维和光纤通信技术的不断成熟，光纤传感器得到了快速发展。光纤传感器利 用其自身的敏感特性进行传感，通过被测物理量（如应力、温度、压力、电场、磁场等）对 光纤内的传输光进行调制，使得光波的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化，在接收 端通过对被调制光信号进行检测，得出被测物理量。基于光纤传感技术的周界安防系统也在 安防领域也逐渐被人们所重视。与传统的红外线、电子围栏、激光等安防系统相比，光纤传 感系统对压力和振动非常敏感，且兼备传感和信号传输的功能，能够对直接触及或间接传递 给光纤的各种扰动进行实时监控，将传感光纤上的微小振动转化为电信号传递给信号处理终 端进行分析处理和智能识别，对监控区域内的入侵行为实现告警。光纤传感系统是全光纤系 统，抗电磁干扰，耐高温腐蚀，铺设方便，易于维护，适合于高温高压、易燃易爆环境和机 场、军事区域、小区别墅、学校等区域进行监控。 当前美国、澳大利亚、以色列等国家已开发出成熟的光纤安防系统，广泛应用于军用及 民用机场、核电站、军事基地等重要区域，但其价格高昂，不适合国内广泛应用。国