CN102945582A - 基于光纤传感技术的堆垛封套 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于光纤传感技术的堆垛封套，包括用于缠绕堆垛的传感光纤，与所述传感光纤相接、用于将所述传感光纤发出的光信号进行传递的传导光纤，与所述传导光纤相接、用于分析所输入光信号的发出位置和信号性质的光纤震动分析器，以及与所述光纤震动分析器的输出端相接、用于实时监测堆垛货物状态的管理计算机。当堆垛处的传感光纤有外界入侵时，产生扰动信号，并通过传导光纤传送给光纤震动分析器，光纤震动分析器判断出扰动类型并在排除干扰情况后，将入侵位置、入侵时间等信息一并传送给管理计算机，提醒监管人员采取相应安防措施，保护物资安全。当需要收发货物时，可通过管理计算机解除监控，再撤去光纤时就不会有报警信号发出。

Description

基于光纤传感技术的堆垛封套

技术领域

本发明涉及一种光纤震动传感监测系统，具体地说是一种基于光纤传感技术的堆垛封套。

背景技术

在仓库的物资存储管理工作中，对码垛好的物资，普遍采用苫布遮盖、机械铅封的形式进行锁定。这种套封方式存在铅封工作量大、盘点及散件出货不便和铅封破坏不能及时察觉等问题；另外，堆垛缺少整体铅封后，容易造成成箱物资被挪移或者被盗窃等情况。这些都直接影响到了仓库存储物资的安全。而且，目前还缺少能够监测堆垛状态并对异常情况进行报警的自动化设备。

发明内容

本发明的目的就是提供一种基于光纤传感技术的堆垛封套，以解决物资存储工作中机械铅封的堆垛安全性较低的问题。

本发明是这样实现的：一种基于光纤传感技术的堆垛封套，包括：用于缠绕堆垛的传感光纤，与所述传感光纤相接、用于将所述传感光纤发出的光信号进行传递的传导光纤，与所述传导光纤相接、用于分析所输入光信号的发出位置和信号性质的光纤震动分析器，以及与所述光纤震动分析器的输出端相接、用于实时监测堆垛货物状态的管理计算机；

所述光纤震动分析器包括：

光收发模块，与解调模块相接，用于提供连接所述传导光纤的一对光纤接口；

解调模块，分别与所述光收发模块和运算定位模块相接，用于将通过所述光收发模块输入的光信号解调转换成电信号，并对所述电信号进行放大和滤波后得到分析信号；

运算定位模块，分别与所述解调模块和信息输出模块相接，用于对通过所述解调模块输入的所述分析信号进行去噪、分析和判断，在判定属于扰动信号并排除干扰情况后，确定扰动发生位置，并生成报警信号信息和扰动位置信息；

信息输出模块，与所述运算定位模块相接，用于将通过所述运算定位模块输入的所述报警信号信息和所述扰动位置信息向所述管理计算机进行传输；以及

稳压供电模块，分别与上述各工作模块相接，用于提供各工作模块所需的工作电源。

所述光纤震动分析器中的运算定位模块包括：

DSP处理器，与扰动信号判断模块相接，用于对通过所述解调模块输入的所述分析信号进行A/D转换和软件滤波去噪；

扰动信号判断模块，分别与所述DSP处理器、误警信号判断模块和扰动位置运算模块相接，用于将通过所述DSP处理器处理后的数据信息与设定的扰动类型信号信息进行比对分析，在判断出该数据信息包含有设定扰动类型的信号信息后，即将该数据信息传输给所述误警信号判断模块和所述扰动位置运算模块；

扰动位置运算模块，分别与所述扰动信号判断模块和误警信号判断模块相接，用于将通过所述扰动信号判断模块输出的判定有扰动信息的所述数据信息进行分析计算，确定扰动信号的发生位置并生成扰动位置信息；以及

误警信号判断模块，分别与所述扰动信号判断模块和所述扰动位置运算模块相接，用于将通过所述扰动信号判断模块输出的判定有扰动信息的所述数据信息与误警信号信息进行比对分析，在判断出该数据信息不属于误警信号信息后，即生成报警信号信息，同时从所述扰动位置运算模块中提取对应的所述扰动位置信息，一并发送给所述信息输出模块。

本发明是一种带有位置计算、干扰判断、能够通过检测光纤震动对光束产生的不同变化判断封套是否完整的基于光纤传感技术的堆垛封套，由传感光纤、传导光纤、光纤震动分析器和管理计算机等几部分组成。当堆垛处的传感光纤有外界入侵（晃动、敲击、挪移货物）时，产生扰动信号，并通过传导光纤传送给光纤震动分析器，光纤震动分析器判断出扰动类型并在排除干扰情况后，将入侵位置、入侵时间等信息一并传送给管理计算机，提醒监管人员采取相应安防措施，保护物资安全。当需要收发货物时，可通过管理计算机解除监控，再撤去光纤时就不会有报警信号发出。

本发明将光纤技术与传感器技术进行了有效的结合，结合光纤收放简便、速度快、抗干扰性强、抗静电、防爆性好等特性，进行仓库堆垛管理和物资监控，具有探测灵敏度高、延时短、警戒防区长、防爆、抗干扰、防静电等显著优点，既可降低仓库监管人员的劳动强度，又可提高库房的安全性。本发明提供了采用光纤传感技术的专业应用，充分利用光纤传感器的铺设方便、成本低廉、反应灵敏、防爆安全等诸多特点，结合后方仓库的具体业务管理，实现了一种比机械铅封更安全、高效的管理应用措施。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是光纤震动分析器的结构框图。

图3是运算定位模块的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括传感光纤1、传导光纤2、光纤震动分析器3和管理计算机4等几部分。传感光纤1可简单缠绕在物资堆垛的四周，并用透明胶带简单粘贴予以固定，形成光纤封套。传感光纤1用于感知堆垛四周是否存在扰动，并将包含堆垛四周存在扰动与否的光信号不断通过传导光纤2传输给光纤震动分析器3。在正常状态下，堆垛不会移动，检测光纤为正常状态；当有人试图挪动货物时，传感光纤1将发生形变，光纤震动分析器3将马上判断到光纤的变化，并且计算得出形变光纤的位置。

图1中，防区一为单防区结构，传感光纤1通过传导光纤2和传感终端接光纤震动分析器3。防区二为双防区结构，两个独立的防区之间通过防区续接器连接成双防区。在防区的传感终端，由传导光纤2将光信号发送给光纤震动分析器3，光纤震动分析器3对接收到的光信号进行分析处理，并将分析处理的结果发送给管理计算机4。

光纤震动分析器3的分析处理结果分为两种情况，一种是堆垛四周无扰动信号或堆垛四周有扰动信号但该扰动信号属于误警信号（例如由风雨等自然现象造成的扰动信号），此时传输给管理计算机4的数据信息为正常的光信号数据信息；二是堆垛四周存在扰动信号且该扰动信号不属于误警信号，此时传输给管理计算机4的数据信息为发生了变化（所述变化包括光信号的相位、强度、频率等的变化）的光信号数据信息，同时还包含有扰动信号发生的报警信号信息及相应的扰动位置信息。

管理计算机4接收由光纤震动分析器3发送的数据信息并进行存储，记录相关的时间信息，监测人员根据管理计算机4上显示的数据信息，即可对堆垛四周的情况和货物包装状态进行实时监控，从而可在堆垛四周发生扰动时，及时采取对应的安防措施，避免物资失窃，保障物资安全。

如图2所示，光纤震动分析器3包括依次串接的光收发模块31、解调模块32、运算定位模块33和信息输出模块34，稳压供电模块35分别与光收发模块31、解调模块32、运算定位模块33和信息输出模块34相接，用于提供各工作模块所需的工作电源。

光收发模块31是一对可直接将光纤标准插头接入设备的光纤接口，用于接收由传导光纤2发送的光信号，并将其传输给解调模块32。

解调模块32将所接收到的光信号转换成模拟电信号，并对转换后的模拟电信号进行放大和滤波，这样便于提高系统的分析精度，之后将所得到的分析信号发送给运算定位模块33。

运算定位模块33对所接收到的分析信号进行去噪、A/D转换、分析和判断，当接收的分析信号中不包含扰动信号或者包含扰动信号且所包含的扰动信号属于误警信号时，可直接将该信号信息通过信息输出模块34发送给管理计算机4，但不做报警处理；当接收的分析信号中包含扰动信号且该扰动信号不属于误警信号（例如由客观原因而造成的扰动）时，即判定该扰动信号为应予以报警的盗窃信号，生成报警信号信息，同时计算出该扰动信号所发生的堆垛位置，并将该扰动信号、扰动信号位置信息及报警信号信息全部通过信息输出模块34发送给管理计算机4。

信息输出模块34可以是网络接口或RS232接口等，用于将运算定位模块33发送的数据传输给管理计算机4。

如图3所示，运算定位模块33包括DSP处理器331、扰动信号判断模块332、扰动位置运算模块333和误警信号判断模块334等部分。

DSP处理器331接收由解调模块32发送的分析信号，并将该分析信号转换成数字信号，再进行软件滤波去噪，最后将滤波去噪后的数据信息传输给扰动信号判断模块332。

扰动信号判断模块332将所接收到的数据信息与设定的扰动类型信号信息进行比对分析，通过比较分析结果，判断该数据信息中是否包含有设定扰动类型的信号信息；如果是，则将该数据信息传输给扰动位置运算模块333和误警信号判断模块334；如果否，则直接将该数据信息通过信息输出模块34传输给管理计算机4，进行记录备案。

扰动位置运算模块333用于在扰动信号判断模块332的判断结果为“是”时，对所接收到的数据信息，结合堆垛的长宽高和传导光纤2的长度等，通过互相关运算及定位公式等计算出扰动信号的发生位置并生成扰动位置信息。

误警信号判断模块334用于在扰动信号判断模块332的判断结果为“是”时，接收由扰动信号判断模块332发送的数据信息，并与误警信号信息进行对比分析，根据分析结果判断该数据信息中的扰动信号是否属于误警信号；如果是，则直接将该数据信息通过信息输出模块34传输给管理计算机4，进行记录备案；如果否，则生成报警信号信息，同时从扰动位置运算模块333中提取对应的所述扰动位置信息，一并通过信息输出模块34发送给管理计算机4。

Claims (2)

1.一种基于光纤传感技术的堆垛封套，其特征是，包括：用于缠绕堆垛的传感光纤，与所述传感光纤相接、用于将所述传感光纤发出的光信号进行传递的传导光纤，与所述传导光纤相接、用于分析所输入光信号的发出位置和信号性质的光纤震动分析器，以及与所述光纤震动分析器的输出端相接、用于实时监测堆垛货物状态的管理计算机；

所述光纤震动分析器包括：

光收发模块，与解调模块相接，用于提供连接所述传导光纤的一对光纤接口；

解调模块，分别与所述光收发模块和运算定位模块相接，用于将通过所述光收发模块输入的光信号解调转换成电信号，并对所述电信号进行放大和滤波后得到分析信号；

运算定位模块，分别与所述解调模块和信息输出模块相接，用于对通过所述解调模块输入的所述分析信号进行去噪、分析和判断，在判定属于扰动信号并排除干扰情况后，确定扰动发生位置，并生成报警信号信息和扰动位置信息；

信息输出模块，与所述运算定位模块相接，用于将通过所述运算定位模块输入的所述报警信号信息和所述扰动位置信息向所述管理计算机进行传输；以及

稳压供电模块，分别与上述各工作模块相接，用于提供各工作模块所需的工作电源。

2.根据权利要求1所述的基于光纤传感技术的堆垛封套，其特征是，所述光纤震动分析器中的运算定位模块包括：

DSP处理器，与扰动信号判断模块相接，用于对通过所述解调模块输入的所述分析信号进行A/D转换和软件滤波去噪；

扰动信号判断模块，分别与所述DSP处理器、误警信号判断模块和扰动位置运算模块相接，用于将通过所述DSP处理器处理后的数据信息与设定的扰动类型信号信息进行比对分析，在判断出该数据信息包含有设定扰动类型的信号信息后，即将该数据信息传输给所述误警信号判断模块和所述扰动位置运算模块；

扰动位置运算模块，分别与所述扰动信号判断模块和误警信号判断模块相接，用于将通过所述扰动信号判断模块输出的判定有扰动信息的所述数据信息进行分析计算，确定扰动信号的发生位置并生成扰动位置信息；以及

误警信号判断模块，分别与所述扰动信号判断模块和所述扰动位置运算模块相接，用于将通过所述扰动信号判断模块输出的判定有扰动信息的所述数据信息与误警信号信息进行比对分析，在判断出该数据信息不属于误警信号信息后，即生成报警信号信息，同时从所述扰动位置运算模块中提取对应的所述扰动位置信息，一并发送给所述信息输出模块。

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