CN105551163B - 一种光纤智能防盗装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种光纤智能防盗装置，属于安防技术领域。所述光纤智能防盗装置包括中央处理模块、报警模块、无源光接续模块和无源光传感模块，所述报警模块和所述无源光接续模块分别与所述中央处理模块相连，所述无源光传感模块包括无源光学头端组件和无源光学终端组件，所述无源光接续模块与所述无源光学头端组件之间连接有至少一个第一光纤，所述无源光学头端组件与所述无源光学终端组件之间连接有至少一个第二光纤。本发明有效提高了家庭安全情况检测的准确性和实时性。

Description

一种光纤智能防盗装置

技术领域

本发明涉及安防技术领域，具体而言，涉及一种光纤智能防盗装置。

背景技术

家庭安全一直是人们面临的一大难题，现有的安防系统主要是采用传感器检测安全情况，并将安全情况转换为可识别的电信号发送给中央处理器，而中央处理器通过通信终端接收器对远程设备进行控制，以应对家庭安全情况的发生。但是普通的传感器感应分布不均匀，盲区多且易受干扰，不能很好地检测各种突发情况，经常发生误报和漏报的现象。同时传感器一般都裸露在外面，容易受到天气的影响和盐碱的腐蚀而不能正常工作。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种光纤智能防盗装置，旨在有效提高家庭安全情况检测的准确性和实时性。

本发明实施例提供的光纤智能防盗装置，包括中央处理模块、报警模块、无源光接续模块和无源光传感模块，所述报警模块和所述无源光接续模块分别与所述中央处理模块相连，所述无源光传感模块包括无源光学头端组件和无源光学终端组件，所述无源光接续模块与所述无源光学头端组件之间连接有至少一个第一光纤，所述无源光学头端组件与所述无源光学终端组件之间连接有至少一个第二光纤；

所述无源光学终端组件用于将所述第二光纤传输的光信号沿所述第二光纤反射回所述无源光学头端组件，所述无源光学头端组件用于将接收到的所述光信号进行光干涉处理之后发送至所述无源光接续模块，所述无源光接续模块用于将所述无源光学头端组件发送的多路光信号耦合为一路之后发送至所述中央处理模块，所述中央处理模块用于将所述无源光接续模块发送的光信号与预存的所述无源光学头端组件发送的光信号进行比对，判断所述无源光接续模块发送的光信号与预存的所述无源光学头端组件发送的光信号的差异度是否超过预设阈值，如果超过所述预设阈值，则触发所述报警模块工作。

优选地，所述中央处理模块包括中央处理器、光电转换单元、调制解调单元、通信单元和电源，所述调制解调单元、所述通信单元和所述电源分别与所述中央处理器相连，所述调制解调单元与所述光电转换单元相连，所述光电转换单元与所述无源光接续模块相连，所述中央处理器与所述报警模块相连。

优选地，所述通信单元还连接有摄像头。

优选地，所述摄像头设于门和窗户上。

优选地，所述无源光学头端组件包括耦合器和衰减器，所述报警模块中集成有激光器和光探测器，所述激光器、所述光探测器、所述衰减器分别与所述耦合器相连，所述光探测器连接于所述第一光纤，所述耦合器和所述衰减器分别连接于所述第二光纤，所述耦合器用于将所述激光器发出的光分成第一路光和第二路光并将所述第一路光经过所述第二光纤发送给所述无源光学终端组件以及将所述第二路光通过所述衰减器和所述第二光纤发送给所述无源光学终端组件；

所述无源光学终端组件用于对所述第一路光和所述第二路光进行回传处理，以使所述第一路光和所述第二路光通过所述第二光纤返回给所述耦合器，所述耦合器还用于将返回的所述第一路光和所述第二路光耦合为第三路光，并将所述第三路光发送给所述光探测器，所述光探测器用于通过所述第一光纤将所述第三路光发送给所述无源光接续模块，所述无源光接续模块用于接收多个所述光探测器发送的第三路光，将多个所述第三路光进行回传并耦合成一路光信号之后输出到所述中央处理器。

优选地，所述无源光接续模块和所述无源光学头端组件与所述第一光纤之间采用法兰或以热熔接方式进行连接。

优选地，所述无源光学头端组件和所述无源光学终端组件与所述第二光纤之间采用法兰或以热熔接方式进行连接。

优选地，所述通信单元还连接有遥控器，所述遥控器通过所述通信单元向所述中央处理器发送控制所述中央处理器的开启关闭状态的控制指令。

优选地，所述第一光纤和所述第二光纤敷设于门和窗户上。

优选地，所述第一光纤和第二光纤的外层由聚乙烯材料制造而成。

本发明实施例提供的光纤智能防盗装置，通过设置第一光纤、第二光纤、无源光学头端组件、无源光学终端组件和中央处理器，利用光干涉原理使得能够根据检测到的第二光纤中传输的信号是否发生变化来判断第二光纤是否有形变发生，进而根据第二光纤是否发生形变来判断是否存在入侵行为，这样有效提高了家庭安全情况检测的准确性和实时性。

进一步地，第一光纤和第二光纤的外层采用聚乙烯材料制造而成，能够增加第一光纤和第二光纤的耐腐蚀能力从而延长第一光纤和第二光纤的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应该看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光纤智能防盗装置的整体框图。

图2为本发明实施例提供的一种中央处理模块的连接框图。

图3为本发明实施例提供的一种无源光学头端模块的连接框图。

附图标记汇总：

报警模块101；中央处理模块102；无源光接续模块103；无源光传感模块104；无源光学头端组件201；无源光学终端组件202；光电转换单元203；调制解调单元204；中央处理器205；电源206；通信单元207；摄像头208；遥控器209；第一光纤301；激光器302；耦合器303；衰减器304；光探测器305；第二光纤306。

具体实施方式

普通的传感器感应分布不均匀，盲区多且易受干扰，不能很好地检测各种突发情况，经常发生误报和漏报的现象。同时传感器一般都裸露在外面，容易因受到天气的影响和盐碱的腐蚀而不能正常工作。

基于此，本发明实施例提供了一种光纤智能防盗装置，通过设置第一光纤、第二光纤、无源光学头端组件、无源光学终端组件和中央处理器，利用光干涉原理使得能够根据检测到的第二光纤中传输的信号是否发生变化来判断第二光纤是否有形变发生，进而根据第二光纤是否发生形变来判断是否存在入侵行为，这样有效提高了家庭安全情况检测的准确性和实时性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明较佳实施例提供的一种光纤智能防盗装置，包括中央处理模块102、报警模块101、无源光接续模块103和无源光传感模块104。所述报警模块101和所述无源光接续模块103分别与所述中央处理模块102相连。所述无源光传感模块104包括无源光学头端组件201和无源光学终端组件202，所述无源光接续模块103与所述无源光学头端组件201之间连接有至少一个第一光纤301，所述无源光学头端组件201与所述无源光学终端组件202之间连接有至少一个第二光纤306。

所述无源光学终端组件202用于将所述第二光纤306传输的光信号沿所述第二光纤306反射回所述无源光学头端组件201。所述无源光学头端组件201用于将接收到的所述光信号进行光干涉处理之后发送至所述无源光接续模块103。所述无源光接续模块103用于将所述无源光学头端组件201发送的多路光信号耦合为一路之后发送至所述中央处理模块102。所述中央处理模块102用于将所述无源光接续模块103发送的光信号与预存的所述无源光学头端组件201发送的光信号进行比对，判断所述无源光接续模块103发送的光信号与预存的所述无源光学头端组件201发送的光信号的差异度是否超过预设阈值，如果超过所述预设阈值，则触发所述报警模块101工作。

具体地，所述光纤智能防盗装置包括四大模块，所述四大模块为中央处理模块102、报警模块101、无源光接续模块103和无源光传感模块104。其中，所述无源光传感模块104连接于所述无源光接续模块103。所述无源光接续模块103连接于所述中央处理模块102，所述中央处理模块102连接于所述报警模块101。所述无源光传感模块104包括无源光学头端组件201和无源光学终端组件202，所述无源光学头端组件201和所述无源光接续模块103之间连接有至少一个第一光纤301，所述无源光学头端组件201和所述无源光学终端组件202之间连接有至少一个第二光纤306。所述第一光纤301用于引导光的传播方向，所述第二光纤306用于实现所述无源光学头端组件201和所述无源光学终端组件202之间的光传输。所述无源光学终端组件202用于对所述第二光纤306发送的光进行反射，所述无源光学终端组件202进行反射的第一光信号通过所述第二光纤306发送给所述无源光学头端组件201。所述光线包括参考光线和测量光线，而所述第二光纤306和所述无源光学终端组件202采用法兰或热熔接方式进行连接。

优选所述无源光学终端组件202的内部设有光学组件，优选所述光学组件包括至少一光学镜片。所述光学镜片用于对所述第一光信号进行反射。所述无源光学终端组件202用于对所述第二光纤306发送的光转换为第一光信号，并通过光学镜片对所述第一光信号进行反射，使得入射的所述第一光信号沿所述第二光纤306返回所述无源光学头端组件201。

为了使得本发明的工作原理更为清楚，现进行以下说明。

所述中央处理模块102中预存有所述激光器302发射的光的频率和相位参数。所述无源光学头端组件201对所述光进行处理之后通过所述第二光纤306发送至所述无源光学终端组件202。所述无源光学终端组件202对接收到的光进行反射，经过反射的光通过所述第二光纤306反射回所述无源光学头端组件201。所述无源光学头端组件201发射的光通过所述无源光接续模块103耦合之后发送至所述中央处理模块102。所述中央处理模块102将所述无源光接续模块103发送的光信号与预存的所述无源光学头端组件201发送的光信号进行比对，判断所述无源光接续模块103发送的光信号与预存的所述无源光学头端组件201发送的光信号的差异度是否超过预设阈值，如果超过所述预设阈值，则触发所述报警模块101进行工作。

所述无源光学头端组件201将输入的固定波长的激光分为两路光并输出，所述两路光包括测量光和参考光。所述测量光直接发送至所述第二光纤306，所述参考光通过所述衰减器304之后发送至所述第二光纤306。另一方面，所述无源光学头端组件201接收由所述无源光学终端组件202返回的所述测量光和所述参考光，并将所述测量光和所述参考光合成所述第二光信号，并发送给所述无源光接续模块103。所述无源光学头端组件201、所述无源光学终端组件202为多个，所述无源光接续模块103用于接收多个所述第二光信号，并将多个所述第二光信号接续形成第三光信号并发送至所述中央处理模块102。所述中央处理模块102用于接收所述第三光信号，根据所述第三光信号的相位特征判断是否存在入侵行为。所述中央处理模块102采用多核计算框架，能够快速完成大量、多通道数据的采集提取和分析计算工作，及时获取数据特征，同时采用时域和频域的多参量信号采集，实时算法分析，通过多维度的特征提取和模式识别，实现极低的误报率。所述中央处理模块102用于将所述无源光学头端组件201发送的光信号与预存的所述无源光学头端组件201发送的光信号进行比对，判断所述无源光学头端组件201发送的光信号与预存的所述无源光学头端组件201发送的光信号的差异度是否超过预设阈值，如果超过所述预设阈值，则判断存在入侵行为并触发所述报警模块101工作。

其中，光纤检测的基本原理就是当物体受载荷或其它因素的作用而发生形变时，紧密附着在所述物体上的光纤也会随之产生量级相等的形变，从而引起光纤内传输光的光程和纤芯的折射率发生变化，使传输光的相位发生改变。通过测量光纤中干涉光的相位变化而换算成其他参量，判断入侵行为，产生报警信号。本发明的光纤检测采用了迈克尔逊干涉原理，当外力作用于所述第二光纤306上，所述第二光纤306就会产生形变，测量光在形变的作用下都随着作用于所述第二光纤306上的振动发生变化，一个被拉伸而另外一个被压缩，产生光程差，使得干涉条纹移动，从而测得该形变。采用的所述耦合器303包括两个入口和两个出口，所述第一光纤301和所述第二光纤306只需两根纤芯即可达到效果，简化了工程施工时的条件要求，同时也减少了整个系统的光纤接续点，提高了系统的稳定性。当有人从房屋的门窗实施入侵时，所述中央处理模块102能收到信号，经对比分析、判断处理后输出报警信号并实时定位事件现场的位置。

进一步地，如图2所示，所述中央处理模块102包括中央处理器205、光电转换单元203、调制解调单元204、通信单元207和电源206，所述光电转换单元203用于接收由所述无源光接续模块103发送的所述第三光信号，将所述第三光信号转换为对应的第一电信号。所述光电转换单元203与所述调制解调单元204相连，所述调制解调单元204接收所述第一电信号，根据预设的算法对所述第一电信号进行调制生成第二电信号，所述第二电信号为所述中央处理器205可识别的电信号。所述中央处理器205接收所述第二电信号，根据预设的规则分析计算所述第二电信号的特征参数，以判断是否存在入侵行为。若存在入侵行为，则向所述报警模块101发送一触发信号，以使所述报警模块101工作。所述报警模块101优选为声光报警器，所述中央处理器205智能识别过滤风雨雷电或小动物的干扰，真正做到零漏报和极低误报，所述中央处理器205还连接于所述电源206，所述电源206优选为锂电池或直流供电，所述锂电池为所述中央处理器205提供电能。所述无源光传感模块104、所述第一光纤301和所述第二光纤306无需供电，有效节约了电能，避免了需要经常更换电源206的麻烦。

进一步地，如图3所示，所述无源光学头端组件201包括激光器302、光探测器305、耦合器303和衰减器304。所述激光器302发出固定波长的激光，所述激光通过光纤发送至所述耦合器303，所述耦合器303优选为光分支器，所述光分支器的入口和出口均有两个接口，所述激光经过所述耦合器303之后分为第一路光和第二路光。所述第一路光又叫测量光，所述测量光直接传输至所述第二光纤306中，所述测量光经过所述第二光纤306发送至所述无源光学终端组件202，所述第二路光直接传送至所述衰减器304中。所述衰减器304优选为三分贝衰减器304，所述衰减器304用于对所述第二路光进行处理以生成参考光，所述参考光经过所述第二光纤306发送至所述无源光学终端组件202。所述无源光学终端组件202通过内部的光学模块对所述参考光和所述测量光进行回传处理，以使所述参考光和所述测量光沿着入射光路返回。

其中，所述参考光和所述测量光最终返回至所述耦合器303中。所述耦合器303用于对所述参考光和所述测量光进行处理后发送给所述光探测器305，经过所述光探测器305的处理之后生成第三路光。所述第三路光通过所述第一光纤301发送至所述无源光接续模块103中，所述第三路光为多路。所述无源光接续模块103用于接收所述第三路光，将多路所述第三路光进行接续之后输出至所述光电转换器中。

进一步地，所述第一光纤301的一端连接于所述无源光接续模块103、另一端连接于所述无源光学头端组件201。所述无源光接续模块103和所述无源光学头端组件201与所述第一光纤301之间均是采用法兰或热熔接方式进行连接。所述第二光纤306的一端连接于所述无源光学头端组件201、另一端连接于所述无源光学终端组件202，所述无源光学头端组件201和所述无源光学终端组件202之间均是采用法兰或热熔接方式进行连接。采用法兰或热熔接方式进行连接能够更好地保证光路传输的封闭性和稳定性。

进一步地，所述通信单元207还连接有遥控器209，所述遥控器209通过无线网络与所述通信单元207连接。所述通信单元207包括蓝牙子单元、WiFi子单元和Zigbee子单元。所述遥控器209通过所述通信单元207连接于所述中央处理器205，所述遥控器209用于控制所述中央处理器205的开启关闭状态。

进一步地，所述通信单元207还连接有摄像头208。当所述中央处理器205判断存在入侵情况时，则触发所述摄像头208进行拍摄，所述摄像头208采集视野范围内的图像信息，并将所述图像信息通过通信单元207发送至所述中央处理器205，所述中央处理器205对所述图像信息进行处理之后通过存储器进行存储并通过显示器进行显示。

进一步地，所述第一光纤301和所述第二光纤306敷设于门和窗户上，能够很好地检测外界环境的变化。

进一步地，所述第一光纤301和所述第二光纤306的外层由聚乙烯材料制造而成，有效防止因为紫外线等因素而造成的老化现象，同时可防止盐碱环境下对所述第一光纤301和所述第二光纤306的腐蚀。

本发明实施例提供的一种光纤智能防盗装置，通过将无源光传感模块通过无源光接续模块连接到中央处理器，有效提高了家庭安全情况检测的准确性和实时性。

进一步地，第一光纤和第二光纤的外层采用聚乙烯材料制造而成，能够增加传感器的耐腐蚀能力以及延长传感器的使用寿命。

需要说明的是，在本申请所提供的几个实施例中所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种光纤智能防盗装置，其特征在于，所述光纤智能防盗装置包括中央处理模块、报警模块、无源光接续模块和无源光传感模块，所述报警模块和所述无源光接续模块分别与所述中央处理模块相连，所述中央处理模块包括中央处理器，所述中央处理器与所述报警模块相连，所述无源光传感模块包括无源光学头端组件和无源光学终端组件，所述无源光接续模块与所述无源光学头端组件之间连接有至少一个第一光纤，所述无源光学头端组件与所述无源光学终端组件之间连接有至少一个第二光纤；其中：

所述无源光学头端组件包括耦合器和衰减器，所述报警模块中集成有激光器和光探测器，所述激光器、所述光探测器、所述衰减器分别与所述耦合器相连，所述光探测器连接于所述第一光纤，所述耦合器和所述衰减器分别连接于所述第二光纤，所述耦合器用于将所述激光器发出的光分成第一路光和第二路光并将所述第一路光经过所述第二光纤发送给所述无源光学终端组件以及将所述第二路光通过所述衰减器和所述第二光纤发送给所述无源光学终端组件；

所述无源光学终端组件用于对所述第一路光和所述第二路光进行回传处理，以使所述第一路光和所述第二路光通过所述第二光纤返回给所述耦合器，所述耦合器还用于将返回的所述第一路光和所述第二路光耦合为第三路光，并将所述第三路光发送给所述光探测器，所述光探测器用于通过所述第一光纤将所述第三路光发送给所述无源光接续模块，所述无源光接续模块用于接收多个所述光探测器发送的第三路光，将多个所述第三路光进行回传并耦合成一路光信号之后输出到所述中央处理模块；

所述中央处理模块用于通过所述中央处理器将所述无源光接续模块发送的光信号与预存的所述无源光学头端组件发送的光信号进行比对，判断所述无源光接续模块发送的光信号与预存的所述无源光学头端组件发送的光信号的差异度是否超过预设阈值，如果超过所述预设阈值，则触发所述报警模块工作。

2.根据权利要求1所述的光纤智能防盗装置，其特征在于，所述中央处理模块还包括光电转换单元、调制解调单元、通信单元和电源，所述调制解调单元、所述通信单元和所述电源分别与所述中央处理器相连，所述调制解调单元与所述光电转换单元相连，所述光电转换单元与所述无源光接续模块相连。

3.根据权利要求2所述的光纤智能防盗装置，其特征在于，所述通信单元还连接有摄像头。

4.根据权利要求3所述的光纤智能防盗装置，其特征在于，所述摄像头设于门和窗户上。

5.根据权利要求1所述的光纤智能防盗装置，其特征在于，所述无源光接续模块和所述无源光学头端组件与所述第一光纤之间采用法兰或以热熔接方式进行连接。

6.根据权利要求1所述的光纤智能防盗装置，其特征在于，所述无源光学头端组件和所述无源光学终端组件与所述第二光纤之间采用法兰或以热熔接方式进行连接。

7.根据权利要求2所述的光纤智能防盗装置，其特征在于，所述通信单元还连接有遥控器，所述遥控器通过所述通信单元向所述中央处理器发送控制所述中央处理器的开启关闭状态的控制指令。

8.根据权利要求1所述的光纤智能防盗装置，其特征在于，所述第一光纤和所述第二光纤敷设于门和窗户上。

9.根据权利要求8所述的光纤智能防盗装置，其特征在于，所述第一光纤和第二光纤的外层由聚乙烯材料制造而成。