CN109377692A - 一种智能光纤振动防入侵预警方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能光纤振动防入侵预警方法与系统,包括:S1、对传感器回传的光信号进行光电转换;S2、对转换后的数字信号进行模式匹配;S3、根据选择的模式进行数据处理,查看其是否满足入侵条件;S4、当满足入侵条件时,进行联动告警。本发明实现了光纤振动防入侵预警,从而当存在外界扰动时,可以有效进行预警,自动化程度高,且误报率低。当满足入侵条件时,进行联动报警,通过TCP告警消息推送、UDP告警消息推送以及短信消息推送,实现多种方式同时告警,弥补了单一告警方式的缺点,防止告警时工作人员信息查收遗漏,从而有效保证系统工作的可靠性,降低出现故障的概率。
Description
技术领域
本发明涉及周界防护技术领域,特别是一种智能光纤振动防入侵预警方法与系统。
背景技术
随着近十年来光纤技术的不断探索与研制,以光纤感知为探测手段的光纤探测报警系统已经逐步成熟与稳定,它与传统报警探测技术相比具有抗电磁波干扰、适用范围广泛、灵敏度高、隐蔽性高、抗干扰性强等诸多优势,并被运用到机场、重要仓库、监狱、金融等领域以及高档建筑的安全防范系统。
传统的安防技术主要有红外对射、激光探测、静电感应等,这些技术都存在着系统稳定性差、安装受环境限制、错报和误报率高的缺点。
视频监控作为目前非常流行的一种监控手段,虽然能够对入侵进行监控和取证,但是却存在着误报率高,需要工作人员24小时值守等缺点。光纤围栏周界入侵检测设备用光纤传感器作为入侵探测的一种新型安防手段,具有全程无源、抗电磁干扰、抗绝缘性好、隐蔽性好以及可实现大范围检测等诸多优点。但现有的一些入侵检测设备技术落后,误报率高,不能准确对外界扰动进行识别,智能化程度低。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能光纤振动防入侵预警方法与系统,旨在解决现有技术中安防预警系统需要人工干预以及误报率高的问题,实现自动化程度高,且误报率低。
为达到上述技术目的,本发明提供了一种智能光纤振动防入侵预警方法,包括以下步骤:
S1、对传感器回传的光信号进行光电转换;
S2、对转换后的数字信号进行模式匹配;
S3、根据选择的模式进行数据处理,查看其是否满足入侵条件;
S4、当满足入侵条件时,进行联动告警。
优选的,所述步骤S2具体操作为:
S21、建立模式库,对可能出现的模式进行处理,将模板信号进行预处理,并提取模式特征并存档形成模板,并将模板存储在模式库中;
S22、对未知信号进行模式识别,对未知信号进行预处理,提取特征,并在模式库中进行模式匹配;
S23、获得匹配结果。
优选的,所述步骤S3具体操作为:
S31、将每次采样得到的原始数据点做相应的数学变换,得到需要的能量谱序列,对序列中每个点求绝对值,然后将当前每个点的值除以点的个数,得到一个变换的相对值;
S32、在参数设置的窗口下的相对值进行求和,得到的值即为当前实时显示的能量谱值;
S33、在固定的响应时间内,当能量谱值超过所设置的基准值的次数比设置的限制次数多时,此次时间视为一次入侵事件,并作出告警判断。
优选的,所述采样采样频率不小于5khz。
优选的,所述联动告警包括TCP告警消息推送、UDP告警消息推送以及短信消息推送。
本发明还提供了一种智能光纤振动防入侵预警系统,所述系统包括:
光路部分和电子部分;
所述光路部分包括光源模块和收光光电转换模块;
所述电子部分包括光电转换模块、信号放大模块、信号采集模块、FPGA模块、DSP模块、Wifi/4G模块、网络模块、设备移动监测模块、开盖报警监测模块、光功率监测模块以及OLED显示模块。
所述收光光电转换模块将光信号转换成电信号,并经由信号放大模块、信号采集模块FPGA模块,传输至DSP模块进行数据处理;
所述DSP模块还连接有光源模块、Wifi/4G模块、网络模块、设备移动监测模块、开盖报警监测模块、光功率监测模块以及OLED显示模块。
优选的,所述光源模块用于为光传感器提供光源,所述光源经过光分支器后,均分成多路光功率相近的光,分别供给各个防区的光传感器使用。
优选的,所述收光光电转换模块最大支持四路收光。
优选的,所述光电转换模块用于对传感结构回传的光信号转换成电信号,并进行有效的滤波处理;所述信号放大模块用于将转换成的电信号进行放大处理;所述信号采集模块用于将模拟传感信号转换成数字传感信号,并进行有效的存储和提取;所述DSP模块,用于对传感信号进行数字信号处理。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果,而不是发明所有的全部效果,上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:
与现有技术相比,本发明基于wifi/4G模块,利用物联网技术实现对终端调试配置,以及终端设备的集中管控,实现安防预警系统的远程管控,利用设备移动监测模块、开盖报警监测模块、光功率监测模块,自动监测系统的运行状态,实现终端及系统的自动管控,同时利用光电转换、信号放大,终端DSP模块可以自行进行模式识别,也可以通过wifi/4G模块或者网络模块将数据传输至后台进行模式识别,实现防区入侵自动检测,且误报率低。
附图说明
图1为本发明实施例中所提供的一种智能光纤振动防入侵预警方法流程图;
图2为本发明实施例中所提供的一种智能光纤振动防入侵预警系统结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图1所示,本发明实施例公开了一种智能光纤振动防入侵预警方法,包括以下步骤:
S1、对传感器回传的光信号进行光电转换;
S2、对转换后的数字信号进行模式匹配;
S3、根据选择的模式进行数据处理,查看其是否满足入侵条件;
S4、当满足入侵条件时,进行联动告警。
在本发明实施例中,利用传感器接收的光强变化来监测是否存在外界扰动,所述传感器能将外界扰动转化为信号光的相位变化,将传感器设置在各个防区,通过光分支器,将光源发出的恒定光功率的稳定光均分成多路光功率相近的光,分贝供给给各个传感器。
在对传感器回传的光信号进行光电转换后,对转换后的数字信号进行模式匹配。首先,建立模式库,对可能出现的模式进行处理,将模板信号进行预处理,并提取模式特征并存档形成模板,并将模板存储在模式库中;然后,对未知信号进行模式识别,对未知信号进行预处理,提取特征,并在模式库中进行模式匹配,最后获得匹配结果。
根据选择的模式进行数据处理,查看其是否满足入侵条件,具体操作为:
将每次采样得到的原始数据点做相应的数学变换,得到需要的能量谱序列,对序列中每个点求绝对值,然后将当前每个点的值除以点的个数,得到一个变换的相对值;采样频率不小于5khz.
在参数设置的窗口下的相对值进行求和,得到的值即为当前实时显示的能量谱值;
在固定的响应时间内,当能量谱值超过所设置的基准值的次数比设置的限制次数多时,此次时间视为一次入侵事件,并作出告警判断。
当有告警发生时,进行联动告警,所述联动告警包括TCP告警消息推送、UDP告警消息推送以及短信消息推送,TCP告警消息推送以及UDP告警消息推送需要设置推送服务器IP地址以及端口,短信消息推送需要设置推送用户手机号码,通过联动,同时以几种方式一起进行告警消息推送。
本发明实施例通过利用传感器接收的光强变化来监测是否存在外界扰动,对接收到的光信号进行光电转换,并通过数字信号处理,分别进行模式识别,根据选择的模式进行数据处理,并将处理后的数据进行入侵判断,当满足入侵条件时,进行联动告警,实现了光纤振动防入侵预警,从而当存在外界扰动时,可以有效进行预警,解决了现有预警系统需要人工干预以及误报率高的问题,实现自动化程度高,且误报率低。由于本发明实施例可以通过根据信号进行模式匹配,从而精确度更高。当满足入侵条件时,进行联动报警,通过TCP告警消息推送、UDP告警消息推送以及短信消息推送,实现多种方式同时告警,弥补了单一告警方式的缺点,防止告警时工作人员信息查收遗漏,从而有效保证系统工作的可靠性,降低出现故障的概率。
如图2所示,本发明实施例还公开了一种智能光纤振动防入侵预警系统,所述系统包括:
光路部分和电子部分;
所述光路部分包括光源模块和收光光电转换模块。所述光源模块用于为光传感器提供光源,所述光源的管理由微处理器以及电路进行管理,以确保光源发出恒定光功率的稳定光,经过光分支器后,均分成多路光功率相近的光,分别供给各个防区的光传感器使用。
所述收光光电转换模块支持多路收光,最大支持四路收光。每个信号通道由一路发光和一路收光构成,传感结构所探测的信号由收光光路进入设备,经过收光模块进行光电转换,再由电子部分进行处理。
所述电子部分包括光电转换模块、信号放大模块、信号采集模块、FPGA模块、DSP模块、Wifi/4G模块、网络模块、设备移动监测模块、开盖报警监测模块、光功率监测模块以及OLED显示模块。
所述光电转换模块用于对传感结构回传的光信号转换成电信号,并进行有效的滤波处理。
所述信号放大模块用于将转换成的电信号进行适当的放大处理,以确保传感信号控制在有效合理的范围之内。
所述信号采集模块用于将模拟传感信号转换成数字传感信号,并进行有效的存储和提取。
所述信号采集模块用于并行处理多路传感信号的采集后预处理。
所述DSP模块,用于对传感信号进行数字信号处理。
所述对传感信号进行处理包括以下步骤:
模式库的建立;模式库的建立需要对可能出现的模式进行处理,提取模式特征并存档形成模板,主要操作为:将模板信号进行预处理,并提取特征,将特征形成模板,从而生成模式库;
未知信号的模式识别;对信号采用相同的处理获取特征值,并结合适当的算法与模式库中的模板进行匹配,从而获得匹配结果。
所述Wifi/4G模块采用AP+STA模式,当采用AP模式时,可以结合调试软件对终端进行配置和调试;在采用STA模式时,可以接入云服务,对物联网终端设备进行集中管控。
所述网络模块用于接入本地服务器,由管理软件平台管理。
所述设备移动监测模块用于当终端设备被移动时,给出报警信息提示。
所述开盖报警监测模块用于当设备被打开时,给出报警信息提示。
所述光功率监测模块用于确保光源发射光功率恒定。
所述OLED显示模块用于状态信息提示、报警信息提示和其他信息提示。
通过该系统对光纤周界进行入侵预警,具体步骤如下:
获取防区的撤布防时间并开启使能,获取采样数据,并对采样数据进行数据处理,将计算好的数据信息入队列保存,并根据计算数据监测是否满足预警条件,当满足预警条件时,进行告警处理。
所述根据计算数据监测是否满足预警条件具体为:
将每次采样得到的原始数据点做相应的数学变换,得到需要的能量谱序列,对序列中每个点求绝对值,然后将当前每个点的值除以点的个数,得到一个变换的相对值;采样频率不小于5khz.
在参数设置的窗口下的相对值进行求和,得到的值即为当前实时显示的能量谱值;
在固定的响应时间内,当能量谱值超过所设置的基准值的次数比设置的限制次数多时,此次时间视为一次入侵事件,并作出告警判断。
当有告警发生时,进行联动告警,所述联动告警包括TCP告警消息推送、UDP告警消息推送以及短信消息推送,TCP告警消息推送以及UDP告警消息推送需要设置推送服务器IP地址以及端口,短信消息推送需要设置推送用户手机号码,通过联动,同时以几种方式一起进行告警消息推送。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能光纤振动防入侵预警方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、对传感器回传的光信号进行光电转换;
S2、对转换后的数字信号进行模式匹配;
S3、根据选择的模式进行数据处理,查看其是否满足入侵条件;
S4、当满足入侵条件时,进行联动告警。
2.根据权利要求1所述的一种智能光纤振动防入侵预警方法,其特征在于,所述步骤S2具体操作为:
S21、建立模式库,对可能出现的模式进行处理,将模板信号进行预处理,并提取模式特征并存档形成模板,并将模板存储在模式库中;
S22、对未知信号进行模式识别,对未知信号进行预处理,提取特征,并在模式库中进行模式匹配;
S23、获得匹配结果。
3.根据权利要求1所述的一种智能光纤振动防入侵预警方法,其特征在于,所述步骤S3具体操作为:
S31、将每次采样得到的原始数据点做相应的数学变换,得到需要的能量谱序列,对序列中每个点求绝对值,然后将当前每个点的值除以点的个数,得到一个变换的相对值;
S32、在参数设置的窗口下的相对值进行求和,得到的值即为当前实时显示的能量谱值;
S33、在固定的响应时间内,当能量谱值超过所设置的基准值的次数比设置的限制次数多时,此次时间视为一次入侵事件,并作出告警判断。
4.根据权利要求3所述的一种智能光纤振动防入侵预警方法,其特征在于,所述采样频率不小于5khz。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种智能光纤振动防入侵预警方法,其特征在于,所述联动告警包括TCP告警消息推送、UDP告警消息推送以及短信消息推送。
6.一种智能光纤振动防入侵预警系统,其特征在于,所述系统包括:
光路部分和电子部分;
所述光路部分包括光源模块和收光光电转换模块;
所述电子部分包括信号放大模块、信号采集模块、FPGA模块、DSP模块、Wi f i/4G模块、网络模块、设备移动监测模块、开盖报警监测模块、光功率监测模块以及OLED显示模块;
所述收光光电转换模块将光信号转换成电信号,并经由信号放大模块、信号采集模块FPGA模块,传输至DSP模块进行数据处理;
所述DSP模块还连接有光源模块、Wi f i/4G模块、网络模块、设备移动监测模块、开盖报警监测模块、光功率监测模块以及OLED显示模块。
7.根据权利要求6所述的一种智能光纤振动防入侵预警系统,其特征在于,所述光源模块用于为光传感器提供光源,所述光源经过光分支器后,均分成多路光功率相近的光,分别供给各个防区的光传感器使用。
8.根据权利要求6所述的一种智能光纤振动防入侵预警系统,其特征在于,所述收光光电转换模块最大支持四路收光。
9.根据权利要求6所述的一种智能光纤振动防入侵预警系统,其特征在于,所述光电转换模块用于对传感结构回传的光信号转换成电信号,并进行有效的滤波处理;所述信号放大模块用于将转换成的电信号进行放大处理;所述信号采集模块用于将模拟传感信号转换成数字传感信号,并进行有效的存储和提取;所述DSP模块,用于对传感信号进行数字信号处理。
10.根据权利要求6所述的一种智能光纤振动防入侵预警系统,其特征在于,所述Wi fi/4G模块采用AP+STA模式,当采用AP模式时,结合调试软件对终端进行配置和调试;在采用STA模式时,通过接入云服务,对物联网终端设备进行集中管控。
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