CN111897026B - 一种分布式多防区光纤周界安防系统 - Google Patents

一种分布式多防区光纤周界安防系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种分布式干涉型光纤周界安防系统，采用环形萨格奈克分布式干涉型传感技术进行周界安防区域的非法入侵振动信号的感知检测，抗电磁干扰能力强，搭建方便，维护成本低，检测灵敏高；利用光纤光栅对光波进行选频滤波，光纤滤波器滤除由器件产生的底噪，光纤增益调节器调节光功率，提高系统的抗干扰能力与灵活性；多路环形萨格奈克搭载光纤增益调节器可实现对不同防区的检测灵敏度的设置，提高系统检测的灵活性；本发明在环形萨格奈克分布式干涉型传感技术的基础上，利用一个光源、一个数据采集卡构建光纤多防区安防系统，结构简单，成本低廉，延时低、整个系统具有实时性、安全性、可靠性。

Description

一种分布式多防区光纤周界安防系统
技术领域
本发明涉及分布式光纤传感技术领域，更具体地说，涉及一种分布式多防区光纤周界安防系统。
背景技术
在机场、军事基地、博物馆、停车场、油库、银行等重要的区域，为了防止非法的入侵和各种破坏活动，在这些区域设置的传统的安防措施都存在一定程度的缺陷。如红外对射报警方法因环境因素以及安装方式、角度、位置等因素导致误报率高，环境适应性差；泄露电缆式周界探测报警方法安装调试困难，安装需要足够的缓冲区，不适合大范围使用，难以实现全方位周界警戒；微波墙式报警方法易受周围环境影响，抗电磁干扰能力较差，防区一般为直线、规则型区域；高压脉冲电子围栏报警方法施工难度高，维护成本高，造价较高，存在安全隐患。
随着光纤通信技术的迅速发展，光纤传感技术已经广泛用于军事、航天、能源、电力、建筑、机械、电器等诸多领域。其中，分布式光纤传感器因高灵敏度、抗电磁干扰能力强、铺设方便、安装容易、结构简单等优点在周界安防领域的应用中得到广泛关注。分布式光纤在构建多防区安防系统时存在的问题是通常采用两种方式，一种是光开关切换，在系统监测时会因切换造成系统延时，产生误报，另一种是多重独立结构，造成问题是采用多个光源、多套系统、成本高、结构复杂。
发明内容
本发明提供一种分布式多防区光纤周界安防系统，目的在于解决分布式光纤传感器在构建光纤多防区安防系统光开关使用造成系统检测延时的缺点，解决多重独立结构分布式光纤安防系统结构复杂，成本高的问题。本发明利用一个光源、一个采集卡构建分布式光纤多防区安防系统，实现多防区的同时监测，利用耦合器响应速度快、延时低、成本低的特性提升系统监测的灵敏度，降低成本，简化结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种分布式多防区光纤周界安防系统，包括：窄线宽激光器、第一光纤增益调节器、第一光纤光栅、隔离器、第一1*2耦合器、第二光纤光栅、第三光纤光栅、第二1*2耦合器、第二光纤增益调节器、第四光纤光栅、第三光纤增益调节器、第五光纤光栅、第三1*2耦合器、第四光纤增益调节器、第六光纤光栅、第五光纤增益调节器、第七光纤光栅、第一2*2耦合器、第一光纤滤波器、第二光纤滤波器、第一光电探测器、第一信号放大器、第一低通滤波器、第二2*2耦合器、第三光纤滤波器、第四光纤滤波器、第二光电探测器、第二信号放大器、第二低通滤波器、第三2*2耦合器、第五光纤滤波器、第六光纤滤波器、第三光电探测器、第三信号放大器、第三低通滤波器、第四2*2耦合器、第七光纤滤波器、第八光纤滤波器、第四光电探测器、第四信号放大器、第四低通滤波器、数据采集卡、上位机、第一传感光纤、第二传感光纤、第三传感光纤、第四传感光纤、防护网；其中，所述的窄线宽激光器输出端与第一光纤增益调节器的a端连接；所述的第一光纤增益调节器的b端经第一光纤光栅、隔离器与第一1*2耦合器的a端连接；所述的第一光纤增益调节器的c端与数据采集卡的i端连接；所述的第一1*2耦合器的b端经第二光纤光栅连接第二1*2耦合器的a端；所述的第一1*2耦合器的c端经第三光纤光栅连接第三1*2耦合器的a端；所述的第二1*2耦合器的b端与第二光纤增益调节器的a端连接；所述的第二光纤增益调节器的b端经第四光纤光栅连接到第一2*2耦合器的a端；所述的第二光纤增益调节器的c端与数据采集卡的e端连接；所述的第二1*2耦合器的c端与第三光纤增益调节器的a端连接；所述的第三光纤增益调节器的b端经第五光纤光栅连接到第二2*2耦合器的a端；所述的第三光纤增益调节器的c端与数据采集卡的f端连接；所述的第三1*2耦合器的b端与第四光纤增益调节器的a端连接；所述的第四光纤增益调节器的b端经第六光纤光栅连接到第三2*2耦合器的a端；所述的第四光纤增益调节器的c端与数据采集卡的g端连接；所述的第三1*2耦合器的c端与第五光纤增益调节器的a端连接；所述的第五光纤增益调节器的b端经第七光纤光栅连接到第四2*2耦合器的a端；所述的第五光纤增益调节器的c端与数据采集卡的h端连接；所述的第一2*2耦合器的c端经第一光纤滤波器连接到第一传感光纤的A1端；所述的第一传感光纤铺设于防护网的A防区；所述的第一传感光纤的B1端经第二光纤滤波器连接到第一2*2耦合器的d端；所述的第一2*2耦合器的b端与第一光电探测器的输入端连接；所述的第一光电探测器的输出端经第一信号放大器、第一低通滤波器与数据采集卡的a端连接；所述的第二2*2耦合器的c输出端经第三光纤滤波器连接到第二传感光纤的A2端；所述的第二传感光纤铺设于防护网的B防区；所述的第二传感光纤的B2端经第四光纤滤波器连接到第二2*2耦合器的d端；所述的第二2*2耦合器的b输出端与第二光电探测器的输入端连接；所述的第二光电探测器的输出端经第二信号放大器、第二低通滤波器与数据采集卡的b端连接；所述的第三2*2耦合器的c输出端经第五光纤滤波器连接到第三传感光纤的A3端；所述的第三传感光纤铺设于防护网的C防区；所述的第三传感光纤的B3端经第六光纤滤波器连接到第三2*2耦合器的d端；所述的第三2*2耦合器的b输出端与第三光电探测器的输入端连接；所述的第三光电探测器的输出端经第三信号放大器、第三低通滤波器与数据采集卡的c端连接；所述的第四2*2耦合器的c端经第七光纤滤波器连接到第四传感光纤的A4端；所述的第四传感光纤铺设于防护网的D防区；所述的第四传感光纤的B4端经第八光纤滤波器连接到第四2*2耦合器的d端；所述的第四2*2耦合器的b端与第四光电探测器的输入端连接；所述的第四光电探测器的输出端经第四信号放大器、第四低通滤波器与数据采集卡的d端连接；所述的第一数据采集卡的输出端与上位机连接；
其中，防护网呈上下底开口的长方体框架结构，第一传感光纤、第二传感光纤、第三传感光纤、第四传感光纤分别依次铺设于防护网的A、B、C、D四个侧壁形成的防区。
区别于现有技术，本发明的一种分布式干涉型光纤周界安防系统，采用环形萨格奈克分布式干涉型传感技术进行周界安防区域的非法入侵振动信号的感知检测，抗电磁干扰能力强，搭建方便，维护成本低，检测灵敏高。利用光纤光栅对光波进行选频滤波，光纤滤波器滤除由器件产生的底噪，光纤增益调节器调节光功率，提高系统的抗干扰能力与灵活性；采用4路环形萨格奈克实现四防区的同时实时监测，在4路环形萨格奈克搭载光纤增益调节器可实现对不同防区的检测灵敏度的设置，提高系统检测的灵活性；本发明在环形萨格奈克分布式干涉型传感技术的基础上，利用一个光源、一个数据采集卡构建光纤多防区安防系统，结构简单，成本低廉，延时低、整个系统具有实时性、安全性、可靠性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明提供的一种分布式干涉型光纤周界安防系统的结构示意图。
图2是本发明提供的一种分布式干涉型光纤周界安防系统中防护网的设置结构示意图。
其中，1、窄线宽激光器；2、第一光纤增益调节器；3、第一光纤光栅；4、隔离器；5、第一1*2耦合器；6、第二光纤光栅；7、第三光纤光栅；8、第二1*2耦合器；9、第二光纤增益调节器；10、第四光纤光栅；11、第三光纤增益调节器；12、第五光纤光栅；13、第三1*2耦合器；14、第四光纤增益调节器；15、第六光纤光栅；16、第五光纤增益调节器；17、第七光纤光栅；18、第一2*2耦合器；19、第一光纤滤波器；20、第二光纤滤波器；21、第一光电探测器；22、第一信号放大器；23、第一低通滤波器；24、第二2*2耦合器；25、第三光纤滤波器；26、第四光纤滤波器；27、第二光电探测器；28、第二信号放大器；29、第二低通滤波器；30、第三2*2耦合器；31、第五光纤滤波器；32、第六光纤滤波器；33、第三光电探测器；34、第三信号放大器；35、第三低通滤波器；36、第四2*2耦合器；37、第七光纤滤波器；38、第八光纤滤波器；39、第四光电探测器；40、第四信号放大器；41、第四低通滤波器；42、数据采集卡；43、上位机；44、第一传感光纤；45、第二传感光纤；46、第三传感光纤；47、第四传感光纤；48、防护网。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参阅图1，本发明提供了一种分布式多防区光纤周界安防系统，包括：窄线宽激光器1、第一光纤增益调节器2、第一光纤光栅3、隔离器4、第一1*2耦合器5、第二光纤光栅6、第三光纤光栅7、第二1*2耦合器8、第二光纤增益调节器9、第四光纤光栅10、第三光纤增益调节器11、第五光纤光栅12、第三1*2耦合器13、第四光纤增益调节器14、第六光纤光栅15、第五光纤增益调节器16、第七光纤光栅17、第一2*2耦合器18、第一光纤滤波器19、第二光纤滤波器20、第一光电探测器21、第一信号放大器22、第一低通滤波器23、第二2*2耦合器24、第三光纤滤波器25、第四光纤滤波器26、第二光电探测器27、第二信号放大器28、第二低通滤波器29、第三2*2耦合器30、第五光纤滤波器31、第六光纤滤波器32、第三光电探测器33、第三信号放大器34、第三低通滤波器35、第四2*2耦合器36、第七光纤滤波器37、第八光纤滤波器38、第四光电探测器39、第四信号放大器40、第四低通滤波器41、数据采集卡42、上位机43、第一传感光纤44、第二传感光纤45、第三传感光纤46、第四传感光纤47、防护网48；
其中，所述窄线宽激光器1输出端与第一光纤增益调节器2的a端连接；所述第一光纤增益调节器2的b端经第一光纤光栅3、隔离器4与第一1*2耦合器5的a端连接；所述第一光纤增益调节器2的c端与数据采集卡42的i端连接；所述第一1*2耦合器5的b端经第二光纤光栅6连接第二1*2耦合器8的a端；所述第一1*2耦合器5的c端经第三光纤光栅7连接第三1*2耦合器13的a端；所述第二1*2耦合器8的b端与第二光纤增益调节器9的a端连接；所述第二光纤增益调节器9的b端经第四光纤光栅10连接到第一2*2耦合器18的a端；所述第二光纤增益调节器9的c端与数据采集卡42的e端连接；所述第二1*2耦合器8的c端与第三光纤增益调节器11的a端连接；所述第三光纤增益调节器11的b端经第五光纤光栅12连接到第二2*2耦合器24的a端；所述第三光纤增益调节器11的c端与数据采集卡42的f端连接；所述第三1*2耦合器13的b端与第四光纤增益调节器14的a端连接；所述第四光纤增益调节器14的b端经第六光纤光栅15连接到第三2*2耦合器30的a端；所述第四光纤增益调节器15的c端与数据采集卡42的g端连接；所述第三1*2耦合器13的c端与第五光纤增益调节器16的a端连接；所述第五光纤增益调节器16的b端经第七光纤光栅17连接到第四2*2耦合器36的a端；所述第五光纤增益调节器16的c端与数据采集卡42的h端连接；所述第一2*2耦合器18的c端经第一光纤滤波器19连接到第一传感光纤44的A1端；所述第一传感光纤44铺设于防护网48的A防区；所述第一传感光纤44的B1端经第二光纤滤波器20连接到第一2*2耦合器18的d端；所述第一2*2耦合器18的b端与第一光电探测器21的输入端连接；所述第一光电探测器21的输出端经第一信号放大器22、第一低通滤波器23与数据采集卡42的a端连接；所述第二2*2耦合器24的c输出端经第三光纤滤波器25连接到第二传感光纤45的A2端；所述第二传感光纤45铺设于防护网48的B防区；所述第二传感光纤45的B2端经第四光纤滤波器26连接到第二2*2耦合器24的d端；所述第二2*2耦合器24的b输出端与第二光电探测器27的输入端连接；所述第二光电探测器27的输出端经第二信号放大器28、第二低通滤波器29与数据采集卡42的b端连接；所述第三2*2耦合器30的c输出端经第五光纤滤波器31连接到第三传感光纤46的A3端；所述第三传感光纤46铺设于防护网48的C防区；所述第三传感光纤46的B3端经第六光纤滤波器32连接到第三2*2耦合器30的d端；所述第三2*2耦合器30的b输出端与第三光电探测器33的输入端连接；所述第三光电探测器33的输出端经第三信号放大器34、第三低通滤波器35与数据采集卡42的c端连接；所述第四2*2耦合器36的c端经第七光纤滤波器37连接到第四传感光纤47的A4端；所述第四传感光纤47铺设于防护网48的D防区；所述第四传感光纤47的B4端经第八光纤滤波器38连接到第四2*2耦合器36的d端；所述第四2*2耦合器36的b端与第四光电探测器39的输入端连接；所述第四光电探测器39的输出端经第四信号放大器40、第四低通滤波器41与数据采集卡42的d端连接；所述数据采集卡42的输出端与上位机43连接；
如图2所示，本发明以四防区的防护网48为例进行说明。防护网48呈上下底开口的长方体框架结构，第一传感光纤44、第二传感光纤45、第三传感光纤46、第四传感光纤47分别依次铺设于防护网48的A、B、C、D四个侧壁形成的防区。
具体的，窄线宽激光器1发出中心波长为1550nm的探测光输入第一光纤增益调节器2的a端；第一光纤增益调节器2的b端经第一光纤光栅3、隔离器4与第一1*2耦合器5的a端相连；第一光纤增益调节器2的c端与数据采集卡42的i端连接；第一光纤增益调节器2用于调节探测光的功率；第一光纤光栅3对窄线宽激光器发出的探测光进行选频滤波；隔离器4防止反射光对光源的光谱输出功率稳定性产生的不良影响；第一1*2耦合器5将窄线宽激光器1发出的探测光按1:1分成两路，分别从第一1*2耦合器5的b、c端输出，从第一1*2耦合器5的b端输出的探测光经第二光纤光栅6输出到第二1*2耦合器8的a端；第二光纤光栅6对经1*2耦合器5分离的探测光进行选频滤波；第一1*2耦合器5的c端输出的探测光经第三光纤光栅7输出到第二1*2耦合器13的a端；第三光纤光栅7对经1*2耦合器5分离的探测光进行选频滤波；第一1*2耦合器5、第二1*2耦合器8、第三1*2耦合器13将窄线宽激光器1输出的探测光分成四路1:1:1:1的探测光，分别检测防护网48的A、B、C、D四个防区；第二1*2耦合器8的b输出端的探测光检测防护网48的A防区；第二1*2耦合器8的c输出端的探测光检测防护网48的B防区；第三1*2耦合器13的b输出端的探测光检测防护网48的C防区；第三1*2耦合器13的c输出端的探测光检测防护网48的D防区；第一1*2耦合器8的b端输出的探测光经第二光纤增益调节器9和第四光纤光栅10输出至第一2*2耦合器18的a端；第二光纤增益调节器9调节第二1*2耦合器8的b端光路上探测光的功率；第四光纤光栅10对探测光进行选频滤波；第一2*2耦合器18的a端输入的探测光经第一2*2耦合器18的c端和d端两路输出，由第一2*2耦合器18 c端输出的一路经第一光纤滤波器19传输至到第一传感光纤44的A1端，探测光绕第一传感光纤44一圈，由第一传感光纤44的B1端返回，经第二光纤滤波器20返回至第一耦合器18的d端，由第一2*2耦合器18 d端输出的一路经第二光纤滤波器20传输到第一传感光纤44的B1端，探测光绕第一传感光纤44一圈，由第一传感光纤44的A1端返回，经第一光纤滤波器19返回至第一耦合器18的c端，两路探测光在第一2*2耦合器18处发生干涉；第一光纤滤波器19滤除第一2*2耦合器18的c端光路上由第一2*2耦合器18产生的器件噪声以及探测光返回时产生的噪声；第二光纤滤波器20滤除第一2*2耦合器18的d端光路上由第一2*2耦合器18产生的器件噪声以及探测光返回时产生的噪声；防护网48的A 防区遭受到非法入侵时，入侵振动信号将经由第一传感光纤44传回至第一2*2耦合器18处，振动信号引起探测光相位的变化使光强发生变化；第一光电探测器21将由振动信号引起光强变化的光信号转化为电信号，电信号经第一信号放大器22和第一低通滤波器23输出至数据采集卡42的a输入端，第一信号放大器22将电信号放大；第一低通滤波器23滤除由第一探测器21和第一信号放大器22产生的噪声； 第二1*2耦合器8的c端输出的探测光经第三光纤增益调节器11和第五光纤光栅12输出至第二2*2耦合器24的a端；第三光纤增益调节器11调节第二1*2耦合器8的c端光路上探测光的功率；第五光纤光栅12对探测光进行选频滤波；第二2*2耦合器24的a端输入的探测光经第二2*2耦合器24的c端和d端两路输出，一路由第二2*2耦合器24的c端输出经第三光纤滤波器25输出到第二传感光纤45的A2端，探测光绕第二传感光纤45一圈，由第二传感光纤45的B2端返回，经第四光纤滤波器26返回至第二耦合器25的d端，另一路由第二2*2耦合器25的d端输出经第四光纤滤波器26输出到第二传感光纤45的B2端，探测光绕第二传感光纤45一圈，由第二传感光纤45的A2端返回，经第三光纤滤波器26返回至第二耦合器24的c端，两路探测光在第二2*2耦合器24处发生干涉；第三光纤滤波器25滤除第二2*2耦合器24的c端光路上由第二2*2耦合器24产生的噪声以及探测光返回产生的噪声；第四光纤滤波器26滤除第二2*2耦合器24的d端光路上由第二2*2耦合器24产生的噪声以及探测光返回产生的噪声；防护网48的B 防区遭受到非法入侵时,入侵振动信号将经由第二传感光纤45传回至第二2*2耦合器24处；第二光电探测器27将由振动信号引起光强变化的光信号转化为电信号，电信号经第二信号放大器28和第二低通滤波器29输出至数据采集卡42的b输入端；第二信号放大器28将电信号放大；第二低通滤波器29滤除由第二探测器27和第二信号放大器28产生的噪声；第三1*2耦合器13的c端输出的探测光经第四光纤增益调节器14和第六光纤光栅15输出至第三2*2耦合器30的a端；第四光纤增益调节器14调节第三1*2耦合器13的b端光路上探测光的功率；第六光纤光栅15对探测光进行选频滤波；第三2*2耦合器30的a端输入的探测光经第三2*2耦合器30的c端和d端两路输出，一路由第三2*2耦合器30的c端输出经第五光纤滤波器31输出到第三传感光纤46的A3端，探测光绕第三传感光纤46一圈，由第三传感光纤46的B3端返回，经第六光纤滤波器32返回至第三2*2耦合器30的d端，另一路由第三2*2耦合器30的d端输出经第六光纤滤波器32输出到第三传感光纤46的B3端，探测光绕第三传感光纤46一圈，由第三传感光纤46的A3端返回，经第五光纤滤波器31返回至第三2*2耦合器30的c端，两路探测光在第三2*2耦合器30处发生干涉；第五光纤滤波器31滤除第三2*2耦合器30的c端光路上由第三2*2耦合器30产生的噪声以及探测光返回产生的噪声；第六光纤滤波器32滤除第三2*2耦合器30的d输出端光路上由第三2*2耦合器30产生的噪声以及探测光返回产生的噪声；所防护网48的C防区遭受到非法入侵时,入侵振动信号将经由第三传感光纤46传回至第三2*2耦合器30处；第三光电探测器33将由振动信号引起光强变化的光信号转化为电信号，电信号经第三信号放大器34和第三低通滤波器35输出至数据采集卡42的c输入端；第三信号放大器34将电信号放大；第三低通滤波器35滤除由第三探测器33和第三信号放大器34产生的噪声；第三1*2耦合器13的c端输出的探测光经第五光纤增益调节器16和第七光纤光栅17输出至第四2*2耦合器36的a端；第五光纤增益调节器16调节第三1*2耦合器13的c端光路上探测光的功率；第七光纤光栅17对探测光进行选频滤波；第四2*2耦合器36的a端输入的探测光经第四2*2耦合器36的c端和d端两路输出，一路由第四2*2耦合器36的c端输出经第七光纤滤波器37输出到第四传感光纤47的A4端，探测光绕第四传感光纤47一圈，由第四传感光纤47的B4端返回，经第八光纤滤波器38返回至第四2*2耦合器36的d端，另一路由第四2*2耦合器36的d端输出经第八光纤滤波器38输出到第四传感光纤47的B4端，探测光绕第四传感光纤47一圈，由第四传感光纤47的A4端返回，经第七光纤滤波器37返回至第四2*2耦合器36的c端，两路探测光在第四2*2耦合器36处发生干涉；第七光纤滤波器37滤除第四2*2耦合器37的c端光路上由第三2*2耦合器36产生的噪声以及探测光返回产生的噪声；第八光纤滤波器38滤除第四2*2耦合器36的d端光路上由第四2*2耦合器36产生的噪声以及探测光返回产生的噪声；防护网48的D防区遭受到非法入侵时,入侵振动信号将经由第四传感光纤47传回至第四2*2耦合器36处，第四光电探测器39将由振动信号引起光强变化的光信号转化为电信号，电信号经第四信号放大器40、第四低通滤波器41输出至数据采集卡42的d输入端；第四信号放大器40将电信号放大；第四低通滤波器41滤除由第四光电探测器39和第四信号放大器41产生的噪声；数据采集卡46包含有两大数据模块：A/D转换模块和D/A转换模块，A/D转换模块将入侵振动信号模拟量转换为上位机43可识别的数字量；上位机43的指令通过D/A转换模块传达至光纤增益调节器；数据采集卡42的A/D转换模块中的a、b、c、d端分别采集防护网48的A、B、C、D四个防区的振动信号信息模拟量，并将四路的振动信号信息由输出端传送至上位机43；第一光纤增益调节器2的c端与数据采集卡的i端连接；第二光纤增益调节器9的c端与数据采集卡的e端连接；第三光纤增益调节器11的c端与数据采集卡的f端连接；第四光纤增益调节器15的c端与数据采集卡的g端连接；第五光纤增益调节器16的c端与数据采集卡的h端连接；上位机将调节光纤增益调节器放大倍数的指令通过数据采集卡的D/A转换模块中的e、f、g、h、i端分别传输至第一光纤增益调节器2、第二光纤增益调节器9、第三光纤增益调节器11、第四光纤增益调节器14、第五光纤增益调节器16，通过调节光纤增益调节器的放大倍数改变探测光的功率；上位机43通过解调振动信号信息，将解调结果以波形的形式在上位机43界面显示，波形的变化情况代表防护网48的A、B、C、D防区的情况，当有非法入侵时，上位机界面显示的波形将会发生上下剧烈的波动，整个分布式多防区光纤周界安防系统多防区同时在线监测，大大提高了周界安防的实时性、可靠性、准确性。
区别于现有技术，本发明的一种分布式干涉型光纤周界安防系统，采用环形萨格奈克分布式干涉型传感技术进行周界安防区域的非法入侵振动信号的感知检测，抗电磁干扰能力强，搭建方便，维护成本低，检测灵敏高。利用光纤光栅对光波进行选频滤波，光纤滤波器滤除由器件产生的底噪，光纤增益调节器调节光功率，提高系统的抗干扰能力与灵活性；采用4路环形萨格奈克实现四防区的同时实时监测，在4路环形萨格奈克搭载光纤增益调节器可实现对不同防区的检测灵敏度的设置，提高系统检测的灵活性；本发明在环形萨格奈克分布式干涉型传感技术的基础上，利用一个光源、一个数据采集卡构建光纤多防区安防系统，结构简单，成本低廉，延时低、整个系统具有实时性、安全性、可靠性。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (1)

1.一种分布式多防区光纤周界安防系统，其特征在于，利用光纤光栅对光波进行选频滤波，光纤滤波器滤除由器件产生的底噪，光纤增益调节器调节光功率，提高系统的抗干扰能力与灵活性；采用4路环形萨格奈克实现四防区的同时实时监测，在4路环形萨格奈克搭载光纤增益调节器可实现对不同防区的检测灵敏度的设置，包括：窄线宽激光器(1)、第一光纤增益调节器(2)、第一光纤光栅(3)、隔离器(4)、第一1*2耦合器(5)、第二光纤光栅(6)、第三光纤光栅(7)、第二1*2耦合器(8)、第二光纤增益调节器(9)、第四光纤光栅(10)、第三光纤增益调节器(11)、第五光纤光栅(12)、第三1*2耦合器(13)、第四光纤增益调节器(14)、第六光纤光栅(15)、第五光纤增益调节器(16)、第七光纤光栅(17)、第一2*2耦合器(18)、第一光纤滤波器(19)、第二光纤滤波器(20)、第一光电探测器(21)、第一信号放大器(22)、第一低通滤波器(23)、第二2*2耦合器(24)、第三光纤滤波器(25)、第四光纤滤波器(26)、第二光电探测器(27)、第二信号放大器(28)、第二低通滤波器(29)、第三2*2耦合器(30)、第五光纤滤波器(31)、第六光纤滤波器(32)、第三光电探测器(33)、第三信号放大器(34)、第三低通滤波器(35)、第四2*2耦合器(36)、第七光纤滤波器(37)、第八光纤滤波器(38)、第四光电探测器(39)、第四信号放大器(40)、第四低通滤波器(41)、数据采集卡(42)、上位机(43)、第一传感光纤(44)、第二传感光纤(45)、第三传感光纤(46)、第四传感光纤(47)、防护网(48)；
其中，所述窄线宽激光器(1)输出端与第一光纤增益调节器(2)的a端连接；所述第一光纤增益调节器(2)的b端经第一光纤光栅(3)、隔离器(4)与第一1*2耦合器(5)的a端连接；所述第一光纤增益调节器(2)的c端与数据采集卡(42)的i端连接；所述第一1*2耦合器(5)的b端经第二光纤光栅(6)连接第二1*2耦合器(8)的a端；所述第一1*2耦合器(5)的c端经第三光纤光栅(7)连接第三1*2耦合器(13)的a端；所述第二1*2耦合器(8)的b端与第二光纤增益调节器(9)的a端连接；所述第二光纤增益调节器(9)的b端经第四光纤光栅(10)连接到第一2*2耦合器(18)的a端；所述第二光纤增益调节器(9)的c端与数据采集卡(42)的e端连接；所述第二1*2耦合器(8)的c端与第三光纤增益调节器(11)的a端连接；所述第三光纤增益调节器(11)的b端经第五光纤光栅(12)连接到第二2*2耦合器(24)的a端；所述第三光纤增益调节器(11)的c端与数据采集卡(42)的f端连接；所述第三1*2耦合器(13)的b端与第四光纤增益调节器(14)的a端连接；所述第四光纤增益调节器(14)的b端经第六光纤光栅(15)连接到第三2*2耦合器(30)的a端；所述第四光纤增益调节器(14)的c端与数据采集卡(42)的g端连接；所述第三1*2耦合器(13)的c端与第五光纤增益调节器(16)的a端连接；所述第五光纤增益调节器(16)的b端经第七光纤光栅(17)连接到第四2*2耦合器(36)的a端；所述第五光纤增益调节器(16)的c端与数据采集卡(42)的h端连接；所述第一2*2耦合器(18)的c端经第一光纤滤波器(19)连接到第一传感光纤(44)的A1端；所述第一传感光纤(44)铺设于防护网(48)的A防区；所述第一传感光纤(44)的B1端经第二光纤滤波器(20)连接到第一2*2耦合器(18)的d端；所述第一2*2耦合器(18)的b端与第一光电探测器(21)的输入端连接；所述第一光电探测器(21)的输出端经第一信号放大器(22)、第一低通滤波器(23)与数据采集卡(42)的a端连接；所述第二2*2耦合器(24)的c输出端经第三光纤滤波器(25)连接到第二传感光纤(45)的A2端；所述第二传感光纤(45)铺设于防护网(48)的B防区；所述第二传感光纤(45)的B2端经第四光纤滤波器(26)连接到第二2*2耦合器(24)的d端；所述第二2*2耦合器(24)的b输出端与第二光电探测器(27)的输入端连接；所述第二光电探测器(27)的输出端经第二信号放大器(28)、第二低通滤波器(29)与数据采集卡(42)的b端连接；所述第三2*2耦合器(30)的c输出端经第五光纤滤波器(31)连接到第三传感光纤(46)的A3端；所述第三传感光纤(46)铺设于防护网(48)的C防区；所述第三传感光纤(46)的B3端经第六光纤滤波器(32)连接到第三2*2耦合器(30)的d端；所述第三2*2耦合器(30)的b输出端与第三光电探测器(33)的输入端连接；所述第三光电探测器(33)的输出端经第三信号放大器(34)、第三低通滤波器(35)与数据采集卡(42)的c端连接；所述第四2*2耦合器(36)的c端经第七光纤滤波器(37)连接到第四传感光纤(47)的A4端；所述第四传感光纤(47)铺设于防护网(48)的D防区；所述第四传感光纤(47)的B4端经第八光纤滤波器(38)连接到第四2*2耦合器(36)的d端；所述第四2*2耦合器(36)的b端与第四光电探测器(39)的输入端连接；所述第四光电探测器(39)的输出端经第四信号放大器(40)、第四低通滤波器(41)与数据采集卡(42)的d端连接；所述数据采集卡(42)的输出端与上位机(43)连接；
其中，所述防护网(48)呈上下底开口的长方体框架结构，第一传感光纤(44)、第二传感光纤(45)、第三传感光纤(46)、第四传感光纤(47)分别依次铺设于防护网(48)的A、B、C、D四个侧壁形成的防区。
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