CN117490738A - 光纤传感方法、装置、计算机设备、介质和计算机产品 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种光纤传感方法、装置、计算机设备、介质和计算机产品。所述方法包括：获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，初始应变数据用于表征目标光纤在初始状态下的形变程度；探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，并对测量数据进行缓存；将缓存后的测量数据与初始数据进行数据对比，得到对比结果，将对比结果作为目标光纤的传感结果。采用本方法可以实现在同时获取到多组测量数据的情况下，提高数据安全性和完整性，进而实现数据对比过程中数据分析的完整性和对比结果的准确性。

Description

光纤传感方法、装置、计算机设备、介质和计算机产品
技术领域
本申请涉及光纤传感技术领域，特别是涉及一种光纤传感方法、装置、计算机设备、介质和计算机产品。
背景技术
光纤是一种用于信号传输的光学导波器件，在光纤中，外界信号的变化会导致光纤传输的光波信号的物理特征参数发生变化，物理特征参量可以是强度、波长、频率、相位和偏振态等参数。光纤传感方法利用光纤作为传感器，通过测量光纤中的光波信号物理特征参量的变化，对外界信号进行感知，从而得到外界环境的状态信息，其中，状态信息包括温度信息、应变信息和振动信息。
目前，通过组合安装多根光纤，并采用光纤布里渊传感方法对各光纤中的布里渊散射信号进行探测和分析，可以实现长距离的温度信息和应变信息监测。但是，由于光纤传输距离较长，且同时进行数据传输的检测位置较多，光纤传感过程存在数据丢失问题，数据的安全性和完整性降低，数据处理结果的准确度也随之较低。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种光纤传感方法、装置、计算机设备、介质和计算机产品。
第一方面，本申请提供了一种光纤传感方法，包括：
获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，初始应变数据用于表征目标光纤在初始状态下的形变程度；
探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，并对测量数据进行缓存；
将缓存后的测量数据与初始数据进行数据对比，得到对比结果，将对比结果作为目标光纤的传感结果。
在其中一个实施例中，该方法还包括：
获取激光信号，将激光信号进行放大处理，得到原始信号。
在其中一个实施例中，探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，包括：
获取原始信号中的布里渊散射信号；
通过对布里渊散射信号中的频率和强度进行分析，得到测量数据。
在其中一个实施例中，通过对布里渊散射信号中的频移和强度进行分析，得到测量数据，包括：
基于短时傅里叶变换对布里渊散射信号进行时频分析，得到布里渊散射信号在时间和频率上的布里渊曲线；
基于洛伦茨拟合对布里渊曲线进行特征提取，得到测量数据。
在其中一个实施例中，对测量数据进行缓存，包括：
对测量数据进行数据筛分，确定测量数据中的空白值和无效值，并删除空白值和无效值，得到删除后的测量数据；
根据时间顺序对删除后的测量数据重新排序，将排序后的测量数据进行缓存，得到缓存后的测量数据。
在其中一个实施例中，该方法还包括：
响应于光纤数据查询指令，确定用户身份标识；
在用户身份标识通过身份验证的情况下，输出光纤数据，并禁止响应查询指令，其中，光纤数据包括预设数据、测量数据和测量结果。
第二方面，本申请还提供了一种光纤传感装置，包括：
数据获取模块，用于获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，初始应变数据用于表征目标光纤在初始状态下的形变程度；
数据缓存模块，用于探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，并对测量数据进行缓存；
数据对比模块，用于将缓存后的测量数据与初始数据进行数据对比，得到对比结果，将对比结果作为目标光纤的传感结果。
第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，初始应变数据用于表征目标光纤在初始状态下的形变程度；
探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，并对测量数据进行缓存；
将缓存后的测量数据与初始数据进行数据对比，得到对比结果，将对比结果作为目标光纤的传感结果。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，初始应变数据用于表征目标光纤在初始状态下的形变程度；
探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，并对测量数据进行缓存；
将缓存后的测量数据与初始数据进行数据对比，得到对比结果，将对比结果作为目标光纤的传感结果。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，初始应变数据用于表征目标光纤在初始状态下的形变程度；
探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，并对测量数据进行缓存；
将缓存后的测量数据与初始数据进行数据对比，得到对比结果，将对比结果作为目标光纤的传感结果。
上述光纤传感方法、装置、计算机设备、介质和计算机产品，通过获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，初始应变数据用于表征目标光纤在初始状态下的形变程度；探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，并对测量数据进行缓存；将缓存后的测量数据与初始数据进行数据对比，得到对比结果，将对比结果作为目标光纤的传感结果。本申请通过对测量数据进行缓存，并从缓存区域获取测量数据进行分析的方式，实现在同时获取到多组测量数据的情况下，提高数据安全性和完整性，进而实现数据对比过程中数据分析的完整性和对比结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为一个实施例中光纤传感方法的应用环境图；
图2为一个实施例中光纤传感方法的流程示意图；
图3为一个实施例中光纤传感系统的结构示意图；
图4为另一个实施例中光纤传感方法的流程示意图；
图5为一个实施例中光纤传感装置的结构框图；
图6为一个实施例中计算机设备为终端的内部结构图；
图7为一个实施例中计算机设备为服务器的内部结构图。
附图标记说明：
310、传感测量模块；320、第一通信模块；330、预处理模块；340、数据缓冲模块；350、数据处理模块；360、初始数据存储模块；370、管理员模块；380、第二通信模块；390、终端。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的光纤传感方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104进行通信。数据存储系统可以存储服务器104需要处理的数据。数据存储系统可以集成在服务器104上，也可以放在云上或其他网络服务器上。通过获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，初始应变数据用于表征目标光纤在初始状态下的形变程度；探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，并对测量数据进行缓存；将缓存后的测量数据与初始数据进行数据对比，得到对比结果，将对比结果作为目标光纤的传感结果。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
在一个示例性的实施例中，如图2所示，提供了一种光纤传感方法，以该方法应用于图1中的终端102为例进行说明，包括以下步骤202至步骤206。其中：
步骤202，获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，初始应变数据用于表征目标光纤在初始状态下的形变程度。
其中，目标光纤是指用于检测或接收目标物理量或环境参数变化的特定光纤。光纤传感方法是利用光纤作为传感器的一种技术，通过测量光纤中的光信号的变化来获取目标物理量或环境参数的信息。
示例性地，在建筑结构的安全监测中，可以采用光纤进行光纤传感，以得到建筑结构的物理状态或者环境参数。将在建筑结构上安装目标光纤时作为初始状态，采集初始状态下目标光纤对应的初始温度数据和初始应变数据，该初始温度数据和初始应变数据也是目标光纤所在位置对应的建筑结构的初始温度数据和初始应变数据。
步骤204，探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，并对测量数据进行缓存。
其中，原始信号是通过光纤传递信息的光信号。测量数据是指通过对光信号进行信号处理和数据分析，得到与目标物理量或环境参数对应的数据。缓存是将数据存储在可以快速访问的存储介质中，用于提高数据访问速度和减轻服务器负载。
示例性地，可以通过探测目标光纤中传输的布里渊散射信号，对建筑结构的温度值和形变程度等物理量进行监测。布里渊散射信号可以通过光电探测器在光纤末端或特定位置探测得到，对布里渊散射信号进行光电转换，即将光信号转换为电信号。将电信号经过放大、滤波和数字化等信号处理步骤，可以得到布里渊散射信号的频移大小和强度大小。通过对布里渊散射信号的频移大小和强度大小进行分析和解释，可以得到目标光纤所在位置的温度数据和应变数据等测量数据。
在建筑结构中可以采用多个光纤进行光纤传输，若同时对多个光纤进行信号探测，可以得到多个测量数据。在长距离的数据传输过程中，若同时得到多个测量数据，数据丢失的风险较高，可以将得到的测量数据缓存在应用程序或操作系统等软件中，以保存测量数据，避免数据丢失。
步骤206，将缓存后的测量数据与初始数据进行数据对比，得到对比结果，将对比结果作为目标光纤的传感结果。
示例性地，将测量数据与初始数据进行数据对比，可以得到在对目标光纤进行探测时，目标光纤的温度变化值和形变值，进而确定建筑结构关于温度和应变等物理量的变化值。
上述光纤传感方法中，通过获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，初始应变数据用于表征目标光纤在初始状态下的形变程度；探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，并对测量数据进行缓存；将缓存后的测量数据与初始数据进行数据对比，得到对比结果，将对比结果作为目标光纤的传感结果。本申请通过对测量数据进行缓存，并从缓存区域获取测量数据进行分析的方式，实现在同时获取到多组测量数据的情况下，提高数据安全性和完整性，进而实现数据对比过程中数据分析的完整性和对比结果的准确性。
在一个示例性的实施例中，该方法还包括：获取激光信号，将激光信号进行放大处理，得到原始信号。
其中，激光信号是指由激光器产生的一种高度聚焦、相干和单色性很好的光信号。放大处理可以是通过光放大器对光信号进行放大。
示例性地，采用激光器产生激光信号，将激光信号进行放大处理，以实现长距离建筑结构状态的测量，通过目标光纤对放大后的激光信号进行处理，对目标光纤进行信号探测时即可探测到作为原始信号的放大后的激光信号。
本实施例中，通过放大激光信号，可以增加信号的强度，增强的信号能够更稳定地传输，减少信号损失和传输错误；并且增强信号的强度意味着更多的光子被传输，从而增加了单位时间内传输的数据量，提高了传输速率。由于激光信号在传输过程中会因为光纤的损耗而逐渐衰减，通过放大信号可以抵消这种衰减效应，进而延长光纤传输的距离。而在信号传输过程中，由于光纤的色散和非线性效应等原因，信号可能会发生失真，通过放大激光信号，可以减少信号在传输过程中的失真程度，提高数据传输的可靠性和准确性。
在一个实施例中，探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，包括：获取原始信号中的布里渊散射信号；通过对布里渊散射信号中的频率和强度进行分析，得到测量数据。
其中，布里渊散射信号是指光信号在光纤中传输时会与光纤中存在的声学波相互作用，声学波可以是由外部施加的声波激励，也可以是由光纤自身的非线性效应产生的声学波，光信号与声学波相互作用后，会导致一部分能量以散射光的形式从光纤中散射出去，对散射光进行探测可以探测到布里渊散射信号。
示例性地，当激光信号在目标光纤中传输时，由于目标光纤存在的非均匀性，例如温度或应变的改变会导致折射率变化，部分光子会散射回来并与原激光信号发生相互作用。布里渊散射会导致激光信号的频率发生微小的偏移，即布里渊频移，布里渊频移与光纤中的温度和应变有关。通过对采集到的布里渊散射信号进行频谱分析，可以确定布里渊频移在目标光纤的位置和特征，布里渊频移的位置与光纤中的温度和应变有关。通过布里渊频移与温度和应变之间的关系曲线即布里渊频移温度或应变灵敏度曲线，可以将布里渊频移转换为相应的温度和应变数据，因此，对探测到的布里渊散射信号的频率和强度进行处理和分析，可以得到温度数据和应变数据。
本实施例中，首先，布里渊散射是一种基于光纤的非接触性测量技术，通过分析布里渊散射信号的频移和强度变化，可以准确地获取温度和应变的信息，并实现对温度和应变的高精度测量。其次，布里渊散射信号的测量是实时的，可以提供连续、即时的温度和应变数据。最后，由于布里渊散射信号在光纤中以连续的方式产生，因此，基于布里渊散射信号可以实现对光纤长度范围内的温度和应变进行分布式测量。
在一个实施例中，通过对布里渊散射信号中的频移和强度进行分析，得到测量数据，包括：基于短时傅里叶变换对布里渊散射信号进行时频分析，得到布里渊散射信号在时间和频率上的布里渊曲线；基于洛伦茨拟合对布里渊曲线进行特征提取，得到测量数据。
其中，短时傅里叶变换是一种时频分析方法，可以将信号在时间和频率上进行分析，通过滑动窗口的方式，可以得到整个布里渊散射信号在时间和频率上的时频图谱。洛伦茨拟合是一种曲线拟合方法，可以将实验数据拟合到洛伦兹函数的形式。
示例性地，对采集到的布里渊散射信号进行预处理，例如去除背景噪声、滤波等。对预处理后的布里渊散射信号进行傅里叶变换，将信号从时域转换到频域，得到布里渊散射信号对应的频谱图。通过分析频谱图，可以得到布里渊散射信号在频率上的能量分布情况，以确定布里渊频移的位置和特征。通过将频谱图沿时间轴进行叠加或者使用短时傅里叶变换对应的时频分析方法，将傅里叶变换得到的频谱图与时间轴进行关联，得到布里渊散射信号在时间和频率上的布里渊曲线。对布里渊曲线进行洛伦茨拟合，以实现将布里渊曲线拟合到洛伦茨函数的形式，在拟合过程中，可以获得布里渊曲线对应的特征参数，例如峰值位置、峰值幅度和半峰宽等参数，这些参数可以用于计算温度和应变等物理量。。基于洛伦茨拟合的结果，提取布里渊曲线的特征数据，特征信数据包括布里渊频移的数值、温度数据和应变数据。
本实施例中，短时傅里叶变换可以将信号从时域转换到频域，通过对信号进行频谱分析，可以获得不同频率成分的信息，有助于了解布里渊散射信号的频率特性，识别布里渊散射信号中的周期性或重要频率成分，也可以通过观察时频分布，了解信号的瞬态行为、频率变化等特征。
在一个示例性的实施例中，对测量数据进行缓存，包括：对测量数据进行数据筛分，确定测量数据中的空白值和无效值，并删除空白值和无效值，得到删除后的测量数据；根据时间顺序对删除后的测量数据重新排序，将排序后的测量数据进行缓存，得到缓存后的测量数据。
其中，数据筛分是指对原始数据进行筛选和过滤，以确定原始数据中无用或低质量的数据，保留需要的有效数据。无效值可以是乱码值。
示例性地，如前述实施例所述，对多个目标光纤进行探测的情况下，可以得到若干组测量数据。对各组测量数据中的空白值和无效值进行检测，若存在空白值和无效值，对空白值和无效值所在的数据位置进行消除，并对各组测量数据的数据位置重新进行排序，并将排序后的测量数据进行缓存得到缓存后的测量数据。
本实施例中，考虑到原始数据中常常存在缺失值、异常值、错误值等问题，通过数据预处理，可以提高数据质量和数据分析准确度。
在一个实施例中，该方法还包括：响应于光纤数据查询指令，确定用户身份标识；在用户身份标识通过身份验证的情况下，输出光纤数据，并禁止响应查询指令，其中，光纤数据包括预设数据、测量数据和测量结果。
其中，查询指令是指用户向计算机系统或数据库发出的命令，以获取特定信息或执行特定操作。身份标识是用于唯一标识和识别个体或实体的一组信息或属性。身份验证是指确认用户或实体的身份是否合法和准确的过程，通常是通过比较用户提供的身份信息和存储在系统中的已知信息进行检验，以确定用户是否有权访问所请求的资源或执行所需的操作。身份验证方式可以是用户名和密码、生物特征识别、智能卡和令牌、双因素认证。生物特征识别是使用生物特征来确认用户身份，如指纹、面部识别、虹膜扫描等。智能卡和令牌是一种物理设备，可以存储用户的身份信息，并生成临时的安全码，用于验证用户身份。双因素认证需要用户提供两种或多种不同的身份信息，如密码和指纹、密码和手机验证码等。
示例性地，预先设置可以获取光纤数据的管理员账户，并存储管理员账户和该账户对应的密码。在用户向光纤传感系统发送光纤数据的查询指令的情况下，获取用户输入的用户账户和用户密码，并与存储的管理员账户和管理员密码进行匹配，在账户和密码均匹配成功的情况下，认为用户身份通过身份验证，可以获取到光纤数据，并将用户需要查询的光纤数据输出，在输出光纤数据后，禁止响应查询指令。
本实施例中，身份验证可以确保只有授权的用户能够访问光纤数据，可以防止未经授权的人员获取、篡改或泄露数据，从而提高数据的安全性。还可以确保数据分析和决策基于准确的用户信息，有助于提高数据质量和分析结果的准确性，支持更精确的业务决策和个性化服务。
图3提供了一种光纤传感系统300，包括传感测量模块310、第一通信模块320、预处理模块330、数据缓冲模块340、数据处理模块350、初始数据模块360、管理员模块370、第二通信模块380和终端390，其中，传感测量模块310与第一通信模块320连接，第一通信模块320与预处理模块330连接，预处理模块330与数据缓冲模块340连接，数据缓冲模块340与数据处理模块350连接，数据处理模块350与初始数据模块360连接，初始数据模块360与管理员模块370连接，数据处理模块340与第二通信模块380连接，第二通信模块380与终端390连接。传感测量模块310包括激光发射单元312、放大单元314、传感光纤单元316和分析仪318，激光发射单元312与放大单元314连接，放大单元314与传感光纤单元316连接，传感光纤单元316与分析仪318连接，分析仪318与第一通信模块连接。预处理模块330包括筛分单元332和排序单元334，第一通信模块320和筛分单元332连接，筛分单元332与排序单元334连接，排序单元334与数据缓冲模块340连接。数据处理模块350包括数据处理单元352、判断单元354和监测预测单元356，数据处理单元352均与判断单元354、监测预测单元356连接，判断单元354均与数据处理单元352、监测预测单元356、第二通信模块380连接，监测预测单元356均与数据处理单元352、判断单元354连接。初始数据模块360与管理员模块370连接。管理员模块370包括管理员信息存储单元372和管理员认证单元374，管理员信息存储单元372与管理员认证单元374连接。
在一个示例性的实施例中，如图4所示，提供了一种光纤传感方法，该方法可以应用在如图3所示的光纤传感系统。其中，该方法包括以下步骤：
步骤401，获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，初始应变数据用于表征目标光纤在初始状态下的形变程度。
示例性地，如图4的光纤传感系统为例，初始数据存储模块340对初始数据进行保存，数据处理模块可以从初始数据存储模块340获取初始数据。
步骤402，获取激光信号，将激光信号进行放大处理，得到原始信号。
示例性地，激光发射单元312发出激光信号，放大单元314将激光信号进行放大处理，实现长距离测量。
步骤403，获取原始信号中的布里渊散射信号；基于短时傅里叶变换对布里渊散射信号进行时频分析，得到布里渊散射信号在时间和频率上的布里渊曲线；基于洛伦茨拟合对布里渊曲线进行特征提取，得到测量数据。
示例性地，传感测量模块310中的传感光纤单元316接收光纤中的原始信号，分析仪318对放大后的原始信号进行分析处理，得到测量数据。通过第一通信模块320将传感测量模块310测量得到的测量数据传输至预处理模块330进行预处理后，再传输至数据缓冲模块340进行缓存。
步骤404，对测量数据进行数据筛分，确定测量数据中的空白值和无效值，并删除空白值和无效值，得到删除后的测量数据；根据时间顺序对删除后的测量数据重新排序，将排序后的测量数据进行缓存，得到缓存后的测量数据。
示例性地，预处理模块330的筛分单元332对测量数据中的空白数据及乱码数据进行筛分，并将空白数据及乱码数据筛除；排序单元334将筛除空白数据及乱码数据后的测量数据重新进行排序，得到预处理后的测量数据，并将预处理后的测量数据传输至数据缓存模块330进行缓存。
步骤405，将缓存后的测量数据与初始数据进行数据对比，得到对比结果，将对比结果作为目标光纤的传感结果。
示例性地，数据处理单元352按照顺序从数据缓冲模块340获取预处理后的测量数据，并对数据进行处理；判断单元354对预处理后的测量数据与从初始数据存储模块340获取到的初始数据进行对比，得到对比结果。第二通信模块380将对比结果传输至终端390。
步骤406，响应于光纤数据查询指令，确定用户身份标识；在用户身份标识通过身份验证的情况下，输出光纤数据，并禁止响应查询指令，其中，光纤数据包括预设数据、测量数据和测量结果。
示例性地，管理员信息存储单元372存储了管理员信息数据，在获取到用户输入的光纤数据查询指令时，管理员认证单元362响应查询指令，并根据存储的管理员信息数据，对当前操作管理员进行认证处理，在用户通过身份认证的情况下，输出光纤数据。
本实施例中，通过获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，初始应变数据用于表征目标光纤在初始状态下的形变程度；探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，并对测量数据进行缓存；将缓存后的测量数据与初始数据进行数据对比，得到对比结果，将对比结果作为目标光纤的传感结果。本申请通过对测量数据进行缓存，并从缓存区域获取测量数据进行分析的方式，实现在同时获取到多组测量数据的情况下，提高数据安全性和完整性，进而实现数据对比过程中数据分析的完整性和对比结果的准确性。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的光纤传感方法的光纤传感装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个光纤传感装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于光纤传感方法的限定，在此不再赘述。
在一个示例性的实施例中，如图5所示，提供了一种光纤传感装置500，包括：数据获取模块502、数据缓存模块504和数据对比模块506，其中：
数据获取模块502，用于获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，初始应变数据用于表征目标光纤在初始状态下的形变程度；
数据缓存模块504，用于探测在目标光纤中传输的原始信号，得到原始信号对应的测量数据，并对测量数据进行缓存；
数据对比模块506，用于将缓存后的测量数据与初始数据进行数据对比，得到对比结果，将对比结果作为目标光纤的传感结果。
在一个实施例中，该装置还用于获取激光信号，将激光信号进行放大处理，得到原始信号。
在一个实施例中，数据缓存模块504还用于获取原始信号中的布里渊散射信号；通过对布里渊散射信号中的频率和强度进行分析，得到测量数据。
在一个实施例中，数据缓存模块504还用于基于短时傅里叶变换对布里渊散射信号进行时频分析，得到布里渊散射信号在时间和频率上的布里渊曲线；基于洛伦茨拟合对布里渊曲线进行特征提取，得到测量数据。
在一个实施例中，数据缓存模块504还用于对测量数据进行数据筛分，确定测量数据中的空白值和无效值，并删除空白值和无效值，得到删除后的测量数据；根据时间顺序对删除后的测量数据重新排序，将排序后的测量数据进行缓存，得到缓存后的测量数据。
在其中一个实施例中，该装置还用于响应于光纤数据查询指令，确定用户身份标识；在用户身份标识通过身份验证的情况下，输出光纤数据，并禁止响应查询指令，其中，光纤数据包括预设数据、测量数据和测量结果。
上述光纤传感装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个示例性的实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口(Input/Output，简称I/O)和通信接口。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储光纤传感数据。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种光纤传感方法。
在一个示例性的实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、显示单元和输入装置。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口、显示单元和输入装置通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种光纤传感方法。该计算机设备的显示单元用于形成视觉可见的画面，可以是显示屏、投影装置或虚拟现实成像装置。显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，前述结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例的步骤。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，且相关数据的收集、使用和处理需要符合相关规定。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光纤传感方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，所述初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，所述初始应变数据用于表征目标光纤在所述初始状态下的形变程度；
探测在所述目标光纤中传输的原始信号，得到所述原始信号对应的测量数据，并对所述测量数据进行缓存；
将缓存后的测量数据与所述初始数据进行数据对比，得到对比结果，将所述对比结果作为所述目标光纤的传感结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取激光信号，将所述激光信号进行放大处理，得到所述原始信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述探测在所述目标光纤中传输的原始信号，得到所述原始信号对应的测量数据，包括：
获取所述原始信号中的布里渊散射信号；
通过对所述布里渊散射信号中的频率和强度进行分析，得到所述测量数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过对所述布里渊散射信号中的频移和强度进行分析，得到所述测量数据，包括：
基于短时傅里叶变换对所述布里渊散射信号进行时频分析，得到所述布里渊散射信号在时间和频率上的布里渊曲线；
基于洛伦茨拟合对所述布里渊曲线进行特征提取，得到所述测量数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述测量数据进行缓存，包括：
对所述测量数据进行数据筛分，确定测量数据中的空白值和无效值，并删除所述空白值和所述无效值，得到删除后的测量数据；
根据时间顺序对所述删除后的测量数据重新排序，将排序后的测量数据进行缓存，得到所述缓存后的测量数据。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于光纤数据查询指令，确定用户身份标识；
在所述用户身份标识通过身份验证的情况下，输出所述光纤数据，并禁止响应所述查询指令，其中，所述光纤数据包括所述预设数据、所述测量数据和所述测量结果。
7.一种光纤传感装置，其特征在于，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取目标光纤中用于表征光纤初始状态的初始数据，其中，所述初始数据包括目标光纤在初始状态下对应的初始温度数据和初始应变数据，所述初始应变数据用于表征目标光纤在所述初始状态下的形变程度；
数据缓存模块，用于探测在所述目标光纤中传输的原始信号，得到所述原始信号对应的测量数据，并对所述测量数据进行缓存；
数据对比模块，用于将缓存后的测量数据与所述初始数据进行数据对比，得到对比结果，将所述对比结果作为所述目标光纤的传感结果。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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