CN117935446A - 一种基于双mz干涉仪的光纤入侵探测方法及系统 - Google Patents

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杨鸿雁
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Abstract

本发明提出了一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测方法及系统，涉及光纤入侵探测领域。获取组成周界的多个介质，根据介质划分防区，并标记任一防区所在周界的范围，每个所述防区内均设置有对应检测器；设置各防区对应检测器的报警参数；绘制表示防区对应的防区范围、检测器和报警参数配置对应关系的防区对应关系表并进行入侵探测；当检测器检测的入侵信号满足报警参数则进行预警；获取入侵发生地的定位信息；根据预警的检测器、定位信息和防区对应关系表判断入侵事件对应的防区，预警的检测器和定位信息对应的防区一致则输出告警和定位信息。根据介质的特性设置防区中检测器的报警参数，使得防区中检测器的报警参数与对应介质相适配，以此降低误报率和漏报率。

Description

一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测方法及系统
技术领域
本发明涉及光纤入侵探测领域，具体而言，涉及一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测方法及系统。
背景技术
光纤入侵探测系统是一种常见的周界安防系统，它利用光纤作为传感器，将光缆附着于铁丝网上、墙体上或者铺设于地下探测入侵事件引起的振动信号，并利用数字信号处理技术分析是否发生入侵报警。定位型光纤入侵探测系统是指能够分析和识别各种入侵行为，并对入侵地点进行定位的安防系统。定位型的技术原理分为两种，一种基于瑞利散射技术实现，一种基于双马赫曾德尔干涉仪的原理实现。
基于双马赫曾德尔原理实现的定位型光纤入侵探测系统具有优异的探测灵敏度、较低的设计成本，因此在市场上具有一定的竞争优势。采用该技术的探测系统通常用一个双向的干涉仪，一套检测器覆盖整个周界。在由多种介质(如铁丝网、铁艺围栏、围墙等)组成的周界中，一套检测器配置的报警参数很难同时适用于多种介质，导致误报和漏报率较高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测方法及系统，通过对任一介质分别设置对应的防区并给防区配备检测器，能够解决不能根据周界内介质的不同而分段设置检测灵敏度的报警参数的问题。
本发明是这样实现的：第一方面，本申请提供一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测方法，其包括如下步骤：获取组成周界的多个介质，根据介质划分防区，并标记任一防区所在周界的范围，每个所述防区内均设置有对应检测器；设置各防区对应检测器的报警参数；绘制表示防区对应的防区范围、检测器和报警参数配置对应关系的防区对应关系表并进行入侵探测；当检测器检测的入侵信号满足报警参数则进行预警；获取入侵发生地的定位信息；根据预警的检测器、定位信息和防区对应关系表判断入侵事件对应的防区，预警的检测器和定位信息对应的防区一致则输出告警和定位信息。
进一步的，基于上述方案，对于同种介质根据其所在环境中的噪声设置介质所在防区中对应检测器的报警参数。
进一步的，基于上述方案，根据预警的检测器、定位信息和防区对应关系表判断入侵事件对应的防区，检测器和定位信息对应的防区一致则输出告警和定位信息的步骤如下：将定位信息与防区对应关系表进行对照确定定位数据对应的防区，然后将产生预警的检测器与防区对应关系表进行对照确定检测器对应的防区，对比定位信息对应的防区和检测器对应的防区，若检测器和定位信息对应的防区一致则输出告警和定位信息。
进一步的，基于上述方案，标记任一防区所在周界的范围的步骤如下：根据周界的起始位置依次划分防区范围，第一防区的范围为0-X1，第2防区的范围为X1-X2,第N防区的范围为XN-1-XN。
进一步的，基于上述方案，防区对应关系表包括防区的编号、防区对应的范围、防区对应检测器的报警参数配置和防区对应检测器的编号。
第二方面，本申请提供一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测系统，其包括防区划分模块，用于获取组成周界的多个介质，根据介质划分防区，并标记任一防区所在周界的范围，每个所述防区内均设置有对应检测器；报警参数配置模块，设置各防区对应检测器的报警参数；防区对应关系表绘制模块，用于绘制表示防区对应的防区范围、检测器和报警参数配置对应关系的防区对应关系表并进行入侵探测；报警模块，用于当检测器检测的入侵信号满足报警参数则进行预警；定位模块，用于获取入侵发生地的定位信息；仲裁模块，用于根据预警的检测器、定位信息和防区对应关系表判断入侵事件对应的防区，检测器和定位信息对应的防区一致则输出告警和定位信息。
相对于现有技术，本发明至少具有如下优点或有益效果：
根据组成周界的不同介质划分防区，并根据介质的特性设置防区中检测器的报警参数，使得防区中检测器的报警参数与对应介质相适配，以此降低误报率和漏报率。
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，因此不应被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为本发明一实施例提供的一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测方法的系统架构示意图；
图2为本发明一实施例提供的一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测方法流程图。
具体实施方式
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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
实施例
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
请参照图1及图2，本发明实施例提供一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测方法，包括如下步骤：获取组成周界的多个介质，根据介质划分防区，并标记任一防区所在周界的范围，每个所述防区内均设置有对应检测器；设置各防区对应检测器的报警参数；绘制表示防区对应的防区范围、检测器和报警参数配置对应关系的防区对应关系表并进行入侵探测；当检测器检测的入侵信号满足报警参数则进行预警；获取入侵发生地的定位信息；根据预警的检测器、定位信息和防区对应关系表判断入侵事件对应的防区，预警的检测器和定位信息对应的防区一致则输出告警和定位信息。这里，任意一个介质是指连续的同种介质。
现有技术通常使用一套干涉仪和一套检测器覆盖整个周界。或者等距离划分防区每个防区设置一个检测器。无论周界内设置了多少个防区，都只有一个检测器，而每个检测器只能有一套配置参数。在大多数情况下，无论是整个周界还是等距离划分的防区组成它们的介质有多个种类。一套报警参数很难适用于多种介质，导致误报和漏报率较高。例如，调整出一套检测器参数，使其适合铁丝网介质，没有漏报且误报很少，效果可以满意，但该套参数对于同属于一个周界中的围墙介质段则表现不佳，其表现可能是漏报很多。鉴于此，本实施例中，获取组成周界的多个介质，根据介质划分防区，并标记任一防区所在周界的范围，每个所述防区内均设置有对应检测器。当外界物体进入光纤周围时，会对光纤周围的介质产生振动。由于介质的刚度和密度不同，因此对振动的传导能力也不同，所以不同介质需要设置不同的报警参数。本发明通过对任一介质分别设置对应的防区，一个防区应一个检测器，这样就可以根据介质的特性的配置对应的报警参数，从而降低误报和漏报率。
预先设置检测器的报警参数，当检测器检测的入侵信号满足报警参数则进行预警；
定位信息表示针对于整个周界而言入侵发生的位置。例如周界的范围为1Km,在距离周界起点的400m处发生入侵，定位信息就为400m。
根据报警的检测器、定位信息和防区对应关系表判断入侵事件对应的防区，检测器和定位信息对应的防区一致则输出告警和定位信息；防区号、防区范围、报警参数配置和检测器对应关系如下表：(注：防区范围用户可以任意设置)
表1：防区关系对应表
防区号 防区范围 报警参数配置 检测器
1 0m～100m 配置#1 #1
2 100m～200m 配置#2 #2
3 200m～300m 配置#3 #3
N (N-1)*100m～N*100m 配置#N #N
防区和检测器都有编号，且防区的防区号与对应检测器的编号相匹配，便于区分防区对应的检测器。防区范围标注在表里便于根据定位信息确定定位的防区。例如：用户的防区对应关系表如上表，检测器#2发出报警，通过防区对应关系表将发出警报的检测器的编号与防区号进行匹配，得到发出警报的防区为2号防区。定位信息为122m，通过防区对应关系表将定位信息与防区范围进行对比，122m属于100m～200m的范围，定位信息定位的防区为2号防区。发出警报的防区为2号防区，定位信息定位的防区为2号防区，两者对应的防区一致，输出告警和定位信息。如果有多个检测器产生预警，同时有多个定位信息，则对照防区关系对应表获取产生预警的检测器所对应防区的防区号和定位信息对应防区的防区号，若有多个产生预警的检测器所对应防区的防区号和定位信息对应防区的防区号一致，则依次输出告警和定位信息。
入侵发生时，至少有一个检测器产生预警，若同时多个检测器产生预警，则将多个产生预警的检测器分别与定位信息及防区对应关系表进行匹配，当其中任意一个预警的检测器对应的防区号与定位信息对应的防区号一致时，则判断该防区发生入侵，丢弃其余产生预警的检测器的信息。例如：当入侵发生时，多个检测器产生预警，其分别为检测器#1、检测器#2及检测器#3，而只有一个定位信息125m，定位信息对应2号防区，检测器#1对应1号防区，检测器#2对应2号防区，检测器#3对应3号防区，检测器#2对应的防区和定位信息对应的防区一致，输出2号防区对应的告警和定位信息，丢弃其余检测器产生的预警信息。
另外，一般来说，入侵发生时，定位器会获取至少一个定位信息，若定位器同时获取了多个定位信息时，则将多个定位信息分别与报警的检测器及防区对应关系表进行匹配，当其中任意一个定位信息与报警的检测器的防区号相匹配时，则判定为报警的检测器和定位信息对应的防区一致，丢弃其余定位信息。例如：当入侵发生时，定时器检测到多个定位信息，其分别为111m、203m及301m,而只有防区范围为200m～300m的防区对应的检测器发出了报警，那么此时203m的定位信息所定位的防区与该检测器对应的防区一致，输出告警和203m的定位信息，丢弃其他定位信息。
在本发明的一些实施例中，对于同种介质根据其所在环境中的噪声，设置介质所在防区中对应检测器的报警参数。
上述实施例中，噪声是指不期望的、不规则的、无用的信息。在整个光纤入侵探测系统中，除了入侵造成的信号以外太阳光、雷电和人工光等都属于噪声。例如，有人翻越铁丝网，造成铁丝网所属防区对应的检测器产生预警，翻越铁丝网造成的信号就是有用信号。汽车路过造成铁丝网所属防区对应的检测器产生预警，汽车路过产生的信号并不是有用信号属于噪声。在同一种介质中，介质所处的周边环境中噪声的多少和强弱程度是不同的，检测器的灵敏度受到噪声的影响程度不同，所以即使是同种介质也要根据其周边环境中的噪声设置检测器的灵敏度。如果一段介质周边噪声较多，导致误报较多，可以降低这段介质对应检测器的灵敏度等报警参数，减少检测器误报。相反，如果另一段介质周边噪声较少，误报较少，则可以提高这段介质对应检测器的灵敏度等报警参数。这种分段设置报警参数的方法可以有效地减少误报和漏报，提高系统的抗干扰水平。
用户安装好整个系统以后，根据介质的特性配置检测器的报警参数。配置好检测器的报警参数之后，再根据介质所处环境中的噪声对报警参数进行微调。
在本发明的一些实施例中，标记任一防区所在周界的范围的步骤如下：根据周界的起始位置依次划分防区范围，第一防区的范围为0-X1，第2防区的范围为X1-X2,第N防区的范围为XN-1-XN。
上述实施例中，防区范围相当于防区的位置坐标，便于确定定位信息中的位置属于那个防区。例如：防区1的防区范围为0～90m，防区2的防区范围为90～200m，定位信息为111m，则定位信息对应的防区为防区2。
在本发明的一些实施例中，防区对应关系表包括防区的编号、防区对应的范围、防区对应检测器的报警参数配置和防区对应检测器的编号。
上述实施例中，设置防区对应关系表是为了便于将发出预警的检测器的编号与防区号进行匹配得到发出预警的防区的防区号和将定位信息与防区范围进行对比得到定位信息所指的防区的防区号。还便于查询防区对应检测器的报警参数配置。
本发明实施例提供一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测系统，包括：防区划分模块，用于获取组成周界的多个介质，根据介质划分防区，并标记任一防区所在周界的范围，每个所述防区内均设置有对应检测器；报警参数配置模块，设置各防区对应检测器的报警参数；防区对应关系表绘制模块，用于绘制表示防区对应的防区范围、检测器和报警参数配置对应关系的防区对应关系表并进行入侵探测；报警模块，用于当检测器检测的入侵信号满足报警参数则进行预警；定位模块，用于获取入侵发生地的定位信息；仲裁模块，用于根据预警的检测器、定位信息和防区对应关系表判断入侵事件对应的防区，检测器和定位信息对应的防区一致则输出告警和定位信息。根据组成周界的不同介质划分防区，并根据介质的特性设置防区中检测器的报警参数，使得防区中检测器的报警参数与对应介质相适配，以此降低误报率和漏报率。
DMZI是双马赫曾德尔干涉仪(Dual Mach-Zehnder Interferometer)的缩写。它是一种光学干涉仪，用于对振动、位移和其他物理现象进行高精度测量。
双MZ干涉仪指双马赫曾德尔干涉仪。
综上，本发明的实施例提供一种光纤入侵探测方法及系统：
根据组成周界的不同介质划分防区，并根据介质的特性设置防区中检测器的报警参数，使得防区中检测器的报警参数与对应介质相适配，以此降低误报率和漏报率。并且还根据同一种介质所处的周边环境中噪声的多少和强弱程度设置检测器的灵敏度以此降低误报率和漏报率。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取组成周界的多个介质，根据介质划分防区，并标记任一防区所在周界的范围，每个所述防区内均设置有对应检测器；
设置各防区对应检测器的报警参数；
绘制表示防区对应的防区范围、检测器和报警参数配置对应关系的防区对应关系表并进行入侵探测；
当检测器检测的入侵信号满足报警参数则进行预警；
获取入侵发生地的定位信息；
根据预警的检测器、定位信息和防区对应关系表判断入侵事件对应的防区，预警的检测器和定位信息对应的防区一致则输出告警和定位信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测方法，其特征在于，对于同种介质根据其所在环境中的噪声设置介质所在防区中对应检测器的报警参数。
3.根据权利要求1所述的一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测方法，其特征在于，根据预警的检测器、定位信息和防区对应关系表判断入侵事件对应的防区，检测器和定位信息对应的防区一致则输出告警和定位信息的步骤如下：
将定位信息与防区对应关系表进行对照确定定位数据对应的防区，然后将产生预警的检测器与防区对应关系表进行对照确定检测器对应的防区，对比定位信息对应的防区和检测器对应的防区，若检测器和定位信息对应的防区一致则输出告警和定位信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测方法，其特征在于，标记任一防区所在周界的范围的步骤如下：
根据周界的起始位置依次划分防区范围，第一防区的范围为0-X1，第2防区的范围为X1-X2,第N防区的范围为XN-1-XN。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测方法，其特征在于，防区对应关系表包括防区的编号、防区对应的范围、防区对应检测器的报警参数配置和防区对应检测器的编号。
6.一种基于双MZ干涉仪的光纤入侵探测系统，其特征在于，包括：
防区划分模块，用于获取组成周界的多个介质，根据介质划分防区，并标记任一防区所在周界的范围，每个所述防区内均设置有对应检测器；
报警参数配置模块，设置各防区对应检测器的报警参数；
防区对应关系表绘制模块，用于绘制表示防区对应的防区范围、检测器和报警参数配置对应关系的防区对应关系表并进行入侵探测；
报警模块，用于当检测器检测的入侵信号满足报警参数则进行预警；
定位模块，用于获取入侵发生地的定位信息；
仲裁模块，用于根据预警的检测器、定位信息和防区对应关系表判断入侵事件对应的防区，检测器和定位信息对应的防区一致则输出告警和定位信息。
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