CN209962373U - 一种水下光纤周界防护系统 - Google Patents

Abstract

一种水下光纤周界防护系统，所述防护系统包括探测设备、中控设备和通信单元，所述探测设备和所述中控设备通过所述通信单元连接，其特征在于，所述探测设备设置于水下，所述中控设备给所述探测设备发送信号，所述探测设备输出干涉信号反馈至所述中控设备，所述中控设备通过所述干涉信号判断水下是否存在威胁，若存在，所述中控设备报警。该防护系统可以准确判断敌对势力的无人水下航行器、蛙人等对专属保护区的威胁，并且及时做出报警；该系统能够适应水下的工作环境，具有环境适应能力强的特点。

Description

一种水下光纤周界防护系统

技术领域

本实用新型涉及光纤周界防护，特别是涉及水下光纤周界防护系统。

背景技术

近年来经略海洋逐渐成为了热门课题，同时海边浴场也日益成为人们度假旅游的首选，在水下部署了种类繁多的探测设备，如主动探测声呐、水听器等，通过探测设备感知海洋、了解海洋。海边浴场除了受到复杂多变的海洋环境影响之外，还面临着敌对势力的AUV、蛙人等威胁，所以水下全光纤周界安防预警系统对水下探测设备以及游人的人身安全具有重要意义。

目前陆地全光纤周界防护系统并不适合在水下应用，陆地全光纤水密性能、耐压性能、防腐蚀等级低，防区多选用刚性支撑骨架，且支撑骨架间无多余连接器连接。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种水下光纤周界防护系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

第一方面，本实用新型申请提供了一种水下光纤周界防护系统，所述防护系统包括探测设备1、中控设备3和通信单元2，所述探测设备1和所述中控设备3通过所述通信单元2连接，所述探测设备1设置于水下，所述中控设备3给所述探测设备1发送信号，所述探测设备1输出干涉信号反馈至所述中控设备3，所述中控设备3通过所述干涉信号判断水下是否存在威胁，若存在，所述中控设备3报警。

进一步地，所述探测设备1包括传感光缆11，所述传感光缆11围绕着专属保护区。

进一步地，所述传感光缆11经过铠装。

进一步地，所述传感光缆11固定在支撑骨架111上。

进一步地，所述支撑骨架111为柔性钢塑土工格栅。

进一步地，所述探测设备1还包括水密连接器12，所述水密连接器12用来连接所述传感光缆11。

进一步地，所述中控设备3包括处理系统31、调试系统32和客户管理系统33。

进一步地，所述处理系统31处理所述干涉信号的步骤如下：

311、接收所述干涉信号；

312、将所述干涉信号转换成电信号；

313、将所述电信号放大和滤波；

314、数据存储在ARM芯片中；

315、利用多模型融合算法处理所述数据。

进一步地，所述调试系统32判断报警的步骤如下：

设置对比调试参数；

将所述处理系统31的结果与所述对比调试参数作对比，若所述处理系统31的结果大于所述对比调试参数，所述客户管理系统33报警；

将所述处理系统31的结果与所述对比调试参数作对比，若所述处理系统31的结果小于所述对比调试参数，所述客户管理系统33不报警。

进一步地，所述客户管理系统33接到报警信号后，在电子动态地图显示报警区域，同时声光报警装置响起。

本实用新型提供的技术方案至少具有如下有益技术效果之一：可以准确判断敌对势力的无人水下航行器、蛙人等对专属保护区的威胁，并且及时做出报警；该系统能够适应水下的工作环境，具有环境适应能力强的特点。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本实用新型实施例中一种水下光纤周界防护系统流程图；

图2是本实用新型实施例中探测设备的基本组成图；

图3是本实用新型实施例中探测设备的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中水密连接器的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中中控设备的基本组成图；

图6是本实用新型实施例中处理系统的处理干涉信号流程图；

图7是本实用新型实施例中报警流程图；

其中，1、探测设备，11、传感光缆，111、支撑骨架，12、水密连接器，121、上水密连接件，122、下水密连接件，13、光处理模块；

2、通信单元；

3、中控设备，31、处理系统，32、调试系统，33、客户管理系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，一种水下光纤周界防护系统包括探测设备1、中控设备3和通信单元2，探测设备1与中控设备3通过通信单元2连接，探测设备1设置于水下，中控设备3给探测设备1发送信号，探测设备1输出干涉信号反馈至中控设备3，中控设备3通过干涉信号判断探测设备1是否受到威胁，若受到，则中控设备3报警。

探测设备1、中控设备3和通信单元2构成一个闭合回路系统。中控设备3每间隔一个时间段发送信号，信号经过通信单元2发送至探测设备1，探测设备1反馈干涉信号，干涉信号经过通信单元2传输至中控设备3。中控设备3分析、处理干涉信号，判断探测设备1是否收到威胁、破坏等。

探测设备1作为一种物理隔离带，部署在水下。利用探测设备1在某一海域构建专属保护区，专属保护区为探测设备1围成的相对封闭海域，海水可以自由流动，仅用来阻挡敌对势力的无人水下航行器、蛙人等对专属保护区的威胁、侵入。同时探测设备1还可以作为传感器，第一时间能够获知海底的无人水下航行器、蛙人等威胁，中控设备3通过处理、分析接收的干涉信号及时发出警报。

通信单元2由传感光缆11组成，接收信号并传递信号。传感光缆11具有抗电磁和原子辐射干扰的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能；耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能，以满足在水下的应用条件。

传感光缆11经过铠装，在传感光缆11的外面加装一层金属保护，以免内部的效用层在运输和安装时受到损坏，同时提高传感光缆11的耐压性，延长传感光缆11的使用年限。

本实用新型提供的技术方案，可以准确判断敌对势力的无人水下航行器、蛙人等对专属保护区的威胁，并且及时做出报警；该系统能够适应水下的工作环境，具有环境适应能力强的特点。

参照图2，在本实施例的一种优选实施方式中，探测设备1是由多根传感光缆11组成的一张网，该网围绕的专属保护区形成一个相对封闭的环境，海水可以自由流动，避免水下无人航行器、蛙人的入侵。

传感光缆11与普通电缆比较，传感光缆11具有抗电磁和原子辐射干扰的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能；耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能，能够满足在水下的应用条件。

传感光缆11基本工作原理是：信号进入传感光缆11后，当传感光缆11受到周围环境因素的影响，即温度、压力、电场和磁场等改变时，信号某些特性会发生变化，比如传光特性、相位和光强等，中控设备3通过检测回传信号的特性变化，就可以获知周围环境的变化。因此由传感光缆11封闭的专属保护区，能够及时、准确的判断海底周围环境的变化，获知水下无人航行器、蛙人的威胁。

在本实施例中，中控设备3发送光信号，通信单元2将光信号传输至探测设备1，探测设备1经过光处理模块13反馈干涉光信号，干涉光信号经过通信单元2传输至中控设备3。中控设备3通过处理、分析干涉光信号，根据干涉光信号的传光特性、相位或者光强等的变化，判断探测设备1周围的环境是否受到威胁。

在本实施例的一种优选实施方式中，传感光缆11经过铠装。在传感光缆11的外面加装一层金属保护，金属保护层可以增加传感光缆11的机械强度，提高防侵蚀能力以避免内部的效用层在运输和安装时受到损坏。同时铠装过的传感光缆11能够提高抗压性，提高传感光缆11对海底环境的适应能力，进一步的延长使用年限，降低后期维护成本。

参照图3，在本实施例的一种优选实施方式中，由多根传感光缆11组成的网采用机械固定的方式固定在支撑骨架111上，支撑骨架111为柔性钢塑土工格栅。传感光缆11具有一定刚度，传感光缆11的弯曲半径不超过25D，其中D为传感光缆11直径。为了避免传感光缆11的意外折断，将传感光缆11固定在支撑骨架111上。

钢塑土工格栅以高强钢丝(或其他纤维)，经特殊处理，与聚乙烯(PE)，并添加其他助剂，通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带，且表面有粗糙压纹，则为高强加筋土工带。由此单带，经纵、横按一定间距编制或夹合排列，采用特殊强化粘接的熔焊技术焊接其交接点而成型。柔性钢塑土工格栅既可以满足依附于支撑骨架111上的传感光缆11弯曲半径要求又可以跟随水流方向摆动，消除海浪推力过大对支撑骨架111的破坏。

需要说明的是，支撑骨架111除了采用柔性钢塑土工格栅外，还可以采用玻璃纤维土工格栅、塑料土工格栅等。在能够满足增大传感光缆11的完曲半径与支撑骨架111具有足够强度、良好的塑性的前提下，其他材料制作的支撑骨架111均可。

在本实施例的一种优选实施方式中，探测设备1还包括水密连接器12，水密连接器12为特殊的耐腐蚀水密结构。由多根传感光缆11组成的网固定在支撑骨架111上，专属保护区由多个网围绕而成，故相邻两个支撑骨架111间的传感光缆11通过水密连接器12连接，水密连接器12为特殊的耐腐蚀水密结构。水密连接器12用来连接相邻两个支撑骨架111连接处的传感光缆12，防止相邻两个支撑骨架111连接处的传感光缆11弯曲半径过大而损坏，提高连接处传感光缆的刚度，同时水密连接器还可以连接不同规格的传感光缆，具有通用性。

参照图4，水密连接器12包括上水密连接件121、下水密连接件122。上水密连接件121包括连接板、穿线管和密封端，连接板设置有穿线孔，穿线孔的大小与穿线管的内孔大小相等，在连接板上还设置有多个螺纹孔，多个螺纹孔以连接板的穿线孔为圆心，均布在同一个圆上；连接板与穿线管的一端固定连接，使得连接板的穿线孔轮廓与穿线管的内孔轮廓重合；密封端为橡胶制品，具有一定塑性，在密封端设置有穿线孔，密封端的穿线孔大小小于连接板的穿线孔大小、穿线管的内孔大小，不同规格的传感光缆的光纤穿过密封端的穿线孔时，光纤均与密封端的穿线孔紧密贴合，光纤直径越大光纤与密封端的穿线孔贴合的越紧密。下水密连接件122的结构与上水密连接件121的结构相同，下水密连接件121与上水密连接件122固定连接，如图4所示，上水密连接件121的螺纹孔与下水密连接件122的螺纹孔均正对，保证同一个螺栓可以穿过上下两个螺纹孔。

传感光缆11a的光纤的一端穿过上水密连接件121，传感光缆11b的光纤的一端穿过下水密连接件122，传感光缆11a的光纤与传感光缆11b的光纤以插头插座连接的形式连接。水密连接件121与水密连接件122通过螺栓紧固，保证传感光缆11a的光纤与传感光缆11b的光纤连接位置与外界完全不接触。

此外，上水密连接件121的连接板设置有凸台，下水密连接件122的连接板设置有凹槽，上水密连接件121的凸台能够嵌入下水密连接件122的凹槽内，凸台与凹槽的结构上水密连接件121、下水密连接件122和密封圈123形成密闭空间，提高了传感光缆11a的光纤与传感光缆11b的光纤连接位置的密封性。

参考图5，在本实施例的一种优选实施方式中，中控设备3包括处理系统31、调试系统32和客户管理系统33。处理系统31包括信号发射模块、信号接收模块、信号处理模块、数据存储模块，处理系统31负责发送信号、接收信号和处理信号；调试系统32负责判断是否满足报警条件，根据探测设备1的周围环境，采集相关数据作为对比调试参数，将对比调试参数与处理系统31输出的结果作大小比较，然后发出警报。采集的数据包括振动量、相位、幅值等，选取其中某一个作为对比调试参数即可；客户管理系统33负责做出报警反应，客户管理系统33设置有报警装置，显示报警信息给工作人员以提示。

参考图6，在本实施例的一种优选实施方式中，处理系统31处理干涉信号的步骤如下：

311、信号接收模块接收干涉信号；

312、信号处理模块将干涉信号转换成电信号；

313、在信号处理模块中对电信号放大和滤波处理；

314、信号存储模块将信号处理模块中的数据存储在ARM芯片中；

315、输入数据，利用多模型融合算法得到计算结果。

参考图7，在本实施例的一种优选实施方式中，调试系统32设置振动量为对比调试参数，将处理系统31输出的结果与振动量的数值作大小比较，判断是否发出报警。调试系统32判断报警步骤如下：

调试系统32接收处理系统31的结果；

将处理系统31的结果与对比调试参数作对比，若处理系统31的结果大于对比调试参数，客户管理系统33报警；

将处理系统31的结果与对比调试参数作对比，若处理系统31的结果小于对比调试参数，客户管理系统33不报警。

在本实施例的一种优选实施方式中，客户管理系统33设置有电子地图显示报警装置、声光报警装置和报警复位键，客户管理系统33接收到报警信息后，电子地图显示报警装置显示报警区域，声光报警装置发出急促警笛声，工作人员接到报警后可以启动报警复位键停止报警。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于模块实施例而言，由于其基于相似于方法的实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水下光纤周界防护系统，所述防护系统包括探测设备(1)、中控设备(3)和通信单元(2)，所述探测设备(1)和所述中控设备(3)通过所述通信单元(2)连接，其特征在于，所述探测设备(1)设置于水下，所述中控设备(3)给所述探测设备(1)发送信号，所述探测设备(1)输出干涉信号反馈至所述中控设备(3)，所述中控设备(3)通过所述干涉信号判断水下是否存在威胁，若存在，所述中控设备(3)报警。

2.根据权利要求1所述的防护系统，其特征在于：所述探测设备(1)包括传感光缆(11)，所述传感光缆(11)围绕着专属保护区。

3.根据权利要求2所述的防护系统，其特征在于：所述传感光缆(11)经过铠装。

4.根据权利要求3所述的防护系统，其特征在于：所述传感光缆(11)固定在支撑骨架(111)上。

5.根据权利要求4所述的防护系统，其特征在于：所述支撑骨架(111)为柔性钢塑土工格栅。

6.根据权利要求2所述的防护系统，其特征在于：所述探测设备(1)还包括水密连接器(12)，所述水密连接器(12)用来连接所述传感光缆(11)。

7.根据权利要求1所述的防护系统，其特征在于：所述中控设备(3)包括处理系统(31)、调试系统(32)和客户管理系统(33)。

8.根据权利要求7所述的防护系统，其特征在于：所述处理系统(31)处理所述干涉信号的步骤如下：

311、接收所述干涉信号；

312、将所述干涉信号转换成电信号；

313、将所述电信号放大和滤波；

314、数据存储在ARM芯片中；

315、利用多模型融合算法处理所述数据。

9.根据权利要求7所述的防护系统，其特征在于：所述调试系统(32)判断报警的步骤如下：

设置对比调试参数；

将所述处理系统(31)的结果与所述对比调试参数作对比，若所述处理系统(31)的结果大于所述对比调试参数，所述客户管理系统(33)报警；

将所述处理系统(31)的结果与所述对比调试参数作对比，若所述处理系统(31)的结果小于所述对比调试参数，所述客户管理系统(33)不报警。

10.根据权利要求7所述的防护系统，其特征在于：所述客户管理系统(33)接到报警信号后，在电子动态地图显示报警区域，同时声光报警装置响起。

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