CN215182315U - 一种基于分布式光纤传感器的防入侵监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种基于分布式光纤传感器的防入侵监控系统，属于防入侵监控系统技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种基于分布式光纤传感器的防入侵监控系统硬件结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括设置在防入侵区域内的监控服务器、设置在防入侵区域外围的传感光纤，系统由传感光纤具体围成多个防入侵区域，各防入侵区域内传感光纤的一端与法拉第旋转镜连接、另一端对应与接收光信号的光纤开关相连；光纤开关通过光路管道接入系统的光路控制模块中，在光路控制模块中设置有光源和光电探测器，光源的光输出端通过耦合器与光纤开关相连，光纤开关的光输出端再通过耦合器与光电探测器的输入端相连；本实用新型应用于防入侵监控场所。

Description

一种基于分布式光纤传感器的防入侵监控系统

技术领域

本实用新型一种基于分布式光纤传感器的防入侵监控系统，属于防入侵监控系统技术领域。

背景技术

目前投入应用的周界安防系统主要采用红外对射、视频监控、泄漏电缆、振动电缆等方式，用于感应或采集外界入侵物体，而根据用户长时间的使用反馈，上述传统监测方案的防护等级较低，对于蓄意侵入者而言，很容易跨越或规避安防装置，另外部分防护感应装置易受地形条件的高低、曲折、转弯、折弯等因素影响，也不适合在极端温度、强光、灰尘、雨雪雾霜等恶劣环境中使用，会导致系统工作出现异常，传感器失灵，出现不报警或误报警的情形；上述泄露电缆和振动电缆报警均采用电缆传感的方式进行感应，电缆的传感部分都是有源的，导致在使用时系统功耗很大，为实现整体检测，使得可监测的距离较短，监测单位距离的成本高，在需要进行长距离监测的情形下，系统制作成本高，且使用的传感器单元的寿命较短，如长时间连续使用，将导致维护成本很高。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于分布式光纤传感器的防入侵监控系统硬件结构的改进。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种基于分布式光纤传感器的防入侵监控系统，包括设置在防入侵区域内的监控服务器、设置在防入侵区域外围的传感光纤，系统由传感光纤具体围成多个防入侵区域，各防入侵区域内传感光纤的一端与法拉第旋转镜连接，传感光纤的另一端对应与接收光信号的光纤开关相连；

所述光纤开关通过光路管道接入系统的光路控制模块中，在光路控制模块中设置有光源和光电探测器，所述光源的光输出端通过耦合器与光纤开关相连，所述光纤开关的光输出端再通过耦合器与光电探测器的输入端相连；

所述光电探测器的输出端通过导线与监控服务器内部中央控制器相连，所述中央控制器的信号输出端通过导线与光纤开关相连；

所述中央控制器还通过导线分别与触摸屏、数据存储模块、无线通信模块、数据接线端口相连；

所述无线通信模块通过无线网络与监控终端无线连接；

所述数据接线端口通过数据线缆与安装在防入侵区域外围的多组监控摄像头、振动传感器相连。

所述传感光纤具体采用管道敷设、或为围栏敷设、或为埋地敷设的方式进行安装。

所述光电探测器的输出端具体连接FPGA数据采集模块后与中央控制器相连。

所述中央控制器内部设置的芯片型号为STM32F103C8T6；

所述无线通信模块内部设置的芯片型号为ESP8266；

所述数据接线端口内部设置的芯片型号为MAX4854。

本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型针对现有技术的不足，使用分布式光纤传感器通过建立电子防控围栏，用于实现多防区的防入侵功能，使用光纤传感器替换传统的电传感器具备多种有益效果，光纤传感器在传感网络应用中具有体积小，重量轻、稳定可靠性高等优势，并且光纤传感器的无源系统对能源依赖性低，可以有效降低系统使用功耗，节省安装成本，适合长距离使用，并且光纤传感器抗干扰能力强，能够在恶劣的环境中使用，将传感器通过围栏或管道的敷设并接入管理服务器，可以建立一定范围内的防入侵监控区域，有效提高防入侵监控效果，降低建设制作成本。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例的结构示意图；

图中：1为传感光纤、2为法拉第旋转镜、3为光纤开关、11为光源、12为光电探测器、13为耦合器、21为中央控制器、22为触摸屏、23为数据存储模块、24为无线通信模块、25为数据接线端口、31为监控终端、32为监控摄像头、33为振动传感器、41为FPGA数据采集模块。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型一种基于分布式光纤传感器的防入侵监控系统，包括设置在防入侵区域内的监控服务器、设置在防入侵区域外围的传感光纤1，系统由传感光纤1具体围成多个防入侵区域，各防入侵区域内传感光纤1的一端与法拉第旋转镜2连接，传感光纤1的另一端对应与接收光信号的光纤开关3相连；

所述光纤开关3通过光路管道接入系统的光路控制模块中，在光路控制模块中设置有光源11和光电探测器12，所述光源11的光输出端通过耦合器13与光纤开关3相连，所述光纤开关3的光输出端再通过耦合器13与光电探测器12的输入端相连；

所述光电探测器12的输出端通过导线与监控服务器内部中央控制器21相连，所述中央控制器21的信号输出端通过导线与光纤开关3相连；

所述中央控制器21还通过导线分别与触摸屏22、数据存储模块23、无线通信模块24、数据接线端口25相连；

所述无线通信模块24通过无线网络与监控终端31无线连接；

所述数据接线端口25通过数据线缆与安装在防入侵区域外围的多组监控摄像头32、振动传感器33相连。

所述传感光纤1具体采用管道敷设、或为围栏敷设、或为埋地敷设的方式进行安装。

所述光电探测器12的输出端具体连接FPGA数据采集模块41后与中央控制器21相连。

所述中央控制器21内部设置的芯片型号为STM32F103C8T6；

所述无线通信模块24内部设置的芯片型号为ESP8266；

所述数据接线端口25内部设置的芯片型号为MAX4854。

本实用新型提供一种基于分布式光纤传感器构建的多防区围栏监控系统，主要包括设置于围栏内的监控服务器，监控摄像头，敷设于围栏周边的光路传感系统，户外防区敷设传感器。

系统监控服务器的硬件部分主要由FPGA数据采集及传输模块、ARM光开关控制模块构成，以实现振动数据的采集、传输、防区切换等功能，使用时主要由预设程序对接收到的光路振动信号进行分析处理，为信号的提取提供有力保证。

所述光路控制模块具体采用复合型光路结构，并对其传感部分进行结构改进，具体将单一的传感支路扩展为双传感支路，每条传感支路分别由传感光纤和法拉第旋转镜构成，可分别布设两个防区，实现对两个防区周围入侵振动信号的实时检测。

本实用新型光路系统的工作流程为：首先由宽带光源发出连续光，经耦合器后进入干涉光路，由光纤开关选择其中一条布设防区光路并返回，光电探测器接收到干涉结果进行光电转换，并将转换后得到的振动数据上传至服务器的FPGA采集模块，所述FPGA采集模块将采集到的振动数据发送至服务器的中央控制器，控制器采用预设的去噪算法进行振动信号处理后，对数据进行存储，并以图形化界面的形式将防区感知结果显示在触摸屏上，当有侵入事件发生时，系统将对有入侵事件发生的防区予以报警提示。

进一步的，系统的服务器外围采用嵌入式ARM控制器分别连接中央控制器和外接光纤开关模块，使中央控制器与光纤开关进行数据交换，实现软件系统对防区入侵监测切换的实时控制，以方便操作人员使用。

如图3所示，本实用新型将户外防区的电路系统部分和光路系统部分进行了集成化设计，将户外防区运用到实际场所中，其中传感光纤直接可与系统服务器相连，其布设方式可分为管道敷设、围栏敷设、埋地敷设等多种形式；在系统使用后期还可根据实际需要对功能进行扩充，如将视频联动功能、微信推送报警信息功能与工程样机相融合，提升周界安防系统入侵监测的多样性和报警的实时性，有效提高入侵监控效率和报警准确率，降低人工巡检工作量。

最后关于本实用新型技术方案需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题；本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、相互间连接方式以及，由上述技术特征带来的常规使用方法、可预期技术效果，除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的专利、期刊论文、技术手册、技术词典、教科书中已公开内容，或属于本领域常规技术、公知常识等现有技术，具体如：本申请中法拉第旋转镜的工作原理或工作步骤，光纤开关内部结构及其控制过程，光电探测器接收光源后转换为电信号的原理，各功能模块可用的具体型号，以上内容均无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种基于分布式光纤传感器的防入侵监控系统，包括设置在防入侵区域内的监控服务器、设置在防入侵区域外围的传感光纤（1），其特征在于：系统由传感光纤（1）具体围成多个防入侵区域，各防入侵区域内传感光纤（1）的一端与法拉第旋转镜（2）连接，传感光纤（1）的另一端对应与接收光信号的光纤开关（3）相连；

所述光纤开关（3）通过光路管道接入系统的光路控制模块中，在光路控制模块中设置有光源（11）和光电探测器（12），所述光源（11）的光输出端通过耦合器（13）与光纤开关（3）相连，所述光纤开关（3）的光输出端再通过耦合器（13）与光电探测器（12）的输入端相连；

所述光电探测器（12）的输出端通过导线与监控服务器内部中央控制器（21）相连，所述中央控制器（21）的信号输出端通过导线与光纤开关（3）相连；

所述中央控制器（21）还通过导线分别与触摸屏（22）、数据存储模块（23）、无线通信模块（24）、数据接线端口（25）相连；

所述无线通信模块（24）通过无线网络与监控终端（31）无线连接；

所述数据接线端口（25）通过数据线缆与安装在防入侵区域外围的多组监控摄像头（32）、振动传感器（33）相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感器的防入侵监控系统，其特征在于：所述传感光纤（1）具体采用管道敷设、或为围栏敷设、或为埋地敷设的方式进行安装。

3.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感器的防入侵监控系统，其特征在于：所述光电探测器（12）的输出端具体连接FPGA数据采集模块（41）后与中央控制器（21）相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感器的防入侵监控系统，其特征在于：所述中央控制器（21）内部设置的芯片型号为STM32F103C8T6；

所述无线通信模块（24）内部设置的芯片型号为ESP8266；

所述数据接线端口（25）内部设置的芯片型号为MAX4854。

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