專利名稱：一纜式光纜振動探測報警系統的制作方法
技術領域：
本發明是一種能夠探測到作用在振動傳感光纜上的振動入侵信號，并能將原始信號傳輸給接警中心服務器分析處理，最后可將報警情況顯示在接警中心服務器上的一纜式光纜振動探測報警系統。
背景技術：
目前，市場上防入侵的報警系統中，很多光纜報警系統中的周界探測區域仍需要供電，不能做到完全無源，增加了施工成本，同時，市場上其它的防入侵報警系統，如紅外對射、電子圍欄非常不適用于易燃易爆的場所，且抗雷擊性能差，紅外對射是通過探測外界是否有物體遮擋紅外信號來判斷是否有人入侵，若有落葉、飛鳥、風吹樹木擺動、或者較大的雨、霧氣遮擋了紅外線會導致系統誤報警或者失效。紅外對射和電子圍欄用在不規則周界上的施工難度和成本也很高。以上情況是當前防入侵報警設備所采用的探測裝置普遍存在的問題。
發明內容
為了克服現有報警系統的上述缺點，本發明采用一纜式結構，一根振動傳感光纜沿周界鋪設，在各個防區節點上通過特殊的光路結構實現防區劃分，最多可劃分48個防區。由于整個周界區域都是由光路組成，所以不需要在周界區域鋪設供電線路和信號線，有效地降低了施工的復雜性和系統的成本。另外，該系統采用單模多芯通信光纜作為振動傳感光纜，具有防磁、防雷、防腐、防水、防紫外線等優點。系統使用工業控制計算機(以下簡稱工控機)對信號進行分析處理，可有效地排除各種干擾。該系統以振動傳感光纜作為傳感探測器，可實現高靈敏、長周界、大范圍的周界保護，非常適合于機場、石油管線、鐵路等區域的入侵防范要求。振動傳感光纜為無源探測器，內部傳輸的是光信號，在系統各個防區節點上實現防區劃分的防區分割包也無需供電，因此系統在易燃易爆場所非常適用。此外，報警軟件可以在特殊應用場所選擇合適的判別模式和靈敏度，實現了以一種設備應對不同介質的防區探測報警要求，適應性強。在聯動配置關系上由原來的一對一變成現在的多對多，避免一路報警無法聯動多路設備的尷尬，實現聯動靈活配置。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:用一種能夠探測振動入侵信號將原始信號傳輸給接警中心服務器分析處理并將報警情況顯示在接警中心服務器上的一纜式光纜振動探測報警系統來實現入侵探測報警。由光纜信號采集裝置、接警中心服務器、集線器和聯動裝置組成，光纜信號采集裝置由光纜信號采集設備、光跳線、光纜轉接盒、引導光纜、防區分割包、振動傳感光纜、風雨傳感器連接組成， 接警中心服務器由工業控制計算機(以下簡稱工控機)、數據采集卡、報警軟件、DB25連接線和網線組成，聯動裝置可由32路聯動輸出設備組成，當不需要聯動功能時，可由光纜信號采集裝置、接警中心服務器和集線器構成一纜式光纜振動探測報警系統。光纜信號采集設備通過光跳線連接光纜轉接盒，所述光纜轉接盒通過引導光纜連接防區分割包，所述防區分割包與其相鄰的防區分割包通過振動傳感光纜連接起來，構成一個防區，每個防區分割包與其相鄰的防區分割包之間通過振動傳感光纜連接起來并構成一個防區，光纜信號采集裝置采集振動入侵信號和風雨信號，振動傳感光纜為單模多芯室外通信光纜的入侵探測器，當外界有振動、壓力時振動傳感光纜發生形變，光路的改變導致振動傳感光纜傳輸的光信號發生改變，光纜信號采集設備采集變化的原始光信號并將變化的原始光信號轉化成變化的原始電壓信號，由于光纜信號采集設備放置在監控室內，所以使用引導光纜將光信號引入，引導光纜為單模多芯室外通信光纜，因采用特殊的光路結構做成無感光纜，即鋪設引導光纜的區域內產生的振動不會被探測，引導光纜必須位于光纜轉接盒與防區分割包之間或防區分割包與防區分割包之間，一般情況下，引導光纜所采用的光纖芯數約等于其所在光纜信號采集裝置中振動傳感光纜的最大芯數，防區分割包固定在防區節點上作為連接防區與防區之間的光路，光纜信號采集設備采集到風雨傳感器傳送的風雨信號后告知接警中心服務器的報警軟件啟動風雨模式，減少風雨天氣引起的誤報并能實現人入侵報警。接警中心服務器接收光纜信號采集裝置傳送的原始電壓信號，并通過報警軟件在顯示器上顯示報警位置，工控機內安裝了高速數據采集卡和數據分析處理報警軟件，具有強大的數據分析處理能力，通過對應各種環境、介質設定報警參數，可有效排除各種干擾信號，減少誤報，高配置的接警中心服務器可分析處理3臺光纜信號采集裝置傳送的原始電壓信號，每套數據采集卡可采集I至16個防區的原始電壓信號，有較高的采集速率、精度和可長期穩定工作的特性，數據采集卡安裝在接警中心服務器的PCI插槽上，它將光纜信號采集裝置傳送的原始電壓信號轉換成原始數字信號，最后交給報警軟件處理提取出原始數字信號的特征值數據，報警軟件分析出人入侵的信號時就發出報警。
光纜信號采集裝置中的每一個防區都構成了一個光纖干涉系統，光纜信號采集裝置中的每一個防區的光纖干涉系統由光發射器、前端光耦合器、振動傳感光纜、末端光耦合器、光接收器連接構成，光纜信號采集裝置中的每一個防區內的光纖干涉系統由光發射器(I)、前端1X2光耦合器(2)、振動傳感光纜(3)、末端1X2光耦合器(4)、光接收器(5)連接構成，光路由光發射器(I)發出的光經前端1X2光耦合器(2)、振動傳感光纜(3)中的第一根光纖(①)和第二根光纖(②)、末端IX2光f禹合器(4)和振動傳感光纜(3)中的第
三根光纖(③)進入光接收器(5)。對于一套接警中心服務器和一套光纜信號采集裝置構成的一纜式光纜振動探測報警系統，數據采集卡安裝在工控機里，用DB25連接線連接光纜信號采集設備和數據采集卡，用網線通過網絡接口連接工控機和光纜信號采集設備，用引導光纜通過光纜轉接盒連接光纜信號采集設備和防區分割包，若干個防區分割包將振動傳感光纜分成若干段即構成若干個防區，一套光纜信號采集裝置最多可構成16個防區，最少可構成I個防區。風雨傳感器連接在光纜信號采集設備上。聯動裝置由32路聯動輸出設備通過集線器接入一纜式光纜振動探測報警系統，當有多臺32路聯動輸出設備或光纜信號采集設備時需增加集線器及網線實現32路聯動輸出設備及光纜信號采集設備與工控機之間的通信，同時，有幾臺光纜信號采集裝置就要增加幾條DB25連接線，用于光纜信號采集設備與數據采集卡的連接，32路聯動輸出設備通過報警軟件設置實現防區報警后聯動，可聯動攝像機、聲光報警設備等，聯動配置非常靈活，可實現多對多聯動配置，可設置一個防區聯動多臺攝像機，也可設置一臺攝像機被多個防區聯動。光纜信號采集設備可分為四種，分別是4防區光纜信號采集設備、8防區光纜信號采集設備、12防區光纜信號采集設備和16防區光纜信號采集設備，由4防區光纜信號采集設備構成的光纜信號采集裝置最多可采集4個防區的振動入侵信號，由8防區光纜信號采集設備構成的光纜信號采集裝置最多可采集8個防區的振動入侵信號，由12防區光纜信號采集設備構成的光纜信號采集裝置最多可采集12個防區的振動入侵信號，由16防區光纜信號采集設備構成的光纜信號采集裝置最多可采集16個防區的振動入侵信號，在防區連續不間斷的條件下，從I號防區開始到16號防區末端，總共需要17個防區分割包，防區分割包有4種，I型防區分割包離光纜信號采集設備最近，其含尾纖的數量為6，II型防區分割包在I型防區分割包和III型防區分割包之間，II型防區分割包含尾纖的數量為6，III型防區分割在II型防區分割包和IV型防區分割包之間，III型防區分割包含尾纖的數量為9，IV型防區分割包離光纜信號采集設備最遠，其含尾纖的數量為3。連續不間斷的4個防區的系統需要I臺I型防區分割包、3臺II型防區分割包和I臺IV型防區分割包，連續不間斷的8個防區的系統需要I臺I型防區分割包、6臺II型防區分割包、I臺III型防區分割包和I臺IV型防區分割包，連續不間斷的12個防區的系統需要I臺I型防區分割包、9臺II型防區分割包、2臺III型防區分割包和I臺IV型防區分割包，連續不間斷的16個防區的系統需要I臺I型防區分割包、12臺II型防區分割包、3臺III型防區分割包和I臺IV型防區分割包。本發明適用于各種復雜地形，可實現對不規則防范區域的探測，采用振動傳感光纜作為無源入侵探測器，有效避免了雷電干擾，適用于易燃易爆以及強電磁干擾等場所，由于振動傳感光纜具有較高的靈敏度，既可以直接鋪設在各種鐵網鐵藝上，也可直接埋設在各種地面下，形成隱蔽的防護系統。
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下面結合附圖與實施例對本發明進一步說明:圖1是本發明每防區構成的光纖干涉系統。圖2是本發明使用I臺光纜信號采集設備構成的一纜式光纜振動探測報警系統的結構示意圖。圖3是本發明使用3臺光纜信號采集設備和若干臺32路聯動輸出設備構成的一纜式光纜振動探測報警系統的結構示意圖。圖4是本發明中由4防區光纜信號采集設備構成的光纜信號采集裝置。圖5是本發明中由8防區光纜信號采集設備構成的光纜信號采集裝置。圖6是本發明中由12防區光纜信號采集設備構成的光纜信號采集裝置。圖7是本發明中由16防區光纜信號采集設備構成的光纜信號采集裝置。圖中1.光發射器，2.前端I X2光f禹合器,3.振動傳感光纜，4.末端1X2光f禹合器，5.光接收器，6.光纜信號采集裝置，7.接警中心服務器，8.集線器，9.聯動裝置，10.光纜信號采集設備，11.光跳線，12.光纜轉接盒，13.引導光纜，14.1型防區分割包，15.振動傳感光纜，16.1I型防區分割包，17.1II型防區分割，18.1V型防區分割包，19.風雨傳感器，20.工控機，21.數據采集卡、22.DB25連接線，23.網線，24.32路聯動輸出設備，25.4防區光纜信號采集設備，26.8防區光纜信號采集設備，27.12防區光纜信號采集設備，28.16防區光纜信號采集設備L為振動傳感光纜的長度，①為振動傳感光纜(3)中的第一根光纖，②為振動傳感光纜(3)中的第二根光纖,③為振動傳感光纜(3)中的第三根光纖。
具體實施例方式圖1中，光纜信號采集裝置(6)中的每一個防區都構成了一個光纖干涉系統，光纜信號采集裝置中的每一個防區內的光纖干涉系統由光發射器(I)、前端1X2光耦合器(2)、振動傳感光纜(3)、末端1X2光耦合器(4)、光接收器(5)連接構成，光路由光發射器(I)發出的光經前端1X2光f禹合器(2)、振動傳感光纜(3)中的第一根光纖(①)和第二根光纖(②)、末端1X2光耦合器(4)和振動傳感光纜(3)中的第三根光纖(③)進入光接收器(5)。圖2中，一套光纜信號采集裝置(6)和一個接警中心服務器(7)構成的一纜式光纜振動探測報警系統，數據采集卡(21)安裝在工控機(20)里，用DB25連接線(22)連接光纜信號采集設備(10)和數據采集卡(21)，用網線(23)通過網絡接口連接工控機(20)和光纜信號采集設備(10)，光纜信號采集設備(10)通過光跳線(11)連接光纜轉接盒(12)，用引導光纜(13)和光纜轉接盒(12)連接光纜信號采集設備(10)和I型防區分割包(14)，若干個I型防區分割包(14)、II型防區分割包(16)、III型防區分割(17)和IV型防區分割包(18)將振動傳感光纜(15)分成若干段，即構成若干個防區，一套光纜信號采集裝置最多可構成16個防區，最少可構成I個防區。風雨傳感器(19)連接在光纜信號采集設備(10)上。防區分割包、振動傳感光纜的位置根據防護周界的形狀來放置。圖3中，此一纜式光纜振動探測報警系統主要由光纜信號采集裝置(6)、接警中心服務器(7)、集線器(8)和聯 動裝置(9)組成，光纜信號采集裝置￠)由光纜信號采集設備
(10)、光跳線(11)、光纜轉接盒(12)、引導光纜(13)、防區分割包、振動傳感光纜、風雨傳感器(19)連接組成，接警中心服務器(7)由工控機(20)、數據采集卡(21)、報警軟件、DB25連接線(22)和網線(23)組成，聯動裝置可由32路聯動輸出設備(24)組成，當不需要聯動功能時，可由光纜信號采集裝置￠)、接警中心服務器(7)和集線器(8)構成一纜式光纜振動探測報警系統。圖3中的一纜式光纜振動探測報警系統采用了3臺光纜信號采集設備，共使用了3條DB25連接線(22)和若干條網線(23)，通過報警軟件設置實現防區報警后32路聯動輸出設備(24)聯動其它設備，32路聯動輸出設備(24)可聯動攝像機、聲光報警設備等，聯動配置非常靈活，可實現多對多聯動配置，比如可設置一個防區聯動多臺攝像機，也可設置一臺攝像機被多個防區聯動。圖4中，由4防區光纜信號采集設備(25)構成的光纜信號采集裝置(6)最多可采集4個防區的振動入侵信號，連續不間斷的4個防區的系統需要I臺I型防區分割包(14)、3臺II型防區分割包(16)和I臺IV型防區分割包(18)。圖5中，由8防區光纜信號采集設備(26)構成的光纜信號采集裝置(6)最多可采集8個防區的振動入侵信號，連續不間斷的8個防區的系統需要I臺I型防區分割包(14)、6臺II型防區分割包(16)、I臺III型防區分割包和I臺IV型防區分割包(18)。圖6中，由12防區光纜信號采集設備(27)構成的光纜信號采集裝置(6)最多可采集12個防區的振動入侵信號，連續不間斷的12個防區的系統需要I臺I型防區分割包
(14)、9臺II型防區分割包(16)、2臺III型防區分割包(17)和I臺IV型防區分割包(18)。圖7中，由16防區光纜信號采集設備(28)構成的光纜信號采集裝置(6)最多可采集16個防區的振動入侵信號，連續不間斷的16個防區的系統需要I臺I型防區分割包
(14),12臺II型防區分割 包(16)、3臺III型防區分割包(17)和I臺IV型防區分割包
(18)。
權利要求
1.一種能夠探測振動入侵信號將原始信號傳輸給接警中心服務器分析處理并將報警情況顯示在接警中心服務器上的一纜式光纜振動探測報警系統，其特征在于，由光纜信號采集裝置、接警中心服務器、集線器和聯動裝置組成，光纜信號采集裝置由光纜信號采集設備、光跳線、光纜轉接盒、引導光纜、防區分割包、振動傳感光纜、風雨傳感器連接組成，接警中心服務器由工業控制計算機(以下簡稱工控機)、數據采集卡、報警軟件、DB25連接線和網線組成，聯動裝置可由32路聯動輸出設備組成，當不需要聯動功能時，可由光纜信號采集裝置、接警中心服務器和集線器構成一纜式光纜振動探測報警系統。
2.根據權利要求1所述的一纜式光纜振動探測報警系統，其特征在于，所述光纜信號采集設備通過光跳線連接光纜轉接盒，所述光纜轉接盒通過引導光纜連接防區分割包，所述防區分割包與其相鄰的防區分割包通過振動傳感光纜連接起來，構成一個防區，每個防區分割包與其相鄰的防區分割包之間通過振動傳感光纜連接起來并構成一個防區，光纜信號采集裝置采集振動入侵信號和風雨信號，振動傳感光纜為單模多芯室外通信光纜的入侵探測器，當外界有振動、壓力時振動傳感光纜發生形變，光路的改變導致振動傳感光纜傳輸的光信號發生改變，光纜信號采集設備采集變化的原始光信號并將變化的原始光信號轉化成變化的原始電壓信號，由于光纜信號采集設備放置在監控室內，所以使用引導光纜將光信號引入，引導光纜為單模多芯室外通信光纜，因采用特殊的光路結構做成無感光纜，即鋪設引導光纜的區域內產生的振動不會被探測，引導光纜必須位于光纜轉接盒與防區分割包之間或防區分割包與防區分割包之間，一般情況下，引導光纜所采用的光纖芯數約等于其所在光纜信號采集裝置中振動傳感光纜的最大芯數，防區分割包固定在防區節點上作為連接防區與防區之間的光路，光纜信號采集設備采集到風雨傳感器傳送的風雨信號后告知接警中心服務器的報警軟件啟動風雨模式，減少風雨天氣引起的誤報并能實現人入侵報警。
3.根據權利要求1所述的一纜式光纜振動探測報警系統，其特征在于，接警中心服務器接收光纜信號采集裝置傳送的原始電壓信號，并通過報警軟件在顯示器上顯示報警位置，工控機內安裝了高速數據采集卡和數據分析處理報警軟件，具有強大的數據分析處理能力，通過對應各種環境、介質設定報警參數，可有效排除各種干擾信號，減少誤報，高配置的接警中心服務器可分析處理3臺光纜信號采集裝置傳送的原始電壓信號，每套數據采集卡可采集I至16個防區的原始電壓信號，有較高的采集速率、精度和可長期穩定工作的特性，數據采集卡安裝在接警中心`服務器的PCI插槽上，它將光纜信號采集裝置傳送的原始電壓信號轉換成原始數字信號，最后交給報警軟件處理提取出原始數字信號的特征值數據，報警軟件分析出人入侵的信號時就發出報警。
4.根據權利要求1所述的一纜式光纜振動探測報警系統，其特征在于，光纜信號采集裝置中的每一個防區都構成了一個光纖干涉系統，光纜信號采集裝置中的每一個防區的光纖干涉系統由光發射器、前端光耦合器、振動傳感光纜、末端光耦合器、光接收器連接構成，光纜信號采集裝置中的每一個防區內的光纖干涉系統由光發射器(I)、前端1X2光耦合器(2)、振動傳感光纜(3)、末端1X2光耦合器(4)、光接收器(5)連接構成，光路由光發射器(I)發出的光經前端1X2光f禹合器(2)、振動傳感光纜(3)中的第一根光纖(①)和第二根光纖(②)、末端IX2光f禹合器(4)和振動傳感光纜(3)中的第三根光纖(③)進入光接收器(5)。
5.根據權利要求1所述的一纜式光纜振動探測報警系統，其特征在于，對于一套光纜信號采集裝置和一套接警中心服務器構成的一纜式光纜振動探測報警系統，數據采集卡安裝在工控機里，用DB25連接線連接光纜信號采集設備和數據采集卡，用網線通過網絡接口連接工控機和光纜信號采集設備，用引導光纜和光纜轉接盒連接光纜信號采集設備和防區分割包，若干個防區分割包將振動傳感光纜分成若干段即構成若干個防區，一套光纜信號采集裝置最多可構成16個防區，最少可構成I個防區。風雨傳感器連接在光纜信號采集設備上。
6.根據權利要求1所述的一纜式光纜振動探測報警系統，其特征在于，聯動裝置由32路聯動輸出設備通過集線器接入一纜式光纜振動探測報警系統，當有多臺32路聯動輸出設備或光纜信號采集設備時需增加集線器及網線實現32路聯動輸出設備及光纜信號采集設備與工控機之間的通信，同時，有幾臺光纜信號采集設備就要增加幾條DB25連接線，用于光纜信號采集設備與數據采集卡的連接，32路聯動輸出設備通過報警軟件設置實現防區報警后聯動，可聯動攝像機、聲光報警設備等，聯動配置非常靈活，可實現多對多聯動配置，可設置一個防區聯動多臺攝像機，也可設置一臺攝像機被多個防區聯動。
7.根據權利要求1所述的一纜式光纜振動探測報警系統，其特征在于，光纜信號采集設備可分為四種，分別是4防區光纜信號采集設備、8防區光纜信號采集設備、12防區光纜信號采集設備和16防區光纜信號采集設備，由4防區光纜信號采集設備構成的光纜信號采集裝置最多可采集4個防區的振動入侵信號，由8防區光纜信號采集設備構成的光纜信號采集裝置最多可采集8個防區的振動入侵信號，由12防區光纜信號采集設備構成的光纜信號采集裝置最多可采集12個防區的振動入侵信號，由16防區光纜信號采集設備構成的光纜信號采集裝置最多可采集16個防區的振動入侵信號，在防區連續不間斷的條件下，從I號防區開始到16號防區末端，總共需要17個防區分割包，防區分割包有4種，I型防區分割包離光纜信號采集設備最近，其含尾纖的數量為6，II型防區分割包在I型防區分割包和III型防區分割包之間，II型防區分割包含尾纖的數量為6，III型防區分割在II型防區分割包和IV型防區分割包之間，III型防區分割包含尾纖的數量為9，IV型防區分割包離光纜信號采集設備最遠，其含尾纖 的數量為3。
8.根據權利要求1所述的一纜式光纜振動探測報警系統，其特征在于，連續不間斷的4個防區的系統需要I臺I型防區分割包、3臺II型防區分割包和I臺IV型防區分割包，連續不間斷的8個防區的系統需要I臺I型防區分割包、6臺II型防區分割包、I臺III型防區分割包和I臺IV型防區分割包，連續不間斷的12個防區的系統需要I臺I型防區分割包、9臺II型防區分割包、2臺III型防區分割包和I臺IV型防區分割包，連續不間斷的16個防區的系統需要I臺I型防區分割包、12臺II型防區分割包、3臺III型防區分割包和I臺IV型防區分割包。
全文摘要
一種能夠探測振動入侵信號將原始信號傳輸給接警中心服務器分析處理并將報警情況顯示在接警中心服務器上的一纜式光纜振動探測報警系統，采用一纜式結構，一根振動傳感光纜沿周界鋪設，在各個防區節點上通過特殊的光路結構實現防區劃分，最多可劃分48個防區。由于整個周界區域都是由光路組成，所以不需要在周界區域鋪設供電線路和信號線，有效地降低了施工的復雜性和系統的成本。，本系統適用于各種復雜地形，可實現對不規則防范區域的探測，采用振動傳感光纜作為無源入侵探測器，適用于易燃易爆以及強電磁干擾等場所，由于振動傳感光纜具有較高的靈敏度，既可以直接鋪設在各種鐵網鐵藝上，也可直接埋設在各種地面下，形成隱蔽的防護系統。
文檔編號G08B13/186GK103247122SQ20121002682
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月8日 優先權日2012年2月8日
發明者馬軍 申請人:北京京安能科技有限公司