[发明专利]一种光纤安防信号处理方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于安防领域，特别涉及一种光纤安防信号处理方法及系统。

背景技术

周界安防系统在国防和民用领域都具有非常重要的应用，它主要用于边境线、军事基地、仓库、营房、政府设施、机场、核电站以及监狱等重要区域的周界入侵监测。目前的周界安防技术主要有泄漏电缆、微波对射、红外对射以及光纤传感技术等。光纤周界安防系统是一种对威胁区域安全的突发事件进行监控和警报的现代防御体系，是基于分布式光纤传感技术应用于周界监控防护的新系统。由于光纤及光纤传感器具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、灵敏度高、工作可靠性高、成本低廉以及无需外场供电等优点同时还可作为信号传输通道的特点让其在其他周界安防技术中脱颖而出。在实际工程应用中，传感光纤大多数是裸露在外界环境中，这种设计独特的传感光纤对运动、压力和振动非常敏感。它可沿这围栏、围墙铺设来探测攀爬和敲击，也可铺设在土壤草坪下探测踩踏。但光纤的高灵敏度必然带来系统的大量的报警，而基于时域信号能量的分析体系不足以区分大量事件预警，从而导致较高的误报率。已有技术中一般是取各种时频特性构造。环境产生较大变化时，安防系统性能大打折扣。市场上一般光纤周界安防系统数据包完全没有规律性，数据包并没有去验证。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种光纤安防信号处理方法及系统。

一种光纤安防信号处理方法，包括以下步骤：S100：获取光纤布控区域内光信号的相位差异；S200：将光信号的相位差异按时间上的采样率转变为电信号上的幅值差异，获得时域分析信号包；S300：以预设的时间跨度划分所述时域分析信号包，得到事件信号；S400：提取所述事件信号的交流部分，获取事件信号的时域信号；S500：对所述时域信号进行快速傅立叶变换获得事件信号的频域信号；S600：根据所述时域信号和频域信号获取所述事件信号的时域特征和频域特征，重构所述频域特征和时域特征为一个数据包；S700：对所述数据包进行聚类分析，构建特征模板；S800：根据所述特征模板判断是否存在人为入侵。

一种光纤安防信号处理系统，包括以下模块：相位差异获取模块，用于获取光纤布控区域内光信号的相位差异；时域分析信号包获取模块，用于将光信号的相位差异按时间上的采样率转变为电信号上的幅值差异，获得时域分析信号包；划分模块，用于以预设的时间跨度划分所述时域分析信号包，得到事件信号；第一获取模块，提取所述事件信号的交流部分，获取事件信号的时域信号；第二获取模块，用于对所述时域信号进行快速傅立叶变换获取所述事件信号的频域信号；重构模块，用于根据所述时域信号和频域信号获取所述事件信号的时域特征和频域特征，重构所述频域特征和时域特征为一个数据包；特征模板构建模块，用于对所述数据包进行聚类分析，构建特征模板；判断模块，用于根据所述特征模板判断是否存在人为入侵

本发明的有益效果是：本发明在充分分析人类行为特征的基础上，提出一种基于时域去噪，频域滤波的信号识别新方法。在保证不漏报的情况下，收集绝大多数事件信号，通过时域去噪、频域滤波压缩提取具有代表性的频域特征，然后通过与聚类分析构建的各类事件模板进行相似性分析。本发明在保证识别时间和报警率的情况下，降低误报率，为光纤周界安防系统提供重要的支撑。

附图说明

图1是本发明光纤安防信号处理方法的流程图；

图2是步骤S500的流程图；

图3是步骤S700的流程图；

图4是本发明光纤安防信号处理系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

实施例1

首先对本发明的光纤安防信号处理方法做介绍，请参阅图1，本发明的安防信号处理方法在充分分析人类行为特征的基础上，提出了一种基于时域去噪，频域滤波的信号识别方法，收集绝大多数事件信号，通过时域去噪、频域滤波压缩提取具有代表性的频域特征，然后通过与聚类分析构建的各类事件模板进行相似性分析，从而判断是否发生入侵事件。

S100：获取光纤布控区域内光信号的相位差异。可以通过M-Z型干涉仪获取所述光信号的相位差异，使用M-Z型光纤周界安防系统实时反馈布控区域内的光信号。如果光信号相位出现异常波动，则认为有事件发生。