基于光纤光栅传感系统的入侵信号识别

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1、万方数据骀固∞中文核心期刊基于光纤光栅传感系统的入侵信号识别李惠芳t．-，印新达2，刘简2，张翠2，陈园：(1．武汉邮电科学研究院。武汉430080；2．武汉理工光科股份有限公司。武汉430080)摘要：介绍了一种基于光纤光栅传感器的周界检测系统中的信号处理方法，即时频数据分析法。在时域信号分析的基础上，通过将时域信号进行频域转换来进行入侵信号的模式识别及分析，并利用MATLAB仿真计算结果加以验证。试验结果表明该方法可以提升系统识别不同的入侵行为的能力，解决了纯时域分析下难实现的模式识别问题．关键词：光纤光栅振动传感器；周界安防；模式识别中图分类号：

2、1胛5l文献标识码：A文章编号：1002—556l(2012)02-0012一03IntrUSjOnSignaIreCOgnitiOnbaSingOnOptiCaIfiberBragggratingVibratiOnSenSOrLJHIm胁g1tⅥNX函．da1，L几r以蜘2，狙ANGCⅥ2，a．砸Nyllan2(1．WuhanI沁searchhlstituteofPosts&Telecommunications，W、man430070，Chilla：2．Wuh锄WUTOSCO．，Limited，Wuh孤430070，China)Abst陀ct：Thi

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6、re跚l协al∞areproVedbyuSiIlgMATLABsimulation．1'hisTime—Fre-quency赳埝l舛icalmethodrcSolVespatt锄recognitionprobl锄t11atexistsinmepuretime鲫吼lysis．KeywOrds：FBG、，ibrationsen∞r；pe确眦tersaf．e锣；pa傲釉．rccognition．0引言在一些重要的区域．如机场、军事基地、政府机关、高档小区、发电厂、油库等，为防止非法入侵和各种破坏活动．有必要安装智能周界探测报警系统。随着光纤传感技术的发展．已

7、有多种类型的光学传感器应用于周界探测。如利用波长解调信号的准分布式布拉格光纤光栅传感系统【11．利用干涉原理的相位型分布式Sagnac干涉光纤传感器系统【2】和MZ型光纤振动探测系统f31等。与一般的电子围栏防卫相比，光纤周界监测具有灵敏性高、抗电磁干扰性能好和适合长距离铺设等优点。但每种周界安防系统都存在一定程度的误报和漏报．如何降低误报率和漏报率成为此类系统成功的关键点和难点．本文重点介绍一种时频结合的算法来减低光纤光栅周界传感系统中的误报率。收藏日期：20ll棚-27。作者简介：李惠芳(1986一)．女．硕士生。主要研究方向为光纤光栅传感系统数据

8、处理。电子邮箱；lihuifjl唱1130@163．o哪⑥兜氡信截带2012年第2期1光纤光栅周界入侵警报系统原理及构成醐本文采用的光纤光栅振动传感器是利用光纤光栅中固定质量块m的简单模型制成．当传感器置于振动环境中受到振动时，Bra职光栅将在质量块m的应力作用下产生拉伸或缩短变化。因此FBG反射光谱也将有同振动相一致的变化．振动频率高则光谱的变化越快，振动幅度强则波长变化的范围大。光纤光栅周界安防系统由光纤光栅振动传感器、光纤光栅解调器和数据处理服务器3部分构成。其中光纤光栅振动传感器是系统的传感单元．其利用光纤光栅传感特性。感知外界振动参量的变化．

9、转化为传感器波长的变化，从而获取外界待测参量：光纤光栅解调器的核心功能是对传感信号进行数据采集及处理．同时通过接口将信号传递给上端的服务器。数据处理服务器负责实时接收解调器输出的波长值．然后对波长值进行信号处理．最后对分析出的报警情况做出相应的处理。其中，报警策略是影响整个系统误报率和漏报率的核心技术之一．下节通过具体实验数据及MATLAB仿真来讨论信号处理的方案。万方数据骀圉∞2实验搭建我们根据光纤光栅周界的系统架构进行实验平台的搭建。为了达到真实的实验效果。将实验搭建在某公司围栏上。将光栅封装成缆后固定在一根钢管内，将钢管用支架固定在此围栏上。该围

10、栏高2．4m，宽为3．2m。同时选用频率为200Hz的光纤光栅解调器进行传感信号波长的解调，解