【摘 要】
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随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,国家对基础设施建设投入力度较大,因此对特定场所的安全防范工作变得尤为重要。近年来,分布式光纤振动传感技术迅速发展,因其测量距离长、本质安全、抗电磁干扰能力强等优势,被广泛应用于轨道交通、油气管线、周界安防等领域。基于前向光干涉原理的安防技术可实现振动信号检测,但系统具有监测范围小、成本高等局限性,因此对传统的周界安防系统提出了更高的要求。本系统以Sa
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随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,国家对基础设施建设投入力度较大,因此对特定场所的安全防范工作变得尤为重要。近年来,分布式光纤振动传感技术迅速发展,因其测量距离长、本质安全、抗电磁干扰能力强等优势,被广泛应用于轨道交通、油气管线、周界安防等领域。基于前向光干涉原理的安防技术可实现振动信号检测,但系统具有监测范围小、成本高等局限性,因此对传统的周界安防系统提出了更高的要求。本系统以Sagnac干涉原理为基础,分别搭建了分光型与基于多频相位生成载波技术的光纤振动传感结构,两种结构均可实现长距离、大范围的多防区安防监测,并可对振动信号进行还原。主要分为以下几个方面:（1）在分光型光纤振动传感结构中,利用分路器实现多通道振动检测。并结合ARM的成本低、功耗低等优势,设计采用ARM内核的STM32F407微控制器作为数据采集系统的主控器,通过主控器的灵活静态存储控制器（Flexible static memory controller,FSMC）地址映射关系,分别设置A/D模块与USB模块的映射基地址,采用DMA传输方式实现数据高效传输,提高了安防系统的响应性能,可对入侵行为实时检测。（2）在基于多频相位生成载波技术的光纤振动传感结构中,提出多频相位生成载波技术,通过频分复用可实现多个子系统共用干涉结构,降低了系统干涉光路的复杂性。并由多频相位生成载波解调实验可得,解调系统平均信噪比为27.3 d B,谐波失真比为8.22%。（3）开发了基于Qt的上位机监控软件。根据系统需求,设计了上位机软件的所需功能,实现了对安防系统的运行控制。并以官方开放API为基础,调用视频监控与企业微信平台接口,实现了对入侵事件的高效预警。（4）通过两种结构的对比实验对所搭建系统分别进行振动感知、模拟入侵等测试,并实现分光型结构系统的集成化设计。结果表明,基于ARM的分光型光纤周界安防系统可实现多防区光纤振动检测,及时对入侵事件进行预警并推送给用户。并提出一种基于多频相位生成载波技术的光纤周界安防系统,为安防领域提供了一种新的优化方案。
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