振动光纤周界报警系统的介绍
光纤振动周界入侵报警系统的应用(资料)概要
RJ45接口
USB接口
RS485接口光纤接口FC/APC接口
工作条件工作电源220VAC/50Hz
仪器功耗最大50W
工作温度
处理器:-10℃~+55℃
光纤传感器:-
40℃~+70℃
工作湿度0~95%R.H
IP等级
处理器:IP43
光纤传感器:IP55
系统性能
1报警响应时间≦2S
等功能,完成对入侵行为的实时监控
安远光纤振动周界入侵探测系统ZFI系列
处理器
光纤传感器
传导光缆
传感光缆
管理平台
光纤入侵探测系统介绍安远ZFI-1000防区型产品
系统技术规格
测量原理迈克尔逊光纤干涉传感技术
技术指标
传输距离20Km
探测灵敏度10m/s2
防区数单机最大16个单防区最大探测长度1500m报警响应时间≦2S
t
T t
干涉信号
原
始信号
t
光源接收器
温度变化
光源接收器
去偏器
去偏器
t
T
干涉信号
t
原始信号
t温度变化
光源接收器
一般产品没有对温度变化引起的光波变化进行控制,导致干涉信号随外界温度变化而变化,如下图所示
安远公司通过专利保护的光波控制技术控制干涉信号在温度变化的环境下保持一致,原理结构如右图所示
安
远
技术
传统光纤振动产品误报频发
光纤振动是最佳周界入侵报警解决方案
适应各种自然环境体积小
探测灵敏度高
光信号通讯
施工简单
综合成本低
优秀的光纤振动产品必须能解决三大难题
振动光纤周界安防系统——一种新型安防系统在校园建设中的应用
振动光纤周界安防系统——一种新型安防系统在校园建设中的应用振动光纤周界安防系统是一种新型的安防系统，它是利用振动光纤作为感应体，来探测外界扰动并判别是否属入侵行为，发出报警信号的系统。
这是近年来在国际上发展起来的振动光纤应用新领域，它的技术门槛高，当今仅为少数国家所掌握，我国也有些高校进行了相应的技术开发。
由于振动光纤是无源的，不需要供电，使用安全；其铺设方便灵活，可以做到高隐蔽性，易于周围环境融于一体；这种振动光纤安防系统的误报和漏报明显优于常规的安防系统。
我校新江湾城校区是一个集教学、办公、学术会议、研究交流等一体的综合性校园，整体上存在对高新技术的应用需要。
校区周边目前尚有大量未开发场所和建设工地，外部人员繁杂，安防需求提高，对防护级别提出的新的要求。
同时，周界情况比较复杂，校园周界曲折，很多树木常覆盖在围墙上，红外对射探测器等常规装置不能发挥应有的作用。
而且，从新江湾校区周界建设的美观性考虑，也不允许对已建成的校园周界面貌有所损伤或进行破坏性的施工。
振动光纤周界安防系统具有一系列独特优点，为其安全需求提供了更加满意的解决方案。
２振动光纤周界安防系统原理及特点２．１工作原理基于振动光纤传感技术Ｈ刮的周界防入侵技术，是近年来随着振动光纤传感技术在工业领域内的应用而发展起来的，以振动光纤传感技术为基础的周界安防系统正成为周界安防技术领域中的一大亮点与热点。
它的显著特点是采用振动光纤作为感应器，来感受外界侵扰信息。
２．２特点及优势与传统的电传感器相比，振动光纤传感器在周界安防应用中具有明显的技术优势：①对外无信号辐射，防静电和雷击，防电磁和射频干扰，防雷达辐射；② 耐腐蚀，适于多种环境，工作温度-30℃～+70℃，使用寿命长达15年以上；③可以通过一条感应光缆构成分布式的振动光纤传感网络。
这些特点，使得周界安防工作得以进入一些以前不曾进入的领域，如大范围、长距离水中、地下布防；得以实现以前难以实现的技术目标，如卓越的抗干扰性能、对象模式识别功能，从而大幅度地提高现有周界整体的防入侵能力。
振动光缆周界入侵报警系统
振动光缆周界入侵报警系统系统的核心技术本系统的核心技术是“东大—华夏光子技术研究中心”（永大科技集团与东南大学联合组建）的留学归国专家在美国麻省理工学院（MIT)的研究成果基础上，集中了十多位博导、教授和博士生，经过数年攻关成功研发的“双光源全光纤扰动传感监测与定位”技术。
该技术采用双光源全光纤传感原理,利用一芯光纤对外界的任何微小扰动信号形成的震动波、压力波、声波进行感知；通过对光信号参数（振幅、频率、相位、偏振态）的调制，再经过对光信号的检出、传输以及光电信号的处理后，能准确检出扰动源状态，计算其位置，并进行扰动源的危害判断、模式识别后,做出处理方案选择。
此双光源技术的研究成功,成为我司全光纤监控预警系统的核心技术。
1。
1。
1 工作原理光纤传感包含对外界信号（被测量)的感知和传输两种功能。
所谓感知（或敏感），是指外界信号按照其变化规律使光纤中传输的光波的物理特征参量(如强度、波长、频率、相位和偏振态等)发生变化后，测量光参量的变化。
这种“感知"实质上是外界信号对光纤中传播的光波实施调制.外界扰动（如振动、弯曲、挤压等情况)对光纤中光通量的影响属于功能型光强调制。
该技术采用全光纤传感原理，利用一芯光纤对外界的任何微小扰动信号形成的震动波、压力波、声波进行感知;通过对光信号参数（振幅、频率、相位、偏振态）的调制，当经调制的光信号由激光器输进光纤时，探测器会接收到散射或反射光信号的参数（振幅、频率、相位、偏振态）。
若传感光纤没有受到任何扰动或光的传输没有变化，那么光信号的参数也将不发生变化；当传感光纤受到运动或振动的干扰时，光信号的传输模式就会发生变化.光纤中未受到任何扰动时光传播途径如图1：图1光纤中受到振动或运动扰动时光传播途径如图2：图2光纤中受到压力扰动时光传播途径如图3：图3运动、振动、压力都会导致形态被干扰而产生光信号振幅、频率、相位、偏振态的改变。
光电探测器对此改变进行探测，经过对光信号的检出、传输以及光电信号的处理后，能准确检出扰动源状态，计算其位置，并进行扰动源的危害判断,模式识别后，做出处理方案选择。
周界防范系统(震动光缆)要点
周界防范系统一、项目概述A酒店（项目信息）二、方案设计A酒店周界部分采用16防区振动光缆周界报警系统，周界总长X米，划分为16个防区，每个防区X米，防区内的光缆呈直线铺设在铁网上。
防区通过接续盒进行划分，接续盒与光缆之间需要熔接，每个防区的光缆的芯数各不相同，光缆采用普通单模通信光缆。
每个防区配置一台摄像机联动，当中心电脑发出报警时，摄像机能即时拍摄到警情发生的过程，及时保存入侵的现场资料，同时也可以即时排除误报情况。
此系列产品可推荐使用在以下恶劣环境：●地势高低不平，周界弯折多且角度或弧度过大，普通报警系统设防困难的场所；●山区、空旷地等易遭雷击处；●易燃易爆或有腐蚀物质的环境；●气温寒冷地区。
●周界附近供电困难的偏远地段。
三、系统介绍16防区光缆入侵信号采集报警系统是一种线缆式周界报警系统。
该系统使用光缆作为传感单元，利用计算机对数据进行采集和控制并实现长距离、大范围周界防区的探测，每防区的长度可达数百米至数千米。
系统根据实际应用的不同可分为围栏式和地埋式两种。
既可以应用于各种类型的铁艺、铁丝网、栅栏、围墙等地表围栏，也适用于草坪、砂砾层、地砖、地板、水泥地面、普通土壤下，其技术达到同类产品的国际先进水平。
系统采用一缆式结构，在周界保护范围不需铺设任何供电及通信线路，可广泛应用各种野外环境、边界线等不便铺设供电线路的场所，可为客户大大节约供电设备与线路的成本，并简化施工。
该系统采用光缆作为无源探测器，可适用于易燃易爆以及强电磁干扰等场所。
3.1系统特点：系统以普通通信光缆为感应单元，利用外界振动对光特性的改变实现长距离，大范围周界防区的探测。
采用光缆作为无源探测器，有效避免了雷电干扰，适用于易燃易爆以及强电磁干扰等场所。
适用于各种复杂地形，可实现对不规则周界防区的探测。
光缆具有较高的灵敏度，即可以直接铺设在各种铁网铁艺上，也可直接埋设在各种地面下，形成隐蔽的防护系统。
使用寿命长，维护费用低。
振动光纤报警系统
振动光纤报警系统
振动光纤简介
振动光纤是采用光纤光缆作为传感单元，接收现场振动信号并进行分析、处理和报警的整套系统。
按照功能分类可分为防区型和定位型振动光纤报警系统。
防区型振动光纤报警系统
防区型振动光纤报警系统是区域型报警系统，设备发出激光经过现场光缆回路返回到系统中，当外部有扰动后，激光在扰动处耦合了现场振动信号，经过干涉后发回主机，经过光电转换、数据采集、报警分析和识别产生报警信号，在电子地图上报警显示。
上图中为报警信号中耦合进了特定频率的振动信号，可以通过模式识别算法进行分析和模板库对比识别。
往往现场环境复杂多变，增加自学习功能，后期可以不断自行完善模式识别模板数据库，形成适合项目现场的独有数据模板，不断自我优化，减少误报。
定位型振动光纤报警系统是精确定位型报警系统，可实现报警位置定位和报警模式识别。
基本原理：激光器发出激光经过光路部分进入现场光缆中，当光缆受到外部振动时，部分带有现场振动信息激光沿着光缆返回，进过光路部分进入光电探测转换成电信号，对电信号进行数据采集分析产生报警，在电子地图上报警显示。
定位原理：激光在光纤中的速度v，激光发出到返回的时间t，可计算出位置L=v*t/2识别原理：返回的激光带有现场的振动信号，分析信号的强度、频率、相位变化等信息，对事件综合分析可采用瀑布图或是转成图片分析，所需数据量较大，相应事件略长。
定位型振动光纤报警系统处理基本的报警功能外还可以视频联动，根据报警位置联动附近已配置的摄像机，可实时获取报警位置图像信息，方便事件处理。
周界防范系统振动光纤产品主要技术指标
周界防范系统振动光纤产品主要技术指标本系统为基于振动传感器的周界围栏报警监控系统。
利用振动传感器与单片机的有效结合来判别是否有非法入侵事件。
通常情况下，利用一个振动传感器检测一段距离，并能够进行准确报警定位，定位精度为10 米左右，系统的关键是一旦有非法入侵行为能够及时进行报警，并且具有较低的虚报率和漏报率。
1) 单个振动传感器检测距离: 3m 系统中每个振动传感器的检测距离取决于监控区域的长度和围栏的材质，通常在3m 之间。
为了保证能够有效进行报警定位，在此设计中采用了不同电阻值与传感器相14 连。
2)系统响应时间: <1s 众所周知，对于周界安全防范系统，系统的报警响应时间是极其重要的参考指标。
一旦有非法入侵行为发生，持续时间通常都非常的短，因此快速响应对于监控系统是很重要的。
本系统采用自制的振动探头能够迅速检测振动信号，并由单片机迅速识别是否满足人为入侵行为特征，并进行及时报警，保证了系统响应时间在1s 之内。
3) 漏报率漏报率是指对于已经发生的入侵行为，却没进行报警的概率。
漏报率的出现和振动传感器的灵敏度密不可分。
因此在自制振动传感器时，我们精心挑取材料以及周详考虑设计结构以提高振动传感器的灵敏度。
在优化振动传感器使其到达最佳灵敏度后，由于应用的环境不同，需要设置合理的报警阈值，但是不可以将阈值设置的过低，这是因为过低的阈值会造成系统对外界环境抗干扰能力差。
因此，在保证不增加误报的情况下，设置合理的报警阈值，是改善系统漏报率的最佳途径。
4) 虚报率: <5% 虚报率是指对于没有发生的入侵行为，却进行报警的概率。
与漏报率相似，虚报率的出现和振动传感器的灵敏度同样密不可分。
首先，为了保证振动传感器具有较小的漏报率，往往把阈值设置得尽量高些，这样就造成系统很容易受到外界的干扰，从而产生虚报。
比如狂风、大雨、暴雪以及周围行驶的车辆都会引起围栏的持续振动，造成虚报。
为了减小虚报率，在保证灵敏度不变的情况下，对外界干扰进行功率谱分析、周期性分析等(第四章将进行系统分析研究)，利用滤波减少虚报率。
光纤振动探测报警系统原理
光纤振动探测报警系统原理
光纤振动探测报警系统是一种基于光学原理的安全监测系统，用于检测和报警周围环境中的振动或震动。
它利用光纤作为传感器来感知外部的振动变化，并将其转化为光学信号进行分析和处理。
该系统的主要原理是利用光纤的特性，即当光纤受到外部振动时，会引起光信号的相位或强度的变化。
系统中通常采用两种主要的测量方法：时间域反射（Time Domain Reflectometry，TDR）和频域分析（Frequency Domain Analysis）。
在时间域反射方法中，系统通过向光纤发送脉冲光信号，并测量光信号的反射时间和强度来确定振动的位置和幅度。
当光信号遇到振动点时，一部分光信号会反射回来，通过测量反射光的时间差和强度变化，可以确定振动源的位置和振动的强度。
在频域分析方法中，系统通过将光信号转化为频谱信号，并分析不同频率下的光信号强度来识别振动源的特征。
不同振动源产生的振动频率不同，通过对光信号频谱的分析，可以确定振动源的特征和位置。
光纤振动探测报警系统具有高灵敏度、快速响应、抗干扰能力强等优点，在安防监控、地震监测、管道泄漏检测等领域有广泛的应用。
周界防盗报警振动光纤、泄漏电缆、工作原理
周界入侵报警产品振动光纤、泄漏电缆特点及运用产品运用在重要建筑物的效果图脉冲电子围栏图振动光纤图泄漏电缆图产品特点●电绝缘。
光纤本身是电绝缘的，敏感元件也是电绝缘材料制作，具有良好的电绝缘性能，适用于高压供电系统。
●抗电磁场干扰。
这是光纤测量及其光纤传感器的及其独特的性能特征，因此光纤传感器特别适用于高压大电流、强磁场噪声、强辐射等恶劣环境中、能解决许多传统传感器无法解决的问题。
●非侵入性。
传感头可以做成电绝缘的，而且其体积可以做的很小，因此，它对电磁场是非入侵式的。
●高灵敏度。
利用光作为信息载体的光纤传感器的灵敏度很高，它是某些精密测量和控制的必不可少的工具。
●重量轻、体积小、外形可变。
重量轻、体积小是光纤本身固有的特性，而光纤柔软可绕的特性，则可用它构成外形各异尺寸不同的传感探头。
●动态范围大。
光纤传感器的载体是光，其频率高，传感器频带范围很宽，动态范围很大。
针对不同行业重要建筑物对安装周界入侵报警产品的要求。
北京三安古德科技发展有限公司做出了以下几种方案泄漏电缆周界入侵报警设备在天然气行业的运用目前,应用在已建天然气管道站场周界的安防技术如激光对射、微波对射、振动电缆等均存在着误报率高、防爆区内安装复杂、阶梯段状围墙无法实现防范无死角等缺陷。
中国石油西气东输管道公司启动了振动光光纤周界入侵报警系统试点项目。
选取不同地区的5 座天然气站场进行了振动光纤技术测试。
结合典型天然气站场围栏的形式,对振动光缆在各种形式围栏上的安装工艺进行了论述,做到布防无死角,防范无漏洞。
试验数据表明:振动光纤、泄漏电缆技术比其他安防技术误报率低、安装便捷,适用于各种形式的围栏, 可实现无死角的防范;振动光纤周界入侵报警设备在世博会的运用使用周界报警设备振动光纤、泄漏电缆的重要场所如世博会运用周界报警设备的原因：2010上海世博会园区核心区域陆地边界总长约为12公里，为了有效防范来自陆地边界非法入侵造成的安全风险，需要构建集实时监控及报警为一体的世博园区陆地电子围栏系统。
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光纤周界安防系统-种新型安防系统在校园建设中的应用
光纤周界安防系统是一种新型的安防系统, 它是利用光纤作为感应体来探测外界扰动并判别是否属入侵行为, 发出报警信号的系统。
这是近年来在国际上发展起来的光纤应用新领域, 它的技术门槛高, 当今仅为少数国家所掌握,我国也有些高校进行了相应的技术开发。
由于光纤是无源的, 不需要供电, 使用安全;
其铺设方便灵活, 可以做到高隐蔽性, 易于周围环境融于一体;
这种光纤安防系统的误报和漏报明显优于常规的安防系统。
我校区是一个集教学、办公、学术会议、研究交流等一体的综合性校园, 整体上存在对高新技术的应用需要。
校区周边目前尚有大量未开发场所和建设工地, 外部人员繁杂, 安防需求提高, 对防护级别提出的新的要求。
同时, 周界情况比较复杂, 校园周界曲折, 很多树木常覆盖在围墙上, 红外对射探测器等常规装置不能发挥应有的作用。
而且, 从校区周界建设的美观性考虑, 也不允许对已建成的校园周界面貌有所损伤或进行破坏性的施工。
光纤周界安防系统具有一系列独特优点, 为其安全需求提供了更加满意的解决方案。
光纤周界安防系统原理及特点
工作原理
基于光纤传感技术的周界防入侵技术, 是近年来随着光纤传感技术在工业领域内的应用而发展起来的,.
以光纤传感技术为基础的周界安防系统正成为周界安防技术领域中的一大亮点与热点。
它的显著特点是采用光纤作为感应器, 来感受外界侵扰信息。
光纤周界是通过干涉结构来实现扰动信息的获取。
传感缆和反射镜、全光纤干涉模块共同构成一干涉结构。
光从全光纤干涉模块的输入端口进入, 经光纤干涉模块处理后的光输入到传感缆上,.
在传感缆的末端经反射镜反射后, 重新进入传感缆, 最后回到全光纤干涉模块。
该干涉模块是由光无源器件构成。
经不同光路到达干涉模块输出端口的光在此汇合,发生干涉, 输出端口的光强随着相互干涉的光之间相位差的变化而变化。
当有外界扰动作用在传感缆上时, 就会引起干涉光波之间相位差的变化。
光纤周界系统工作原理
感应缆对外界扰动的感应能力是通过光纤的/弹光0效应实现的。
当光纤受到外界扰动时,弹光0效应使在光纤中传输的光波的光程发生变化, 从而引起相位变化。
特点及优势与传统的电传感器相比, 光纤传感器在周界安防应用中具有明显的技术优势
对外无信号辐射, 防静电和雷击, 防电磁和射频干扰, 防雷达辐
射;耐腐蚀, 适于多种环境, 工作温度- 30~ + 55 bC, 使用寿命长达20年以上; 可以通过一条感应光缆构成分布式的光纤传感网络。
这些特点, 使得周界安防工作得以进入一些以前不曾进入的领域, 如大范围、长距离水中、地下布防;得以实现以前难以实现的技术目标, 如卓越的抗干扰性能、对象模式识别功能, 从而大幅度地提高现有周界整体的防入侵能力。
光纤既作为信息传送的载体与介质, 又作为一种传感器而存在.当外界干扰作用于光纤时, 光纤传输的光的部分特性也会随之相应的变化。
通过专门的光路构建和信号解调技术就能有效的监测光的特性(即衰减、相位、波长、极化、模场分布和传播时间) 变化,.
进而达到监控外界的触发事件, 如: 张力、位移、损坏、振动、冲击、声波、温度、负载等。
针对光纤周界安防领域, 国内高校如西安交通大学、复旦大学、华中科技大学等也陆续开展了研究工作, 目前取得了一些令人瞩目的进展。
而我们采用的全光纤周界入侵报警系统为复旦大学光纤研究中心所开发,.
它是基于分布式光纤传感网络技术的安全防范技术,.
利用白光干涉、光纤传感和光通信等高科技技术构建的安全报警系统,对威胁公众安全的突发事件进行监控和警报的现代防御体系。
目前, 该系统已在国内开始实施, 初步得到了成功的应用。
以国内某军用机场为例, 根据其长距离大范围的周界特点和军事
设施的重要性,敷设方式采用埋地和固着于围栏两种方式为主, 简单方便, 形成有效的两道防线, 使用数月, 各项指标较理想。
设计要点
1、分层设置根据校园围墙内各区域建筑设备的重要性、灵敏性和脆弱性, 分区分层设置系统参数, 以最低的成本达到全防护的目的。
2、可靠性从系统的稳定性及性能价格比的角度考虑, 系统的主要部分:传感设备, 采用了在多个领域获得广泛应用, 可靠性和稳定性得到保证的光纤、光缆, 这样就保证了整个系统的可靠性。
在主机构成中, 大量使用光纤无源器件, 极大避免了电磁干扰。
3、模块化和开放式设计
系统在软件和硬件两个层面均采用了模块化的架构, 便于系统的升级、扩展和维护.同时, 系统采用了开放式架构, 因此, 将来完善、扩展功能时, 无需替换现有设备, 只需软件升级或主机添加新的模块化硬件, 从而保证了系统功能的持续发展。
4、可维护性
系统采用单根光纤(光缆)实现了整个周界的安防工作, 为系统的维护带来了极大的便利性。
与其他采用多个分立传感头的安防方案相比, 等于用一个部件代替了数百个部件, 因此平均故障时间大大降低。
同时, 光纤(光缆)故障查找和维护完全利用成熟的通讯行业技术。
即便出现断点, 采用OTDR和融接机结合的手段, 排障迅速, 恢复后几乎没有影响。
同时, 光纤不受天气、季候、温度影响, 耐腐蚀、抗电磁干扰, 较之其他基于金属或电传感器的安防设备, 极大降低了维护率。
一、系统的实施
1 、系统结构及功能新江湾校区一期的周界报警系统由前端探测器
2、光纤围栏和控制中心主机组成。
光纤围栏是由光纤通过特定方式敷设、掩埋或架设在校园周界, 构成报警探测器。
其中光纤既作为各种扰动信号的传感器, 又作为信号传输到主机的传输线路, 从而保证侵入信号实时、有效、快速地传输的控制中心。
信号传输通过光纤进行, 在通讯保密性、耐腐蚀、防电磁干扰、传输距离等多方面全面优于电缆, 具有极高的安全性和可靠性。
3 、光纤安防系统周界敷设方式该系统采用Labview系统, 构建虚拟仪器和最新的数字处理技术。
不但可以实时监测, 而且可以正确过滤由于风、小动物跑动和火车汽车经过所引起的干扰,。
其技术指标体现三大基本功能上。
( 1) 侵入监测。
该功能实质包括探测侵入行为和识别侵入行为两方面。
如果有人企图跨越被周界, 则将对光纤内传输光束产生扰动, 扰动信号通过同一根光纤传输至位于控制中心的系统主机,。
经过后端分析识别后, 判断为人员侵入则触发报警。
该系统特点之一在于可在后端灵活调节系统灵敏度, 因此, 极大降低
了侵入行为的漏报率。
如有小动物经过, 或刮风、下雨等, 系统可以根据扰动信号特征作出无害判断, 不会发出报警信号, 极大地降低了误报率。
( 2) 侵入定位。
系统采用物理分区的方法, 即各防护区之间的感应光缆互不相连, 在有威胁侵入行为发生时,相应区域的感应缆会感应到扰动信号, 会触发相应区域的报警。
从而便于安保人员目标明确地及时采取有效措施, 制止侵入行为后续事件发生。
( 3) 局部区域语音监听。
对于高危区域, 系统可对局部区域实现语音监听和记录。
该功能完全无需采用电或金属的传感器, 仅用光纤即可实现, 丰富了用单一光纤实现的安防系统的功能和防护等级。
此外, 根据特定区域具体需要, 系统可与各种音响、声光报警装置实现联动功能,在监测、识别、定位侵入行为后, 启动报警装置, 威慑、制止侵入行为, 同时, 联动相应位置视频摄像头, 追踪侵入对象。
4. 系统的实测信号
当作用在感应缆上的扰动信息不同时, 系统获得相应的光强变化信号。
随扰动的不同, 信号表现出不同的特征。
图4所示的是系统获得的一些典型信号特征。
一种新型安防系统在校园建设中的应用很明显, 这些信号携带有扰动源独特的信息特征。
系统从时域、频域上对信号进行分析, 并通过
一定的算法, 提取出相应的独特信号特征,据此判断是否属侵扰信号, 系统是否发出报警信息。