一种光纤栅栏探测系统

技术领域

本发明涉及安防技术领域，具体为一种光纤栅栏探测系统。

背景技术

光纤栅栏是一种高效的，防入侵光纤探测栅栏，用于电力、石油、智能小区等防入侵监测，该光纤栅栏防入侵系统代替了传统的物理围栏，增强保护能力，任何切割、拆除围栏的部件或整个围栏的行为，都能立刻被密封(不锈钢材质)内置的光电转换设备感知，该系统最独特，最显著的特点是任何入侵企图，哪怕仅仅拉弯一根栅栏，都能立刻被探测到，从而能够起到一个非常有效的探测防入侵的目的。

然而，现有的光纤栅栏隐蔽探测系统，其感应光纤虽然能够感应到入侵行为产生的振动，却难以对该入侵行为发生进行实质性的确认，从而在杂物或者生物覆盖，环境因素所导致的震动等，都有可能导致光纤发送警报信息，从而导致后台处理设备的工作量增大，难以及时的分别出警报的有效性，造成警报消息滞后，同时作为传感和传输所用的光纤一旦受损或被折断，则后续的入侵探测难以继续，给周界安防探测带来隐患。

发明内容

本发明提供了一种光纤栅栏探测系统，具备具有极高的隐蔽性和探测率以及极低的误报的有益效果，解决了上述背景技术中所提到难以对该入侵行为发生进行实质性的确认的问题。

本发明提供如下技术方案：一种光纤栅栏探测系统，包括防护栅栏、传输模块、防护模块、接收模块、处理模块以及供电模块，其特征在于：具体系统作用如下：

防护栅栏，所述防护栅栏为主载体，用于承载后续模块，且所述防护栅栏的两条栏杆之间的间距为200mm；

传输模块，所述传输模块用于对人群栅栏的行为进行探测，传输模块会将探测到的信号发送到接收模块记为信号数据一；

防护模块，所述防护模块用于对栅栏和传输模块提供防护，检测人为破坏和自然损坏行为，防护模块会将探测到的信号发送到接收模块并记为信号数据二；

接收模块，所述接收模块用于接收信号数据一以及信号数据二，并将二者发送至处理模块内；

处理模块，所述处理模块在接收到信号数据一后，对信号数据一分析并计算处理，获得报警信息YBJX，具体计算方式如下：

YBJX＝(P≥XYZ&&P≤DYZ)&&(T≥SJZ)丨丨(P>DYZ&&T≥SJZ)

式中P为实际值，该数据由信号数据一提供，实际值P代表传输模块实际检测到的压力变化数值，XYZ为最小阈值，该数据由信号数据一计算获取，最小阈值XYZ代表触发报警信息YBJX最小压力阈值，DYZ为最大阈值，该数据有信号数据一计算获取，最大阈值DYZ代表触发报警信息YBJX最大压力阈值，T为时间值，该数据由信号数据一计算+获取，时间值T代表传输模块实际被触发的时间，SJZ为时间阈值，该数据由信号数据一计算获取，时间阈值SJZ代表触发报警信息YBJX的时间阈值；

在获得报警信息YBJX后，处理模块会落实具体情况，并生成报警日志

处理模块在接收到信号数据二后，对信号数据二进行确认并提供维护意见，并生成登记日志；

供电模块，所述供电模块用于对系统提供运作必要的电能。

作为本发明所述光纤栅栏探测系统的一种可选方案，其中：所述传输模块包括若干个探测光纤，若干个所述探测光纤通过固定卡座均匀固定在栅栏顶部管路内，以提高其隐蔽性和稳定性。

作为本发明所述光纤栅栏探测系统的一种可选方案，其中：所述信号数据一还包括若干个压力记录信号JLY和若干个时间记录信号SJY；

所述压力记录信号JLY代表连续一个工作周期内，探测光纤所检测到的单次压力数值，分别记作JLY1、JLY2、JLY3、...、JLYn；

所述时间记录信号SJY代表连续一个工作周期内，探测光纤所检测到的单次触发压力检测的时间，分别记作SJY1、SJY2、SJY3、...、SJYn。

作为本发明所述光纤栅栏探测系统的一种可选方案，其中：所述最小阈值XYZ和最大阈值DYZ分别通过以下公式计算获取：

式中JLYZX为记录最小值，记录最小值JLYZX代表在压力记录信号JLY代表连续一个工作周期内最小的那个记录值；

中JLYDX为记录最大值，记录最大值JLYDX代表在压力记录信号JLY代表连续一个工作周期内最大的那个记录值；

式中n代表一个工作周期内的总记录次数。

作为本发明所述光纤栅栏探测系统的一种可选方案，其中：所述时间阈值SJZ通过以下计算方式获取：

式中n代表一个工作周期内的总记录次数。

作为本发明所述光纤栅栏探测系统的一种可选方案，其中：所述防护模块包括设置在防护栅栏上的若干个防剪线，当某个或多个防剪线受损后，会向接收模块发送电信号进行提示。

作为本发明所述光纤栅栏探测系统的一种可选方案，其中：所述处理模块包括计算单元和分析识别单元；

所述计算单元用于计算获取报警信息YBJX，所述分析识别单元用于区分单一探测光纤和单一防剪线的报警位置。

作为本发明所述光纤栅栏探测系统的一种可选方案，其中：所述供电模块包括常态供电电源和紧急备用电源；

所述常态供电电源用于对系统运行提供电力，所述紧急备用电源用于当常态供电单元故障失效后，紧急为系统运行提供电力。

作为本发明所述光纤栅栏探测系统的一种可选方案，其中：所述固定卡座包括底座，所述探测光纤设置在底座上，所述底座上设置有光纤夹，所述光纤夹通过螺栓与底座进行连接。

本发明具备以下有益效果：

1、该光纤栅栏探测系统通过布置在防护栅栏内的探测光纤，能够实时、隐蔽地监测人群栅栏的行为，传输模块对压力变化进行探测，而防护模块对栅栏和传输模块提供防护，检测人为破坏和自然损坏，系统根据收集到的信号数据一和信号数据二，结合计算单元和分析识别单元，可以准确计算压力变化，区分出报警位置，并在触发报警时生成报警日志，这种高效的安全防护系统可广泛应用于各种需要人群监测和栅栏保护的场所。

2、该光纤栅栏探测系统,具备多路供电模块，其中包括常态供电电源和紧急备用电源，常态供电电源确保系统正常运行，而紧急备用电源则提供在常态供电失效时的紧急供电保障，从而避免因电力故障导致的安全隐患，这种灵活的电力供应方案提高了系统的稳定性和可靠性，保证了系统能够持续地执行其监测和报警功能，即使在电力不稳定或突发电力故障的情况下也能够正常工作。

附图说明

图1为本发明系统流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1，一种光纤栅栏探测系统，包括防护栅栏、传输模块、防护模块、接收模块、处理模块以及供电模块，其特征在于：具体系统作用如下：

防护栅栏，所述防护栅栏为主载体，用于承载后续模块，且所述防护栅栏的两条栏杆之间的间距为200mm；

传输模块，所述传输模块用于对人群栅栏的行为进行探测，传输模块会将探测到的信号发送到接收模块记为信号数据一；

防护模块，所述防护模块用于对栅栏和传输模块提供防护，检测人为破坏和自然损坏行为，防护模块会将探测到的信号发送到接收模块并记为信号数据二；

接收模块，所述接收模块用于接收信号数据一以及信号数据二，并将二者发送至处理模块内；

处理模块，所述处理模块在接收到信号数据一后，对信号数据一分析并计算处理，获得报警信息YBJX，具体计算方式如下：

YBJX＝(P≥XYZ&&P≤DYZ)&&(T≥SJZ)丨丨(P>DYZ&&T≥SJZ)

式中P为实际值，该数据由信号数据一提供，实际值P代表传输模块实际检测到的压力变化数值，XYZ为最小阈值，该数据由信号数据一计算获取，最小阈值XYZ代表触发报警信息YBJX最小压力阈值，DYZ为最大阈值，该数据有信号数据一计算获取，最大阈值DYZ代表触发报警信息YBJX最大压力阈值，T为时间值，该数据由信号数据一计算获取，时间值T代表传输模块实际被触发的时间，SJZ为时间阈值，该数据由信号数据一计算获取，时间阈值SJZ代表触发报警信息YBJX的时间阈值；

在获得报警信息YBJX后，处理模块会落实具体情况，并生成报警日志

处理模块在接收到信号数据二后，对信号数据二进行确认并提供维护意见，并生成登记日志；

供电模块，所述供电模块用于对系统提供运作必要的电能。

所述传输模块包括若干个探测光纤，若干个所述探测光纤通过固定卡座均匀固定在栅栏顶部管路内，以提高其隐蔽性和稳定性。

本实施例中：该光纤栅栏探测系统以防护栅栏为基础，将传输、防护、接收、处理和供电模块有机地结合在一起，传输模块通过对人群栅栏行为的探测，能够及时感知潜在的入侵行为；

防护模块则保障栅栏和传输模块的完整性，检测破坏和损坏情况。这些模块的协同作用实现了多层次的安防保护，从而有效地减少了未经授权的进入和潜在的安全威胁。

传输模块通过对人群栅栏的压力变化进行探测，将信号数据一传送至接收模块。接收模块将信号数据一和信号数据二传送至处理模块，根据预设的最小阈值、最大阈值、时间阈值等计算公式，处理模块分析压力变化情况，并根据阈值生成准确的报警信息，这种精确的报警信息有助于快速响应和处理潜在风险，提高了系统的可靠性和响应性。

处理模块不仅能够分析压力变化并生成报警信息，还能够根据报警信息落实具体情况，生成报警日志，以便后续的安全分析和应急处理，此外，处理模块还能够对信号数据二进行确认，并提供维护意见，生成登记日志，从而在出现防护栅栏损坏等情况时，能够迅速定位问题并采取必要的维护措施。

供电模块作为系统的稳定运行基础，能够为各模块提供必要的电能。这种可靠的供电机制确保了系统不会因电力问题而中断运行，保障了系统的持续工作和安全防护能力。

光纤栅栏探测系统通过将多个模块有机结合，实现了综合性的安全防护和监测。系统能够及时检测潜在入侵行为，通过精确的阈值计算提供准确的报警信息，以及根据信号数据二提供维护意见，从而全面保障了目标区域的安全性。

此外，本系统具有极低的误报率：通过系统记录的逻辑公式对系统获取的检测结果进行计算，当攀爬或者翻越发生时，作用于栅栏顶盖上的压力达到最小阈值XYZ～最大阈值DYZ或压力大于最大阈值DYZ，且同时满足持续时间＞时间阈值SJZ时，系统才会触发报警，平常的触碰或者摇晃不会产生报警，可有效避免大风，大雨等恶劣天气的影响，没有活动部件，最大限度降低误报率。

由于光纤及防剪线都在栅栏内部，可以有效减少周围环境的腐蚀影响，光纤传感器在没有入侵行为发生时，处于自然全反射状态，栅栏本体可以防12级台风，自然寿命可达20年。

实施例2

请参阅图1，所述信号数据一还包括若干个压力记录信号JLY和若干个时间记录信号SJY；

所述压力记录信号JLY代表连续一个工作周期内，探测光纤所检测到的单次压力数值，分别记作JLY1、JLY2、JLY3、...、JLYn；

所述时间记录信号SJY代表连续一个工作周期内，探测光纤所检测到的单次触发压力检测的时间，分别记作SJY1、SJY2、SJY3、...、SJYn。

本实施例中：压力记录信号是系统中的核心数据之一，代表着连续一个工作周期内光纤探测到的单次压力数值，这些压力记录信号在系统运行期间不断积累，反映了栅栏周围环境的压力变化情况，通过对这些压力记录信号的分析，传输模块实际检测到的压力变化数值。

同时，最小阈值和最大阈值的计算也依赖于这些压力记录信号，从而确定何种压力变化情况将会触发报警信息。这些数据为系统的精准判断提供了重要的依据，保障了报警的准确性。

另一方面，时间记录信号则代表着连续一个工作周期内光纤探测到的单次触发压力检测的时间，这些时间记录信号记录了每次触发检测的时间点，提供了压力变化发生的时间轴信息，用以确定传输模块实际被触发的时间和时间阈值，这些数据的分析与比较，使得系统能够在判断压力变化是否超过阈值时考虑到时间因素，更为全面地评估风险。

信号数据一中的压力记录信号和时间记录信号在光纤栅栏探测系统中具有重要作用，通过这些数据，系统能够实时、准确地监测栅栏周围环境的压力变化，结合时间因素进行综合分析，从而判断是否需要触发报警信息。

实施例3

请参阅图1，所述最小阈值XYZ和最大阈值DYZ分别通过以下公式计算获取：

式中JLYZX为记录最小值，记录最小值JLYZX代表在压力记录信号JLY代表连续一个工作周期内最小的那个记录值；

中JLYDX为记录最大值，记录最大值JLYDX代表在压力记录信号JLY代表连续一个工作周期内最大的那个记录值；

式中n代表一个工作周期内的总记录次数。

本实施例中：该光纤栅栏探测系统通过计算最小阈值和最大阈值，能够更精确地判断是否发生了入侵事件，最小阈值代表在连续一个工作周期内压力记录信号的最小值，而最大阈值则代表连续一个工作周期内的最大值。通过对记录值的极值进行计算和比较，系统能够捕捉到微小的压力变化，从而更准确地判断是否有人或物体尝试逾越防护区域。

该系统的最小阈值和最大阈值计算方式能够适应不同环境和情况，环境的变化可能导致压力信号的波动，而通过根据工作周期内的总记录次数，结合最小和最大记录值，系统可以自动适应不同的背景噪声和环境变化，提高了系统在各种条件下的稳定性和可靠性。

最小阈值和最大阈值的计算方式有助于降低误报率，传统的阈值判断可能受到瞬时噪声的影响，容易产生误报，而通过考虑连续一个工作周期内的记录值范围，系统能够过滤掉短暂的噪声干扰，减少误报的可能性，提高了系统的可用性和用户满意度。

由于最小阈值和最大阈值的计算方式是基于连续一个工作周期的数据，系统能够实时地对压力变化进行分析，并快速做出响应，这种实时性能够在入侵事件发生时更迅速地触发警报和应急措施，有助于防止潜在的安全威胁。

最小阈值和最大阈值的计算方式在光纤栅栏探测系统中的应用，使得系统在入侵检测方面表现出色，通过结合多个工作周期内的数据，并利用极值计算，系统能够提供更加准确、可靠的安防监测，减少误报，降低漏报风险，保护目标区域的安全。

实施例4

请参阅图1，所述时间阈值SJZ通过以下计算方式获取：

SJZ＝

式中n代表一个工作周期内的总记录次数。

本实施例中：该系统的突出特征在于时间阈值的计算方式。时间阈值是指系统在连续监测过程中，通过分析一个工作周期内的总记录次数，从而确定入侵事件的可能性，这种计算方式能够更加精准地判断是否发生了异常情况。通过统计记录次数，系统能够区分正常活动与异常入侵，减少误报率，提高了安全性和可靠性。

传统的阈值判断可能会受到环境因素的影响，容易产生误报或漏报。而时间阈值的计算方式，通过统计记录次数，减少了环境因素的干扰，从而更准确地判断是否发生了入侵。

通过工作周期内的记录次数计算时间阈值，系统能够在更短的时间内实现对异常情况的响应，这对于紧急情况的处理至关重要，有助于避免潜在的安全风险。

时间阈值的计算方式具有一定的自适应性，能够根据不同环境和目标区域的特点进行调整，这使得系统更具灵活性，能够适应不同的安防需求。

通过基于记录次数的时间阈值计算，系统可以更好地分辨正常活动和潜在入侵，从而降低误报率，这有助于减少不必要的警报，提高了系统的可用性和用户满意度。

实施例5

请参阅图1，所述防护模块包括设置在防护栅栏上的若干个防剪线，当某个或多个防剪线受损后，会向接收模块发送电信号进行提示。

述处理模块包括计算单元和分析识别单元；

所述计算单元用于计算获取报警信息YBJX，所述分析识别单元用于区分单一探测光纤和单一防剪线的报警位置。

所述供电模块包括常态供电电源和紧急备用电源；

所述常态供电电源用于对系统运行提供电力，所述紧急备用电源用于当常态供电单元故障失效后，紧急为系统运行提供电力。

本实施例中：防护模块是光纤栅栏系统中的一个重要组成部分，其特点在于设置在防护栅栏上的多个防剪线，这些防剪线具有防止恶意剪断的功能。当某个或多个防剪线受到损坏时，系统会通过电信号向接收模块发送提示。这种设计能够迅速发现对防护栅栏的破坏行为，及时报警并提供实时警示，从而有效地防止潜在的入侵事件，保障安全环境。

处理模块是系统的核心部分，包括计算单元和分析识别单元。计算单元负责对获取的报警信息进行精确计算和分析，从而确保准确的警报，分析识别单元则具备区分单一探测光纤和单一防剪线的报警位置能力。这使得系统可以在发生报警时，精确定位入侵事件的具体位置，提供更加准确的警报信息，帮助安保人员更迅速地做出应对。

供电模块包括常态供电电源和紧急备用电源。常态供电电源用于系统的正常运行，确保系统持续稳定地工作，而紧急备用电源则是在常态供电电源故障失效的情况下，为系统提供紧急电力支持的关键机制。这种设计保证了系统的可靠性，即使在电力供应异常的情况下，系统依然能够维持运行状态，持续保障监测和报警功能的有效性。

系统通过防护模块的电信号提示机制增强了入侵事件的及时性报警；处理模块的计算和分析识别功能提升了报警的准确性和定位能力；供电模块的备用电源机制确保了系统的可靠性和持续稳定运行。这些特征的结合使得该系统能够在复杂多变的环境中高效工作，为安防领域带来了显著的技术进步和实用性。这种技术的应用前景广阔，为安全保卫领域带来了更多可能性。

实施例6

请参阅图1，所述固定卡座包括底座，所述探测光纤设置在底座上，所述底座上设置有光纤夹，所述光纤夹通过螺栓与底座进行连接。

本实施例中：所述光纤栅栏探测系统在技术要求中提及的固定卡座设计，为整个系统的性能和稳定性带来显著的有益效果，该固定卡座构建在底座上，将探测光纤牢固地安装在底座上，以确保光纤的准确布置和稳定运行。

固定卡座的设置保证了探测光纤的正确安装，光纤的精确布置对于探测系统的准确性至关重要，因为任何微小的变化都可能影响到探测结果。通过光纤夹的牢固连接，系统可以始终保持光纤的理想位置，确保探测信号的稳定和可靠。

这种设计提高了系统的抗干扰性。固定的光纤不易受外界干扰或振动的影响，从而降低了误报率，系统能够更精准地区分正常环境变化和潜在入侵行为，提升了系统的可靠性和效率。

固定卡座还有助于维护和维修，光纤夹的结构使得对光纤的检查、更换或维修变得更加便捷，无需对整个系统进行大规模的干预。这有助于降低维护成本和停机时间。

示例：

以某某安防公式为例，该公司采用本申请中所提及的光纤栅栏探测系统：

其中最小阈值XYZ设置为150N，最大阈值DYZ设置为300N，时间阈值SJZ为2秒，因此基于上述条件，系统通过记录的逻辑公式对报警信息YBJX进行计算，具体方式如下：

YBJX＝(P≥150&&P≤300)&&(T≥2)丨丨(P>300&&T≥2)

即：当栅栏格栅或者顶盖上的压力达到最小阈值150～最大阈值300或压力大于最大阈值300，且同时满足持续时间≥2秒时，系统才会触发报警。

而在实际使用过程中，当探测光纤检测到P为130，T为4，系统不会触发警报，当探测光纤检测到P为210，T为2，系统会触发警报。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。