一种多路萨格奈克干涉型结构的防区防盗预警及定位系统

技术领域

本发明涉及分布式光纤传感技术领域，具体为一种多路萨格奈克干涉型结构的防区防盗预警及定位系统。

背景技术

我国是历史悠久的文明古国，古墓、石刻等文物数量多，分布范围广，防护难度大。现有的一些安防手段都存在一定缺陷，诸如红外对射和微波报警方法要直接布设传感器，受地形影响大，只能用于较开阔且防区面积小的地区；视频监控系统需全天候供电，功耗大且容易产生监控死角，而且易受电磁干扰。因此古墓文物被盗的案件时有发生，大量的珍贵文物被破坏或者被盗走，给国家造成了巨大的损失。

近年来，分布式光纤传感技术由于具有多点检测、铺设简单、抗电磁干扰、耐液体腐蚀等优势，在易燃易爆、地下管道等恶劣环境中有着广泛的应用前景。其中，基于萨格奈克干涉的分布式光纤检测装置具有搭建成本低，检测灵敏度高等优点，可实现对防区内入侵信号的实时监测。但传统的分布式光纤检测装置无法对防区的入侵进行精准定位，而且由于探测的信号噪声较大，信噪比低等缺陷，使其在实际应用中存在较大问题。

发明内容

本发明提供了一种多路萨格奈克干涉型结构的防区防盗预警及定位系统，将光纤按嵌套环结构铺设，可实现大范围的实时监控，最大限度的避免盲区，防止漏报、减少误报。本发明采用多路萨格奈克干涉型系统，克服了传统的基于萨格奈克干涉的分布式光纤振动检测装置的缺陷，单路防盗解调系统内改进传统的萨格奈克干涉光路，并通过互相关时延估计运算，实现古墓群内地下盗掘、人员入侵信号的实时监测及精准定位，能跟踪入侵人员行动轨迹，采取相应安防措施，弥补了现今安防技术对于地下活动监控的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多路萨格奈克干涉型结构的防区防盗预警及定位系统，包括多个结构相同的单路防盗解调系统、行动轨迹存储模块、光纤终端盒、对应每一单路防盗解调系统的多个防区；

每一所述单路防盗解调系统包括：半导体激光器、隔离器、第一光纤耦合器、第一光纤多路耦合器、第一延迟光纤、第二光纤耦合器、第一引导光纤、第三光纤耦合器、第一法拉第旋转镜、第一光纤接头、第一光电探测器、第二光纤多路耦合器、第二延迟光纤、第四光纤耦合器、第二引导光纤、第五光纤耦合器、第二法拉第旋转镜、第二光纤接头、第二光电探测器、互相关运算模块、时延估计运算模块、防区定位判断模块和防区定位存储模块；其中，所述半导体激光器的输出端连接隔离器的输入端，隔离器的输出端连接第一光纤耦合器的输入端a；第一光纤耦合器的输出端b连接第一光纤多路耦合器的输入端a；第一光纤多路耦合器的端口d经第一延迟光纤后连接到第二光纤耦合器的端口a；第一光纤多路耦合器的端口f连接第二光纤耦合器的端口b；第二光纤耦合器的端口c经第一引导光纤后连接到第三光纤耦合器的端口a；第三光纤耦合器的端口b连接第一法拉第旋转镜；第三光纤耦合器的端口c连接第一光纤接头，作为单路防盗解调系统的端口x；第一光纤多路耦合器的输出端c连接第一光电探测器的输入端；第一光纤耦合器的输出端c连接第二光纤多路耦合器的输入端a；第二光纤多路耦合器的端口d经第二延迟光纤后连接到第四光纤耦合器的端口a；第二光纤多路耦合器的端口f连接第四光纤耦合器的端口b；第四光纤耦合器的端口c经第二引导光纤后连接到第五光纤耦合器的端口a；第五光纤耦合器的端口b连接第二法拉第旋转镜；第五光纤耦合器的端口c连接第二光纤接头，作为单路防盗解调系统的端口y；第二光纤多路耦合器的输出端c连接第二光电探测器的输入端；第一光电探测器的输出端连接互相关运算模块的端口a；第二光电探测器的输出端连接互相关运算模块的端口b；互相关运算模块的端口c连接时延估计运算模块的输入端；时延估计运算模块输出端连接防区定位判断模块的输入端；防区定位判断模块输出端连接防区定位存储模块的输入端，防区定位存储模块的输出端作为单路防盗解调系统的z端口；

所述单路防盗解调系统的端口x、端口y均与光纤终端盒连接，光纤终端盒连接所述单路防盗解调系统对应防区的输入端，防区的输出端连接光纤终端盒；单路防盗解调系统的端口z连接行动轨迹存储模块。

其中，单路防盗解调系统设置为8个，分别为第一单路防盗解调系统-第八单路防盗解调系统；对应的防区设置为8个，分别为第一防区-第八防区；

其中，所述第一单路防盗解调系统的端口x连接光纤终端盒的端口a1，第一单路防盗解调系统的端口y连接光纤终端盒的端口a2，光纤终端盒的端口a3连接第一防区的输入端，第一防区的输出端连接光纤终端盒的端口a4，第一单路防盗解调系统的端口z连接行动轨迹存储模块的端口a；

所述第二单路防盗解调系统的端口x连接光纤终端盒的端口b1，第二单路防盗解调系统的端口y连接光纤终端盒的端口b2，光纤终端盒的端口b3连接第二防区的输入端，第二防区的输出端连接光纤终端盒的端口b4，第二单路防盗解调系统的端口z连接行动轨迹存储模块的端口b；

所述第三单路防盗解调系统的端口x连接光纤终端盒的端口c1，第三单路防盗解调系统的端口y连接光纤终端盒的端口c2，光纤终端盒的端口c3连接第三防区的输入端，第三防区的输出端连接光纤终端盒的端口c4，第三单路防盗解调系统的端口z连接行动轨迹存储模块的端口c；

所述第四单路防盗解调系统的端口x连接光纤终端盒的端口d1，第四单路防盗解调系统的端口y连接光纤终端盒的端口d2，光纤终端盒的端口d3连接第四防区的输入端，第四防区的输出端连接光纤终端盒的端口d4，第四单路防盗解调系统的端口z连接行动轨迹存储模块的端口d；

所述第五单路防盗解调系统的端口x连接光纤终端盒的端口e1，第五单路防盗解调系统的端口y连接光纤终端盒的端口e2，光纤终端盒的端口e3连接第五防区的输入端，第五防区的输出端连接光纤终端盒的端口e4，第五单路防盗解调系统的端口z连接行动轨迹存储模块的端口e；

所述第六单路防盗解调系统的端口x连接光纤终端盒的端口f1，第六单路防盗解调系统的端口y连接光纤终端盒的端口f2，光纤终端盒的端口f3连接第六防区的输入端，第六防区的输出端连接光纤终端盒的端口f4，第六单路防盗解调系统的端口z连接行动轨迹存储模块的端口f；

所述第七单路防盗解调系统的端口x连接光纤终端盒的端口g1，第七单路防盗解调系统的端口y连接光纤终端盒的端口g2，光纤终端盒的端口g3连接第七防区的输入端，第七防区的输出端连接光纤终端盒的端口g4，第七单路防盗解调系统的端口z连接行动轨迹存储模块的端口g；

所述第八单路防盗解调系统的端口x连接光纤终端盒的端口 h1，第八单路防盗解调系统的端口y连接光纤终端盒的端口h2，光纤终端盒的端口h3连接第八防区的输入端，第八防区的输出端连接光纤终端盒的端口h4，第八单路防盗解调系统的端口z连接行动轨迹存储模块的端口h。

区别于现有技术，本发明将光纤按嵌套环结构铺设于防区，可实现大范围的实时监控，最大限度的防止漏报、减少误报；同时，在单路防盗解调系统内改进传统萨格奈克干涉光路，通过互相关运算和时延估计运算可实现防区入侵的实时监测与人员准确定位；本发明通过多防区定位可实现入侵人员行动轨迹追踪，并将行动轨迹记录存储，可对防区入侵目标预警，整个系统布设方便灵活、隐蔽性强、结构简单、性价比高、抗电磁干扰能力强、安防等级高。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明提供的一种多路萨格奈克干涉型结构的防区防盗预警及定位系统的结构示意图。

图2是本发明提供的一种多路萨格奈克干涉型结构的防区防盗预警及定位系统中单路防盗解调系统的结构示意图。

图中，1、半导体激光器；2、隔离器；3、第一光纤耦合器；4、第一光纤多路耦合器；5、第一延迟光纤；6、第二光纤耦合器；7、第一引导光纤；8、第三光纤耦合器；9、第一法拉第旋转镜；10、第一光纤接头；11、第一光电探测器；12、第二光纤多路耦合器；13、第二延迟光纤；14、第四光纤耦合器；15、第二引导光纤；16、第五光纤耦合器；17、第二法拉第旋转镜；18、第二光纤接头；19、第二光电探测器；20、互相关运算模块；21、时延估计运算模块；22、防区定位判断模块；23、防区定位存储模块构成；24、第一单路防盗解调系统；25、第二单路防盗解调系统；26、第三单路防盗解调系统；27、第四单路防盗解调系统；28、第五单路防盗解调系统；29、第六单路防盗解调系统；30、第七单路防盗解调系统；31、第八单路防盗解调系统；32、行动轨迹存储模块；33、光纤终端盒；34、第一防区；35、第二防区；36、第三防区；37、第四防区；38、第五防区；39、第六防区；40、第七防区；41、第八防区。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步的详细说明。应当理解，此外所描述的具体实施例仅用以解释本发明，但并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都将属于本发明保护的范围。

参阅图1，本发明提供了一种多路萨格奈克干涉型结构的防区防盗预警及定位系统，包括多个结构相同的单路防盗解调系统、行动轨迹存储模块32、光纤终端盒33、对应每一单路防盗解调系统的多个防区；

每一所述单路防盗解调系统包括：半导体激光器1、隔离器2、第一光纤耦合器3、第一光纤多路耦合器4、第一延迟光纤5、第二光纤耦合器6、第一引导光纤7、第三光纤耦合器8、第一法拉第旋转镜9、第一光纤接头10、第一光电探测器11、第二光纤多路耦合器12、第二延迟光纤13、第四光纤耦合器14、第二引导光纤15、第五光纤耦合器16、第二法拉第旋转镜17、第二光纤接头18、第二光电探测器19、互相关运算模块20、时延估计运算模块21、防区定位判断模块22和防区定位存储模块23。

如图2所示，在每一单路防盗解调系统中，半导体激光器1发出中心波长1550nm的激光信号，进入到隔离器2的输入端，隔离器2使光只能单方向传输，提高光波传输效率；经过隔离器2的激光信号进入第一光纤耦合器3的端口

在本发明中，单路防盗解调系统设置为8个，分别为第一单路防盗解调系统24-第八单路防盗解调系统31；对应的防区设置为8个，分别为第一防区34-第八防区41；

如附图1所示，第一单路防盗解调系统24的端口

第二单路防盗解调系统25的端口

第三单路防盗解调系统26的端口

第四单路防盗解调系统27的端口

第五单路防盗解调系统28的端口

第六单路防盗解调系统29的端口

第七单路防盗解调系统30的端口

第八单路防盗解调系统31的端口

下面以第一防区34的

当第一防区34的

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。