[发明专利]光纤周界安全管理系统及其模式识别方法

权利要求书

1.一种光纤周界安全管理系统，其特征在于，该系统包含：

一光源；

一复用系统，该复用系统的输入端采用光纤与光源连接，该复用系统起到光纤通道复用的作用；

一光纤传感器阵列，该光纤传感器阵列的输入端采用光纤与复用系统的输出端连接，该光纤传感器阵列包含多个串连连接的地震动传感器，敏感外界侵入事件所引起的地震动信号，可以实现远距离多点监测；

一解调系统，该解调系统的输入端与复用系统的输出端连接，把光信号转化成电信号，并恢复出光纤传感器阵列所敏感的外界物理量的变化；

一信号处理与模式识别系统，该信号处理与模式识别系统的输入端与解调系统的输出端连接，对解调系统输出的信号进行处理并识别；

一报警管理系统，该报警管理系统的输入端与信号处理与模式识别系统的输出端连接，根据信号处理与模式识别系统的输出结果进行报警，管理和外界的通信。

2.如权利要求1所述的光纤周界安全管理系统，其特征在于，其中所述的信号处理与模式识别系统包含：

一光电转换模块，该模块输入端通过光纤与复用系统的输出端连接，把光信号转化成电信号；

一数模转换模块，该模块输入端与光电转换模块输出端相连接，把模拟电信号转化成数字电信号；

一多数字信号处理板模块，该模块输入端与数模转换模块输出端连接，接收来自数模转换模块的信号并进行运算处理，恢复出由多个光纤传感器所探测到的地震动信号，并对地震动信号进行处理和识别。

3.如权利要求1所述的光纤周界安全管理系统，其特征在于，其中所述的报警管理系统包含：

一总线，负责多数字信号处理板与主机之间的通信；

一主机，作为光纤周界安全管理系统的运算核心；

一侵入日志数据库，通过用户界面接口与主机进行通信，记录周界中侵入日志；

一特征数据库，通过用户界面接口与主机进行通信，记录周界安全中各种入侵事件特征；

一通信模块，该模块通过主机进行管理，负责与外界的通信；

一用户界面，该用户界面是基于主机上的人机交互界面，系统管理人员可以通过该界面对光纤周界安全管理系统进行配置。

4.如权利要求3所述的光纤周界安全管理系统，其特征在于，其中所述的侵入日志数据库包含：侵入时间、侵入事件的类型、侵入事件发生的地点。

5.如权利要求3所述的光纤周界安全管理系统，其特征在于，其中所述的特征数据库包含：

侵入事件所引起的地震动原始信号；

经过特征提取后的不同侵入事件的特征量。

6.如权利要求3所述的光纤周界安全管理系统，其特征在于，其中所述的通信模块包含如下特征：

一个串口可以实现报警日志的传输，与其它安防方式，利用视频、红外进行融合，进行通信和结果融合；

通过以太网口直接与局域网相连，具有远程登录和管理功能；

以实现侵入事件地震动信号远程实时传输。

7.一种光纤周界安全管理系统的模式识别方法，该方法采用权利要求1所述的系统，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：信号输入步骤，该步骤是接收解调系统所恢复出的侵入信号；

步骤2：信号预处理步骤，该步骤对信号输入步骤的信号进行去噪的预处理；

步骤3：特征提取步骤，该步骤通过对信号的变换和统计，提取出不同侵入事件的本质属性，为进一步的识别做好准备；

步骤4：分类器的设计步骤，该步骤构造对侵入信号分类所使用的分类器模型；

步骤5：学习步骤，该学习步骤包含在特征提取步骤和分类器设计步骤之间，对特征库中不同事件的特征参量，不断的输入到已经设计好的分类器中，当分类性能达到最好时，学习步骤完成，这时，保存已经学习好的分类器参数；

步骤6：输出结果，该步骤给出侵入事件所发生的类型。

8.如权利要求7所述的光纤周界安全管理系统的模式识别方法，其特征在于，其中所述信号预处理步骤包含以下步骤：

信号的分帧、加窗步骤，该步骤负责对连续侵入信号分成若干个数据帧，以满足进一步处理、识别的需要；

信号的去噪步骤，该步骤负责去除外界噪声的影响，改善侵入信号的信噪比，提高系统的探测和识别准确率；

侵入信号的探测步骤，该步骤对去噪后的信号进行探测，以确定该信号是否表示已经有侵入事件发生。