[发明专利]室外设施人为破坏在线监测报警系统

权利要求书

1.一种室外设施人为破坏在线监测报警系统，由传感器、信号放大与数据采集模块、信号处理模块和一个通信系统构成；传感器产生的信号经信号放大与数据采集模块放大和采样量化为数字信号之后，送到信号处理模块进行实时处理，当处理过程中发现存在人为破坏性信号时，即产生报警信号，并通过通信系统传送到检测中心；其特征在于：

(1)所述传感器采用振动传感器，安装在欲保护设施之上振动传导较好的部位；

(2)所述信号处理模块，由短时信号能量实时计算和门限法判决单元、振动激励信号特征提取和激励类型模式识别单元和报警信号产生单元构成；采用数字信号处理器或单片计算机或现场可编程门阵列(FPGA)芯片实现；由传感器、信号放大与数据采集模块送来的数字信号，在短时信号能量实时计算和门限法判决单元中实时地逐帧地进行短时能量计算，当一帧或连续几帧信号的短时能量超出事先设定的门限值时，判断为可能存在人为破坏而转向振动激励信号特征提取和激励类型模式识别单元，进行激励信号特征提取和激励类型模式识别；如果模式识别结果确实属于人为破坏性类型的激励，报警信号产生单元立即产生报警信号，并通过通信系统传送到监测中心；如果识别结果属于风吹、雨打、过路车辆振动那样的激励，程序返回到短时信号能量实时计算和门限法判决单元，继续不断地处理采样数据。

2.根据权利要求1所述的信号处理模块中的振动激励信号特征提取和激励类型模式识别单元，其特征在于：

(1)采用2阶或4阶自适应线性预测器对采集到的振动数字信号进行线性预测，用它所得到的预测残差信号表示振动激励信号；将它平滑滤波后提取激励信号脉冲；采用自相关法对预测残差信号进行分析，判断它是否具有周期性，如果是周期性的则测量其周期大小；

(2)激励类型模式识别部分根据所得到的激励信号脉冲的间隔和分布规律、是否具有周期性及周期大小，判断所提取的激励信号是属于敲击、拉锯摩擦和拧螺丝那样的人为破坏性振动激励，还是属于其它非人为破坏性振动激励。

3.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：

采用无线数字通信系统实现，包括以下几种形式之一：2G或3G蜂窝网及其移动通信终端、卫星通信系统及其小型终端、短波或超短波电台；或者采用有线通信系统实现，包括以下几种形式之一：光纤通信网及其用户终端、以太网及其用户终端、有线电话网及其数字通信用户终端。

4.根据权利要求1所述的信号处理模块中的报警信号产生单元，其特征在于：

(1)根据模式识别结果，从预先存储的表示振荡激励类型的汉字短语的代码库中取出相应的汉字短语进行发送；

(2)将由传感器、信号放大与数据采集模块所得到的振动数据进行压缩编码，将压缩后的数据与报警汉字短语一起进行传送到监测中心，用于转化为可监听的声音；

(3)在系统检测到人为破坏振动激励时，报警信号产生单元还产生一个启动信号，用于启动安装在一起的其它录像设备进行现场录像及其录像信息传输。