[发明专利]一种形变式光纤围栏系统及其探测入侵活动的方法

权利要求书

1.一种应用形变式光纤围栏系统探测入侵活动的方法， 其特征在于：

包括形变式光纤围栏系统，该系统包括一个P-OTDR模块和一根传感光缆；P-OTDR模块由依次相连的一个光脉冲发生器、一个光方向耦合器、一个检偏器、一个光接收机、一个控制计算单元组成；P-OTDR模块的端口连接到多芯传感光缆的其中一根光纤，传感光缆固定于围栏栏杆上；光脉冲发生器输出的光信号经光方向耦合器输出到传感光缆的一根光纤中；从传感光纤中返回的瑞利散射信号经光方向耦合器被输出到检偏器中，被检偏后的信号被送到光接收机，经光接收机转化为电信号后传输至控制计算单元，控制计算单元将信号处理得到最终结果；

应用所述形变式光纤围栏系统探测入侵活动的方法，包括如下步骤 ：

（1）P-OTDR模块每隔1秒~3秒获取一组光纤后向散射信号曲线数据，并存储起来，存储器中连续存储60~180条光纤后向散射曲线数据；

（2）P-OTDR每次获取光纤后向散射信号曲线数据后，分别与6秒、30秒、60秒、90秒、120秒、150秒、180秒前获取的光纤后向散射信号曲线数据进行相减运算，得到7组传感光纤线路各点的信号强度变化数据；为方便计算，以传感光纤线路起点位置的信号强度变化值为基准值，并将X轴坐标由传感光纤光学长度坐标换算为传感光缆长度坐标，得到7组曲线数据，这7组曲线数据分别包含有此时刻与6秒、30秒、60秒、90秒、120秒、150秒、180秒之前时刻相比，传感光缆形状是否发生变化的信息及形状发生变化的位置信息；

（3）在7组传感光纤线路各点的信号强度变化数据中，计算信号强度变化信号的绝对值是否大于给定的阈值；如果是，则判定传感光缆形变超过设定的门限，给出入侵告警信号；否则判定无告警；阈值范围在0.1dB~1dB；

（4）如果存在入侵告警，在（3）中获得的信号强度变化的绝对值超过阈值之点，定义为A点；计算信号强度变化曲线在A点的斜率值，从A点开始，向传感光纤线路起点方向推进，逐点计算信号强度变化曲线的斜率值，找到第一个斜率值变为零的点，或者斜率值的符号与A点斜率值的符号相反的点，定义为B点；则B点对应传感光缆形变发生位置；

（5）将实际围栏位置与传感光缆长度进行映射换算，得出入侵活动在围栏上的对应位置；

（6）根据给定传感光缆原始长度，在7组传感光纤线路各点的信号强度变化信号曲线中，标定出传感光缆末端点，定义为C点；

（7）从传感光纤线路起点开始，到C点结束，逐点计算信号强度变化信号曲线各点的Y轴坐标值的绝对值是否大于给定的断纤阈值；如果是，则判定传感光缆被破坏，给出传感光缆被破坏告警信号，且记下第一个Y轴坐标值的绝对值大于给定的断纤阈值的点，该点对应传感光缆被破坏发生位置；断纤阈值范围在5dB~15dB；

（8）将实际围栏位置与传感光缆长度进行映射换算，得到传感光缆被破坏在围栏上的对应位置。