基于波分复用的光纤多防区周界传感系统

提出了一种新的光纤多防区周界传感系统,采用波分复用技术实现了监控防区和通道的扩展。该系统对传统采用单根传感光纤和反射镜的结构作了改进,并扩展了传感光纤的数量,将多根传感光纤分别置于监控领域内的不同防区,每个防区分别用不同中心波长的光纤布拉格光栅作为反射装置,使每根传感光纤工作在不同的波长。利用波分复用器件与技术,多根传感光纤共用一套干涉系统,实现了多个干涉子系统同时、独立的监测。实验结果表明,该系统可以实现多个分散防区同时、独立的入侵检测和定位,信号响应时间小于1ms,不同防区间信号的串扰小于-20dB。     

旅游安全事故周界安防入侵监测系统光纤Φ-OTDR传感器性能研究

为了全面评估旅游安全事故周界安防入侵监测系统的光纤Φ-OTDR传感器性能,本文采用了蝶形单模光纤和侵入板制作了光纤Φ-OTDR传感器,并将该传感器埋在细沙中,利用光纤Φ-OTDR(相位时域反射仪)搭建了基于分布式光纤Φ-OTDR传感器的旅游安全事故周界安防入侵监测系统,并对入侵信息(侵入者位置、重量及高度信息)进行了监测和评估。研究发现,采用所设计的光纤侵入板作为传感器,入侵监测系统能对侵入位置进行准确监测,定位精度小于10 m;重量监测下限达到15 kg;对越高的侵入者监测准确度越高,其准确度可达到99. 6%。结果表明:基于光纤Φ-OTDR传感器的入侵监测系统能对长距离、大范围的入侵者进行准确监测,该入侵监测系统可广泛用于旅游景点危险禁区安全事故的安防实时监控。     

基于Mach-Zehnder干涉的全光纤防区型周界系统

为了对各种防区进行实时监测,准确分辨出入侵行为,提出了一种基于非平衡马赫-曾德尔结构干涉原理的全光纤防区型周界报警系统。对这种干涉结构进行了理论分析和实验验证,并在LabVIEW平台上开发了基于此传感结构的防区报警软件,在运行10d内,此系统准确报警率达95.1%。结果表明,此系统对突发事件有较好的模式识别能力,该结构在防区报警系统方面具有较好的效果。     

全光纤分布式视频联动长距离周界安防监控系统

构建一种具有视频联动功能的全光纤分布式长距 离周界安防监控系统。系统采用全光纤分布式 扰动传感技术,实时监控作用在光缆上的各种扰动入侵行为,采用信号处理技术对入侵事 件进行定位和 识别,根据不同事件的特征发出警报信号,同时触发视频监控系统实现联动,摄录扰动行为 的视频信息, 并对其进行进一步处理。测试了系统的定位精度与误报率,结果表明,系统能有效实现 与视频的联动功能,定位准确度达到91%,在一般天气条件下误报率保持在一天3次以内 。本文系统将 新型光纤分布式传感技术、传统视频监控技术以及先进信号智能识别技术相融合,构成混合 式智能周界安全监控网络。     

智能实验室全光纤防区型光栅周界入侵报警技术

智能实验室入侵检测报警系统的无线探测器抗干扰能力差,表现为同频干扰时容易造成误报。且系统的层级较多,导致传输数据的时间较长。因此,提出智能实验室全光纤防区型光栅周界入侵报警技术。分析光栅入侵检测原理,采用改进阈值函数的小波去噪算法,采集光纤布拉格光栅信号。引入局部最小值遍历和逃逸方法,改进并训练BP神经网络。将预处理后信号输入训练后的BP神经网络,实现智能实验室全光纤防区型光栅周界入侵报警。实验结果表明,所提方法的信号去噪能力较强,精确率、召回率和F1值均高于95%,且参数数量和浮点运算次数较少。     

光纤周界安防系统输油场站应用方案

光纤传感技术具有抗电磁干扰、现场无需供电、维护简单、灵敏度高等优点,非常适合应用于重要场所的周界安全监测。文章以实施于某输油场站周界的光纤预警系统作为应用案例,针对光纤安防系统的高灵敏度与低误报率不能同时兼顾的问题,从系统布防、信号分析等方面进行探讨。经过测试实验和运行观察,文章采取的方法能够有效抑制风雨天气引起的误报警,有效提升光纤预警系统的监测效果。     

光纤地波周界安防设备设计与实现

为了增强对地下文物的安全保护,设计了一种智能光纤地波周界安防设备。通过将马赫-曾德尔光纤干涉技术应用于地波传感器,实现对地波微震动的监听。利用软件算法分析微震动波的幅频特性值,智能过滤干扰,对入侵行为进行甄别、记录和报警联动。实验结果表明,该设备单探点有效监控范围在半径25m内,单系统最大探点数量为64个,预警辨别时间小于2s。     

光纤周界安防系统的高准确度事件识别方法

在双马赫曾德光纤周界安防系统中,如何准确高效地实现模式识别仍是一项有待解决的难题。对此提出了一种基于短时傅里叶变换（STFT）与奇异值分解的模式识别方法,实现了三种不同事件类型的准确识别。该方法包含三个步骤:首先,通过对干涉信号进行短时傅里叶变换得到时频信息,根据时频信息找到事件端点并进行滤波;其次,对时频信息进行奇异值分解,根据奇异值的物理意义,由不同行为的奇异值的特点定义特征向量;最后,用支持向量机的方法进行事件分类。为验证方法有效性,搭建了2 km长的围栏系统进行实验验证。进行了攀爬围栏、敲击光缆、晃动围栏三种不同入侵模式下共360组实验,每种入侵行为各120组得到了良好的识别结果（三种事件识别率均在90%以上）,提高了系统的信号处理速度,有较高的实际应用价值。     

一种用于光纤周界安防系统的端点检测方法

为了提高光纤周界安防系统中扰动信号端点检测的 性能,提出一种新型端点检测方法。首先通过计算信号 的短时能量和过零率分布分别找出信号中短时能量比和过零率满足一定门限的信号点,通过 对这两信号点 进行一定的加权确定扰动信号的端点位置。与离散小波提取起始点信号相比,本文方法由于 综合了短时能量 和过零率法的优势,能够适应更多的扰动事件类型,通过加权极大提高了端点检测的精度 ,并且运算时 间大幅降低,提高了系统的实时性。实验结果表明,本文算法在10M Hz的采样速度和采集0. 3s数据情况下,93.47%的数据定位误差低于10m,计算时间少于0.3s。     

一种新颖的FBG周界入侵算法的研究

针对动车(EMU)经过时引起的系统误报,提出了一 种新颖的识别算法。采用将信号的时域峰 值与频域内固定频段内能量积分的方法以提高系统抗干扰性能。利用时频分析方 法中的短时傅立叶变换(STFT),采用Hanning窗窗长为128,窗滑动点数为64, 将时域峰值所在时间段对应的STFT 1～5Hz频率范围内的能量进行积 分,以此辨别入侵与非入侵事件。根据数据分析结果以及实际应用情况,所提算法可以 在保证人为入侵漏报率FNR为零的情况下,有效地将EMU经过 引起的误报率FAR降低80%,使得光纤布拉格光栅(FBG)周界安 防系统的抗环境干扰性得到大幅提高。     

基于无人机视频联动的分布式光纤传感周界安防系统

本文构建一种基于双马赫曾德干涉仪的分布式光 纤传感技术周界安防监控系统和基于 四旋翼无人机具有视频跟踪功能的智能视频联动于一体的综合系统。该系统采用分布式光纤 扰动传感技术与无人机技术进行融合,分布式光纤传感技术基于双路马赫曾德干涉仪,利用 正反两路信号时延差进行定位;无人机为四旋翼无人机搭载ODROID机载计算机进行视频处理 。其中扰动传感系统监测各种入侵行为,并对信号处理对入侵进行定位,并发出报警信息。 无人机进行视频联动,无人机利用其“上帝视角”进行对入侵位置勘查,监测入侵行为,并 对入侵者进行实时跟踪。摄录入侵视频,并将其视频传输到终端。本过程,全程智能化、自 动化。经过实验测试,该系统定位精度能达到10m,四旋翼无人机飞行稳定,响应速度快, 全程自动摄录、自动返航,并能将摄录的视频实时传输给客户端。测试结果表明系统能够有 效实现对入侵的检测与定位,并能与无人机实现视频联动功能。本系统将分布式光纤传感技 术和智能无人机视频联动技术相融合,构成混合式智能型周界安防监控系统。     

基于小波能量熵的光纤周界安防系统信号识别

针对分布式光纤周界安防系统易受外界各种干扰导 致误报率高的问题,本文根据不同干扰源引起的系统输出信号在时频分布上的差异, 基于小波分析方 法建立小波能量熵(WEG)测度将这种差异表现为信号分解尺度上能量 分布的差异进行定量描述,实现对系 统输出信号进行特征提取和分类,可以有效区分外界轻微扰动、风雨等环境因素与 蓄意入侵所引 起的信号之间的差别,提高系统的准确性和实时性。实验结果表明:本文方法可以有效排除 非人为入侵的干扰,正确识别率高于93%,实验较低的 误报率。     

分布式光纤周界警戒系统技术研究

针对传统周界警戒系统中存在的问题和不足,分析了光纤周界警戒系统的基本原理组成和特点,探讨了基于振动感应的光纤光缆传感单元,微应变检测和定位,信号采集与处理,系统信号解调等主要关键技术。并研究了国内外光纤周界警戒技术发展现状,提出了周界警戒产品未来的发展方向。     

随机相位光学防伪中的前向迭代算法

本文采用的前向迭代算法用在随机相位光学仿伪中获得加密图象的Ｋｉｎｏｆｏｒｍ。该算法迭代过程中不再与被加密的原始图象进行比较,而是用加密图象振发布的均匀性控制迭代,这就克服了后向算法固有的局限性,在不增大每步迭代计算量的前提下,能够同时近代获得一对实际存在最佳加密相位列阵和加密图象的Ｋｉｎｆｏｒｍ不仅如此,整个算法的收敛速度比后的向算法快一个数量级,而且无论迭代结果的解密图象质量还是抑制能力也能明显     

PKI体系下的网络安全性能评估算法

通过分析基于公钥基础设施安全的网络防御问题和攻击问题,得出一个能反应网络安全性能的网络安全性能评估算法。该算法包含4个重要的安全参数:网络用户数n、密钥破解系数p、网络安全系数λ和网络安全度s。通过对网络安全性能评估算法中的各个安全参数进行分析,观察各参数对网络安全性能的影响,最后得出网络安全系数的一个上限值和网络用户数的一个上限值。这些结果可用于网络安全建设和对网络安全性能进行度量和评估。     

Decoding algorithm with multiple features based on optical camera communication system

The performance of decoding algorithm is one of the important influential factors to determine the communication quality of optical camera communication (OCC) system. In this paper, we first propose a decoding algorithm with adaptive thresholding based on the captured pixel values under an ideal environment, and then we further propose a decoding algorithm with multiple features, which is more suitable under the existence of the interference of light sources. The algorithm firstly determines the light-emitting diode (LED) array profile information by removing the interfering light sources through geometric features, and then identifies the LED state by calculating two grayscale features, the average gray ratio (AGR) and the gradient radial inwardness (GRI) of the LEDs, and finally obtains the LED state matrix. The experimental results show that the bit error ratio (BER) of the decoding algorithm with multiple features decreases from 1×10-2 to 5×10-4 at 80 m.