基于φ-OTDR的分布式周界入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著人為入侵對(duì)重點(diǎn)區(qū)域造成極大經(jīng)濟(jì)損失情況的增多，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行周界入侵監(jiān)測(cè)的重要性已經(jīng)不容忽視。傳統(tǒng)的周界入侵監(jiān)測(cè)方法因其高昂的維護(hù)成本、較低的監(jiān)測(cè)性能以及不能實(shí)現(xiàn)大范圍監(jiān)測(cè)的缺點(diǎn)，已經(jīng)不能滿足如今復(fù)雜環(huán)境下周界入侵監(jiān)測(cè)的需求。由于φ-OTDR分布式傳感技術(shù)在長(zhǎng)距離傳感中有著高靈敏度、高定位精度的優(yōu)勢(shì)，人們?cè)絹?lái)越多地將其應(yīng)用于周界入侵監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。本文搭建了基于φ-OTDR的分布式周界入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行基于φ-OTDR的分布式周

2、界入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究，主要研究工作如下：
　?、?gòu)纳⑸湓沓霭l(fā)，描述瑞利散射原理，介紹基于光時(shí)域反射儀的分布式傳感技術(shù)。在此基礎(chǔ)上通過(guò)構(gòu)建離散模型著重描述基于φ-OTDR的分布式傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理，并對(duì)分布式傳感系統(tǒng)中的空間分辨率、頻率響應(yīng)范圍、動(dòng)態(tài)范圍等重要性能指標(biāo)進(jìn)行分析。
　?、谠趯?shí)驗(yàn)室搭建基于φ-OTDR的分布式入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，介紹該系統(tǒng)中所使用到的重要儀器和材料的原理并對(duì)其性能指標(biāo)進(jìn)行分析。利用長(zhǎng)度約為9740m的

3、康寧裸光纖作為傳感光纖，在傳感光纖9610m處纏繞柱形PZT作為模擬振動(dòng)點(diǎn)，用任意波形發(fā)生器在PZT上加上頻率200Hz、幅度5V的正弦波模擬振動(dòng)，最終完成實(shí)驗(yàn)室的傳感光纖布線。SOA的脈寬設(shè)置為50ns，重復(fù)頻率設(shè)置為10kHz。理論上，整個(gè)系統(tǒng)空間分辨率為5m，最大頻率響應(yīng)為5kHz。
　　③首次利用集成化的界面軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)本傳感系統(tǒng)中所使用的三種有源光學(xué)儀器：NKT激光器、SOA光開關(guān)和EDFA進(jìn)行控制。通過(guò)對(duì)這三種儀器的串口

4、通信協(xié)議進(jìn)行分析，編寫相應(yīng)的控制代碼并將所有代碼制作成 DLL。利用模塊化編程方法，通過(guò)調(diào)用制作好的DLL完成基于MFC的控制界面軟件編程。
　　④分析疊加平均、移動(dòng)平均和移動(dòng)差分等降噪算法，介紹前后時(shí)刻數(shù)據(jù)差值的信號(hào)解調(diào)算法與自適應(yīng)均值取閾值算法。設(shè)計(jì)出完整的振動(dòng)點(diǎn)定位方案，完成信號(hào)采集功能和振動(dòng)點(diǎn)定位功能的集成，成功實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室條件下的振動(dòng)點(diǎn)定位。設(shè)計(jì)出室外傳感光纜布線、光纜線路地圖模擬及振動(dòng)點(diǎn)定位的方案。此外，還實(shí)現(xiàn)了用于振動(dòng)