光纖振動個入侵探測設備設計方案

1、 振動光纜周界報警系統(tǒng) 方案北京漢科云端科技發(fā)展有限公司1系統(tǒng)概述：本方案采用光纜作為傳感探測單元，光纜因其獨特的線性結構可以不受周界輪廓的限制，在有很多轉角，有落差、有弧度的周界中使用時光纜可以隨周界的形狀布設，不會有任何的死角。震動光纜探測周界報警系統(tǒng)不需鋪設電源線、信號線，而且光纜的使用壽命長，因而能夠滿足客戶低投入、低耗能，高防范的要求。光纖周界安防系統(tǒng)技術先進而成熟，該系統(tǒng)具有不受電磁及無線電干擾的特性，有極高的探測靈敏度和非常低的誤報率，并具有能在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作、使用壽命長、易于安裝維護、故障率低等優(yōu)勢。傳統(tǒng)的周界安防解決方案(紅外對射方案、視頻監(jiān)控方案、微波對射方案、泄漏電纜

2、方案、振動電纜方 案、電子圍欄、電網等)為社會平安保障做出了應有貢獻，但受一些客觀技術條件等因素所限，還存在著一些共性或個性不足，具體如下：紅外等傳統(tǒng)方案，防護等級較低，對于蓄意侵入者而言，很容易跨越或規(guī)避；同時易受地形條件的高低、曲折、轉彎、折彎等環(huán)境限制，而且它們不適合惡劣氣候， 容易受高溫、低溫、強光、灰塵、雨、雪、霧、霜等自然氣候的影響，誤報率高；泄漏電纜和振動電纜報警屬于電纜傳感，傳感部分都是有源的，系統(tǒng)易受電磁干擾；電子圍欄、電網等方案又有一定危害性。上述方案可監(jiān)測的距離較短，單位距離成本高，在需要進行長距離監(jiān)測的情況下，系統(tǒng)造價高昂。且傳感器單元的壽命較短，長時間連續(xù)使用，維護成

3、本較高；干擾機會增多(電磁干擾、信號干擾、串擾等)，靈敏性下降，誤報率、漏報率上升等；對于大范圍監(jiān)控，以上傳統(tǒng)方案本身沒有定位功能，遇上侵入行為，無法定位。這意味著無法及時、準確 地確定危險地點，無法及時采取制止措施阻止侵入行為導致核心區(qū)域失密、被破壞。綜上可見，基于電傳感技術的傳統(tǒng)周界安防解決方案受自身技術條件限制存在諸多功能缺陷，而新時期的周界安防系統(tǒng)要能夠對各種入侵事件及時識別響應，且須具有長距離監(jiān)控、高精度定位功能、低能源依賴性、高環(huán)境耐受性、抗電磁干擾、抗腐蝕等特性。2系統(tǒng)連接示意圖引導光纜方式連接圖一纜式方式連接圖3系統(tǒng)工作原理防區(qū)型振動光纜周界報警系統(tǒng)采用8、16、32防區(qū)設計，

4、每個主機最多可以控制32個防區(qū)，每個防區(qū)最長探測距離為2000米，系統(tǒng)由服務器、防區(qū)型振動光纜探測器、終端盒、中繼盒、引導光纜、探測光纜組成。當有人翻越時，防區(qū)型主機接收到變化的光信號后經過處理分析判斷是否屬于人為入侵行為，做出報警并通過自帶的聯動繼電器輸出將報警信號傳遞給其他系統(tǒng)。探測器通過USB接口和服務器進行通訊，在服務器軟件實現電子地圖報警顯示、防區(qū)聯動設置、彈出視頻圖像等報警平臺功能。4系統(tǒng)的性能特點16防區(qū)型光纜振動探測報警系統(tǒng)，是一套利用振動傳感光纜作為傳感單元，通過計算機對數報警信號進行采集和控制，實現對長距離、大范圍周界進行防范的報警系統(tǒng)。我公司自主研發(fā)的16防區(qū)型光纜振動探

5、測報警系統(tǒng)具有如下特點：1、 系統(tǒng)前端無需供電。系統(tǒng)采用無源傳感器，系統(tǒng)前端無需供電，適用于易燃易爆及不便鋪設供電線路的場所及強電磁干擾環(huán)境的周界。2、 減少施工及維護成本。因防區(qū)前端不用鋪設電源信號線路，減少施工成本，同時也避免了線路老化造成的系統(tǒng)故障，減少維護成本。3、 探測率100%。使用光纜作為傳感單元，并利用計算機對數據進行采集和識別并實現長距離、大范圍防區(qū)的探測，探測率為100%。4、 避免雷擊。前端傳感器使用的是振動傳感光纜，不受電磁干擾，也無電磁輻射，有效的避免了雷擊對系統(tǒng)的損壞及對其它系統(tǒng)的影響。5、 誤報率實現有效控制。系統(tǒng)內嵌智能算法，對入侵信號與系統(tǒng)自帶的信號數據庫進行

6、比對，來分析判斷是否是真實入侵信號，在解決產品誤報問題上有質的突破，可有效屏蔽掉鳥落、樹枝搖動等干擾信號。6、 減低入侵破壞。因主要系統(tǒng)全部集中在控制室內，避免入侵破壞對主要系統(tǒng)的損壞，從而大大降低系統(tǒng)損壞維修費用，同時也增加了系統(tǒng)的使用壽命。7、 支持多個防區(qū)同時報警。此系統(tǒng)每一個防區(qū)獨立分析信號獨立運行，當有人同時從不同防區(qū)入侵時，被入侵防區(qū)可同時報警互不影響。（每個防可根據單個防區(qū)所屬環(huán)境的不同，單獨設置防區(qū)參數。）8、 前端系統(tǒng)材質選擇優(yōu)異。中繼盒和終端盒作為前端系統(tǒng)其外殼采用工程塑料制造，具有防水、防腐、耐壓、耐沖擊的特點。（結合鋪設環(huán)境特點，改變設備顏色等外觀，進行個性化設計。 美

7、觀和隱蔽性）9、 適用于大風雨、低溫等惡劣環(huán)境。因系統(tǒng)使用光纜作為傳感介質，同時配以強大的內嵌智能算法對周圍環(huán)境進行參數設置，使系統(tǒng)具有對外界環(huán)境變化的自適用能力。 10、 單防區(qū)靈敏度調節(jié)該系統(tǒng)中的每個防區(qū)的靈敏度等報警參數可以單獨進行調節(jié)，互不影響，以適應不同周界環(huán)境，如天氣變化、植物的生長、動物的活動、附近公路的車輛等。11、 報警設備聯動方便快捷此系統(tǒng)在控制室實現聯動報警功能，可即時對報警信息進行處理并啟動聯動設備。5系統(tǒng)誤報分析及解決方式l 風、雨等干擾解決辦法：風、雨等引起圍欄的振動是一種低頻振動，這些波形都是我們需要濾除出去的。如果不能夠很好的處理，則誤報率很高，漢科報警處理器在

8、頻率域內對數字信號進行處理，它的優(yōu)勢是明顯的，我們以122Hz為分界線將低于和高于此界限的頻率分別對波形進行分析。我們可以通過信號的頻率識別某一個具體的信號，風、雨的振動信號和人攀爬圍欄引起的振動信號在頻率域內存在很大的區(qū)別，所以在頻率域很容易識別誤報源。報警處理器專門有針對頻率的設置，同時有頻率過濾器，可以濾除大部分低頻信號。高頻部分經過算法可以看到誤報類波形和真正的人體入侵產生的報警波形是存在很大的區(qū)別的。如圖所示：（沒有外界干擾時系統(tǒng)的波形信號）（人入侵時產生的信號）（風、雨等引起的波動）l 對于樹枝、鳥禽飛落、小動物、冰雹及其他偶然敲擊因素的解決方法：數枝降落敲打圍欄、鳥禽等落到圍欄、

9、冰雹等偶然碰撞圍欄等都可能引起誤報，通過對報警處理器的合理設置，能夠濾除大部分這些偶然因素引起的誤報。我們同樣以122Hz為分界線將低于和高于此界限的頻率分別對波形進行分析。通過頻率、信號門限、信號持續(xù)時間、事件計數器等多種參數進行分析以區(qū)分是誤報還是人為入侵。樹枝、鳥類、小動物、冰雹等偶然性敲擊引起的振動信號通過分析后，高頻部分雖然是和人體入侵所引起的波形是一個類似的波形，但是無論是從整體的波形門限、持續(xù)時間、同一時間產生的事件數量上都是和人體入侵所一起的波形是不同的。如圖所示：（人體入侵所引起的波形）（樹枝、鳥類、小動物、冰雹等偶然性敲擊）6系統(tǒng)中振動光纜部分安裝說明6.1鐵網式安裝：由于

10、鐵絲比較軟，人體翻越時產生的晃動幅度較大，因此振動光纜可采用水平直線鋪設方式，每隔30-40厘米用防紫外線扎帶或專用綁扎帶將光纜與鐵網網格緊密固定，對于此種介質一般圍網高度為0-2.5米時，在圍網的二分之一處綁扎一道振動光纜即可，如果圍網高度為3-4.5米時可采用上下兩道鋪設的方式，每道振動光纜的位置距離上下端各1米，如圖所示：如果圍網中間有堅固的立柱，為保證振動光纜的靈敏度在整個防區(qū)范圍具有一致性，所以在鋪設振動光纜時要考慮這一因素的影響，在較緊的介質上鋪設的光纜感應面積要比在較松的介質上鋪設的光纜的感應面積大，如圖所示：6.2鐵藝式安裝：在鐵藝上鋪設光纜時，由于鐵藝較硬，應增加振動光纜的數

11、量以保證能可靠地感應到入侵信號。通過分析入侵者翻越圍欄的動作特點，建議沿鐵藝上半段和下半段的水平鐵欄桿各鋪設一道振動光纜。在鐵藝圍欄中，有的鐵藝會有水泥支柱，如果支柱的面積不大，鋪設光纜時可直接越過支柱敷設。支柱橫截面比較大的，容易被入侵者利用這個區(qū)域進入，所以對這樣的區(qū)域必須加以保護?？稍谥е敳堪惭b鐵網，鋪設光纜時，將振動光纜鋪設到該鐵網上或在支柱頂端做環(huán)繞后引向下一段鐵藝。如需提高警戒級別，可在鐵藝圍欄的中間部分鋪設一道或多道振動光纜，如圖所示。6.3圍墻安裝：一般圍墻介質主要分為鑿墻、扣網、刺網和滾網四種，每一種的安裝方式如下：a、圍墻防鑿墻模式：鑿墻入侵模式一般應用在金庫博物館等場所

12、，將光纜嵌入到墻體內部，或用卡子固定在墻體上，一般采用直線鋪設即可，從圍墻的低端算每間隔50cm鋪設一道，一般的圍墻防護振動光纜鋪設到圍墻的3/2處即可，如果采用線卡進行固定時，每間隔30cm就要固定一次，而且要保證光纜和圍墻緊密接觸，如圖所示：b、圍墻防范翻越模式：如果入侵者采用翻越的方式進入，為增加探測的準確度和延遲翻越的時間，一般會在圍墻上增加一些介質，如扣網、滾網和刺網等?？劬W介質的鋪設方式：扣網介質一般是指，將一個鐵網扣在圍墻上，并用卡子進行一定的固定，鐵網一般采用孔距為：長20cm寬5cm鐵絲為：2-3mm包塑的網片，振動光纜采用直線型鋪設在圍網頂部靠圍墻外側的位置，每間隔30cm

13、用防紫外線扎帶或者綁扎絲固定一次，鋪設方式如圖所示：刺網介質的鋪設方式：刺網介質一般是指，在圍墻中間沒間隔2-3米固定一個立柱，立柱高為40-80cm，采用帶刺的鐵絲一道一道的固定在立柱上，一般固定四道，每道間隔20cm，振動光纜在該介質中鋪設時，一般采用S型鋪設方式，這種鋪設方式可保證每根鐵絲在感受到以后均可被振動光纜準確的探測到，鋪設方式如圖所示：滾網介質的鋪設方式：滾網介質一般使用在防范級別比較高的場所，是指在圍墻上方安裝有帶刺的滾籠，當有人翻越時會劃傷人的身體或衣物，這種介質在鋪設振動光纜時首先要保證滾籠必備安裝穩(wěn)固，振動光纜一般安裝在滾籠靠墻體外側，偏下方位置，采用直線型鋪設，每間隔

14、20cm就要與滾籠的鋼絲固定一次，鋪設方式如圖所示：6. 4地埋安裝：振動光纜周界報警設備在一些既沒有圍墻也沒鐵藝圍欄的場所使用時也可采用地埋方式進行鋪設，即將振動光纜鋪設在距離地面5-10cm的位置，一般采用直線型多道鋪設的方式，每道振動光纜間隔20cm，至少鋪設4-6道，即可形成寬度為1.2米的防范區(qū)域，當有人進入時即可發(fā)出報警提示。對于草坪下的安裝方式，周界探測區(qū)域寬度應不小于1.2米，如須提高警戒級別，可增加周界探測的寬度。草坪下面的土地應是土質較為硬而緊密的泥土，如果是水分較多，軟而松散的土質會吸收振動，造成探測性能下降，需要將光纜綁扎在軟鐵網上敷設在土層與草坪中間。在土層的表面沿周

15、界長度方向迂回平行鋪設多道光纜振動傳感器，光纜振動傳感器間隔距離30cm，即1.2米寬的區(qū)域應平行鋪設4或6道光纜振動傳感器，如圖。光纜振動傳感器應平直、緊密地附著在土層表面，可采用5的鋼絲折彎成如圖所示的線卡子，每隔50cm用線卡子將光纜振動傳感器緊壓在土層上，但應注意避免因壓力過大造成光纜振動傳感器變形。固定好光纜振動傳感器后，將草坪平鋪在上面?，F場不采用草坪下敷設的方式可以直接埋在土下5-10CM處即可。 中繼盒需要安裝在安裝井中，固定在井中上部，頂部蓋蓋板防護?；蛟诂F場安裝固定箱，在內部固定中繼盒。安裝井示意圖：7主要設備的參數指標1、工控機由于系統(tǒng)運行時需要處理大量的數據，所以要求工

16、控機的配置要比較高，推薦工控機最低配置如下：CPU：I5及以上 內存：4G硬盤：500G主板：1個PCI插槽/聲卡網卡：100M網卡操作系統(tǒng)：Win72、采集設備主機參數： 1) 工作電壓：AC165V AC265V2) 光纖接口：24個FC法蘭接頭3) 通訊口：輸出1條USB連接線4) 室外設備外殼防護等級：IP655) 單防區(qū)探測長度：2000m6) 防區(qū)數：167) 防區(qū)傳輸距離20km8) 報警響應時間：1S9) 設備工作溫度：-2070 10) 每個中繼盒用引導光纜的3芯 11) 每路振動光纜3芯探測12) 開關指示燈 13) IP等級：IP43 14) 機箱尺寸：1.5U機箱軟件參數：1) 報警記錄查詢功能； 2) 電子地圖顯示功能； 3) 報警視頻復核功能； 4) 報警視頻存儲功能； 5) 波形顯示功能；6) 斷線報警功能； 7) 可以預設多種靈敏度參數，供不同情況時使用；8) 靈敏度可以自適應各種外因引起的光強度變化。中繼、終端盒參數：1) 材質：PVC2) 接口：12芯光纖兩進兩出3) 防水等級：IP654) 環(huán)境溫度： -