光纖振動(dòng)個(gè)入侵探測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)方案

1、 振動(dòng)光纜周界報(bào)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(cè)單元，光纜因其獨(dú)特的線性結(jié)構(gòu)可以不受周界輪廓的限制，在有很多轉(zhuǎn)角，有落差、有弧度的周界中使用時(shí)光纜可以隨周界的形狀布設(shè)，不會(huì)有任何的死角。震動(dòng)光纜探測(cè)周界報(bào)警系統(tǒng)不需鋪設(shè)電源線、信號(hào)線，而且光纜的使用壽命長(zhǎng)，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(shù)先進(jìn)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(cè)靈敏度和非常低的誤報(bào)率，并具有能在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作、使用壽命長(zhǎng)、易于安裝維護(hù)、故障率低等優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的周界安防解決方案(紅外對(duì)射方案、視頻監(jiān)控方案、微波對(duì)射方案、泄漏電纜

2、方案、振動(dòng)電纜方 案、電子圍欄、電網(wǎng)等)為社會(huì)平安保障做出了應(yīng)有貢獻(xiàn)，但受一些客觀技術(shù)條件等因素所限，還存在著一些共性或個(gè)性不足，具體如下：紅外等傳統(tǒng)方案，防護(hù)等級(jí)較低，對(duì)于蓄意侵入者而言，很容易跨越或規(guī)避；同時(shí)易受地形條件的高低、曲折、轉(zhuǎn)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(qiáng)光、灰塵、雨、雪、霧、霜等自然氣候的影響，誤報(bào)率高；泄漏電纜和振動(dòng)電纜報(bào)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(wǎng)等方案又有一定危害性。上述方案可監(jiān)測(cè)的距離較短，單位距離成本高，在需要進(jìn)行長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)的情況下，系統(tǒng)造價(jià)高昂。且傳感器單元的壽命較短，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用，維護(hù)成

3、本較高；干擾機(jī)會(huì)增多(電磁干擾、信號(hào)干擾、串?dāng)_等)，靈敏性下降，誤報(bào)率、漏報(bào)率上升等；對(duì)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(shí)、準(zhǔn)確 地確定危險(xiǎn)地點(diǎn)，無法及時(shí)采取制止措施阻止侵入行為導(dǎo)致核心區(qū)域失密、被破壞。綜上可見，基于電傳感技術(shù)的傳統(tǒng)周界安防解決方案受自身技術(shù)條件限制存在諸多功能缺陷，而新時(shí)期的周界安防系統(tǒng)要能夠?qū)Ω鞣N入侵事件及時(shí)識(shí)別響應(yīng)，且須具有長(zhǎng)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(dǎo)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(dòng)光纜周界報(bào)警系統(tǒng)采用8、16、32防區(qū)設(shè)計(jì)，

4、每個(gè)主機(jī)最多可以控制32個(gè)防區(qū)，每個(gè)防區(qū)最長(zhǎng)探測(cè)距離為2000米，系統(tǒng)由服務(wù)器、防區(qū)型振動(dòng)光纜探測(cè)器、終端盒、中繼盒、引導(dǎo)光纜、探測(cè)光纜組成。當(dāng)有人翻越時(shí)，防區(qū)型主機(jī)接收到變化的光信號(hào)后經(jīng)過處理分析判斷是否屬于人為入侵行為，做出報(bào)警并通過自帶的聯(lián)動(dòng)繼電器輸出將報(bào)警信號(hào)傳遞給其他系統(tǒng)。探測(cè)器通過USB接口和服務(wù)器進(jìn)行通訊，在服務(wù)器軟件實(shí)現(xiàn)電子地圖報(bào)警顯示、防區(qū)聯(lián)動(dòng)設(shè)置、彈出視頻圖像等報(bào)警平臺(tái)功能。4系統(tǒng)的性能特點(diǎn)16防區(qū)型光纜振動(dòng)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，是一套利用振動(dòng)傳感光纜作為傳感單元，通過計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行采集和控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)距離、大范圍周界進(jìn)行防范的報(bào)警系統(tǒng)。我公司自主研發(fā)的16防區(qū)型光纜振動(dòng)探

5、測(cè)報(bào)警系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：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(shè)供電線路的場(chǎng)所及強(qiáng)電磁干擾環(huán)境的周界。2、 減少施工及維護(hù)成本。因防區(qū)前端不用鋪設(shè)電源信號(hào)線路，減少施工成本，同時(shí)也避免了線路老化造成的系統(tǒng)故障，減少維護(hù)成本。3、 探測(cè)率100%。使用光纜作為傳感單元，并利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和識(shí)別并實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、大范圍防區(qū)的探測(cè)，探測(cè)率為100%。4、 避免雷擊。前端傳感器使用的是振動(dòng)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(duì)系統(tǒng)的損壞及對(duì)其它系統(tǒng)的影響。5、 誤報(bào)率實(shí)現(xiàn)有效控制。系統(tǒng)內(nèi)嵌智能算法，對(duì)入侵信號(hào)與系統(tǒng)自帶的信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行

6、比對(duì)，來分析判斷是否是真實(shí)入侵信號(hào)，在解決產(chǎn)品誤報(bào)問題上有質(zhì)的突破，可有效屏蔽掉鳥落、樹枝搖動(dòng)等干擾信號(hào)。6、 減低入侵破壞。因主要系統(tǒng)全部集中在控制室內(nèi)，避免入侵破壞對(duì)主要系統(tǒng)的損壞，從而大大降低系統(tǒng)損壞維修費(fèi)用，同時(shí)也增加了系統(tǒng)的使用壽命。7、 支持多個(gè)防區(qū)同時(shí)報(bào)警。此系統(tǒng)每一個(gè)防區(qū)獨(dú)立分析信號(hào)獨(dú)立運(yùn)行，當(dāng)有人同時(shí)從不同防區(qū)入侵時(shí)，被入侵防區(qū)可同時(shí)報(bào)警互不影響。（每個(gè)防可根據(jù)單個(gè)防區(qū)所屬環(huán)境的不同，單獨(dú)設(shè)置防區(qū)參數(shù)。）8、 前端系統(tǒng)材質(zhì)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(diǎn)。（結(jié)合鋪設(shè)環(huán)境特點(diǎn)，改變?cè)O(shè)備顏色等外觀，進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)。 美

7、觀和隱蔽性）9、 適用于大風(fēng)雨、低溫等惡劣環(huán)境。因系統(tǒng)使用光纜作為傳感介質(zhì)，同時(shí)配以強(qiáng)大的內(nèi)嵌智能算法對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，使系統(tǒng)具有對(duì)外界環(huán)境變化的自適用能力。 10、 單防區(qū)靈敏度調(diào)節(jié)該系統(tǒng)中的每個(gè)防區(qū)的靈敏度等報(bào)警參數(shù)可以單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié)，互不影響，以適應(yīng)不同周界環(huán)境，如天氣變化、植物的生長(zhǎng)、動(dòng)物的活動(dòng)、附近公路的車輛等。11、 報(bào)警設(shè)備聯(lián)動(dòng)方便快捷此系統(tǒng)在控制室實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)報(bào)警功能，可即時(shí)對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行處理并啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)設(shè)備。5系統(tǒng)誤報(bào)分析及解決方式l 風(fēng)、雨等干擾解決辦法：風(fēng)、雨等引起圍欄的振動(dòng)是一種低頻振動(dòng)，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(bào)率很高，漢科報(bào)警處理器在

8、頻率域內(nèi)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，它的優(yōu)勢(shì)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(duì)波形進(jìn)行分析。我們可以通過信號(hào)的頻率識(shí)別某一個(gè)具體的信號(hào)，風(fēng)、雨的振動(dòng)信號(hào)和人攀爬圍欄引起的振動(dòng)信號(hào)在頻率域內(nèi)存在很大的區(qū)別，所以在頻率域很容易識(shí)別誤報(bào)源。報(bào)警處理器專門有針對(duì)頻率的設(shè)置，同時(shí)有頻率過濾器，可以濾除大部分低頻信號(hào)。高頻部分經(jīng)過算法可以看到誤報(bào)類波形和真正的人體入侵產(chǎn)生的報(bào)警波形是存在很大的區(qū)別的。如圖所示：（沒有外界干擾時(shí)系統(tǒng)的波形信號(hào)）（人入侵時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)）（風(fēng)、雨等引起的波動(dòng)）l 對(duì)于樹枝、鳥禽飛落、小動(dòng)物、冰雹及其他偶然敲擊因素的解決方法：數(shù)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(bào)，通過對(duì)報(bào)警處理器的合理設(shè)置，能夠?yàn)V除大部分這些偶然因素引起的誤報(bào)。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(duì)波形進(jìn)行分析。通過頻率、信號(hào)門限、信號(hào)持續(xù)時(shí)間、事件計(jì)數(shù)器等多種參數(shù)進(jìn)行分析以區(qū)分是誤報(bào)還是人為入侵。樹枝、鳥類、小動(dòng)物、冰雹等偶然性敲擊引起的振動(dòng)信號(hào)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(gè)類似的波形，但是無論是從整體的波形門限、持續(xù)時(shí)間、同一時(shí)間產(chǎn)生的事件數(shù)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(dòng)物、冰雹等偶然性敲擊）6系統(tǒng)中振動(dòng)光纜部分安裝說明6.1鐵網(wǎng)式安裝：由于

10、鐵絲比較軟，人體翻越時(shí)產(chǎn)生的晃動(dòng)幅度較大，因此振動(dòng)光纜可采用水平直線鋪設(shè)方式，每隔30-40厘米用防紫外線扎帶或?qū)Ｓ媒壴鷰⒐饫|與鐵網(wǎng)網(wǎng)格緊密固定，對(duì)于此種介質(zhì)一般圍網(wǎng)高度為0-2.5米時(shí)，在圍網(wǎng)的二分之一處綁扎一道振動(dòng)光纜即可，如果圍網(wǎng)高度為3-4.5米時(shí)可采用上下兩道鋪設(shè)的方式，每道振動(dòng)光纜的位置距離上下端各1米，如圖所示：如果圍網(wǎng)中間有堅(jiān)固的立柱，為保證振動(dòng)光纜的靈敏度在整個(gè)防區(qū)范圍具有一致性，所以在鋪設(shè)振動(dòng)光纜時(shí)要考慮這一因素的影響，在較緊的介質(zhì)上鋪設(shè)的光纜感應(yīng)面積要比在較松的介質(zhì)上鋪設(shè)的光纜的感應(yīng)面積大，如圖所示：6.2鐵藝式安裝：在鐵藝上鋪設(shè)光纜時(shí)，由于鐵藝較硬，應(yīng)增加振動(dòng)光纜的數(shù)

11、量以保證能可靠地感應(yīng)到入侵信號(hào)。通過分析入侵者翻越圍欄的動(dòng)作特點(diǎn)，建議沿鐵藝上半段和下半段的水平鐵欄桿各鋪設(shè)一道振動(dòng)光纜。在鐵藝圍欄中，有的鐵藝會(huì)有水泥支柱，如果支柱的面積不大，鋪設(shè)光纜時(shí)可直接越過支柱敷設(shè)。支柱橫截面比較大的，容易被入侵者利用這個(gè)區(qū)域進(jìn)入，所以對(duì)這樣的區(qū)域必須加以保護(hù)。可在支柱頂部安裝鐵網(wǎng)，鋪設(shè)光纜時(shí)，將振動(dòng)光纜鋪設(shè)到該鐵網(wǎng)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(jí)別，可在鐵藝圍欄的中間部分鋪設(shè)一道或多道振動(dòng)光纜，如圖所示。6.3圍墻安裝：一般圍墻介質(zhì)主要分為鑿墻、扣網(wǎng)、刺網(wǎng)和滾網(wǎng)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(yīng)用在金庫(kù)博物館等場(chǎng)所

12、，將光纜嵌入到墻體內(nèi)部，或用卡子固定在墻體上，一般采用直線鋪設(shè)即可，從圍墻的低端算每間隔50cm鋪設(shè)一道，一般的圍墻防護(hù)振動(dòng)光纜鋪設(shè)到圍墻的3/2處即可，如果采用線卡進(jìn)行固定時(shí)，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(jìn)入，為增加探測(cè)的準(zhǔn)確度和延遲翻越的時(shí)間，一般會(huì)在圍墻上增加一些介質(zhì)，如扣網(wǎng)、滾網(wǎng)和刺網(wǎng)等?？劬W(wǎng)介質(zhì)的鋪設(shè)方式：扣網(wǎng)介質(zhì)一般是指，將一個(gè)鐵網(wǎng)扣在圍墻上，并用卡子進(jìn)行一定的固定，鐵網(wǎng)一般采用孔距為：長(zhǎng)20cm寬5cm鐵絲為：2-3mm包塑的網(wǎng)片，振動(dòng)光纜采用直線型鋪設(shè)在圍網(wǎng)頂部靠圍墻外側(cè)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(shè)方式如圖所示：刺網(wǎng)介質(zhì)的鋪設(shè)方式：刺網(wǎng)介質(zhì)一般是指，在圍墻中間沒間隔2-3米固定一個(gè)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(dòng)光纜在該介質(zhì)中鋪設(shè)時(shí)，一般采用S型鋪設(shè)方式，這種鋪設(shè)方式可保證每根鐵絲在感受到以后均可被振動(dòng)光纜準(zhǔn)確的探測(cè)到，鋪設(shè)方式如圖所示：滾網(wǎng)介質(zhì)的鋪設(shè)方式：滾網(wǎng)介質(zhì)一般使用在防范級(jí)別比較高的場(chǎng)所，是指在圍墻上方安裝有帶刺的滾籠，當(dāng)有人翻越時(shí)會(huì)劃傷人的身體或衣物，這種介質(zhì)在鋪設(shè)振動(dòng)光纜時(shí)首先要保證滾籠必備安裝穩(wěn)固，振動(dòng)光纜一般安裝在滾籠靠墻體外側(cè)，偏下方位置，采用直線型鋪設(shè)，每間隔

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

15、界長(zhǎng)度方向迂回平行鋪設(shè)多道光纜振動(dòng)傳感器，光纜振動(dòng)傳感器間隔距離30cm，即1.2米寬的區(qū)域應(yīng)平行鋪設(shè)4或6道光纜振動(dòng)傳感器，如圖。光纜振動(dòng)傳感器應(yīng)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(dòng)傳感器緊壓在土層上，但應(yīng)注意避免因壓力過大造成光纜振動(dòng)傳感器變形。固定好光纜振動(dòng)傳感器后，將草坪平鋪在上面。現(xiàn)場(chǎng)不采用草坪下敷設(shè)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(hù)?；蛟诂F(xiàn)場(chǎng)安裝固定箱，在內(nèi)部固定中繼盒。安裝井示意圖：7主要設(shè)備的參數(shù)指標(biāo)1、工控機(jī)由于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)需要處理大量的數(shù)據(jù)，所以要求工

16、控機(jī)的配置要比較高，推薦工控機(jī)最低配置如下：CPU：I5及以上 內(nèi)存：4G硬盤：500G主板：1個(gè)PCI插槽/聲卡網(wǎng)卡：100M網(wǎng)卡操作系統(tǒng)：Win72、采集設(shè)備主機(jī)參數(shù)： 1) 工作電壓：AC165V AC265V2) 光纖接口：24個(gè)FC法蘭接頭3) 通訊口：輸出1條USB連接線4) 室外設(shè)備外殼防護(hù)等級(jí)：IP655) 單防區(qū)探測(cè)長(zhǎng)度：2000m6) 防區(qū)數(shù)：167) 防區(qū)傳輸距離20km8) 報(bào)警響應(yīng)時(shí)間：1S9) 設(shè)備工作溫度：-2070 10) 每個(gè)中繼盒用引導(dǎo)光纜的3芯 11) 每路振動(dòng)光纜3芯探測(cè)12) 開關(guān)指示燈 13) IP等級(jí)：IP43 14) 機(jī)箱尺寸：1.5U機(jī)箱軟件參數(shù)：1) 報(bào)警記錄查詢功能； 2) 電子地圖顯示功能； 3) 報(bào)警視頻復(fù)核功能； 4) 報(bào)警視頻存儲(chǔ)功能； 5) 波形顯示功能；6) 斷線報(bào)警功能； 7) 可以預(yù)設(shè)多種靈敏度參數(shù)，供不同情況時(shí)使用；8) 靈敏度可以自適應(yīng)各種外因引起的光強(qiáng)度變化。中繼、終端盒參數(shù)：1) 材質(zhì)：PVC2) 接口：12芯光纖兩進(jìn)兩出3) 防水等級(jí)：IP654) 環(huán)境溫度： -