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(mǎn)足客戶(hù)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(wú)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、泄漏電纜方

2、 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：容易受高紅外等傳統(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，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

3、用，維護(hù)成本較高；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(méi)有定位功能，遇上侵入行為，無(wú)法定位。這意 味著無(wú)法及時(shí)、 準(zhǔn)確 地確定危險(xiǎn)地點(diǎn)， 無(wú)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(jiàn)，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(lài)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

4、用 8、16、32 防區(qū)設(shè)計(jì)，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(guò)處理分析判斷是否屬于人為入侵行為，做出報(bào)警并通過(guò)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(guò) 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(guò)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

5、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)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：1、系統(tǒng)前端無(wú)需供電。系統(tǒng)采用無(wú)源傳感器，系統(tǒng)前端無(wú)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(wú)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

6、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)行比對(duì)，來(lái)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(wèn)題上有質(zhì)的突破，可有效屏蔽掉鳥(niǎo)落、樹(shù)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

7、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 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?chē)h(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(chē)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

8、。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(guò)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(zhuān)門(mén)有針對(duì)頻率的設(shè)置，同時(shí)有頻率過(guò)濾器，可以濾除大部分低頻信號(hào)。高頻部分經(jīng)過(guò)算 法可以看到誤報(bào)類(lèi)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(méi)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)）i.rLZI.5RaiULSiHka.iioukll/biC&

9、#187;£1.0901cI.孔lilt（風(fēng)、雨等引起的波動(dòng)）對(duì)于樹(shù)枝、鳥(niǎo)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(niǎo)禽等落到圍欄、冰雹等偶然碰撞圍欄等都可能引起誤報(bào)，通過(guò)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(guò)頻率、信號(hào)門(mén)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(shù)枝、鳥(niǎo)類(lèi)、小動(dòng) 物、冰雹等偶然性敲擊引起的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)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(lèi)似的波形，但是無(wú)論是從整體的波形門(mén)限、持續(xù)時(shí)間、同一時(shí)間產(chǎn)

10、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(shù)枝、鳥(niǎo)類(lèi)、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(shuō)明6.1鐵網(wǎng)式安裝：由于鐵絲比較軟，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

11、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)量以保證能可靠地感應(yīng)到 入侵信號(hào)。通過(guò)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(guò)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

12、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，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。

13、扣網(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(méi)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V20cm,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

14、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(méi)有圍墻也沒(méi)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

15、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w 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(guò)大造成光纜振 動(dòng)傳感器變形。固定好光纜振動(dòng)傳

16、感器后，將草坪平鋪在上面?，F(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)， 所以要求工控機(jī)的配置要比較高， 推薦工控機(jī)最低配置如下:CPU: 15及以上 內(nèi)存：4G硬盤(pán)：500G主板：1個(gè)PCI插槽/聲卡網(wǎng)卡：100M網(wǎng)卡操作系統(tǒng)：wn2、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法蘭接頭防區(qū)型光纜周界報(bào)讐控制器3）通訊口 ：輸出1條USB連接線4）室外設(shè)備外殼

17、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：w 1S9) 設(shè)備工作溫度：-20C 70 C10) 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(kāi)關(guān)指示燈13) IP 等級(jí)： IP4314) 機(jī)箱尺寸： 1.5U 機(jī)箱軟件參數(shù)：1) 報(bào)警記錄查詢(xún)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：