引用本文:
李香芹. 基于微弯曲光纤和光时域反射技术的实时车辆入侵检测系统[J]. 光通信技术,2025,49(6):85-88.
李香芹
(江西科技学院 智能工程学院,南昌 330098)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为提升重要区域周界安防系统的实时检测能力并降低误报率,设计了一种基于微弯曲光纤与光时域反射技术的车辆入侵实时检测系统。该系统通过结构简化的微弯传感器感知外界压力引起的光信号衰减,结合光时域反射技术实现入侵事件的定位与识别,并采用分区阈值判断与归一化相关分析优化信号处理。实验结果表明,在700 m传感范围内,系统对质量为1 030 kg、速度为60 km/h的车辆入侵的检测成功率达99.2%,并适用于最高200 km/h的高速车辆场景,具备响应快、成本低、无需复杂算法的优势。
关键词:光纤传感;周界安防;车辆入侵;实时检测
中图分类号:TN29 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2025)06-0085-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2025.06.016
本文是关于《基于微弯曲光纤和光时域反射技术的实时车辆入侵检测系统》的研究论文,主要介绍了利用微弯曲光纤与光时域反射技术设计的一种实时车辆入侵检测系统,旨在提升重要区域周界安防系统的实时检测能力并降低误报率。以下是文件的核心内容总结:
研究背景与意义:
周界安防系统的重要性:作为国家安全、公共安全及企业财产与人员保护的第一道防线,其效能至关重要。
光纤传感周界安防的发展:已有多种技术方案被提出,如双迈克尔逊干涉结构、萨格纳克型光纤振动传感结构等,但在实现上依赖复杂光路结构与高成本器件。
研究目的:设计一种结构简单、成本低廉、误报率低的实时车辆入侵检测系统。
系统基本原理与传感器设计:
系统原理:结合光纤微弯曲效应与光时域反射技术,通过监测外界压力引起的光纤微弯曲变化来实现传感功能。
传感器设计:采用聚氨酯材料,尺寸为2000mm(长)×20mm(宽)×2.25mm(厚),机械周期为2mm,表面涂有橡胶涂层保护。
光纤参数:使用SM908D-5.8-125光纤,数值孔径为0.11,纤芯折射率为1.468,在1550nm波长下的衰减小于5dB/km,散射系数约为80dB/km。
实验结果与分析:
入侵检测与区域识别:通过比较测量信号与参考信号的幅度差异,判断是否发生入侵并定位具体区域。
信号处理与识别率优化:采用归一化处理与互相关分析相结合的方法,提高识别准确性。实验表明,系统对1030kg、60km/h车辆入侵的检测成功率约为80%,采用分区阈值判断法后实现零漏检。
系统重复性与可靠性验证:为期6周的重复性测试显示,系统在不同时间条件下保持高可靠性,成功检测率达99.2%。
系统响应时间与高速适用性分析:
响应时间:系统总上升时间约为10ns,包括光源、光纤色散及探测器响应时间。
高速适用性:系统能够有效检测高速移动目标,适用于最高200km/h的车辆入侵检测场景。
研究结论与价值:
研究结论:提出的基于微弯光纤和光时域反射技术的实时车辆入侵检测系统结构简单、成本低廉,无需复杂算法即可实现高灵敏度检测。
实际应用价值:系统在周界安防领域具有实际应用价值,为重要区域的实时监控提供了一种可行的技术手段。