[发明专利]抗干扰的光纤周界防护系统及方法

权利要求书

1.光纤周界防护系统的抗干扰的光纤周界防护方法，所述光纤周界防护方法包括以下步骤：

(A1)传感光缆感知外界振动，采集装置采集所述传感光缆的感知信号，并传送到处理和报警装置；

(A2)处理和报警装置采样所述感知信号，并对采样信号有效上升统计；

(A3)采用动态均值算法处理有效上升统计后的数据；

(A4)对经过动态均值算法处理过的数据进行平滑累加；

(A5)对平滑累加后的数据进行分段，并对分段信号进行动态修补，使每段包含一个完整动作；

(A6)提取动态修补后的分段信号的特征矢量，输入通过已经训练好的分类器，由分类器的输出结果代表的事件模式决定是否报警；

所述光纤周界防护系统包括：

传感光缆，所述传感光缆布设在物理围界上；

采集装置，所述采集装置安装在所述物理围界上，用于采集所述传感光缆传输来的信号，并送处理和报警装置；

处理和报警装置，所述处理和报警装置安装在所述物理围界上，用于处理所述采集装置传输来的信号，并根据需要提示报警。

2.根据权利要求1所述的光纤周界防护方法，其特征在于：所述分类器的建立方式为：

依据步骤(A1)-步骤(A6)的方式处理各类干扰和入侵动作的振动信号，提取处理后得到的信号的特征矢量作为分类器的输入，构建基于神经网络的分类器；

所述特征矢量包括：

信号的时域特征，包括持续时间、有效面积、主峰值、断续时间；

信号的频域特征，对信号进行可变尺度的分解，将具有显著特征的N个频带小波包分解系数作为信号的频域特征。

3.根据权利要求1所述的光纤周界防护方法，其特征在于：在步骤(A2)中，有效上升统计的方式为：

统计采样信号穿过有效上升电平和噪声容限之和的次数，噪声容限大于最大噪声；有效上升电平的范围在1.548V-2.048V，噪声容限的范围在0.06V-1.21V。

4.根据权利要求3所述的光纤周界防护方法，其特征在于：在步骤(A3)中，提取环境当前时刻的前N秒数据来计算其均值，而当均值达到均值阈值时，动态均值算法作用于有效上升统计后的数据，对数据做如下的抑制处理：

均值阈值的范围在3-7，均值参数的范围在1-2，均值＝N包数据均值之和/N。

5.根据权利要求1所述的光纤周界防护方法，其特征在于：在步骤(A5)中，信号分段的方式为：

当信号数据大于最小强度阈值时，开始对信号分段；当出现连续小于最小强度阈值的数据个数等于信号间隔长度时，信号分段结束；超过最大长度的信号以最大长度分段；

信号间隔长度是两个分段信号之间的时间间隔；最大长度是一个完整动作产生信号的最大时间，最小强度阈值是外界环境干扰引起的最大振动频率：

信号间隔长度的范围为0.125s-0.625s；最大长度的范围是1.25s-2.51s。

6.根据权利要求1所述的光纤周界防护方法，其特征在于：在步骤(A5)中，当分段信号的最后一个数据大于最小强度阈值时，最小强度阈值是外界环境干扰引起的最大振动频率，该分段信号需要修补：

当修补长度中的数据值等于修补长度中最小的数据值或者小于最小强度时，就补上修补长度中截止到这个数据为止的数据，修补完成；如果到修补长度结束，也找不到满足要求的数据值，就补上修补长度中的所有数据，并强制截断；

修补长度是对分段信号补上后面接下去的数据的最长时间，为最大长度的1/5～1/4；最大长度是一个完整动作产生信号的最大时间，最大长度的范围是1.25s-2.51s。