[发明专利]一种基于三级阈值判定的有效振动波形截取方法

说明书

本发明公开了一种基于三级阈值判定的有效振动波形截取方法，采集振动数据，计算振动数据的幅度均值，通过比较振动数据的幅度均值与全局阈值的大小，判定是否为大范围环境扰动引起的信号；通过比较振动数据与入侵数据的幅度阈值T₁的大小，判定是否为振动信号，截取振动信号的振动数据前后一定长度的波形数据；将截取的波形数据进行片段划分，计算每个片段振动能量并进行平滑，通过比较片段振动能量连续超过片段振动能量阈值的片段个数与片段个数阈值的大小，判断是否为有效振动波形。本发明采用三级阈值进行判定，防止环境原因导致的误报，减少运算数据量，有效缩短处理时间，提高了光纤周界入侵监测仪器的定位精度。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种基于三级阈值判定的有效振动波形截取方法。

背景技术

MZ光纤周界入侵监测仪器基于Mach-Zehnder干涉原理，利用光纤光缆探测外界振动并判别非法入侵，抗电磁干扰强、可实现对周界入侵导致的振动的长距离实时监测及定位。作为周界安防系统的关键技术，入侵的实时精准定位是周界探测预警系统的主要研究方向之一。实际应用中，监控环境恶劣，存在大范围、高强度噪声影响，同时信号实施采集进入MZ光纤周界入侵监测仪器，如果对所有的输入信号都进行一系列的运算处理，MZ光纤周界入侵监测仪器必然无法满足实时性的要求，微小的延迟也将不断的积累，最终导致MZ光纤周界入侵监测仪器失效；同时噪声信号进入定位运算也会导致MZ光纤周界入侵监测仪器的定位精度低的缺点。目前MZ光纤周界入侵监测仪器的入侵信号处理过程中方法比较单一，多针对单一情况进行处理，适应性差，实时性差、定位精度不高，不能满足光纤围栏周界入侵实时精准监控的需求。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种三级阈值判定的有效振动波形截取方法，与传统方法相比，该方法环境适应性强、实时性高、定位精度高。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于三级阈值判定的有效振动波形截取方法，包括以下步骤：

步骤一：采集光纤周界入侵监测仪器的振动数据，存储在全局缓冲池Ⅰ中；

步骤二：计算全局缓冲池Ⅰ中振动数据的幅度均值，通过比较振动数据的幅度均值与全局阈值的大小，判定是否为大范围环境扰动引起的信号，若为大范围环境扰动引起的信号，则不进行后续操作；若不为大范围环境扰动引起的信号，则进入步骤三；

步骤三：通过比较振动数据与入侵数据的幅度阈值T₁的大小，判定是否为振动信号，若不为振动信号，则不进行后续操作；若为振动信号，则截取该振动数据前后一定长度的波形数据，并存储在缓冲池Ⅱ中；

步骤四：将缓冲池Ⅱ中波形数据进行片段划分，计算每个片段振动能量，对片段振动能量进行平滑，通过比较片段振动能量连续超过片段振动能量阈值的片段个数与片段个数阈值的大小，判断是否为有效振动波形，若为有效振动波形，截取有效振动波形到缓冲池Ⅲ中，并输出给光纤周界入侵监测仪器。

进一步的，所述步骤二中，振动数据的幅度均值的具体计算方法为：对全局缓冲池Ⅰ中的振动数据进行抽点，从第一个点开始每隔a个点抽取一个点，然后计算所有抽取点的幅值的平均值，计算公式为：

其中，G为全局缓冲池Ⅰ中振动数据个数；G/a为抽取点的个数，x[i]为抽取点的幅值，X为抽取点幅值的平均值，用该抽取点幅值的平均值代表全局缓冲池Ⅰ中振动数据的幅度均值。

进一步的，所述步骤二中，如果振动数据的幅度均值大于全局阈值，则判定为大环境扰动引起的信号；如果振动数据的幅度均值不大于全局阈值，则不为大环境扰动引起的信号。