[发明专利]一种基于布里渊散射的地下管道涌动监测系统

权利要求书

1.一种基于布里渊散射的地下管道涌动监测系统，其特征在于，所述系统包括：管道、设置在所述管道外壁上的光纤，设置在所述管道上的多个振动传感器和多个GPRS模块，与所述光纤输入端相连接的激光入射设备，布里渊散射光采集设备耦合在设在所述管道外壁的所述光纤的沿线上，云端服务器基于通信基站与所述GPRS模块相连接，以及与所述云端服务器相连接的管理终端；其中，

所述振动传感器用于实时采集所述管道周边地下环境的振动信号并汇聚至所述GPRS模块中；所述GPRS模块将所述振动信号封装后基于通信基站发送至所述云端服务器；所述云端服务器基于所述封装后的振动信号生成分别用于启动所述激光入射设备打入激光的指令和布里渊散射光采集设备采集散射光的指令；所述布里渊散射光采集设备将采集到的布里渊散射光汇聚到所述GPRS模块中，所述GPRS模块将汇聚的所述布里渊散射光封装后基于通信基站发送至所述云端服务器；所述云端服务器将该封装后的布里渊散射光进行分析后，并基于分析结果产生预警指令发送至所述管理终端进行预警；

所述多个振动传感器中的振动传感器与所述GPRS模块的距离不超过预设的距离下限S_min时，所述多个振动传感器中的振动传感器直接将所采集到的振动信号汇聚至所述GPRS模块；所述多个振动传感器中的振动传感器与所述GPRS模块的距离超过预设的距离下限S_min时，所述多个振动传感器中的振动传感器将所采集到的振动信号通过多跳的形式汇聚至所述GPRS模块；其中，

所述多个振动传感器中的无线传感节点将所采集到的振动信号通过多跳的形式汇聚至所述GPRS 模块的总跳数X：

其中，B表示振动传感器内的无线传感节点每一预设时间内的最大数据传输量；A表示振动传感器的每一预设时间内的最大数据采集量；int[.]表示取整函数；

所述振动传感器设置在所述管道沿线数量Y的约束条件为：

其中，Y表示管道沿线上设置的振动传感器的数量；S为管道的总长度；a为振动传感器的有效探测距离；int[.]表示取整函数；

所述GPRS模块设置在所述管道沿线数量W的约束条件为：

其中，S为管道的总长度；a为振动传感器的有效探测距离；X表示振动传感器中的无线传感节点将所采集到的振动信号通过多跳的形式汇聚至所述GPRS 模块的总跳数；int[.]表示取整函数。

2.根据权利要求1所述的地下管道涌动监测系统，其特征在于，所述振动传感器内置了无线传感节点以及电源模块；所述电源模块用于为所述振动传感器供电；所述无线传感节点用于将振动传感器采集的振动信号汇聚至所述GPRS模块；以及协助其他振动传感器内置的无线传感节点将采集到的振动数据汇聚至所述GPRS模块。

3.根据权利要求1所述的地下管道涌动监测系统，其特征在于，所述布里渊散射光采集设备通过耦合器耦合在所述光纤上；并且所述布里渊散射光采集设备上内置了滤波模块，用于对采集到的布里渊散射光进行滤波处理。