[发明专利]多功能光纤传感器以及用于检测红棕榈象鼻虫、农场火灾和土壤湿度的方法

权利要求书

1.一种用于检测红棕榈象鼻虫(RPW)、农场火灾和土壤湿度的集成系统(400)，所述系统(400)包括：

被配置为延伸到树的光纤(220)；以及

连接到所述光纤(220)的分布式声学传感器(DAS)盒(201)，

其中，所述DAS盒(201)被配置为处理从光纤(220)反射的不同的第一至第三光学信号(422、430、432、436)，以根据第一光学信号(422)确定RPW的存在、根据第二光学信号(430、432)确定沿光纤(220)的位置处的温度，以及根据第三光学信号(436)确定树周围位置处的湿度。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一光学信号是在所述光纤(220)中反射的瑞利信号(422)，所述第二光学信号包括在所述光纤(220)中反射的斯托克斯拉曼和反斯托克斯拉曼信号(432、434)，并且所述第三光学信号包括由形成在所述光纤(220)中的光纤布拉格光栅(460、462)生成的光纤布拉格光栅(FBG)信号(436)。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一光学信号和第二光学信号通过所述光纤同时传播，而当所述第一光学信号和第二光学信号关断时所述第三光学信号通过所述光纤传播。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述DAS盒(201)包括：

激光设备(202)，其被配置为生成第一光学脉冲(204)，所述第一光学脉冲在通过光纤传播之后生成所述第一光学信号和第二光学信号，以及

光学放大器(450)，其配被置为生成不同于所述第一光学脉冲(204)的第二光学脉冲(404)，并且所述第二光学脉冲(404)在通过光纤传播之后生成所述第三光学信号。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述光学放大器光学连接到所述激光设备并且被配置为放大所述第一光学脉冲。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述DAS盒还包括：

波分复用(WDM)滤波器，其具有第一至第三输入端口和公共输出端口，

其中，所述公共输出端口连接到光纤并且被配置为传递所述第一至第二光学脉冲，并且

其中，WDM滤波器对来自光纤的反射信号进行滤波，并将所述第一光学信号提供给所述第一输入端口、将所述第二光学信号提供给所述第二输入端口，并将所述第三光学信号提供给所述第三输入端口。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第一输入端口光学连接到RPW检测和湿度监测单元(420)，并且所述第二和第三输入端口光学连接到火灾检测单元(430)。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述RPW检测和湿度监测单元接收所述第一光学信号以确定RPW的存在，并且还接收所述第三光学信号以确定湿度，而火灾检测单元接收所述第二光学信号以确定温度。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述RPW检测和湿度监测单元以及所述火灾检测单元中的每一个包括光电检测器、模数转换器和数字信号处理。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光纤组件的第一部分位于地面之下，并且所述光纤层的第二部分位于地面之上。