摘 要: 系統是在光纖振動傳感原理的基礎上提出的一種新型預警系統。系統由信號傳感部分，信號采集處理部分和信號顯示預警三部分構成。為了區分不同外部干擾信號對光纜的激勵，正確提取不同干擾下的信號特征，系統選用離散小波分析方法對信號進行去噪重構處理，并對兩種去噪方法進行了對比。實驗結果表明，系統能夠實現光纜沿線的實時觀測，并通過人機交互界對管理員發出實時預警。

　　關鍵詞: 光纖振動傳感; M-Z 干涉儀; 離散小波變換; 去噪

　　目前，針對邊境、機場等位置的防務感知是非常必要的。[1]傳統以電信號為基礎的檢測方法存在維護成本高、可靠性低等缺點; [2]光纖傳感以光纖為媒介，利用光纖的一維空間連續特性來感知和傳輸外界測量信號，適用于強電磁干擾和環境條件惡劣的場合，該技術成為安防領域的研究熱點。[3]

　　文中設計了一種基于振動傳感的智能光纖安防系統，由信號傳感、采集處理和顯示三部分構成，系統能夠實現光纜沿線的實時觀測，并通過人機交互界對管理員發出實時預警。

　　1 系統原理

　　系統由信號傳感部分，信號采集處理部分和信號顯示預警三部分構成。系統中光源采用激光器，光路結構采用全光纖 M-Z 干涉儀結構。[4]

　　光信號經光耦合器 1 分為兩路光信號，其中一路在振動傳感光纖中傳輸，另一路在參考光纖中傳輸，兩路信號在耦合器 2 處合成一路光信號輸出。當沒有局部干擾時，耦合輸出的光信號為穩定的干涉信號;存在局部干擾時，在振動臂傳輸的光信號受干擾發生相位延遲使得干涉光信號發生改變，進而得到干擾信息。

　　2 信號去噪處理

　　系統采集到的沒有任何碰觸的信號時域波形基本是一條平穩 的 直 線;當人手敲擊光纜時信號部分時域波形如圖 2 所示。

　　由于信號中含有隨機噪聲，為了濾除噪聲，提取信號特征，系統采用小波分析方法降噪。在選定閾值后，采用軟閾值處理的方法。[5]圖 3 是采用基于 10 階 Daubechies 極大極小值軟閾值去噪方法對信號分別進行一階、二階和三階去噪后的波形圖。

　　從圖 3 中可以看出去噪后的信號與原信號相比平滑，處理后的信號特征較明顯。

　　3 軟件界面設計

　　報警顯示界面可以實時顯示采集到的信號并作分析和報警。圖 4 在人手觸摸光纖情況下上位機界面采集到的時域波形。

　　4 結論

　　系統能準確的識別到光纖附近的變化情況，并能夠將信息傳給管理人員，實現預警功能。

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