周界入侵报警系统和振缆周界警报器系统有何不同？

一、光纤光栅周界入侵报警系统工作原理

1.1、光纤光栅传感原理

FBG是利用光纤材料的光敏特性，将入射光相干场图像通过紫外曝光方式写入纤芯，使其在纤芯处产生周期性的折射率沿纤芯轴发生周期性变化，从而形成永久空间相位光栅。

实际上，它是一种窄带(传输或反射)滤光器或反射器，它在纤芯内部起作用。在一束宽光谱通过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长会产生反射，其余波长通过光纤光栅继续传输。

根据光纤光栅布拉格公式，光纤光栅反射波长应满足如下关系式：

上式中λB为布拉格中心波长，neff是有效折射率，Λ是光栅周期。

对上式进行微分可以得到：

可以看出，中心波长会随着有效折射率和光栅周期的变化而变化，然后会随着外界温度或应力的变化而变化，这也是光纤光栅传感的理论依据。

本课题结合光纤光栅的这一特点，采用波分复用技术，通过在一根光纤上雕刻多个光纤光栅，并对其进行特殊封装，开发了能感知周围振动信息的光纤光栅振动探测光缆。

这样就达到了被测信号感知。这种方法，实现了在一根光纤上，每两个光纤光栅作为间隔区域的编码测量。一般在一个光纤上雕刻20个光纤光栅。

1.2、系统工作原理

本系统采用光纤光栅振动检测光缆作为检测外界入侵行为的前端，可以在周边任意布防，对直接或间接传送的各种干扰信号进行采集，从而实现周边地区各种振动信息的24小时在线监测。

后端的 FBG信号处理机可以将传输振动信息反馈回的光波长信号解调还原为周界区域的振动信号，系统软件可以对振动信号进行识别、判断，对具有入侵特征的振动信息发出入侵报警信号，并根据反馈的中心波长准确定位入侵地点。

图1.2 系统工作原理示意图

1.3、系统构成

该系统由光纤光栅振动探测光缆、光纤光栅信号处理器、系统服务器、管理工作站、传输光缆、周界入侵报警软件和视频联动单元组成。

系统结构图如下：

图 1.3 系统结构图

1.4、系统特点

智能识别——采用独特的软件技术对入侵行为进行智能识别和分析，降低系统误报率；

精确定址——系统能精确定位入侵地点，定位精度根据光纤光栅振动式周界探测器的间距来确定；

可靠性高——系统采用波长信号检测，非电工作，本质防爆、抗电磁干扰，可远距离传送；

逐点探测——系统每个通道相对独立工作，一个防区被破坏不影响其他防区的工作；

布防方便——可直接布防在复杂环境中，如各种围墙、栅栏、绿篱、水系……

兼容性好——预留标准接口，可与其他安防设备联动，可多级组网实现大范围，长距离周界防范；

容易维护——系统能耗低，防护等级高，耐复杂环境、长期运营基本免维护；

自检功能——系统实时自检，提供防破坏报警，并能定位被破坏地点。

二、振动电缆周界报警系统

2.1、振动电缆周界报警系统原理

振荡电缆中的两根感应电缆形成永久磁场，裸露导线切割磁力线产生电信号，信号被处理器选频、放大，再通过传送电缆传给控制器，信号超过阈值，就会触发报警。

2.2、振动电缆结构

图 2.1 振动传感电缆剖析图

2.3、振动电缆周界系统构成

3、光纤光栅周界入侵报警系统与振动电缆周界报警系统对比

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其次，文档将从如下几个方面详述阐述两个产品的性能：

1、现场取电

光纤光栅系统现场无需供电，整个系统都是光路传输，现场设备仅是一套光纤光栅与若干光纤接续盒，结构简单，安全性好，可靠性高，使用寿命长，特别适用于需防爆的化工类企业的周界现场；振动电缆现场设备较多，如探测电缆、处理单元、连接单元、辅助探测器等等，如此繁多的设备，一个环节出现故障都会导致系统故障，且所有设备属电子器件，均需供电，生命周期较短，故障率较高，无形中给系统稳定性带来许多隐患。

综合比较，光纤光栅属无源设备，系统结构简单，安全可靠性较高，较稳定。

2、入侵定位

光纤光栅定位依靠的是前端探测光缆中的光纤光栅探测器，且每条光缆中的探测器都是等距的，在光纤光栅布设整个周界围墙之后，相当于在周界均匀的布设了若干光栅探测器，精确度极高，误差极小。

振动电缆定位依靠的是软件中的时域反射测定法(TDR)，即从感应线上从脉冲发出到遇到偏折返回之间的时间延迟可以测量信号在电缆中传播距离。当有侵入者攀爬围栏或将围栏网剪开，由此引起电缆的运动导致感应线在键槽中移动。通过算法计算实现对侵入者探测并定位。算法计算定位的弊端误差较高，定位不准确。

综合而言，光纤光栅防区划分灵活，定位精度准确，可靠性极高。

3、入侵模式识别

光纤光栅对入侵模式识别依靠光纤光栅数字解调技术、智能识别技术等来实现。系统软件中集成了大量实验及工程案例中的入侵行为数据库图样，对微风（微风、大风、台风）、雨（小雨、中雨、大暴雨）、微小扰动（小动物）、人员勿碰（单次触碰）等一系列干扰因素都有很好的识别能力，能够完整的还原现场入侵行为的波形（每种入侵行为对光纤光栅探测器所产生的振动波形都是不一样的），且系统可根据现场防护等级设置多个报警阈值，极为灵活。

振动电缆对现场入侵行识别较为低级，如对风雨判别只是通过电缆上探测器报警点位数量（多个点位同时报即判定为风雨）来识别，对动物入侵仅依靠入侵扰动大小来判定（设定一个阈值，在该阈值以下均视为微小扰动不报警），且无法解决人员勿碰的问题。

综合而言，光纤光栅识别能力较强、识别度较高，对现场入侵行为能够智能识别，真正做到无漏报，少误报。

4、智能联动

光纤光栅在能够很灵活地域其他安防系统进行联动。光纤光栅不仅可以软件联动，亦可以通过继电器模块进行硬联动。平台兼容能力较强，可以与视频监控系统、声光报警系统、照明系统、语音对讲系统甚至是传统的周界产品如红外对射、振动电缆、微波对射、电子围栏等产品联动，集成度极高，是真正智能化的周界防范平台。

振动电缆是通过继电器模块与视频系统进行联动，不够灵活，集成度较低，只能实现一般的系统联动功能，而无法很好的集成为一个智能平台。但其价格相对光纤光栅来说更有优势。

综合而言，光纤光栅集成度较高，兼容能力较强，拥有新型的智能联动平台。

除了上述特点之外，光纤光栅在美观性、隐蔽性、安全性等方面都具有振动电缆无法比拟的优势，入侵发生时系统能产生声光报警，能够多点入侵报警使系统不会出现漏报，多通道独立工作使系统更是最低限度的降低了系统故障率。除此之外，系统适应各种恶劣环境，防水防爆，不受现场任何自然因素的干扰。

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