一种分布式精确定位系统及其定位方法与流程

1.本发明涉及安防技术领域，具体涉及一种分布式精确定位系统及其定位方法。


背景技术：

2.随着全球经济和科学技术的不断创新与发展，人们的安全防范意识越来越强，一些重要区域比如军事重地、国家重要机关、银行、工业园区、学校等对安全性的要求更高。目前国内外，周界安防产品有很多不同的种类，比如视频监控周界安防系统、主动式红外周界安防系统、泄漏电缆式周界安防系统和电子脉冲式周界安防系统。
3.但是目前的视频监控周界安防系统、主动式红外周界安防系统、泄漏电缆式周界安防系统和电子脉冲式周界安防系统存在定位不准确的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种分布式精确定位系统及其定位方法。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现：一种分布式精确定位系统，包括传感光纤、光纤采集主机以及光纤服务器；所述光纤采集主机包括激光器、光脉冲转换器以及报警电路；所述光纤服务器包括采集卡以及pc端；
6.所述激光器包括激光发生器以及激光接收器；所述传感光纤的两端分别与激光发生器以及激光接收器连接；所述激光接收器的输出端与光脉冲转换器连接；所述光脉冲转换器的输出端与采集卡连接；所述采集卡与pc端连接；所述pc端与报警电路连接。
7.本发明进一步设置为，所述分布式精确定位系统还包括光纤法兰盘；所述激光发生器以及激光接收器分别通过光纤法兰盘与传感光纤连接。
8.本发明进一步设置为，所述报警电路包括主控模块、电源模块、以太网模块、第一报警模块以及第二报警模块；所述电源模块用于给主控模块、以太网模块、第一报警模块以及第二报警模块供电；所述主控模块通过以太网模块与pc端连接；所述第一报警模块以及第二报警模块分别与主控模块连接。
9.本发明进一步设置为，所述电源模块包括稳压芯片u9；所述稳压芯片u9用于将24v电压降为3.3v电压。
10.本发明进一步设置为，所述以太网模块包括以太网芯片u13以及网络变压器j8；所述主控模块与以太网芯片u13连接；所述以太网芯片u13与网络变压器j8连接；所述网络变压器j8与pc端连接。
11.本发明进一步设置为，所述第一报警模块包括第一发光led以及第二发光led；所述第一发光led以及第二发光led分别与主控模块连接。
12.本发明进一步设置为，所述第二报警模块包括继电器k1以及继电器k2；所述继电器k1的控制端以及继电器k2的控制端分别与主控模块连接；所述继电器k1的开关端以及继电器k2的开关端分别与喇叭连接。
13.本发明进一步设置为，所述报警电路还包括兼容模块；所述兼容模块包括多个光耦；所述光耦的控制端与主控模块连接；所述光耦的开关端用于与外部设备连接。
14.本发明进一步设置为，所述报警电路与pc端之间设有网络交换机。
15.一种分布式精确定位系统的定位方法，包括以下步骤：
16.a1、光纤采集主机的激光发生器发送激光信号至传感光纤；
17.a2、激光信号经过传感光纤传输至激光接收器并且传输至光脉冲转换器；
18.a3、光脉冲转换器将光信号转换为电脉冲信号后传输至光纤服务器的采集卡上；
19.a4、采集卡接收到电脉冲信号后在pc端上显示波形图；
20.a5、当传感光纤发生振动的时候，外界有振动千分之一的散射回光相位发生变化并沿传感光纤返回激光接收器，经光电转换以及主机采集信号解析之后得到有效入侵信号，同时计算千分之一散射回光的传输时间乘以光在光纤中的传播速度进行精确定位；
21.a6、pc端通过报警电路进行报警。
22.本发明进一步设置为，所述pc端根据波形图的振动幅度判断安防状态；
23.所述分布式精确定位系统的定位方法还包括步骤a7：在间隔一段距离上设置摄像机；当pc端定位传感光纤发生振动的位置后，pc端打开与传感光纤发生振动距离最近的摄像机。
24.本发明的有益效果：本发明通过设置传感光纤、激光器、光脉冲转换器、报警电路、采集卡以及pc端，能够有效地对传感光纤的振动进行检测，并且能够有效地定位传感光纤发生振动的位置。
附图说明
25.利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
26.图1是本发明的模块框图；
27.图2是本发明主控模块的电路图；
28.图3是本发明电源模块的电路图；
29.图4是本发明以太网芯片的电路图；
30.图5是本发明网络变压器的电路图；
31.图6是本发明第一报警模块的电路图；
32.图7是本发明第二报警模块的电路图；
33.图8是本发明兼容模块的电路图；
34.其中：1、光纤采集主机；2、光纤服务器；3、激光器；4、光脉冲转换器；51、采集卡；52、pc端；6、报警电路；7、光纤法兰盘；8、网络交换机；91、第一发光led；92、第二发光led。
具体实施方式
35.结合以下实施例对本发明作进一步描述。
36.由图1至图8所示，本实施例所述的一种分布式精确定位系统，包括传感光纤、光纤采集主机1以及光纤服务器2；所述光纤采集主机1包括激光器3、光脉冲转换器4以及报警电
路6；所述光纤服务器2包括采集卡51以及pc端52；
37.所述激光器3包括激光发生器以及激光接收器；所述传感光纤的两端分别与激光发生器以及激光接收器连接；所述激光接收器的输出端与光脉冲转换器4连接；所述光脉冲转换器4的输出端与采集卡51连接；所述采集卡51与pc端52连接；所述pc端52与报警电路6连接。
38.具体地，本实施例所述的分布式精确定位系统，在使用的时候，光纤采集主机1的激光发生器发送激光信号至传感光纤，激光信号经过传感光纤传输至激光接收器并且传输至光脉冲转换器4；光脉冲转换器4将光信号转换为电脉冲信号后传输至光纤服务器2的采集卡51上，采集卡51接收到电脉冲信号后在pc端52上显示波形图；当传感光纤发生振动的时候，外界有振动千分之一的散射回光相位发生变化并沿传感光纤返回激光接收器，经光电转换以及主机采集信号解析之后得到有效入侵信号，同时计算千分之一散射回光的传输时间乘以光在光纤中的传播速度即可以实现精确定位，同时波形图发生变化，pc端52通过报警电路6进行报警。
39.本实施例的分布式精确定位系统以传感光纤作为传感单元，能通过对直接触及或通过承载物(如覆土、铁丝网、围栏等)传递给传感光纤的各种振动，进行实时、持续的监控，采集数据经光通讯传递给后端的光纤服务器2分析处理和智能识别，在pc端52上展示出来，振动报警软件功能强大。
40.本实施例相对脉冲电子围栏、张力式电子围栏、泄漏电缆入侵探测、红外对射入侵探测器具有前端无源、探测距离长、抗雷击、抗干扰、随形隐蔽安装等特点。目前被广泛应用于民航机场、司法监狱、石油化工、保密单位，有轨交通、军工、国境线等行业。
41.本实施例所述的一种分布式精确定位系统，所述分布式精确定位系统还包括光纤法兰盘7；所述激光发生器以及激光接收器分别通过光纤法兰盘7与传感光纤连接。通过上述设置便于激光发生器以及激光接收器分别与传感光纤固定。
42.另外，本实施例通过将激光器3、光脉冲转换器4以及报警电路6集成在光纤采集主机1中，从而本实施例的光纤服务器2能够同时与多个光纤采集主机1进行连接，从而使得光纤服务器2能够同时控制多个光纤采集主机1。
43.本实施例所述的一种分布式精确定位系统，所述报警电路6包括主控模块、电源模块、以太网模块、第一报警模块以及第二报警模块；所述电源模块用于给主控模块、以太网模块、第一报警模块以及第二报警模块供电；所述主控模块通过以太网模块与pc端52连接；所述第一报警模块以及第二报警模块分别与主控模块连接。具体地，当传感光纤发生振动的时候，pc端52通过以太网模块与主控模块连接，从而使得主控模块控制第一报警模块以及第二报警模块进行报警，能够对用户进行通知报警。
44.本实施例所述的一种分布式精确定位系统，所述电源模块包括稳压芯片u9；所述稳压芯片u9用于将24v电压降为3.3v电压。
45.本实施例所述的一种分布式精确定位系统，所述以太网模块包括以太网芯片u13以及网络变压器j8；所述主控模块与以太网芯片u13连接；所述以太网芯片u13与网络变压器j8连接；所述网络变压器j8与pc端52连接。通过上述设置使得报警电路6与pc端52能够通过以太网进行连接通信。
46.本实施例所述的一种分布式精确定位系统，所述第一报警模块包括第一发光
led91以及第二发光led；所述第一发光led91以及第二发光led分别与主控模块连接。具体地，传感光纤的数量为两条，上述设置能够通过发光led给用户进行提醒。
47.本实施例所述的一种分布式精确定位系统，所述第二报警模块包括继电器k1以及继电器k2；所述继电器k1的控制端以及继电器k2的控制端分别与主控模块连接；所述继电器k1的开关端以及继电器k2的开关端分别与喇叭连接。其中图中并未画出喇叭，具体地，传感光纤的数量为两条，上述设置能够通过喇叭分别给用户进行提醒发生振动的传感光纤。
48.本实施例所述的一种分布式精确定位系统，所述报警电路6还包括兼容模块；所述兼容模块包括多个光耦；所述光耦的控制端与主控模块连接；所述光耦的开关端用于与外部设备连接。通过上述设置使得光纤采集主机1能够与现有的外部设备进行连接，并且兼容至本实施例的分布式精确定位系统上。
49.本实施例所述的一种分布式精确定位系统，所述报警电路6与pc端52之间设有网络交换机8。通过上述设置使得报警电路6与pc端52能够通过以太网进行连接通信。
50.本实施例所述的一种分布式精确定位系统的定位方法，包括以下步骤：
51.a1、光纤采集主机1的激光发生器发送激光信号至传感光纤；
52.a2、激光信号经过传感光纤传输至激光接收器并且传输至光脉冲转换器4；
53.a3、光脉冲转换器4将光信号转换为电脉冲信号后传输至光纤服务器2的采集卡51上；
54.a4、采集卡51接收到电脉冲信号后在pc端52上显示波形图；
55.a5、当传感光纤发生振动的时候，外界有振动千分之一的散射回光相位发生变化并沿传感光纤返回激光接收器，经光电转换以及主机采集信号解析之后得到有效入侵信号，同时计算千分之一散射回光的传输时间乘以光在光纤中的传播速度进行精确定位；
56.a6、pc端52通过报警电路6进行报警。
57.本实施例所述的一种分布式精确定位系统的定位方法，所述pc端52根据波形图的振动幅度判断安防状态；通过上述设置可以判断出振动是由直接破坏、人员入侵或者挖掘机作业产生的。
58.所述分布式精确定位系统的定位方法还包括步骤a7：在间隔一段距离上设置摄像机；当pc端52定位传感光纤发生振动的位置后，pc端52打开与传感光纤发生振动距离最近的摄像机。通过上述设置，使得振动发生后，便于用户观察振动位置的情况。
59.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：
1.一种分布式精确定位系统，其特征在于：包括传感光纤、光纤采集主机(1)以及光纤服务器(2)；所述光纤采集主机(1)包括激光器(3)、光脉冲转换器(4)以及报警电路(6)；所述光纤服务器(2)包括采集卡(51)以及pc端(52)；所述激光器(3)包括激光发生器以及激光接收器；所述传感光纤的两端分别与激光发生器以及激光接收器连接；所述激光接收器的输出端与光脉冲转换器(4)连接；所述光脉冲转换器(4)的输出端与采集卡(51)连接；所述采集卡(51)与pc端(52)连接；所述pc端(52)与报警电路(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种分布式精确定位系统，其特征在于：所述分布式精确定位系统还包括光纤法兰盘(7)；所述激光发生器以及激光接收器分别通过光纤法兰盘(7)与传感光纤连接。3.根据权利要求1所述的一种分布式精确定位系统，其特征在于：所述报警电路(6)包括主控模块、电源模块、以太网模块、第一报警模块以及第二报警模块；所述电源模块用于给主控模块、以太网模块、第一报警模块以及第二报警模块供电；所述主控模块通过以太网模块与pc端(52)连接；所述第一报警模块以及第二报警模块分别与主控模块连接；所述报警电路(6)与pc端(52)之间设有网络交换机(8)。4.根据权利要求3所述的一种分布式精确定位系统，其特征在于：所述电源模块包括稳压芯片u9；所述稳压芯片u9用于将24v电压降为3.3v电压。5.根据权利要求3所述的一种分布式精确定位系统，其特征在于：所述以太网模块包括以太网芯片u13以及网络变压器j8；所述主控模块与以太网芯片u13连接；所述以太网芯片u13与网络变压器j8连接；所述网络变压器j8与pc端(52)连接。6.根据权利要求3所述的一种分布式精确定位系统，其特征在于：所述第一报警模块包括第一发光led(91)以及第二发光led；所述第一发光led(91)以及第二发光led分别与主控模块连接。7.根据权利要求3所述的一种分布式精确定位系统，其特征在于：所述第二报警模块包括继电器k1以及继电器k2；所述继电器k1的控制端以及继电器k2的控制端分别与主控模块连接；所述继电器k1的开关端以及继电器k2的开关端分别与喇叭连接。8.根据权利要求3所述的一种分布式精确定位系统，其特征在于：所述报警电路(6)还包括兼容模块；所述兼容模块包括多个光耦；所述光耦的控制端与主控模块连接；所述光耦的开关端用于与外部设备连接。9.一种基于权利要求1-8任一所述的分布式精确定位系统的定位方法，其特征在于：包括以下步骤：a1、光纤采集主机(1)的激光发生器发送激光信号至传感光纤；a2、激光信号经过传感光纤传输至激光接收器并且传输至光脉冲转换器(4)；a3、光脉冲转换器(4)将光信号转换为电脉冲信号后传输至光纤服务器(2)的采集卡(51)上；a4、采集卡(51)接收到电脉冲信号后在pc端(52)上显示波形图；a5、当传感光纤发生振动的时候，外界有振动千分之一的散射回光相位发生变化并沿传感光纤返回激光接收器，经光电转换以及主机采集信号解析之后得到有效入侵信号，同时计算千分之一散射回光的传输时间乘以光在光纤中的传播速度进行精确定位；
a6、pc端(52)通过报警电路(6)进行报警。10.根据权利要求9所述的分布式精确定位系统的定位方法，其特征在于：所述pc端(52)根据波形图的振动幅度判断安防状态；所述分布式精确定位系统的定位方法还包括步骤a7：在间隔一段距离上设置摄像机；当pc端(52)定位传感光纤发生振动的位置后，pc端(52)打开与传感光纤发生振动距离最近的摄像机。

技术总结
本发明涉及安防技术领域，具体涉及一种分布式精确定位系统及其定位方法，包括传感光纤、光纤采集主机以及光纤服务器；所述光纤采集主机包括激光器、光脉冲转换器以及报警电路；所述光纤服务器包括采集卡以及PC端；所述激光器包括激光发生器以及激光接收器；所述传感光纤的两端分别与激光发生器以及激光接收器连接；所述激光接收器的输出端与光脉冲转换器连接；所述光脉冲转换器的输出端与采集卡连接；所述采集卡与PC端连接；所述PC端与报警电路连接。本发明通过设置传感光纤、激光器、光脉冲转换器、报警电路、采集卡以及PC端，能够有效地对传感光纤的振动进行检测，并且能够有效地定位传感光纤发生振动的位置。定位传感光纤发生振动的位置。定位传感光纤发生振动的位置。


技术研发人员：冯幼平 冯亚平 江超
受保护的技术使用者：东莞市拓天智能科技有限公司
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2022/3/8