基于人工智能的分布式光纤探测系统的制作方法

本发明涉及光纤探测技术领域，特别是指一种基于人工智能的分布式光纤探测系统。

背景技术：

现有技术此类产品存在的问题：多套系统完成不同的探测。目前市面上分布式光纤探测主要分为：(1)光纤光栅感温火灾报警系统；(2)分布式感温光纤火灾自动报警系统；(3)分布式应力应变报警系统。三套系统均利用了光纤进行信号采样收集，然后进行报警监控。上述几套系统尚处于较落后的pc显示，没有植入更为先进的人工智能、云数据共享的技术。

技术实现要素：

本发明提出一种基于人工智能的分布式光纤探测系统，解决了现有技术中没有植入更为先进的人工智能、云数据共享的技术的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于人工智能的分布式光纤探测系统，包括pc端、人工智能处理器、云平台和分布式光纤探测设备，所述分布式光纤探测设备用于光纤光栅点位温度检测、线性温度火灾探测和建筑应力应变探测，将探测信号传输至所述pc端，所述pc端集成有探测信号分析算法，用于根据算法和探测信号得出探测结果；所述人工智能处理器与所述pc端连接，用于控制所述pc端计算；所述云平台与所述pc端连接，用于获取pc端数据并共享。

作为本发明的一个优选实施例，还包括智能语音对讲系统，与所述pc端连接，用于语音对讲。

作为本发明的一个优选实施例，所述分布式光纤探测设备包括同步控制器、激光发生器、波分复用滤波器、恒温槽、探测光纤、激光接收器、放大器和双通道数据采集卡，所述同步控制器分别与所述pc端、激光发生器和双通道数据采集卡连接，用于产生同步信号；所述激光发生器和激光接收器分别与所述波分复用滤波器连接，所述激光发生器产生激光传输至所述波分复用滤波器；所述波分复用滤波器输出处理后的激光，经所述恒温槽传输至所述探测光纤；所述探测光纤经恒温槽返回激光信号至所述波分复用滤波器；所述波分复用滤波器将返回的激光信号输出至所述激光接收器，所述激光接收器将接受的激光信号经放大器放大后输入至所述双通道数据采集卡；所述双通道数据采集卡输出激光信号传输至所述pc端。

作为本发明的一个优选实施例，所述探测光纤分布式设置，其数量大于1。

作为本发明的一个优选实施例，所述恒温槽包括铝槽、制冷器、供电模块、控制芯片和温度传感器，所述制冷器和温度传感器设在所述铝槽上，所述温度传感器采集铝槽温度，发送至所述控制芯片，所述控制芯片控制所述制冷器工作，所述供电模块为所述控制芯片和制冷器供电。

作为本发明的一个优选实施例，所述双通道数据采集卡包括第一输入通道、第二输入通道、第一差分放大器、第二差分放大器、a/d转换器、逻辑门芯片，所述第一输入通道输入激光信号至第一差分放大器，第二输入通道输入激光信号至第二差分放大器，第一、二差分放大器将两路激光信号传输至a/d转换器，所述a/d转换器将两路信号进行模数转换完成微弱信号增强采集，最终送到逻辑门芯片中进行累计计算；所述同步控制器输入同步信号至所述逻辑门芯片。

作为本发明的一个优选实施例，所述云平台通过以太网与所述pc端连接。

本发明的有益效果在于：

1、将现有市面通用的三套系统集成于一套分布式光纤探测系统中。一套系统实现光纤光栅点位温度检测报警、线性温度探测自动火灾报警、建筑应力应变报警功能。

2、本发明专利实现了工业控制向人工智能方面迈进，解决原本人工去操作电脑的行为。另外，该系统数据通过以太网连接到消防云平台，进行智慧城市数据共享。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于人工智能的分布式光纤探测系统一个实施例的原理框图；

图2为铝槽的结构示意图。

图中，1-pc端；2-人工智能处理器；3-云平台；4-智能语音对讲系统；5-同步控制器；6-激光发生器；7-波分复用滤波器；8-恒温槽；9-探测光纤；10-激光接收器；11-放大器；12-双通道数据采集卡；13-铝槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提出了一种基于人工智能的分布式光纤探测系统，包括pc端1、人工智能处理器2、云平台3和分布式光纤探测设备，分布式光纤探测设备用于光纤光栅点位温度检测、线性温度火灾探测和建筑应力应变探测，将探测信号传输至pc端1，pc端1集成有探测信号分析算法，用于根据算法和探测信号得出探测结果；人工智能处理器2与pc端1连接，用于控制pc端1计算；云平台3与pc端1连接，用于获取pc端1数据并共享。具体的，pc端1为集中管理、监控和显示的电脑，人工智能处理器2基于深度学习能力、卷积神经网络模型建立智能人工模型，在pc端1根据光纤采集的探测信号得出探测结果后，根据设定的应对方案进行报警监控，无需人工对pc端1时时监控，减少人工的工作量。人工智能处理器2可采用骁龙855芯片或cambricon-1a等等具有ai算法处理能力的芯片构成。

光纤光栅点位温度检测和线性温度火灾探测均利用光纤后向拉曼散射的温度效应，可以对光纤所在的温度场进行实时的测量；利用光时域反射技术(otor)可以对测量点进行精确定位。建筑应力应变探测可基于布里渊光时域分析算法得出。

本发明还包括智能语音对讲系统4，与pc端1连接，用于语音对讲。智能语音对讲系统4可以预先设定在火灾报警信号后播放疏散语音，还可用于获取实时疏散语音。智能语音对讲系统4包含采集语音的咪头、播放语音的扬声器以及语音放大器11、模数/数模转换器以及与pc端1连接的数据传输接口，咪头、扬声器均与语音放大器11连接，语音放大器11与模数/数模转换器连接，模数/数模转换器通过数据传输接口与pc端1连接。语音放大器11可采用ne5532及其周边电路构成，模数/数模转换器包括adc和dac，adc由ad7888芯片或类似功能的芯片及其周边电路构成，dac可由ad5424芯片或类似功能的芯片及其周边电路构成，数据传输接口为rs485接口。

分布式光纤探测设备包括同步控制器5、激光发生器6、波分复用滤波器7、恒温槽8、探测光纤9、激光接收器10、放大器11和双通道数据采集卡12，同步控制器5分别与pc端1、激光发生器6和双通道数据采集卡12连接，用于产生同步信号；激光发生器6和激光接收器10分别与波分复用滤波器7连接，激光发生器6产生激光传输至波分复用滤波器7；波分复用滤波器7输出处理后的激光，经恒温槽8传输至探测光纤9；探测光纤9经恒温槽8返回激光信号至波分复用滤波器7；波分复用滤波器7将返回的激光信号输出至激光接收器10，激光接收器10将接受的激光信号经放大器11放大后输入至双通道数据采集卡12；双通道数据采集卡12输出激光信号传输至pc端1。同步控制器5由spg8000或相同功能的芯片构成，激光发生器6由激光二极管构成，波分复用滤波器7由2个或以上的均匀周期结构光子晶体叠加在一起构成的叠层结构光子晶体构成。放大器11可采用基恩士激光放大器11或其他激光放大器11，激光接收器10也是现有技术中的型号构成。

探测光纤9分布式设置，其数量大于1。探测光纤9分布设置，能够获取各个位置的探测信号。若pc端由同一探测光纤返回的探测信号分别进行光纤光栅点位温度检测分析、线性温度火灾探测分析和建筑应力应变探测分析，则对算法所需处理时间对上述三种分析的顺序进行排序，对光纤光栅感温火灾报警系统、分布式感温光纤火灾自动报警系统的准确性进行排序，对火灾和应力应变发生概率进行排序，根据上述因素的排序和权重建立检测分析模型，无需时时进行检测分析运算，降低pc端的工作量。

如图2所示，恒温槽8包括铝槽13、制冷器、供电模块、控制芯片和温度传感器，制冷器和温度传感器设在铝槽13上，温度传感器采集铝槽13温度，发送至控制芯片，控制芯片控制制冷器工作，供电模块为控制芯片和制冷器供电。恒温槽8用于通过pid调节使得铝槽13温度恒定，从而使得放在铝槽13内的元器件在温度恒定的环境下工作。恒温槽8可用于提供参考温度，用于修正不同的传感光纤产生的偏差。

双通道数据采集卡12包括第一输入通道、第二输入通道、第一差分放大器11、第二差分放大器11、a/d转换器、逻辑门芯片，第一输入通道输入激光信号至第一差分放大器11，第二输入通道输入激光信号至第二差分放大器11，第一、二差分放大器11将两路激光信号传输至a/d转换器，a/d转换器将两路信号进行模数转换完成微弱信号增强采集，最终送到逻辑门芯片中进行累计计算；同步控制器5输入同步信号至逻辑门芯片。

云平台3通过以太网与pc端1连接。

本发明专利：1、将现有市面通用的三套系统集成于一套分布式光纤探测系统中。一套系统实现光纤光栅点位温度检测报警、线性温度探测自动火灾报警、建筑应力应变报警功能。2、本发明专利实现了工业控制向人工智能、智能语音对讲方面迈进，解决原本人工去操作电脑的单一行为。另外，该系统数据通过以太网连接到消防云平台3，进行智慧城市数据共享。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。