本发明涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种基于过阈值次数的有效振动判定方法。
背景技术：
mz光纤周界入侵监测仪器基于mach-zehnder干涉原理，利用光纤光缆探测外界振动并判别非法入侵，抗电磁干扰强，可实现对周界入侵导致的振动的长距离实时监测及定位，具有抗电磁干扰、易于远传等优点，可以有效克服电类传感器的不足。作为周界安防系统的关键技术，入侵的实时精准定位是周界探测系统的主要研究方向之一。实际应用中，越来越高的定位精度需求，使得数据采集处理量不断增加，如果对所有信号都进行一系列的运算，系统必然无法满足实时性的需求；同时，无效振动信号进入后续定位运算，将会导致错误告警。因此，从繁多的振动数据中检测出有效的数据进行定位运算，减小了后续运算量，提高系统实时性、降低误警率。目前有效振动数据判定方法主要采用变换域判定的方法，即将时域中的信号变换到变换域中，再根据信号在变换域中的特征进行判定，但是这种方法算法复杂、运算量大、实时性差，无法满足光纤围栏周界入侵实时监控的需求。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于过阈值次数的有效振动判定方法，与传统的处理方法相比，该方法简单、运算量小、实时性高，更符合周界入侵监测的实时精准定位要求。
本发明所采用的技术方案是：
一种基于过阈值次数的有效振动判定方法，包括以下步骤：
步骤一：通过比较振动数据中连续两个点与幅度阈值t1大小，将振动数据中跨越幅度阈值的点标记为过阈值点，并标记该过阈值点位置；
步骤二：根据步骤一中得到的过阈值点与基准位置之间的位置间距l与最小间距t2和最大间距t3的大小关系，判断该过阈值点是否为有效过阈值点，得到有效过阈值点次数n；
步骤三：通过比较步骤二中得到的有效过阈值点次数n和有效过阈值点次数阈值m的大小，判断振动数据是否为有效振动数据。
进一步的，所述幅度阈值t1取值在振动信号中噪声幅度和振动幅度值之间，为经验值。
进一步的，所述步骤一中，振动数据中连续两个点分别为x[i]和x[i+1]，若x[i]和x[i+1]与幅度阈值t1的大小关系满足x[i]＞t1且x[i+1]＜t1，或者满足x[i]＜t1且x[i+1]＞t1，则将点x[i]标记为过阈值点，并标记该过阈值点位置。
进一步的，将步骤一中得到的第一个过阈值点设定为有效过阈值点，并将该过阈值点位置赋值给基准位置l0，然后寻找下一个新的过阈值点。
进一步的，所述步骤二的具体方法为：将步骤一中得到下一个新的过阈值点位置标记为m，基准位置为l0，则当前阈值点与基准位置的位置间距l为：l=m-l0，若l≥t2且l≤t3，则该过阈值点为有效过阈值点，同时更新基准位置l0为m，有效过阈值点次数n加1，返回步骤一；若l＜t2，则该过阈值点是由高频噪声产生的，为无效过阈值点，滤除该过阈值点，返回步骤一；若l＞t3，则该过阈值点是由低频噪声产生的，为无效过阈值点，滤除该过阈值点，同时更新基准位置l0为m，返回步骤一；直至振动数据中所有过阈值点均被判断是否为有效过阈值点，得到有效过阈值点次数n。通过以上最小间距t2和最大间距t3的比较，有效的筛选出振动信号中由于振动而产生的过阈值点，即有效滤除高频噪声和低频噪声的影响。
进一步的，所述步骤二中，最小间距t2和最大间距t3的设定是基于振动信号波形振动激烈程度设置的，且t3＞t2。
进一步的，所述步骤三中，若n>m，则该振动数据为有效振动；若n≤m，则该振动数据为无效振动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明首先针对入侵信号振动幅度变化大、有一定的持续时间的特点，采用有效过阈值次数判定方法，即振动信号中跨越幅度阈值的点的个数，此参数可表征振动信号的振动强度和激烈程度，同时，考虑入侵信号高频、低频噪声的影响，通过判定连续跨越阈值的位置间距的方法进行滤除高频、低频噪声，通过有效效过阈值次数与过阈值点次数阈值比较，判断信号是否为振动信号；本发明整个判定过程均在时域中处理，且没有复杂运算，运算量小、实时性强。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明的整体流程图；
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有变换域判定有效振动的方法中存在算法复杂，运算量大、实时性不强的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种基于过阈值次数的有效振动判定方法。
如图1所示，一种基于过阈值次数的有效振动判定方法，包括以下步骤：
1、寻找过阈值点
振动数据中连续两个点为x[i]和x[i+1]，比较振动数据中连续两个点x[i]和x[i+1]与幅度阈值t1大小，其中，幅度阈值t1取值在振动信号中噪声幅度和振动幅度值之间；若x[i]和x[i+1]与幅度阈值t1的大小关系满足x[i]＞t1且x[i+1]＜t1，或者满足x[i]＜t1且x[i+1]＞t1，则将点x[i]标记为过阈值点，并标记该过阈值点位置；
将通过上述方法标记的第一个过阈值点设定为有效过阈值点，并将该过阈值点位置赋值给基准位置l0；然后寻找下一个新的过阈值点。
2、筛选出有效过阈值点，得到有效过阈值点次数
有效过阈值点次数n的初始值为0，将步骤1中得到的下一个新的过阈值点位置标记为m，基准位置为l0，则当前阈值点与基准位置的位置间距l为：l=m-l0，比较位置间距l与最小间距t2和最大间距t3的大小，其中，最小间距t2和最大间距t3的设定是基于振动信号波形振动激烈程度设置的，且t3＞t2；若l≥t2且l≤t3，则该过阈值点为有效过阈值点，同时更新基准位置l0为m，有效过阈值点次数n加1，返回步骤1；若l＜t2，则该过阈值点是由高频噪声产生的，为无效过阈值点，滤除该过阈值点，返回步骤1；若l＞t3，则该过阈值点是由低频噪声产生的，为无效过阈值点，滤除该过阈值点，同时更新基准位置l0为m，返回步骤1；直至振动数据中所有过阈值点均被判断是否为有效过阈值点，得到有效过阈值点次数n。通过以上最小间距t2和最大间距t3的比较，有效的筛选出振动信号中由于振动而产生的过阈值点，即有效滤除高频噪声和低频噪声的影响。
3、判断有效振动
比较有效过阈值点次数n和有效过阈值点次数阈值m的大小，若n>m，则该振动数据为有效振动；若n≤m，则该振动数据为无效振动。
在有效过阈值点判断过程中，通过最小间距的比较可以有效滤除高频噪声的影响，避免高频噪声在幅度阈值t1附近的影响；通过最大间距的比较可以有效滤除低频噪声的影响；本发明通过以上最小间距t2和最大间距t3的比较，有效的筛选出振动信号中由于振动而产生的过阈值点，既有效滤除高频噪声的影响，避免高频噪声在幅度阈值t1附近的影响，还有效滤除低频噪声的影响。
本发明首先针对入侵信号振动幅度变化大、有一定的持续时间的特点，采用有效过阈值次数判定方法，即振动信号中跨越幅度阈值的点的个数，此参数可表征振动信号的振动强度和激烈程度，同时，考虑入侵信号高频、低频噪声的影响，通过判定连续跨越阈值的位置间距的方法进行滤除高频、低频噪声，通过有效过阈值次数与过阈值点次数阈值比较，判断信号是否为振动信号；本发明整个判定过程均在时域中处理，且没有复杂运算，运算量小、实时性强。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。