分布式光纤周界安防系统、声音还原系统及方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及安防技术领域，特别涉及一种声音还原系统、一种声音还原方法以及 一种分布式光纤周界安防系统。
【背景技术】
[0002] 光纤不仅仅可以用于信号传输，在感测应用中采用光纤，还可使光纤作为传感器。 当外界干扰影响传到光纤时，光纤传输的光信号的部分特性就会改变，通过配置专门的感 测仪表就能监测使光的特性即衰减、相位、波长、极化、模场分布和传播时间变化的干扰。通 过光信号的调变，使得许多事件和状态的测量成为可能。
[0003] 分布式光纤周界安防系统是利用光纤作为传感及传输介质的一种分布式传感系 统。光纤周界安防系统可以在传感光纤布设区域内，对一定精度范围内的入侵行为等突发 事件进行远程和实时的监测。它可以用于监狱、重要军事目标、武器库、铁路沿线围栏等周 界的安防监控，还可以用于小区、政府机关、核电站、机场等重要设施的周界安防监控。
[0004] 目前的分布式光纤周界安防系统中把周界分为几个小的监控区域（称为防区）， 每个防区用一个光纤传感单元监测，这个传感单元通常没有定位能力，只能感测以及传输 入侵震动信号以及判断有无入侵事件发生。通过复用技术，把多个光纤传感单元构成一个 网络，就可以判断入侵事件发生在哪个防区中，从而达到定位目的。
[0005] 然而，由于每个防区的光纤基本都裸露在外界环境中，极容易产生由外界环境干 扰（例如，风雨以及飞鸟等）引起的误报，使用户感到困惑。因此需要采取辅助手段帮助用 户进行进一步的确认判断。
【发明内容】
[0006] 本公开的目的在于提供具备声音还原能力的一种声音还原系统、一种声音还原方 法以及一种分布式光纤周界安防系统，从而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和 缺陷而导致的一个或多个问题。
[0007] 本公开的其它特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开 的实践而习得。
[0008] 根据本公开的第一方面，提供一种声音还原系统，应用于对多个防区进行监控的 一分布式光纤周界安防系统；其特征在于，所述声音还原系统包括：
[0009] -激光发生机构，用于提供一激光信号；
[0010] -分光机构，用于将所述激光信号分为多路输入光信号；
[0011] 多个光纤迈克尔逊干涉机构，对应设于各所述防区；每一所述光纤迈克尔逊干涉 机构接收一所述输入光信号并响应周边声压输出一干涉信号；
[0012] -音频输出机构，接收各所述干涉信号，并在接收到任一所述防区的警报信号时， 输出根据该防区的干涉信号而还原出的声音信号。
[0013] 本公开的一种示例性实施例中，所述音频输出机构根据所述干涉信号光强而还原 出所述声音信号。
[0014] 本公开的一种示例性实施例中，所述光纤迈克尔逊干涉机构包括：
[0015] -传感光纤，具有参考臂以及感测臂；
[0016] 一前端设备，用于接收所述输入光信号，并自所述传感光纤第一端将所述输入光 信号输入至所述参考臂和感测臂；
[0017] 一尾端设备，用于自所述所述传感光纤第二端将所述输入光信号反馈至所述传感 光纤第一端以形成一干涉信号；
[0018] -光电探测器，设于所述传感光纤第一端，以接收并输出所述干涉信号。
[0019] 本公开的一种示例性实施例中，所述音频输出机构根据下述方程而还原出所述声 音信号：
[0020]
[0021]
[0022] 、3 I… w
[0023] 其中，I为所述干涉信号光强，Ip 12分别为所述参考臂和感测臂中光信号的光强 且Δρ为两者相位差，n为所述传感光纤的有效折射率，λ为所述输入光信号入射波长，P 12、 P11为普克尔常数，V为泊松比，ε 3为所述感测臂轴向长度变化率，L为震动长度，k为所述 传感光纤固有参数，P为所述声音信号作用于所述感测臂的所述声压。
[0024] 本公开的一种示例性实施例中，所述前端设备包括光纤耦合器。
[0025] 本公开的一种示例性实施例中，所述尾端设备包括法拉第旋转镜或反射镜。
[0026] 本公开的一种示例性实施例中，所述传感光纤至少部分复用所述分布式光纤周界 安防系统中用于入侵感测的光纤。
[0027] 本公开的一种示例性实施例中，所述传感光纤呈网状、螺旋状或者直线状布设。
[0028] 本公开的一种示例性实施例中，所述音频输出机构包括：
[0029] -处理单元，用于根据任一防区的所述干涉信号而还原出该防区的声音信号；
[0030] -控制单元，用于在接收到任一所述防区发出的警报信号后，输出一控制信号，所 述控制信号至少包括发出警报信号的防区的信息；
[0031] -选通单元，与所述控制单元及处理单元连接，用于在接收到所述控制信号后，根 据所述控制信号输出所述发出警报信号的防区的声音信号。
[0032] 本公开的一种示例性实施例中，所述音频输出机构还包括：
[0033] -解调单元，用于对所述声音信号进行解调以播放和/或存储所述声音信号对应 的声音。
[0034] 根据本公开的第二方面，提供一种分布式光纤周界安防系统，包括：
[0035] -入侵感测系统，用于采集多个防区的入侵震动信号；
[0036] -警报单元，用于在根据所述入侵震动信号判断任一防区出现异常事件时，发出 该防区的一警报信号；
[0037] -上述任意一种声音还原系统，用于在接收到该防区的警报信号时，输出根据该 防区的干涉信号而还原出的声音信号。
[0038] 本公开的一种示例性实施例中，所述入侵感测系统包括用于感测及传输所述入侵 震动信号的光纤，其中，所述光纤迈克尔逊干涉机构的传感光纤至少部分复用该光纤。
[0039] 根据本公开的第三方面，提供一种声音还原系统，应用于对多个防区进行监控的 一分布式光纤周界安防系统；所述声音还原方法包括：
[0040] 提供一激光信号；
[0041] 将所述激光信号分为多路输入光信号；
[0042] 提供多个光纤迈克尔逊干涉机构并对应设于各所述防区，每一所述光纤迈克尔逊 干涉机构接收一所述输入光信号并响应周边声压而输出一干涉信号；
[0043] 接收各所述干涉信号，并在接收到任一所述防区的警报信号时，输出根据该防区 的干涉信号而还原出的声音信号。
[0044] 本公开的一种示例性实施例中，其中，根据所述干涉信号光强而还原出所述声音 信号。
[0045] 本公开的一种示例性实施例中，其中，根据下述方程而还原出所述声音信号：
[0046]
[0047]
[0048] ε 3= k · p (3)
[0049] 其中，I为所述干涉信号光强，Ip 12分别为所述参考臂和感测臂中光信号的光强 且为两者相位差，η为所述传感光纤的有效折射率，λ为所述输入光信号入射波长，P 12、 P11为普克尔常数，V为泊松比，ε 3为所述感测臂轴向长度变化率，L为震动长度，k为所述 传感光纤固有参数，P为所述声音信号作用于所述感测臂的所述声压。
[0050] 本公开示例性实施例中，通过获取根据各防区的声音信号的声压所产生的干涉信 号，并在接收到任一防区的警报信号时，输出根据该防区的干涉信号而还原出的声音信号， 从而可以帮助用户对是否发生入侵行为等异常事件进行进一步的确认判断，大大提高了用 户对异常事件的辨别能力，进而可以及时掌握异常状况和异常形势，并降低误报；而且，该 声音还原系统仅在接收到警报信号后才输出对应的声音信号，一方面避免对用户造成判断 上的干扰，另一方面节省了系统资源。
【附图说明】
[0051] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施 例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开 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的前提下，还可以根据 这些附图获得其他的附图。
[0052] 图1是本示例性实施例中一种声音还原系统的结构示意图。
[0053] 图2是本示例性实施例中一种光纤迈克尔逊干涉机构的结构示意图。
[0054] 图3是本示例性实施例中一种音频输出机构的结构示意图。
[0055] 图4是本示例性实施例中一种声音还原方法的流程示意图。
[0056] 附图标iP,说明
[0057] 11 激光发生机构
[0058] 12 分光机构
[0059] 13 光纤迈克尔逊干涉机构
[0060] 131 传感光纤
[0061] 132 前端设备
[0062] 133 尾端设备
[0063] 134 光电探测器
[0064] 14