论文研究-分布式光纤传感系统数据处理算法的研究与实现 .pdf

本文探讨了基于马赫-泽德干涉仪结构的分布式光纤传感系统在数据处理算法方面的研究与实现。分布式光纤传感技术是一种利用光纤作为传感媒介，能够对空间分布的物理参量进行实时监测的技术。光纤传感技术的发展始于20世纪80年代，并随着时间的推移逐渐成熟，成为当前极具发展潜力的技术领域。 分布式光纤传感器的原理是将测量信号与光纤长度的位置对应起来，从而在整个光纤上连续实时地监测外部物理参量的变化。利用单模光纤作为马赫-泽德干涉仪的干涉臂，可以检测到被测信号引起的光信号相位变化，实现对覆盖区域的安防保护。 在研究和实现分布式光纤传感系统数据处理算法时，本文提出了四类主要的报警算法。这些算法的核心目的是通过分析数据采集模块采集到的有效数据，与事件数据库中的报警模板和误报模板进行相似性匹配，从而准确区分出报警信号与误报信号。 分布式光纤传感系统主要包括三个部分：管理中心、监控节点和监控设备。管理中心负责对监控区域进行分区监控，并对各监控节点进行统一操作、维护和管理。管理中心与监控节点之间的通信采用SOCKET协议实现。监控节点控制监控设备和采集卡，同时管理算法模块和数据库系统。 监控节点的功能模块包括用户界面、数据采集、数据处理和数据库系统。用户界面模块负责系统的配置、状态显示、报警状态的显示以及数据库的查询和操作。数据采集模块负责定时查询采集卡状态，并在发现有效数据时向用户界面发送消息，同时缓存并锁定数据。数据处理模块使用相应的算法对采集到的数据进行处理，并将事件特征值表传递给数据库系统。数据库系统模块根据用户的配置要求，对时间特征值表进行修改、导入导出、保存、删除等操作。 文章提出的信号处理算法概述中，详细介绍了信号处理框图，其中报警算法模块使用不同的算法处理有效数据，生成事件特征值表，并通过与预设的模板进行匹配来判断是否为报警信号。 总体来说，分布式光纤传感系统因其对空间和时间分布信息的连续监测能力，在安防、石油化工、电力、交通等多个行业领域具有广泛应用前景。而本文介绍的数据处理算法研究与实现，是提高分布式光纤传感系统性能的关键环节。通过对数据的有效分析和处理，能够降低误报率，提升系统的可靠性，为用户带来更多安全和便利。