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随着社会的发展和进步,人们安全意识逐渐提高,对入侵行为的监测防范的手段也越来越高、方法也越来越多。分布式光纤监测是进入21世纪以来迅速发展起来的一种监测手段,其主要是利用光的干涉原理。由于其灵敏度非常高,可进行长距离监测而成本又低,使得它被广泛应用于很多领域,如安防领域、周界报警领域、光缆故障点查找等等。现有的光纤监测系统均是与上位机结合,或者与其他监测手段联合,但均限制了其移动性和携带性。而本文所研究的正是一种易于携带的便携式光纤监测报警系统,可以随时携带出行而进行监测。 为了实现上述监测报警系统,本文利用光干涉中的萨格纳克干涉原理搭建单光纤传感干涉系统。此干涉系统采用1550nm波长激光作为系统的光源,光信号在经过2X2耦合器、延迟环、3Km测试光纤后经由端面反射沿原光路返回,在耦合器后发生干涉。干涉后的光信号则利用 PIN进行探测转换为电信号,通过对电信号的监测实现对光纤中光信号的监测。对探测到的电信号主要经过光电转换处理电路、调理放大电路、比较电路等进行处理,处理后的电信号分别转给音频电路和FPGA报警系统进行报警处理。FPGA由于其体积小、成本低、资源大、易于编程使得其作为本系统程控核心时易于实现微型化设计,便于便携性测试。因此系统引入FPGA作为本系统的程控核心,其主要功能有控制D/A转换而得到的阈值设计、引导人员操作系统的界面设计、放大电路中增益调节设计、以及对扰动信号的处理报警设计。 论文中设计了两种报警方式:一种是音频报警;一种是液晶显示报警。通过将两种报警方法结合的方式提高报警的准确率,并使得在使用系统进行监测时可操作性更强。当外界声音吵杂时选择液晶显示报警更佳,而在平常比较安静的监测场所使用音频报警,报警效果准确率更高,也更直观。 在系统测试实验中,调理放大电路对电信号的放大受噪声影响,信噪比受到一定的限制,而当增大放大增益时会产生失真。在报警测试时,在不同时段针对不同强度的外界干扰,测得了不同的报警结果。实验结果达到了误报漏报率小于3%的技术要求,但在进行类光缆测试实验时得到的测试结果并不理想,误报漏报率较高。系统最终实现了便携性好、功能灵活、成本低等特点。