基于φ-OTDR原理的振动传感系统在结构监测、地质勘探、安防和国防等领域的需求下得到了广泛的研究。而弱光栅阵列传感技术作为光纤传感领域的新兴领域,克服了传统单纯以光纤和强光栅作为传感单元的系统的缺陷,已经在石油石化厂、桥梁隧道、楼宇厂房及电站等场所大量应用。将φ-OTDR和弱光栅阵列结合应用于周界安防系统,以其分覆盖范围广、敷设简单和信噪比高等优势逐渐在DAS、水听器、VSP和大长周界等领域占据一席之地。本文从传统的φ-OTDR技术开始,分析弱光栅阵列作为传感单元的优势,并对面向周界安防的弱光栅阵列系统及其关键技术进行研究,主要研究内容如下:(1)阐述了φ-OTDR、光栅和弱光栅阵列技术及其解调技术的原理及其发展情况。(2)从振动传感原理,到光路系统,再到对应的解调算法,详细阐述了基于弱光栅阵列的φ-OTDR技术,并搭建了一套振动探测实验系统,验证了思路的正确性和周界应用的可行性。(3)提出并搭建了一种新型的周界安防系统,对系统性能指标进行了分析,测试结果表明周界系统信噪比能达到30dB、探测距离能达到50km,优于市场现存的任何一款周界产品,最后还对影响系统性能的关键技术进行了简要分析。(4)最后,介绍面向周界安防系统的光纤测振系统数据处理及算法,依据实际周界产品标准的相关限制,进行算法实验和目标信号提取的实验。然后基于大量现场实验数据,利用OpenCV对攀爬、敲击和汽车干扰信号进行了模式识别研究,结果显示基于图像的模式识别具有近90%的识别率,对降低周界系统的误报率具有参考意义。