光纤振动入侵报警系统是一种基于光纤传感技术的高灵敏度入侵检测系统。该系统通过在目标区域内布设光纤传感器,利用光纤对振动的感应原理,实时监测周界或区域的振动变化。当光纤感知到外部震动或入侵行为引起的微小振动时,系统能够迅速响应并触发报警。由于光纤本身的电磁干扰免疫性,光纤振动入侵报警系统特别适用于电磁干扰较大的环境,如军事基地、石油化工设施等关键区域的安防。
光纤振动传感器通过光纤链路将感知到的振动信号转换成光信号,并通过光纤网络传输到报警主机。系统能够精确定位振动来源的具体位置,并对不同类型的入侵事件(如爬墙、割绳、钻孔等)做出实时响应。与传统的电气传感器相比,光纤振动报警系统具有较高的抗干扰能力和更长的检测距离,能够有效地监测大范围的区域,并在第一时间准确发现潜在安全威胁。
1. 客户的真实需求
根据客户需求,针对某周界的外围网围墙(挂网)安装一套振动光缆周界入侵报警系统。该系统要求能够全天候(24 小时)实时防范外界非法入侵,为客户提供一个安全、和谐的环境。系统设计确保一旦有非法分子试图翻越围墙,布设在围墙上的振动光缆探测单元能够即时感应到入侵信号,并将信号快速传输至机房的报警主机。报警主机经过分析处理后,触发报警信号,并联动声光报警器对入侵人员进行震慑和制止。
此外,报警主机通过与中心管理软件的连接,能够迅速、准确地定位警戒区域和重点防范的周界区域。系统支持视频联动功能,实时显示监控画面,进一步提升安全防范效率。
2. 光纤振动入侵报警系统设计分析
本周界需要防护的周界的外围栏总周长约 1000 米,由于本方案采用深得众多客户青睐的光缆作为传感探测单元,光缆因其独特的线性结构可以不受周界轮廓的限制,在有很多转角,有落差、有弧度的周界中使用时光缆可以随周界的形状布设,不会有任何的死角。振动光缆探测周界报警系统室外前端不需铺设电源线、信号线,而且光缆的使用寿命长,因而能够满足客户低投入、低耗能,高防范的要求。
智能光纤周界安防系统技术先进而成熟,该系统具有不受电磁及无线电干扰的特性,有极高的探测灵敏度和非常低的误报率,并具有能在恶劣环境下稳定工作、使用寿命长、易于安装维护、故障率低等优势。
3. 光纤振动入侵报警系统方案概述
本方案系统由 WS-8009-ZD08(8 防区振动光缆)入侵探测主机、防区分割器、传感光缆、引导光缆、总线报警管理主机以及报警中心管理软件组成。每个防区支持的最大光缆长度为 1 公里,通常建议防区长度在 100 米至 400 米之间。WS-8009-ZD08 主机位于监控机房,通常放置在所有防区的一端,推荐使用一根 12 芯光缆向一侧延伸敷设。光缆连接 4 个防区分割器,每个分割器通过 4 芯传感光缆与防区终端盒相连,每个防区分割器可覆盖 2 个防区,因此,1 根 12 芯光缆和 4 芯传感光缆可支持最多 8 个防区。
振动光缆主机置于室内并直接取电,便于安装并提高系统的可靠性。引导光缆将激光传输至防区分割器,防区的起始点由防区分割器定义,终点为防区终端盒。经过干涉后的激光信号通过引导光缆回传至监控室的光接收器。报警信号由 WS-8009-ZD08 主机产生,避免了长距离传输问题,可直接传送至报警主机或其他声光报警设备。
4. 光纤振动入侵报警系统解决方案
4.1 应用场所周界概况
外围周界为 1.8 米高的铁艺围栏,围栏周长大约为 1000 米,在围栏上通过挂网的安装方式铺设振动光缆,为周界防护打造入侵预警报警系统。
4.2 系统防区分布情况
此方案系统主要由 8 防区振动光缆报警主机 1 台,防区分割器 4 个,防区终端盒 8 个,12 芯通讯光缆约 800 米,4 芯传感光缆约 1000 米,等共同组件完成。
根据方案布防的设计要求,在围栏上,根据根据实际地形按照特点分别设置 8 个防区每个防区约覆盖 100~120 米。每个防区可以通过系统与现有的监控系统,灯光照明系统以及警鸣系统进行相关报警联动。
4.3 视频监控联动
本方案只涉及周界报警,今后如果周界需要增加摄像机,我们可以实现报警和视频的联动功能。通过报警联动模块,可自定义其驱动方式及动作方式:可由一些防区报警去联动继电器模块输出报警变化,与视频监控系统实现联动。
我公司推出的 AL-2016S-H 报警管理中心软件上自动弹出报警电子地图,联动视频图像(监控视频部分需监控系统支持),实现对警戒区域、目标周界等重点防范区域的快速准确确定位,视频联动画面自动显示等。
4.4 软件控制
如果用户需要的话,我们可以通过增加报警系统软件和管理电脑来大大加强系统的可操作性与方便性;在报警电脑上还可跳出电子地图,在地图上显示所有报警点位,还可通过软件的防区状态显示板,方便直观显示显示所有报警点布撤防及报警状态。还可设置定时布撤防等功能,定时自动对各个报警子系统进行布撤防,减轻操作员的工作负担。
4.5 光纤振动系统主要设备介绍
(1)防区振动光缆主机
振动光缆主机(又称振动光缆周界报警系统)是利用激光干涉原理设计开发的光纤振动入侵探测产品,其振动传感光缆可沿围栏、围墙铺设(简称挂网),也可铺设到地下。当有入侵或破坏事件产生时,系统会即刻发出报警。此外,该产品可以抵抗风雨等自然因素的干扰,同时不受电磁、闪电、无线电信号等的影响,具有高度的可靠性并易于维护。
16 防区振动光缆主机采用 19 英寸 1.5U 机箱,可支持 8 个防区。每两个防区对应一个光输出接口、两个光输入接口、两路开关量输出和两个报警指示灯。
项目 | 典型值 |
光接口 | |
光接口 | FC/APC 单模连接器 |
WS-8009-ZD08 发送光功率(dBm) | +3~5.5 |
波长 | 1550nm |
接收灵敏度(dBm) | -20(非干涉状态下) |
报警输出接口 | |
输出方式 | 开关量输出 |
接口类型 | 凤凰端子 |
输出端口数 | 8 |
报警响应时间 | <3s |
报警持续时间 | 报警灯持续亮的时间从 1-10 秒可设,缺省为 3 秒 |
继电器触点容量 | 1A DC30V 0.5A 125VAC |
物理接口 | RJ45 |
速率 | 10/100Mb/s 自适应 |
通信协议 | MODBUS 通信协议 |
电源和功耗 | |
供电电源 | AC 220V |
电压输入范围 | 176~264V |
功耗 | 12W±10% |
电源浪涌保护 | 4000V |
平均无故障工作时间 | |
平均无故障工作时间 | 100000h |
电磁兼容 | |
静电放电抗扰度 | 符合 GB/T 17626.2-2006 规定的等级 3 |
射频电磁场辐射抗扰度 | 合 GB/T 17626.3-2006 规定的等级 3 |
电快速瞬变脉冲群抗扰度 | 符合 GB/T 17626.4-2008 规定的等级 2 |
交流电源线浪涌(冲击)抗扰度 | 符合 GB/T 17626.5-2008 规定的等级 3 |
直流、信号及其他输入线浪涌(冲击)抗扰度 | 符合 GB/T 17626.5-2008 规定的等级 2 |
环境要求 | |
工作温度 | -40~70℃ |
工作湿度 | 小于 95%,无冷凝 |
贮藏温度 | -40~85℃ |
尺寸 | 434mm x 331mm x 66mm |
(2)振动传感光缆和通讯光缆
传感光缆和通讯光缆采用同一类型的铠装光缆,但是它们的作用不同。传感光缆可以采集振动,而通讯光缆对振动不敏感,它的作用一方面是传送激光信号,另一方面是将干涉过的信号传输到主机。
项目 | 典型值 |
光纤类型 | 单模光纤(GYXTW) |
传感光缆芯数 | 4 芯 |
通讯光缆芯数 | 12 芯 |
光衰 | ≤0.2dB/km@1550nm |
(3)防区终端盒 WS-ZD001 / 防区分割器 WS-ZD003
项目 | 典型值 |
WS-ZD001 防护等级 | IP68 |
WS-ZD003 防护等级 | IP68 |
防腐 | GB/T 15211,耐腐蚀 |
材料 | ABS 工程塑料 |
WS-ZD001 尺寸 | 210mm x 210mm x 50mm |
WS-ZD003 尺寸 | 300mm x 200mm x 80mm |
5. 光纤振动入侵报警系统安装部署
在系统安装的过程中,为了保证安装过程顺利,必须按照一定的顺序进行,在某些环节上须参照对应的操作标准,并在所提供的表格上记录实测数据,以便对系统进行检查或维护。系统安装时应按如下顺序进行:
1)检查系统结构图纸,根据图纸检查设备、线缆、配件是否齐全,规格、数量是否准确,测量仪器、数据记录表格是否准备好;
2)铺设线缆:根据系统图纸铺设引导光缆、传感光缆,铺设时参考本说明书关于光缆铺设部分的说明,并严格依据工艺要求进行施工。应注意光缆的光纤数应大于或等于该防区所需的最少光纤数。另外,在防区始末端应分别预留 2-5 米光缆,以便在遭到破坏时有足够的光缆进行修复;
3)光路熔接及测试:在防区的连接处对光路进行熔接,应注意每个接续盒在系统中对应唯一的安装位置,不能互换使用。熔接前应先对上行和下行光缆端口的每根光纤进行编号,编号原则请参照后面详细说明的对应部分。然后根据编号将光纤与接续盒的尾纤一一对应熔接,熔接时使用 OTDR 仪器测试关键点的衰减值并记录在表中。熔接部分是整套系统安装中最核心的部分,熔接质量直接影响系统性能,应加以重视。
4)固定接续盒:将接续盒安装在墙体、立柱等稳固的介质上,将富余的光缆盘好并固定。
5)采集设备连接及调试:将光路部分、采集设备、工控机、联动设备连接起来。安装调试软件,使用调试软件对各光路接收部分进行调整;安装报警软件,进入报警管理员界面进行防区设置、报警条件设置、联动关系设置等操作,保存修改并退出。
6)调整:进入报警值班员界面运行系统,记录异常情况、报警情况,根据情况分析原因并进行调整。
7)系统运行:反复调整完成,系统正常运行。