具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。

此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明提供了一种室内文物安防光纤传感系统，应用于室内文物的保护与告警，室内文物安防光纤传感系统包括：光源，为整个所述安防光纤传感系统提供测量信号载体的光波；光纤分束器，用于实现光源输出光信号分路；光纤地听器，接收外界振动信号；光电探测器，用于光纤地听器输出的光信号转化为电信号；解调模块，用于将光电探测器得到的电信号转化为振动信号；信号处理模块，用于将所述解调模块得到的振动信号转化为告警信息；显控终端，用于显示所述信号处理模块的告警信息；所述光纤分束器与若干个所述光纤地听器连接，若干个所述光纤地听器与所述光电探测器连接，所述光电探测器、所述解调模块、所述信号处理模块、所述显控终端依次连接。

本发明可以监控馆藏室内的文物，可防止文物的盗取以及对有害生物的监控与告警。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种室内文物安防光纤传感系统，用于室内文物的保护与告警，如图1所示，所述室内文物安防光纤传感系统包括：光源，为整个所述安防光纤传感系统提供测量信号载体的光波；光纤分束器，用于实现外部光源的光信号分路，光纤分束器为1分8PLC分束器；光纤地听器为干涉型光纤地听器，用于接收外界振动信号；光电探测器，用于将光信号转化为电信号；解调模块，用于将光电探测器得到的电信号转化为振动信号；信号处理模块，用于将解调模块得到的振动信号转化为告警信息；显控终端，用于接收信号处理模块的告警信息；光纤分束器与八个光纤地听器连接，八个光纤地听器与光电探测器连接，光电探测器、解调模块、信号处理模块、显控终端依次连接。

进一步的，本实施例中，如图2所示，一个房间内只应用到其中四个光纤地听器，一个房间内设有一号文物柜、二号文物柜和三号文物柜，每个文物柜中各安装有一个光纤地听器，房间地面上也安装有一个光纤地听器，有利于保证探测精度。

进一步的，本实施例中，结合图2与图3，文物柜中的光纤地听器下方设置有减振结构，减振结构有利于文物柜的隔振，保证地面信号与文物柜中振动信号的隔离，从而确保探测的准确性。

本实施例中，减振结构为隔振海绵；在其他一些实施例中，减振结构还可以是橡胶垫或是机械隔振器件。

上述实施例所述的室内文物安防光纤传感系统，部署方便，抗干扰能力强，通过在文物柜内与地面上安装光纤地听器，可对房间内的情况实时监控，同时不会对文物造成破坏。

本发明实施例还提供了一种采用室内文物安防光纤系统的监控方法，包括以下步骤：

S10、部署室内文物安防光纤传感系统；

具体地，结合图1、图2和图3，在房间内一号文物柜、二号文物柜和三号文物柜内以及地面上各安装一个光纤地听器并保证一号文物柜、二号文物柜和三号文物柜内的光纤地听器及其地面上的光纤地听器如图2所示，将四个光纤地听器、光电探测器、解调模块、信号处理模块和显控终端依次连接；

S20、将模拟目标放置在文物柜外，并计算测试结果G_ii，其中i为文物柜编号；

具体地，如图2所示，将一号文物柜内、二号文物柜内、三号文物柜内和地面上的光纤地听器输出的信号分别定义为y₁(t)、y₂(t)、y₃(t)、y₄(t)，在1号地面位置放置模拟目标，模拟目标输出信号为y_{out_1}(t)，可以计算出一号文物柜内光纤地听器功率谱密度为S_{out1_1}(w)，地面上光纤地听器功率谱密度为S_{out1_4}(w)，基于上述功率谱密度可以计算出地面位置1有模拟目标时结果为G₁₁(w)＝10*log10(S_{out1_1}(w))-10*log10(S_{out1_4}(w))；同上依次计算出2号地面位置有模拟目标时结果为：G₂₂(w)＝10*log10(S_{out2_2}(w))-10*log10(S_{out2_4}(w))和3号地面位置有模拟目标时结果为：G₃₃(w)＝10*log10(S_{out3_3}(w))-10*log10(S_{out3_4}(w))；

通过步骤S20得到G₁₁(w)、G₂₂(w)、G₃₃(w)，取指定带宽[Freq_a,Freq_b]内得到的G₁₁(w)、G₂₂(w)、G₃₃(w)均值分别为G₁₁、G₂₂、G₃₃；

S30、将模拟目标放置在文物柜内，并计算测试结果B_ii，其中i为文物柜编号；

具体地，如图2所示，将一号文物柜内、二号文物柜内、三号文物柜内和地面上的光纤地听器输出的信号分别定义为y₁(t)、y₂(t)、y₃(t)、y₄(t)，在一号文物柜内放置有模拟目标，模拟目标输出信号为y_{in_1}(t)，可以计算出一号文物柜内光纤地听器功率谱密度为S_{in1_1}(w)，地面上光纤地听器功率谱密度为S_{in1_4}(w)，基于上述功率谱密度可以计算出一号文物柜内有模拟目标时结果为B₁₁(w)＝10*log10(S_{in1_1}(w))-10*log10(S_{in1_4}(w))；同上操作可以依次计算出二号文物柜内有模拟目标时结果为：B₂₂(w)＝10*log10(S_{in2_2}(w))-10*log10(S_{in2_4}(w))和三号文物柜内有模拟目标时结果为：B₃₃(w)＝10*log10(S_{in3_3}(w))-10*log10(S_{in3_4}(w))；

通过步骤S30得到B₁₁(w)、B₂₂(w)、B₃₃(w)，取指定带宽[Freq_a,Freq_b]内得到的B₁₁(w)、B₂₂(w)、B₃₃(w)均值分别为B₁₁、B₂₂、B₃₃；

S40、关闭模拟目标，计算安静环境下的测试结果Q_ii，其中i为文物柜编号；

具体地，如图2所示，在安静环境下，一号文物柜内、二号文物柜内、三号文物柜内和地面上的光纤地听器输出的信号分别定义为y₁(t)、y₂(t)、y₃(t)、y₄(t)，可以分别计算出一号文物柜内、二号文物柜内、三号文物柜内和地面上的光纤地听器功率谱密度分别为：S_{quiet1_1}(w)、S_{quiet1_2}(w)、S_{quiet1_3}(w)、S_{quiet1_4}(w)，基于上述功率谱密度可以计算出对应计算安静环境下一号文物柜结果为Q₁₁(w)＝10*log10(S_{quiet1_1}(w))-10*log10(S_{quiet1_4}(w))、计算安静环境下二号文物柜结果为Q₂₂(w)＝10*log10(S_{quiet2_2}(w))-10*log10(S_{quiet2_4}(w))、计算安静环境下三号文物柜结果为Q₃₃(w)＝10*log10(S_{quiet3_3}(w))-10*log10(S_{quiet3_4}(w))；

通过步骤S40得到Q₁₁(w)、Q₂₂(w)、Q₃₃(w)，取指定带宽[Freq_a,Freq_b]内得到的Q₁₁(w)、Q₂₂(w)、Q₃₃(w)均值分别为Q₁₁、Q₂₂、Q₃₃；

S50、根据实际需求确定阈值M、N，保证所述阈值M、N的取值满足G_ii≤M+Q_ii≤Q_ii、Q_ii≤N+Q_ii≤B_ii；

经多次测量比较，得到G₁₁≤Q₁₁≤B₁₁，G₂₂≤Q₂₂≤B₂₂，G₃₃≤Q₃₃≤B₃₃，记第i号文物柜外有模拟目标时结果为G_ii，记第i号文物柜内有模拟目标结果为B_ii，记第i号文物柜安静环境下结果为Q_ii，由此可知G_ii≤Q_ii≤B_ii，结合图4和图5，保证M、N的取值满足G_ii≤M+Q_ii≤Q_ii、Q_ii≤N+Q_ii≤B_ii；

S60、计算实时帧测试结果W_ii，其中i为文物柜编号；

具体地，如图2所示，一号文物柜内、二号文物柜内、三号文物柜内和地面上的光纤地听器输出的信号分别定义为y₁(t)、y₂(t)、y₃(t)、y₄(t)，可以分别计算出一号文物柜内、二号文物柜内、三号文物柜内和地面上的光纤地听器功率谱密度分别为：S_{actual1_1}(w)、S_{actual1_2}(w)、S_{actual1_3}(w)、S_{actual1_4}(w)，基于上述功率谱密度可以计算出对应一号文物柜内实时结果为W₁₁(w)＝10*log10(S_{actual1_1}(w))-10*log10(S_{actual1_4}(w))、二号文物柜内实时结果为W₂₂(w)＝10*log10(S_{actual2_2}(w))-10*log10(S_{actual2_4}(w))、三号文物柜内实时结果为W₃₃(w)＝10*log10(S_{actual3_3}(w))-10*log10(S_{actual3_4}(w))；

上述实时计算步骤得到W₁₁(w)、W₂₂(w)、W₃₃(w)，取指定带宽[Freq_a,Freq_b]内得到的W₁₁(w)、W₂₂(w)、W₃₃(w)均值分别为W₁₁、W₂₂、W₃₃；记第i号文物柜内实时计算结果为W_ii；

S70、比较实时帧测试结果W_ii与M+Q_ii、N+Q_ii的大小关系，从而判断告警情况；

具体地，比较实时情况下得到的W_ii与M+Q_ii、N+Q_ii的大小关系，从而可以判断告警是来自房间内还是文物柜内，若W_ii＜M+Q_ii，则文物柜外房间地面上有告警信息；若W_ii∈[M+Q_ii，N+Q_ii]，则无告警信息；若W_ii＞N+Q_ii，则柜子内有告警信息。

上述实施例所述的一种室内文物安防光纤传感系统的监控方法，过程简单，探测方便，通过模拟目标放置在文物柜内与文物柜外的地面上，很好地输出文物柜内告警与房间内告警的情况，有效防止了文物的盗取以及有害生物的监控与告警。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明较佳实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。