分布式光纤传感网络的定位算法与系统设计-电子科学与技术专业论文.docxVIP

分类号 分类号 密 级 U D C 单位代码 10151 大连海事大学 硕士学位论文 分布式光纤传感网络的定位算法与系统设计 陈栋 指导教师 王琳 职称 副教授 学位授予单位 大连海事大学 申请学位级别 工学硕士 学科(专业) 电子科学与技术 论文完成日期 2014．12 答辩日期 2015．01．04 答辩委员会主席 万方数据 Distributed Distributed optical fiber sensor network localization algorithm and system design A thesis Submitted to Dalian Maritime University In partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Engineering By Chen Dong (Electronic Science and Technology) Thesis Supervisor：Professor Wang Lin January 201 5 万方数据 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成博／硕士学位论文 !坌查煎出红笾壁圆鳌的定鱼篡选皇丕筮遮盐==。除论 文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经 公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士 学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全 文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发 行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于： 保密口 在——年解密后适用本授权书。 不保密一 (请在以上方框内打“√”) 论文作者签名：豫去R导师签名： 多球 日期：西够年f月多日 万方数据 中文摘要摘 中文摘要 摘 要 伴随着社会经济的快速发展，对通信电缆(包括海底电缆)、石油运输管道、 天然气运输管道、高压电网等这些基础设施的安全监测问题成为了社会研究的热 点。特别是近些年来，由于非法施工、自然灾害及人为破坏等因素而频频引发的 管道泄漏、高压线盗取和非法入侵等恶劣事件，不仅给国家和人民的经济财产造 成重大损失，而且还给人们的生命安全和生存环境带来巨大威胁。因此，针对各 种危及电缆、管道安全及安防系统中非法入侵行为的及时发现和有效定位具有重 要的研究价值和现实意义。 本课题来源于与天津大学合作的国家973项目“光纤智能传感网实验平台关 键技术及其应用的基础研究”课题，负责其中“恶劣环境对分布式传感网偏振及 定位影响研究”子项目。本文以提高分布式光纤传感网络的定位精度为目标，采 用短时能量、短时平均过零率和广义互相关等手段，对采集得到的分布式光纤传 感网络的数据进行定位计算，实现对地上信号以及地下信号的准确定位，提高整 个分布式光纤传感网络定位系统的精度。 本文主要完成了以下几方面的工作：(1)在对分布式光纤传感网络了解与掌握 的基础上，设计了基于双Mach．Zehnder干涉环的分布式光纤传感定位系统，并依 据Mach．Zehnder干涉仪的原理推导出了分布式光纤传感网络定位算法中的定位公 式。(2)将语音信号处理技术中的短时平均过零率算法和短时能量算法应用到分 布式光纤传感定位系统中，并且针对地上数据和地下数据采用不同的定位算法， 以消除外界环境噪声对分布式光纤传感网络定位系统的影响，并通过天津大学现 场采集的大量数据进行分析和验证，实现对人为破坏行为的准确定位。(3)基于 NI Labview软件平台，设计并实现了数据读取模块、FIR数字带通滤波器模块、 短时平均过零率算法模块、短时能量算法模块以及广义互相关定位算法模块的编 写，设计完成了一整套基于虚拟仪器技术的分布式光纤传感网络定位系统。 关键词：分布式光纤传感网络；Labv i 6W；短时平均过零率；短时能量 万方数据 英文摘要ABSTRACT 英文