双M-Z周界防护系统定位算法与模式识别技术研究

发布时间：2017-12-22 08:38

  本文关键词：双M-Z周界防护系统定位算法与模式识别技术研究　出处：《西南交通大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 双M-Z 互相关算法 FFTW 模式识别 小波包 BP神经网络

【摘要】：光纤传感由于性能稳定、长距离分布式测量、抗电磁干扰等优点,成为周界防护领域的研究热点。根据原理的不同,光纤周界防护系统主要分为：干涉技术、光纤光栅技术和光时域反射技术等,它们各有特点。其中基于双M-Z干涉技术的周界防护系统,由于具有灵敏度高、解调算法简单、低成本等特点得到广泛研究,但实时定位技术以及传感信号的模式识别仍是其中难点。本文根据信号检测、小波包分析和BP神经网络等理论,基于理论分析和实验验证,对双M-Z周界防护系统的定位算法和模式识别进行了深入的研究。首先,为了解决双M-Z周界防护系统互相关算法运算时间长的问题,本文将互相关运算从时域变换到频域处理,采用FFTW函数库进行相关的傅里叶变换,很大程度上缩短了运算时间。验证了基于FFTW的频域内互相关算法可以较大程度提高系统定位的实时性。其次,为了提高系统的可靠性,需要对传感信号进行模式识别,对不同类型的传感信号进行区分,降低系统的误报率。针对这一问题,本文基于小波包分析和BP神经网络的模式识别算法,用小波包分提取传感信号在不同频带内的能量谱特征,并利用BP神经网络进行传感信号模式识别,提高了识别准确性。最后,搭建了双M-Z周界防护系统,主要包括双M-Z干涉仪、光电探测模块、数据采集模块和信号处理模块四部分。通过实验测试与结果分析,验证了整个系统的有效性。实验结果表明,FFTW频域内互相关算法能够实现振动信号的实时定位,同时,模式识别算法可以有效识别不同类型的传感信号。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN253;TN911.7

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李琛;张春熹;梁生;钟翔;李琳;冯秀娟;;用于周界报警干涉型光纤传感器的光缆技术[J];测试技术学报;2010年03期

2 陈伟民;吴俊;谭靖;胡庆;朱永;章鹏;;双马赫-曾德尔分布式光纤传感系统定位技术[J];光学学报;2007年12期

3 刘波,杨亦飞,牛文成,开桂云,张伟刚,董孝义;光纤围栏技术特点及研究现状[J];光子技术;2004年04期

4 崔文华,陈志斌;分布式光纤温度监测与报警系统的研究[J];红外与激光工程;2002年02期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 许海燕;分布式光纤振动传感器及其定位技术研究[D];复旦大学;2011年

2 孙琪真;分布式光纤传感与信息处理技术的研究及应用[D];华中科技大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 陈有根;基于小波分析和神经网络理论的电力系统短路故障研究[D];中南大学;2004年

2 吴敏;基于长距离准分布式FBG传感器的光纤围栏报警系统[D];重庆大学;2007年

3 周喜寿;基于小波包分析和BP神经网络的车牌识别算法的研究[D];西南交通大学;2010年

，

本文编号：1319143