一種應用于光纖預警系統中的自適應噪聲抵消裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及數字信號處理領域，尤其涉及一種應用于光纖預警系統中的自適 應噪聲抵消裝置。
【背景技術】
[0002] 油氣管道極易遭受人為破壞，如何精確的確定油氣管道被破壞的位置成為一個越 來越重要的問題。
[0003] 目前，光纖傳感技術逐漸被應用于確定油氣管道被破壞的位置這一過程中，但是 由于針對土壤震動信號的分析和處理，采用如統計模式等方法對其進行模式對比，但因為 油氣管道的土壤振動信號存在多種特征交迭、背景噪音雜亂、不同信號特征相似度較大等 特點，所采集的信號中信噪比特別低，無法為油氣管道被破壞的位置的確定提供準確的信 息，繼而造成虛警率過高，導致管道維護人員無法獲取準確的地點信息，人力物力浪費嚴 重。
[0004] 因此，現有技術中存在在確定油氣管道被破壞的位置時所采集的信號中信噪比特 別低的技術問題。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型實施例通過提供一種應用于光纖預警系統中的自適應噪聲抵消裝置， 用以解決現有技術中存在的在確定油氣管道被破壞的位置時所采集的信號中信噪比特別 低的技術問題。
[0006] 本實用新型實施例提供了一種應用于光纖預警系統中的自適應噪聲抵消裝置，包 括：
[0007] 混合光信號接口，用于接收所述光纖預警系統中光纖傳感器單元采集的混合光信 號；
[0008] 光電轉換單元，與所述混合光信號接口相連，用于將所述混合光信號轉換為混合 電信號；
[0009] 自適應濾波器，與所述光電轉換單元相連，用于對所述混合電信號進行濾波處理， 獲得處理后的混合電信號；
[0010] 第一模數轉換單元，與所述自適應濾波器相連，用于將所述處理后的混合電信號 轉換為混合數字信號；
[0011] 噪聲信號接口，用于接收與所述光纖傳感器單元對應的麥克風采集的環境噪聲信 號；
[0012] 第二模數轉換單元，與所述噪聲信號接口相連，用于將所述環境噪聲信號轉換為 環境噪聲數字信號；
[0013] 數字信號處理器，分別與所述第一模數轉換單元和所述第二模數轉換單元相連， 用于根據所述環境噪聲數字信號對所述混合數字信號進行處理，以去除所述混合數字信號 中的環境噪聲。
[0014] 可選地，所述自適應噪聲抵消裝置還包括低通濾波器，所述低通濾波器設置于所 述噪聲信號接口和所述第二模數轉換單元之間，用于對所述環境噪聲信號進行濾波處理。
[0015] 可選地，所述數字信號處理器還包括一輸出接口，所述輸出接口與所述光纖預警 系統中的光纖預警系統的定位單元相連，用于將從所述混合數字信號中去除噪聲而獲得的 有用信號輸出到所述定位單元中，使得所述定位單元根據所述有用信號定位有用信號源。
[0016] 可選地，所述光纖傳感器單元具體為光纖聲音傳感器和/或光纖振動傳感器。
[0017] 可選地，所述光電轉換單元具體為光信號-電信號轉換器。
[0018] 可選地，所述第一模數轉換單元具體為模數轉換器。
[0019] 本實用新型實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優 占.
[0020] 1、由于采用了先對混合光信號送入自適應濾波器進行濾波處理，再送入數字信號 處理器中進行處理的技術方案，提高了混合光信號的信噪比，為光纖預警系統精確地確定 信號源提供了有力地保障。
[0021] 2、由于采用了數字信號處理器根據環境噪聲信號對混合光信號進行處理，需要 計算的函數簡單，無需進行矩陣運算，運算速度快，精度高，從而進一步提高了在確定油氣 管道被破壞的位置時所采集的信號的信噪比，從而保證了光纖預警系統中定位單元能夠精 確、快速地定位噪聲源，維護油氣管道安全，避免虛警率過高。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本實用新型實施例提供的光纖預警系統中的自適應噪聲抵消裝置的示意 圖；
[0023] 圖2為本實用新型實施例提供的自適應濾波器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 本實用新型提供了一種應用于光纖預警系統中的自適應噪聲抵消裝置，用以解決 現有技術中存在的在確定油氣管道被破壞的位置時所采集的信號中信噪比特別低的技術 問題。
[0025] 請參考圖1，圖1為本實用新型實施例提供的光纖預警系統中的自適應噪聲抵消 裝置的示意圖，如圖1所示，該自適應噪聲抵消裝置包括：
[0026] 混合光信號接口，用于接收所述光纖預警系統中光纖傳感器單元采集的混合光信 號，光纖傳感器單元具體可以為光纖聲音傳感器和/或光纖振動傳感器，當然，也可以為其 他合適的傳感器，在此不做限制；在實際應用中，光纖傳感器單元可以設置在油氣管道中需 要進行監測的位置，例如，每個光纖傳感器單元會有自己的唯一的編號，從而使得光纖預警 系統能夠根據該光纖傳感器單元傳回的信號，確定該光纖傳感器單元的位置，在本實施例 中，可以設定混合光信號接口接收的是設置于第一地點的第一光纖傳感器單元采集的混合 光信號；
[0027] 光電轉換單元，與所述混合光信號接口相連，用于將所述混合光信號轉換為混合 電信號，光電轉換單元具體可以是一個光信號-電信號轉換器，從而能夠將光纖傳感器單 元采集到的經過調制的光信號轉換為對應的電信號，在實際應用中，光信號-電信號轉換 器已經被使用在多種場合被使用，在此就不再贅述了；
[0028] 自適應濾波器，與所述光電轉換單元相連，用于對所述混合電信號進行濾波處理， 獲得處理后的混合電信號，在本實施例中，請參考圖2,圖2為本實用新型實施例提供的自 適應濾波器的結構示意圖，如圖2所示，其中x(n)為自適應濾波器的輸入信號，d(n)為期 望響應，y(n)為自適應濾波器的輸出信號，e(n)為估計誤差，當然，在實際應用中，自適應 濾波器還包括自適應算法，使得自適應濾波器能夠根據估計誤差信號e(n)控制濾波器的 濾波系數，繼而使得自適應濾波器能夠實現根據e(n)值"自動地"調整濾波特性，在此就不 再贅述了；
[0029] 第一模數轉換單元，與所述自適應濾波器相連，用于將所述處理后的混合電信號 轉換為混合數字信號，第一模數轉換單元具體可以為模數轉換器，模數轉換器又被稱為A/D 轉換器（或稱ADC;英文：analogtodigitalconverter)，其通過取樣、保持、量化及編碼 等4個步驟，即能夠將將時間連續、幅值也連續的模擬量轉換為時間離散、幅值也離散的數 字信號，在此就不再贅述了；
[0030] 噪聲信號接口，用于接收與所述光纖傳感器單元對應的麥克風采集的環境噪聲信 號，在本實施例中，與光纖傳感器單元對應的麥克風是指該麥克風與其對應的光纖傳感器 單元設置在同一地點，該麥克風能夠采集到與其對應的該光纖傳感器單元所在地點附近的 環境噪聲信號，例如，在本實施例中，設置于第一地點的第一麥克風與第一光纖傳感器單元 是相互對應的，第一麥克風能夠采集到該第一光纖傳感器單元所在的第一地點的環境噪 聲；
[0031] 第二模數轉換單元，與所述第二光電轉換單元相連，用于將所述環境噪聲信號轉 換為環境噪聲數字信號，第二模數轉換單元的硬件實現可以和第一模數轉換單元一致，軟 件方面如取樣、編碼等可以根據實際情況調整，以滿足實際情況的需要，在此就不再贅述 了；
[0032] 數字信號處理器（簡稱：DSP;英文：digitalsignalprocessing)，分別與所述第 一模數轉換單元和所述第二模數轉換單元相連，用于根據所述環境噪聲數字信號對所述混 合數字信號進行處理，以去除所述混合數字信號中的環境噪聲。
[0033] 在具體實施過程中，所述自適應噪聲抵消裝置還包括低通濾波器，所述低通濾波 器設置于所述噪聲信號接口和所述第二模數轉換單元之間，用于對所述環境噪聲信號進行 濾波處理。
[0034] 在具體實施過程中，所述數字信號處理器還包括一輸出接口，所述輸出接口與所 述光纖預警系統中的光纖預警系統的定位單元相連，用于將從所述混合數字信號中去除噪 聲而獲得的有用信號輸出到所述定位單元中，使得所述定位單元根據所述有用信號定位有 用信號源，在本實施例中，若數字信號處理器輸出的信號為有用信號，有用信號是