用于mz光纖周界入侵監(jiān)測儀器的多緩沖并行處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的多緩沖并行處理方法，通過多次緩沖對振動信號進(jìn)行緩沖并進(jìn)行并行處理，充分發(fā)揮現(xiàn)有成熟的多核處理器的多核心并行處理能力，創(chuàng)建多個內(nèi)存緩沖池對連續(xù)采集的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行并行緩沖處理，并對每個內(nèi)存緩沖池綁定了一個計算線程用于計算，可以實現(xiàn)對短時間內(nèi)多次振動的并行處理。采用上述方案，可以大大提高光纖周界入侵監(jiān)測儀器對短時間內(nèi)多次振動的處理能力，并且不需要增加多少成本，避免了短時間內(nèi)多次振動時導(dǎo)致的漏報問題，提高了MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的振動定位準(zhǔn)確度。
【專利說明】用于MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的多緩沖并行處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖傳感領(lǐng)域，用于MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的數(shù)據(jù)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種用于MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的多緩沖并行處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在光纖傳感系統(tǒng)中，MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器是一種很重要的光纖傳感器，其應(yīng)用非常廣泛，由于其可以進(jìn)行分布式振動定位，同時具有有低能源依賴性、高環(huán)境耐受性、抗電磁干擾、抗腐蝕、防水、抗潮濕、溫度適應(yīng)性強(qiáng)等特性，一臺MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器可以對幾十公里長的區(qū)域進(jìn)行無人值守及入侵監(jiān)測，當(dāng)有人闖入值守區(qū)域時，MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器可以通過闖入導(dǎo)致的振動進(jìn)行定位并報警。與傳統(tǒng)的電子監(jiān)控設(shè)備相比，MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器更適合于在我國漫長的、環(huán)境及其復(fù)雜的、荒無人煙的、不易于巡邏防守的邊界線上大規(guī)模鋪設(shè)，可以作為我國邊防部隊巡邏、值勤的有力補(bǔ)充，大大改善我國邊防部隊只能夠依靠步行、騎馬巡邏等惡劣、艱苦的巡邏環(huán)境；也可以用于我國的軍事基地、核設(shè)施與核材料、武器彈藥庫、機(jī)場等重要場所的無人值守及入侵監(jiān)測。
[0003]在MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器中，對于雙路M-Z光纖干涉技術(shù)，普遍采用廣義互相關(guān)算法計算光纖振動的位置信息，對入侵行為進(jìn)行定位，這種計算方法其定位精度依賴于MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的信號采集速率，信號采集速率越高，其定位精度越好。但是提高信號采集速率，互相關(guān)算法的計算量也會大幅增加，計算入侵位置信息所需的計算時間也大幅增加。如果在短時間內(nèi)出現(xiàn)兩次或多次振動，則由于計算時間較長，導(dǎo)致漏掉振動信號的情況出現(xiàn)，影響MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的入侵判斷準(zhǔn)確度，也影響MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的使用。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的多緩沖并行處理方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種用于MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的多緩沖并行處理方法，其中，包括以下步驟:
[0008]步驟101:讀取光纖周界入侵監(jiān)測儀器的儀器信息，判定后續(xù)計算構(gòu)建的緩沖池大小M及線程數(shù)N，線程數(shù)N等于處理器核心數(shù)量減1，緩沖池大小M應(yīng)大于0.5s*采樣速率；
[0009]步驟102:根據(jù)線程數(shù)N及緩沖池大小M，構(gòu)建緩沖池1-N，建立計算線程1_N ；
[0010]步驟103:采集光纖周界入侵監(jiān)測儀器的振動數(shù)據(jù)；
[0011]步驟104:對采集的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行是否是振動的判定，如果不是振動則結(jié)束此次計算，如果是振動則進(jìn)入步驟105 ;同時無論判定結(jié)果如何，繼續(xù)重復(fù)步驟103繼續(xù)對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；
[0012]步驟105:將包含此次振動信息的振動數(shù)據(jù)放入臨時緩沖池中；
[0013]步驟106:判斷緩沖池I內(nèi)是否有數(shù)據(jù)存在，如果緩沖池I內(nèi)有數(shù)據(jù)正在進(jìn)行計算，則緩沖池I處于忙碌狀態(tài)，進(jìn)入步驟109 ;如果緩沖池I內(nèi)沒有數(shù)據(jù)存在，則緩沖池I處于空閑狀態(tài)，進(jìn)入步驟107 ；
[0014]步驟107:將臨時緩沖池中的振動數(shù)據(jù)存入緩沖池I ;
[0015]步驟108:調(diào)用線程I對緩沖池I內(nèi)的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使用互相關(guān)算法計算得到振動位置信息，進(jìn)入步驟118 ；
[0016]步驟109:判斷緩沖池2內(nèi)是否有數(shù)據(jù)存在，如果緩沖池2內(nèi)有數(shù)據(jù)正在進(jìn)行計算，則緩沖池2處于忙碌狀態(tài)，進(jìn)入步驟112 ;如果緩沖池2內(nèi)沒有數(shù)據(jù)存在，則緩沖池2處于空閑狀態(tài)，進(jìn)入步驟107 ；
[0017]步驟110:將臨時緩沖池中的振動數(shù)據(jù)存入緩沖池2 ；
[0018]步驟111:調(diào)用線程2對緩沖池2內(nèi)的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使用互相關(guān)算法計算得到振動位置信息，進(jìn)入步驟118 ；
[0019]步驟112:判斷緩沖池X內(nèi)是否有數(shù)據(jù)存在，所述X為從3到N-1 ;如果緩沖池X內(nèi)有數(shù)據(jù)正在進(jìn)行計算，則緩沖池X處于忙碌狀態(tài)，若X〈N則重復(fù)步驟112 ;若X≥N則進(jìn)入步驟115 ;如果緩沖池X內(nèi)沒有數(shù)據(jù)存在，則緩沖池X處于空閑狀態(tài)，進(jìn)入步驟113 ；
[0020]步驟113:將臨時緩沖池中的振動數(shù)據(jù)存入緩沖池X ；
[0021]步驟114:調(diào)用線程X對緩沖池X內(nèi)的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使用互相關(guān)算法計算得到振動位置信息，進(jìn)入步驟118 ；
[0022]步驟115:判斷緩沖池2內(nèi)是否有數(shù)據(jù)存在，如果緩沖池2內(nèi)有數(shù)據(jù)正在進(jìn)行計算，則緩沖池2處于忙碌狀態(tài)，進(jìn)入步驟112 ;如果緩沖池2內(nèi)沒有數(shù)據(jù)存在，則緩沖池2處于空閑狀態(tài)，進(jìn)入步驟107 ；
[0023]步驟116:將臨時緩沖中的振動數(shù)據(jù)存入緩沖池2 ；
[0024]步驟117:調(diào)用線程2對緩沖池2內(nèi)的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使用互相關(guān)算法計算得到振動位置信息，進(jìn)入步驟118 ；
[0025]步驟118:將計算得到的振動位置信息輸出給光纖周界入侵監(jiān)測儀器，此次振動數(shù)據(jù)計算結(jié)束；
[0026]步驟119:由于振動太過頻繁，超過了多緩沖方法處理速度，無法完成此次振動數(shù)據(jù)的計算，返回錯誤信息。
[0027]所述的用于MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的多緩沖并行處理方法，其中，所述步驟101中，所述儀器信息為處理器核心數(shù)量、系統(tǒng)信號采集速率。 [0028]采用上述方案，通過多次緩沖對振動信號進(jìn)行緩沖并進(jìn)行并行處理，充分發(fā)揮現(xiàn)有成熟的多核處理器的多核心并行處理能力，創(chuàng)建多個內(nèi)存緩沖池對連續(xù)采集的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行并行緩沖處理，并對每個內(nèi)存緩沖池綁定了一個計算線程用于計算，可以實現(xiàn)對短時間內(nèi)多次振動的并行處理，可以大大提高光纖周界入侵監(jiān)測儀器對短時間內(nèi)多次振動的處理能力，并且不需要增加多少成本，避免了短時間內(nèi)多次振動時導(dǎo)致的漏報問題，提高了 MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的振動定位準(zhǔn)確度?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0031]實施例1
[0032]如圖1所示，本發(fā)明提供一種用于MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的多緩沖并行處理方法，其中，包括以下步驟: [0033]步驟101:讀取光纖周界入侵監(jiān)測儀器的儀器信息，判定后續(xù)計算構(gòu)建的緩沖池大小M及線程數(shù)N，線程數(shù)N等于處理器核心數(shù)量減1，緩沖池大小M應(yīng)大于0.5s*采樣速率；
[0034]步驟102:根據(jù)線程數(shù)N及緩沖池大小M，構(gòu)建緩沖池1_N，建立計算線程1_N ；
[0035]步驟103:采集光纖周界入侵監(jiān)測儀器的振動數(shù)據(jù)；
[0036]步驟104:對采集的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行是否是振動的判定，如果不是振動則結(jié)束此次計算，如果是振動則進(jìn)入步驟105 ;同時無論判定結(jié)果如何，繼續(xù)重復(fù)步驟103繼續(xù)對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；
[0037]步驟105:將包含此次振動信息的振動數(shù)據(jù)放入臨時緩沖池中；
[0038]步驟106:判斷緩沖池I內(nèi)是否有數(shù)據(jù)存在，如果緩沖池I內(nèi)有數(shù)據(jù)正在進(jìn)行計算，則緩沖池I處于忙碌狀態(tài)，進(jìn)入步驟109 ;如果緩沖池I內(nèi)沒有數(shù)據(jù)存在，則緩沖池I處于空閑狀態(tài)，進(jìn)入步驟107 ；
[0039]步驟107:將臨時緩沖池中的振動數(shù)據(jù)存入緩沖池I ;
[0040]步驟108:調(diào)用線程I對緩沖池I內(nèi)的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使用互相關(guān)算法計算得到振動位置信息，進(jìn)入步驟118 ；
[0041]步驟109:判斷緩沖池2內(nèi)是否有數(shù)據(jù)存在，如果緩沖池2內(nèi)有數(shù)據(jù)正在進(jìn)行計算，則緩沖池2處于忙碌狀態(tài)，進(jìn)入步驟112 ;如果緩沖池2內(nèi)沒有數(shù)據(jù)存在，則緩沖池2處于空閑狀態(tài)，進(jìn)入步驟107 ；
[0042]步驟110:將臨時緩沖池中的振動數(shù)據(jù)存入緩沖池2 ；
[0043]步驟111:調(diào)用線程2對緩沖池2內(nèi)的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使用互相關(guān)算法計算得到振動位置信息，進(jìn)入步驟118 ；
[0044]步驟112:判斷緩沖池X內(nèi)是否有數(shù)據(jù)存在，所述X為從3到N-1 ;如果緩沖池X內(nèi)有數(shù)據(jù)正在進(jìn)行計算，則緩沖池X處于忙碌狀態(tài)，若X〈N則重復(fù)步驟112 ;若X≥N則進(jìn)入步驟115 ;如果緩沖池X內(nèi)沒有數(shù)據(jù)存在，則緩沖池X處于空閑狀態(tài)，進(jìn)入步驟113 ；
[0045]步驟113:將臨時緩沖池中的振動數(shù)據(jù)存入緩沖池X ；
[0046]步驟114:調(diào)用線程X對緩沖池X內(nèi)的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使用互相關(guān)算法計算得到振動位置信息，進(jìn)入步驟118 ；
[0047]步驟115:判斷緩沖池2內(nèi)是否有數(shù)據(jù)存在，如果緩沖池2內(nèi)有數(shù)據(jù)正在進(jìn)行計算，則緩沖池2處于忙碌狀態(tài)，進(jìn)入步驟112 ;如果緩沖池2內(nèi)沒有數(shù)據(jù)存在，則緩沖池2處于空閑狀態(tài)，進(jìn)入步驟107 ；
[0048]步驟116:將臨時緩沖中的振動數(shù)據(jù)存入緩沖池2 ；[0049]步驟117:調(diào)用線程2對緩沖池2內(nèi)的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使用互相關(guān)算法計算得到振動位置信息，進(jìn)入步驟118 ；
[0050]步驟118:將計算得到的振動位置信息輸出給光纖周界入侵監(jiān)測儀器，此次振動數(shù)據(jù)計算結(jié)束；
[0051]步驟119:由于振動太過頻繁，超過了多緩沖方法處理速度，無法完成此次振動數(shù)據(jù)的計算，返回錯誤信息。
[0052]上述中，所述步驟101中，所述儀器信息為處理器核心數(shù)量、系統(tǒng)信號采集速率。
[0053]采用上述方案，通過多次緩沖對振動信號進(jìn)行緩沖并進(jìn)行并行處理，充分發(fā)揮現(xiàn)有成熟的多核處理器的多核心并行處理能力，創(chuàng)建多個內(nèi)存緩沖池對連續(xù)采集的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行并行緩沖處理，并對每個內(nèi)存緩沖池綁定了一個計算線程用于計算，可以實現(xiàn)對短時間內(nèi)多次振動的并行處理，可以大大提高光纖周界入侵監(jiān)測儀器對短時間內(nèi)多次振動的處理能力，并且不需要增加多少成本，避免了短時間內(nèi)多次振動時導(dǎo)致的漏報問題，提高了 MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的振動定位準(zhǔn)確度。
[0054]應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的多緩沖并行處理方法，其特征在 于，包括以下步驟: 步驟101:讀取光纖周界入侵監(jiān)測儀器的儀器信息，判定后續(xù)計算構(gòu)建的緩沖池大小M及線程數(shù)N，線程數(shù)N等于處理器核心數(shù)量減I，緩沖池大小M應(yīng)大于0.5s*采樣速率；步驟102:根據(jù)線程數(shù)N及緩沖池大小M，構(gòu)建緩沖池1-N，建立計算線程1-N ； 步驟103:采集光纖周界入侵監(jiān)測儀器的振動數(shù)據(jù)； 步驟104:對采集的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行是否是振動的判定，如果不是振動則結(jié)束此次計算，如果是振動則進(jìn)入步驟105 ;同時無論判定結(jié)果如何，繼續(xù)重復(fù)步驟103繼續(xù)對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行米集； 步驟105:將包含此次振動信息的振動數(shù)據(jù)放入臨時緩沖池中； 步驟106:判斷緩沖池I內(nèi)是否有數(shù)據(jù)存在，如果緩沖池I內(nèi)有數(shù)據(jù)正在進(jìn)行計算，則緩沖池I處于忙碌狀態(tài)，進(jìn)入步驟109 ;如果緩沖池I內(nèi)沒有數(shù)據(jù)存在，則緩沖池I處于空閑狀態(tài)，進(jìn)入步驟107 ； 步驟107:將臨時緩沖池中的振動數(shù)據(jù)存入緩沖池I ; 步驟108:調(diào)用線程I對緩沖池I內(nèi)的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使用互相關(guān)算法計算得到振動位置 信息，進(jìn)入步驟118 ； 步驟109:判斷緩沖池2內(nèi)是否有數(shù)據(jù)存在，如果緩沖池2內(nèi)有數(shù)據(jù)正在進(jìn)行計算，則緩沖池2處于忙碌狀態(tài)，進(jìn)入步驟112 ;如果緩沖池2內(nèi)沒有數(shù)據(jù)存在，則緩沖池2處于空閑狀態(tài)，進(jìn)入步驟107 ； 步驟110:將臨時緩沖池中的振動數(shù)據(jù)存入緩沖池2 ； 步驟111:調(diào)用線程2對緩沖池2內(nèi)的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使用互相關(guān)算法計算得到振動位置信息，進(jìn)入步驟118 ； 步驟112:判斷緩沖池X內(nèi)是否有數(shù)據(jù)存在，所述X為從3到N-1 ;如果緩沖池X內(nèi)有數(shù)據(jù)正在進(jìn)行計算，則緩沖池X處于忙碌狀態(tài)，若X〈N則重復(fù)步驟112 ;若X≥N則進(jìn)入步驟115 ;如果緩沖池X內(nèi)沒有數(shù)據(jù)存在，則緩沖池X處于空閑狀態(tài)，進(jìn)入步驟113 ； 步驟113:將臨時緩沖池中的振動數(shù)據(jù)存入緩沖池X ; 步驟114:調(diào)用線程X對緩沖池X內(nèi)的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使用互相關(guān)算法計算得到振動位置信息，進(jìn)入步驟118 ； 步驟115:判斷緩沖池2內(nèi)是否有數(shù)據(jù)存在，如果緩沖池2內(nèi)有數(shù)據(jù)正在進(jìn)行計算，則緩沖池2處于忙碌狀態(tài)，進(jìn)入步驟112 ;如果緩沖池2內(nèi)沒有數(shù)據(jù)存在，則緩沖池2處于空閑狀態(tài)，進(jìn)入步驟107 ； 步驟116:將臨時緩沖中的振動數(shù)據(jù)存入緩沖池2 ； 步驟117:調(diào)用線程2對緩沖池2內(nèi)的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使用互相關(guān)算法計算得到振動位置信息，進(jìn)入步驟118 ； 步驟118:將計算得到的振動位置信息輸出給光纖周界入侵監(jiān)測儀器，此次振動數(shù)據(jù)計算結(jié)束； 步驟119:由于振動太過頻繁，超過了多緩沖方法處理速度，無法完成此次振動數(shù)據(jù)的計算，返回錯誤信息。
2.如權(quán)利要求1所述的用于MZ光纖周界入侵監(jiān)測儀器的多緩沖并行處理方法，其特征在于，所述步驟 101中，所述儀器信息為處理器核心數(shù)量、系統(tǒng)信號采集速率。
【文檔編號】G06F9/38GK103970681SQ201410182099
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】袁明, 王廣彪, 魏石磊, 閆繼送 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所