基于地震动的无人值守智能安防系统是一种新型的周界安防系统,针对这种安防系统的功能验证一般采取实地布防验证法或进行实地数据采集然后运用采集到的数据进行安防系统验证,上述方法不但耗费大量人力、物力、财力以及时间,并且系统的各个功能模块制作完成后得不到及时且充分的验证,导致系统研制进展缓慢。本文研究的基于地震动的周界入侵多场景虚拟仿真系统,首先对人员、车辆以及无入侵三种入侵场景进行实地数据采集,针对采集到的人员、车辆及噪声的典型地震动信号进行研究,运用物理模型法及数学建模思想,采用Lab VIEW与MATLAB联合编程的手段对不同入侵场景进行建模仿真。该仿真系统可为基于地震动的无人值守智能安防系统提供不同幅值及频率的本底噪声数据、不同震源所产生的地震动数据和震源信号经过不同传播距离后的地震动数据,用以解决当前系统验证数据源短缺问题,使系统功能及指标得到充分验证。本文研究的主要内容为:1.进行地震波理论的研究工作,包括地震动信号的产生、组成以及传播特性等理论。2.研制地震动信号数据采集系统,进行不同场景下的地震动信号采集,构建目标地震动信号样本数据库。地震动信号的数据采集系统是由振动传感器、数据采集卡以及上位机数据采集软件三部分组成,首先进行振动传感器的选型工作,根据地震动信号形成机理选择合适的振动传感器;然后进行振动传感器的低噪声筛选工作,选择出一些本底噪声较小的振动传感器,使采集到的数据信噪比更高;最后一步进行数据采集软件的研制工作。3.针对无入侵场景下所采集到的环境振动引起的噪声地震动信号和有入侵场景下不同震源产生的地震动信号进行建模仿真。分析环境振动引起的噪声地震动信号的时频域特性,运用数学建模法,将噪声地震动信号进行建模仿真;根据人、车作为震源时,地震动信号形成机理,利用物理模型法对不同震源信号进行建模仿真。4.研究地震动信号传播衰减模型。根据实地数据采集时介质具有粘弹性的特点建立三种粘弹性介质模型,并根据地震动信号在三种不同粘弹性介质中的传播特性,建立三种粘弹性介质中地震波的传播模型。对三种地震波传播模型预测效果进行对比分析,最终选择对于本文而言预测效果最佳的模型进行应用。5.将噪声地震动信号仿真模型、震源信号仿真模型以及选定的地震波传播模型进行模型整合,得到地震动数据仿真系统。对该系统预测的特定条件下的地震动数据与同样条件下的实测地震动数据进行时频域特征值的对比分析,并输入到智能安防系统的入侵探测算法中证实该数据的可应用性。