光缆线路阻断信息传感器的制作方法

文档序号:12375154阅读:289来源:国知局
光缆线路阻断信息传感器的制作方法与工艺

本发明属于电子、通信与自动控制技术和计算机科学技术领域,尤其涉及一种光缆线路阻断信息传感器。



背景技术:

随着通信技术和光纤通信建设的发展,光纤通信网络的规模和覆盖范围越来越大,已成为人们日常传递信息的主要通信基础和手段,特别是为计算机互联网规模的不断扩大提供了保证。

光纤通信传输网,主要由光传输设备和光缆线路组成。在光纤通信传输网日常运行中,由于光缆线路距离长、覆盖地域广,因此,很容易受到多种不同因素的影响,造成光缆线路发生阻断故障。比如说,发生洪水、地震等自然灾害,人为施工、建设、勘探等活动,以及自然故障等,都有可能造成光缆线路发生阻断故障。因此,为了解决光缆线路运行状态自动监测问题,及时掌握光缆线路阻断故障,以便快速组织故障抢修和缩短阻断故障时间,人们采取了很多方法和措施,包括采用分光器、合波器等光元器件研制的光缆线路自动监测系统。但这些方法都不同程度的存在技术上的缺陷,最主要的问题是需要把光器件串接在光传输设备和光缆线路之间,一旦光器件自身故障,就会造成光纤通信传输网故障。另外,在安装光缆线路自动监测系统时,必须要停机作业才能完成,这样无疑增加了光纤通信传输网的阻断指标。



技术实现要素:

本发明就是针对上述问题,提供一种不影响光纤通信传输网正常运行、能有效监测光缆线路阻断信息的光缆线路阻断信息传感器。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案,本发明包括抓握式光信号采集器和综合控制电路,其结构要点综合控制电路信号输入端与抓握式光信号采集器信号输出端相连;综合控制电路包括NPN三极管Q1、PIC16F690芯片U1、MAX485芯片U3和MAX232芯片U2,Q1的基极通过电阻R8与综合控制电路信号输入端相连,Q1的集电极与电源VCC相连,Q1的发射极分别与电阻R9一端、电阻R16一端相连,R9另一端接地,R16另一端与U1的3脚相连。

U1的1脚与电源VCC相连,U1的4脚与电阻R2一端相连,R2另一端分别与电容C1一端、电阻R1一端相连,C1另一端接地,R1另一端分别与电源VCC、电容C2一端相连,C2另一端接地。

U1的11脚与U3的3脚相连,U1的12脚分别与U3的1脚、U2的12脚相连,U1的10脚分别与U3的4脚、U2的11脚相连,U1的20脚接地。

U3的2脚分别与U3的3脚、电阻R4一端相连,R4另一端分别与电源VCC、电阻R5一端、电阻R6一端相连,R5另一端与U3的1脚相连,R6另一端与U3的4脚相连,U3的5脚接地,U3的8脚与电源VCC相连,U3的6脚通过电阻R3与U3的7脚相连。

U2的1脚通过电容C6与U2的3脚相连,U2的4脚通过电容C7与U2的5脚相连,U2的6脚通过电容C9接地,U2的2脚通过电容C8分别与U2的16脚、电源VCC相连,U2的15脚接地。

作为一种优选方案,本发明所述综合控制电路包括7805芯片U5和LM2576-3.3芯片U4,U5的1脚分别与12V电源、电容C4正极相连,C4负极接地,U5的2脚分别与地线、电阻R7一端相连,R7另一端与发光二极管D2阴极相连,D2阳极分别与U5的3脚、电源VCC、电容C3正极相连,C3负极接地。

U4的1脚与12V电源相连,U4的3脚、5脚相连接地,U4的4脚分别与电源3.3V、电容C5正极、电感L1一端相连,C5负极接地,L1另一端分别与二极管D1阴极、U4的2脚相连,D1阳极接地。

作为另一种优选方案,本发明所述R8为470Ω,Q1为2SC1815三极管,R9为5.1KΩ,R16为470Ω,R2为100Ω,R1为10KΩ,C1为100000PF,C2为100000PF,R6为5.1KΩ,R4为5.1KΩ,R5为5.1KΩ,R3为120Ω,C6为1μF,C7为1μF,C9为1μF,C8为1μF,C4为100μF,C3为100μF,R7为470Ω,L1为100μH,C5为1000μF,抓握式光信号采集器采用OFI-3型光纤传感器。

作为另一种优选方案,本发明所述综合控制电路的信号输出端口通过RS-232接口或RS-485接口与无线调制解调器串口相接。

作为另一种优选方案,本发明所述无线调制解调器采用CDMA或GSM制式无线调制解调器。

作为另一种优选方案,本发明所述综合控制电路的信号输出端口通过RS-232接口或RS-485接口与计算机串口相接。

作为另一种优选方案,本发明所述抓握式光信号采集器监测单路光信号时,综合控制电路通过电平比较,监测到光信号电平后,判断为光缆线路运行正常,不向输出串口发送指令信息。

若综合控制电路通过电平比较,监测不到光信号电平,判断为光缆线路发生阻断故障,向输出串口发送指令信息;同时进行计时,并控制无线调制解调器向外发送第一短信信息。

当光缆线路阻断故障恢复后,若综合控制电路通过电平比较,监测到光信号电平,向输出串口发送指令信息,同时停止计时,并控制无线调制解调器向外发送第二短信信息。

作为另一种优选方案,本发明所述第一短信信息内容包括:阻断地点、阻断时间;第二短信信息内容包括:阻断地点、阻断时间、恢复时间。

其次,本发明通过所述抓握式光信号采集器同时监测多路光缆线路光信号时,若综合控制电路扫描和监测各路光信号电平,判断光信号电平高低;通过电平比较,当光信号电平为高电平时,判断为光缆线路运行正常,不向输出串口发送指令信息。

若综合控制电路通过电平比较,监测不到某一路光信号电平后,判断该方向光缆线路发生阻断故障,并向输出串口发送指令信息,同时进行计时,并控制无线调制解调器向外发送第三短信信息。

当光缆线路阻断故障恢复后,综合控制电路通过电平比较,监测到光信号电平,向输出串口发送指令信息,同时停止计时,并控制无线调制解调器向外发送第四短信信息。

另外,本发明所述第三短信信息内容包括:阻断方向、阻断地点、阻断时间;第四短信信息内容包括:阻断方向、阻断地点、阻断时间、恢复时间。

本发明有益效果。

1.采用握接方式采集光缆线路的运行状态信息。

(1)本发明采用抓握式光信号采集器工作方式,信号采集器与光缆尾纤连接采用跨接方式,即只要信号采集器握住光缆尾纤就能自动监测光缆线路的运行状态信息。这种监测方式的特点是信号采集器的接入并不影响光纤通信传输网的正常运行,即便是信号采集器自行故障也不会造成光纤通信传输网故障。

(2)光缆线路阻断信息传感器在安装过程中,只需要握住光缆尾纤即可,不需要光传输设备停机作业,避免了因安装光缆线路阻断信息传感器而带来的光纤通信传输网的阻断。

2.介入衰耗小。

光纤通信的原理是通过光波在光纤上的折射而实现远距离通信。在正常情况下,光波只在光缆里折射,而不向光缆外辐射。为了保证光缆线路阻断信息传感器在握接光缆尾纤情况下能够监测到光缆线路的运行状态信息,需要将尾纤弯曲一定的程度,才能使光信号有一小部分能量向外辐射,而光缆线路阻断信息传感器通过监测辐射能量中光信息的变化,来监测光缆线路的运行状态信息。由于光缆尾纤弯曲,所以造成光信号能量损失,也就相当于降低了向光缆线路输出的电平值。

本发明由于在光缆尾纤弯曲的角度比较小的情况下就能保证光缆线路阻断信息传感器正常工作,所以造成的电平损耗很小,通常在0.05dB以内。由于其它技术采用串接方式连接光检测器件,所以造成的电平损耗通常很大,一般在0.1dB以上。

3.连接简单。

由于光缆线路阻断信息传感器是采用握接方式(即跨接方式)与光缆线路尾纤连接,所以,在安装光缆线路阻断信息传感器过程中,只需将光缆线路阻断信息传感器握住(夹住)光缆尾纤即可,工程施工极为简单,而且不需要断开光缆尾纤作业(不需要停机作业)。而其它技术通常采用串接光器件方式连接,即将光器件串接在光缆尾纤与光传输设备之间,不仅存在安全隐患(光器件故障,必然造成光纤传输网故障),同时还需要停机才能完成工程施工,带来了不必要的光纤传输网运行阻断。

4.结构简单,易于推广普及。

本发明综合控制电路和采用的光信号采集器,其元器件为市场上易购置的部件,因此成本低廉,易于生产,易于推广普及。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1为本发明整体电路原理框图。

图2为本发明一种实施方式电路原理框图。

图3为本发明另一种实施方式电路原理框图。

图4为本发明具体电路原理图。

具体实施方式

如图所示,本发明包括抓握式光信号采集器和综合控制电路,其结构要点综合控制电路信号输入端与抓握式光信号采集器信号输出端相连;综合控制电路包括NPN三极管Q1、PIC16F690芯片U1、MAX485芯片U3和MAX232芯片U2,Q1的基极通过电阻R8与综合控制电路信号输入端相连,Q1的集电极与电源VCC相连,Q1的发射极分别与电阻R9一端、电阻R16一端相连,R9另一端接地,R16另一端与U1的3脚相连。

U1的1脚与电源VCC相连,U1的4脚与电阻R2一端相连,R2另一端分别与电容C1一端、电阻R1一端相连,C1另一端接地,R1另一端分别与电源VCC、电容C2一端相连,C2另一端接地。

U1的11脚与U3的3脚相连,U1的12脚分别与U3的1脚、U2的12脚相连,U1的10脚分别与U3的4脚、U2的11脚相连,U1的20脚接地。

U3的2脚分别与U3的3脚、电阻R4一端相连,R4另一端分别与电源VCC、电阻R5一端、电阻R6一端相连,R5另一端与U3的1脚相连,R6另一端与U3的4脚相连,U3的5脚接地,U3的8脚与电源VCC相连,U3的6脚通过电阻R3与U3的7脚相连。

U2的1脚通过电容C6与U2的3脚相连,U2的4脚通过电容C7与U2的5脚相连,U2的6脚通过电容C9接地,U2的2脚通过电容C8分别与U2的16脚、电源VCC相连,U2的15脚接地。

综合控制电路将输入状态变化信息转化为状态标识编码,并通过无线调制解调器(或计算机网络)将状态标识编码发送到远程接收设备(调制解调器或计算机终端)。

所述综合控制电路包括7805芯片U5和LM2576-3.3芯片U4,U5的1脚分别与12V电源、电容C4正极相连,C4负极接地,U5的2脚分别与地线、电阻R7一端相连,R7另一端与发光二极管D2阴极相连,D2阳极分别与U5的3脚、电源VCC、电容C3正极相连,C3负极接地。

U4的1脚与12V电源相连,U4的3脚、5脚相连接地,U4的4脚分别与电源3.3V、电容C5正极、电感L1一端相连,C5负极接地,L1另一端分别与二极管D1阴极、U4的2脚相连,D1阳极接地。

所述R8为470Ω,Q1为2SC1815三极管,R9为5.1KΩ,R16为470Ω,R2为100Ω,R1为10KΩ,C1为100000PF,C2为100000PF,R6为5.1KΩ,R4为5.1KΩ,R5为5.1KΩ,R3为120Ω,C6为1μF,C7为1μF,C9为1μF,C8为1μF,C4为100μF,C3为100μF,R7为470Ω,L1为100μH,C5为1000μF,抓握式光信号采集器采用OFI-3型光纤传感器。

所述综合控制电路的信号输出端口通过RS-232接口或RS-485接口与无线调制解调器串口相接。

所述无线调制解调器采用CDMA或GSM制式无线调制解调器。移动电话卡放入无线调制解调器,进行无线传输。

所述综合控制电路的信号输出端口通过RS-232接口或RS-485接口与计算机串口相接。

所述抓握式光信号采集器监测单路光信号时,综合控制电路通过电平比较,监测到光信号电平后,判断为光缆线路运行正常,不向输出串口发送指令信息;

若综合控制电路通过电平比较,监测不到光信号电平,判断为光缆线路发生阻断故障,向输出串口发送指令信息;同时进行计时,并控制无线调制解调器向外发送第一短信信息。

当光缆线路阻断故障恢复后,若综合控制电路通过电平比较,监测到光信号电平,向输出串口发送指令信息,同时停止计时,并控制无线调制解调器向外发送第二短信信息。

所述第一短信信息内容包括:阻断地点、阻断时间;第二短信信息内容包括:阻断地点、阻断时间、恢复时间。

本发明通过所述抓握式光信号采集器同时监测多路光缆线路光信号时(即设置多个抓握式光信号采集器和Q1电平变换输入电路部分),若综合控制电路扫描和监测各路光信号电平,判断光信号电平高低;通过电平比较,当光信号电平为高电平时,判断为光缆线路运行正常,不向输出串口发送指令信息。

若综合控制电路通过电平比较,监测不到某一路光信号电平后,判断该方向光缆线路发生阻断故障,并向输出串口发送指令信息,同时进行计时,并控制无线调制解调器向外发送第三短信信息。

当光缆线路阻断故障恢复后,综合控制电路通过电平比较,监测到光信号电平,向输出串口发送指令信息,同时停止计时,并控制无线调制解调器向外发送第四短信信息。

所述第三短信信息内容包括:阻断方向、阻断地点、阻断时间;第四短信信息内容包括:阻断方向、阻断地点、阻断时间、恢复时间。

前端光纤传感器OFI-3识别到光纤信号,经Q1电平变换送入微处理器PIC16F690,经地址编码与光纤阻断信息一同送出,通过RS-232或RS-485传送到下一级(管理信息平台)。

当光缆线路正常运行时,尾纤向外辐射微弱能量的光信号,光信号采集器收到光信号后,进行数字编码处理,并将编码信息送给综合控制电路。综合控制电路收到编码信息后,判定光缆线路此时处于正常运行状态,控制综合控制电路不向外发送信息。

当光缆线路发生阻断时,尾纤没有光信号向外辐射,光信号采集器收不到光信号后,仍然进行数字编码处理,并将编码信息送给综合控制电路。综合控制电路收到编码信息后,判定光缆线路此时处于阻断故障状态,控制综合控制电路通过RS-232输出口向外发送信息。当采用无线通信工作方式时,综合控制电路控制无线调制解调器(1335245XXX1)向另一个指定的A无线调制解调器(1335245XXX2)发送短信信息,A无线调制解调器连接远程管理终端,并通过管理终端分析短信内容完成对阻断信息的处理、报警、显示等管理任务。当采用计算机网络通信工作方式时,综合控制电路通过RS-232输出接口向计算机终端发送阻断故障编码信息,计算机终端通过计算机网络与远程管理终端连网,并通过管理终端分析短信内容完成对阻断信息的处理、报警、显示等管理任务。

可以理解的是,以上关于本发明的具体描述,仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本发明的保护范围之内。

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