一种监测建筑物状态的方法和系统与流程

1.本发明涉及光网络技术领域，特别是涉及一种监测建筑物状态的方法和系统。


背景技术：

2.智慧城市在社会、经济和环境等领域，充分利用物联网、云计算、宽带网络等先进的信息通信技术，实现对城市运行的全面感知、智能决策，并通过城市各个信息系统间的广泛连通、信息共享和协同运作，整合与优化各种城市资源，提高城市运行管理和服务水平，改善市民生活和生态环境，提高经济发展质量和产业竞争力，实现城市科学发展、可持续发展。智慧城市的建设目标将具有泛在感知、高效传输、充分融合、协同运作、智能决策的几个显著特征。泛在感知就是智慧城市在城市遍布智能感知设备，对城市各系统进行信息采集、监控和分析；高效传输就是采用高带宽的网络来构建基础设施；充分融合就是能够将城市各关键领域的海量数据充分融合，实现城市信息的有效管理和综合利用；协同运作和智能决策就是智慧城市各核心系统和相关参与者可进行高效的协作，推动城市资源的有效整合和优化配置，能够基于获取的城市信息，对政府、市民和企业等各方面的需求进行智能决策，实现城市的智慧化运行和智慧化响应。
3.而由于种种原因，城乡房屋会存在乱搭乱盖、非法装修、超年限使用等情况，甚至由于自然因素，如地震、塌方等，从而导致房屋倒塌的灾难时有发生，造成大量的人民群众生命财产损失。因此需要一种易部署、成本低的方法对建筑物进行安全监测，实现提前预警。
4.光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。由于光栅光纤具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤等优点，并且其谐振波长对温度、压力应变等外界环境的变化比较敏感，因此在传感领域得到了广泛的应用。光纤光栅可以作为建筑物的传感器，监测建筑物的形变、倾斜等状况。
5.在现有技术中，通常需通过构建完整的光纤光栅传感网络实现建筑物的监测，但随着需监测的建筑物的数量增多、监测范围加大时，光纤光栅传感网络的部署规模也随之增大，当所需监测的建筑物的数量足够多、范围足够广时，光纤光栅传感网络的部署需耗费大量的成本，且需花费较长的部署周期，同时，规模庞大的光纤光栅传感网络也需耗费更大的人力、物力去进行后期的维护，增大后期管理维护的复杂性。
6.鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题是现有技术中当所需监测的建筑物数量多、范围广时，通过光纤光栅传感网络监测建筑物状态的方式部署成本高、部署周期长，且不利于后期维护。
8.本发明采用如下技术方案：
9.第一方面，本发明提供了一种监测建筑物状态的方法，包括：
10.olt设备在进行数据通信的同时，还为位于所述olt设备下端的光纤光栅传感器提供入射光；
11.所述olt设备还接收来自于所述光纤光栅传感器的反射光，根据所述反射光的波长，计算得到所述光纤光栅传感器的传感值；
12.根据所述传感值，监测所述光纤光栅传感器所对应的建筑物的状态。
13.优选的，所述olt设备在进行数据通信的同时，还为位于所述olt设备下端的光纤光栅传感器提供入射光，具体包括：
14.所述olt设备发射下行光的波长在数据通信波长范围内扫描变化，从而在进行数据通信的同时，为所述光纤光栅传感器提供入射光；
15.其中，所述数据通信波长范围为pon光网络中，用于数据通信的下行光的波长范围，所述光纤光栅传感器的工作波长位于所述数据通信波长范围内，以通过所述olt设备的数据通信功能，为所述光纤光栅传感器提供入射光。
16.优选的，所述olt设备发射下行光的波长在所述数据通信波长范围内扫描变化，具体包括：
17.所述olt设备根据光纤光栅传感器的安装位置和光纤光栅传感器的传感值，确定光纤光栅传感器在预设调度周期内的调度次数；
18.所述olt设备在每个预设调度周期内，根据各光纤光栅传感器的调度次数，进行各光纤光栅传感器的入射光的发送调度。
19.优选的，所述olt设备根据光纤光栅传感器的安装位置和光纤光栅传感器的传感值，确定光纤光栅传感器在预设调度周期内的调度次数，具体包括：
20.若光纤光栅传感器的传感值超出预设范围，则将所述光纤光栅传感器的调度次数设置为预设最大调度次数；
21.若光纤光栅传感器的传感值位于预设范围内，则以所述光纤光栅传感器作为第一光纤光栅传感器，计算在以第一光纤光栅传感器为中心的预设区域范围内，传感值超出预设范围的第二光纤光栅传感器的数量，根据所述第二光纤光栅传感器的数量，确定所述第一光纤光栅传感器的调度次数。
22.优选的，所述根据所述第二光纤光栅传感器的数量，确定所述第一光纤光栅传感器的调度次数，具体包括：
23.若不存在第二光纤光栅传感器，则根据所述第一光纤光栅传感器所对应的建筑物的年限，确定所述第一光纤光栅传感器的最小调度次数，将所述第一光纤光栅传感器的调度次数设置为所述最小调度次数；
24.若存在第二光纤光栅传感器，则根据第二光纤光栅传感器的数量所在的数量区间范围，选择所述数量区间范围所对应的调度增值，以所述最小调度次数和所述调度增值的和作为第一调度次数；
25.若所述第一调度次数大于所述预设最大调度次数，则将所述光纤光栅传感器的调度次数设置为预设最大调度次数，否则，将所述光纤光栅传感器的调度次数设置为所述第一调度次数。
26.优选的，所述olt设备还接收来自于所述光纤光栅传感器的反射光，具体包括：
27.所述olt设备在接收到上行光时，判断所发送的下行光的波长与所述上行光的波
长是否一致；若两者一致，则所述olt设备认为所述上行光是光纤光栅传感器的反射光，接收所述反射光。
28.优选的，所述根据所述反射光的波长，计算得到所述光纤光栅传感器的传感值，具体包括：
29.所述olt设备接收到反射光时，根据所述反射光的波长，找到对应涵盖所述反射光的波长的预设反射波长范围，根据所述预设反射波长范围，确定对应的光纤光栅传感器；其中，连接至同一个olt设备下端的多个光纤光栅传感器具有不同的预设反射波长范围；
30.所述olt设备根据所述光纤光栅传感器和所述反射光的波长，计算得到所述光纤光栅传感器的传感值。
31.优选的，所述olt设备根据所述光纤光栅传感器和所述反射光的波长，计算得到所述光纤光栅传感器的传感值，具体包括：
32.根据所述光纤光栅传感器的初始反射波长和所述反射光的波长之间的差值，计算得到所述光纤光栅传感器的传感值；其中，所述初始反射波长为所述光纤光栅传感器在不受应力时，所对应的反射光的波长。
33.优选的，所述方法还包括：
34.所述olt设备使用自身的数据通信功能，向相应建筑物的监控管理机构发送所述光纤光栅传感器的传感值和/或向相应建筑物的监控管理机构或者居住者通告所述建筑物的状态。
35.第二方面，本发明还提供了一种监测建筑物状态的系统，所述系统用于实现第一方面所述的监测建筑物状态的方法。
36.第三方面，本发明还提供了一种监测建筑物状态的装置，用于实现第一方面所述的监测建筑物状态的方法，所述装置包括：
37.至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，用于执行第一方面所述的监测建筑物状态的方法。
38.第四方面，本发明还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，用于完成第一方面所述的监测建筑物状态的方法。
39.本发明通过复用已部署好的日常通信用的pon，在不改变pon的拓扑结构的情况下，将光纤光栅传感器直接接入pon中，并由相应的olt设备对其进行控制，以进行建筑物状态的监测，从而无需额外构建光纤光栅传感网，极大地缩减了部署成本和部署周期，且由于光纤光栅传感器与数据通信使用同一套网络，故在进行后期维护时，仅需维护一套网络，进一步减少了后期维护的人力物力消耗。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1是本发明实施例提供的一种监测建筑物状态的方法的流程示意图；
42.图2是本发明实施例提供的一种监测建筑物状态的方法的流程示意图；
43.图3是本发明实施例提供的一种监测建筑物状态的方法的流程示意图；
44.图4是本发明实施例提供的一种监测建筑物状态的方法的流程示意图；
45.图5是本发明实施例提供的一种建筑物分布示意图；
46.图6是本发明实施例提供的一种监测建筑物状态的方法的流程示意图；
47.图7是本发明实施例提供的一种监测建筑物状态的系统的架构示意图；
48.图8是本发明实施例提供的一种监测建筑物状态的系统的架构示意图；
49.图9是本发明实施例提供的一种监测建筑物状态的系统的架构示意图；
50.图10是本发明实施例提供的一种监测建筑物状态的系统的架构示意图；
51.图11是本发明实施例提供的一种监测建筑物状态的装置的架构示意图。
具体实施方式
52.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
53.在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
54.此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
55.实施例1:
56.在现有技术中，当所需监测的建筑物的数量足够多、范围足够广时，光纤光栅传感网络的部署需耗费大量的成本，且需花费较长的部署周期，同时，规模庞大的光纤光栅传感网络也需耗费更大的人力、物力去进行后期的维护，增大后期管理维护的复杂性，针对此问题，本发明实施例1提供了一种监测建筑物状态的方法，如图1所示，具体包括：
57.在步骤201中，olt设备在进行数据通信的同时，还为位于所述olt设备下端的光纤光栅传感器提供入射光。
58.其中，所述olt设备应用于pon(无源光网络)中，所述数据通信功能用于pon网络的日常通信，而本实施例则通过复用已部署好的日常通信用的pon网络，为其下端接入光纤光栅传感器，并在pon中的olt设备上应用本实施例所述的方法，从而进行建筑物状态的监测。
59.所述光纤光栅传感器连接至所述olt设备下端的光分路器的空余端口上，或所述光纤光栅传感器通过二级分光的方式连接至所述光分路器。
60.其中，当光分路器的端口充足时，可直接将光纤光栅传感器通过分支光纤接到光分路器空余端口上；当光分路器的端口不足，可通过在所述光分路器下下接二级分路器以扩充可连接端口。
61.所述光纤光栅传感器的反射光经过光分路器，与用于数据通信的上行光一同传输至所述olt设备。
62.所述光纤光栅传感器安装在待监测建筑物的相应位置，具体安装位置是由本领域
技术人员或安装设置人员根据待检测建筑物的监测需求分析得出的。
63.在步骤202中，所述olt设备还接收来自于所述光纤光栅传感器的反射光，根据所述反射光的波长，计算得到所述光纤光栅传感器的传感值。
64.所述光纤光栅传感器的核心是一段光纤光栅，光纤光栅的特性为：光纤光栅对温度、应力和应变十分敏感，当光纤光栅在一定温度下不受任何应力时，光栅光纤在接收到相应波长的光时，会将对其进行反射，该波长在后续实施例中被称作光纤光栅传感器的初始反射波长。接入至olt设备下端的光纤光栅传感器可视作一个无需供电的特殊“无源onu设备”。
65.而当光纤光栅在一定温度下受到应力时，光纤光栅发生形变，使其所能够反射的光的波长发生改变。举例而言，一个光纤光栅传感器的初始反射波长为1575nm，当其不受应力时，所述光纤光栅传感器接收到1575nm的波长时，则对该波长进行反射，即反射波长也为1575nm。而当光纤光栅传感器受到应力时，其能够反射的波长发生偏移，如偏移至1576nm，即当光纤光栅传感器接收到1575nm的入射光时，不对其进行反射，仅当光纤光栅传感器接收到1576nm的入射光时，对该波长进行反射，反射波长也为1576nm，光纤光栅传感器所能够反射的波长在后续实施例中也被称作工作波长。通常情况下，光纤光栅传感器的形变是存在限度的，使其所能够反射的波长的范围固定，该范围在后续实施例中被称作预设反射波长范围。
66.根据光纤光栅的特性可知，在正常情况下，光栅反射某个特定波长，当对光纤光栅施加的外部压力或者拉力发生变化时，光栅所反射的波长也会发生变化，采用适当的安装方式，使外部压力或拉力与建筑物的形变相对应，从而使光栅反射波长与建筑物的形变相对应。
67.在步骤203中，根据所述传感值，监测所述光纤光栅传感器所对应的建筑物的状态。
68.本实施例通过复用已部署好的日常通信用的pon，在不改变pon的拓扑结构的情况下，将光纤光栅传感器直接接入pon中，并由相应的olt设备对其进行控制，以进行建筑物状态的监测，从而无需额外构建光纤光栅传感网，极大地缩减了部署成本和部署周期，且由于光纤光栅传感器与数据通信使用同一套网络，故在进行后期维护时，仅需维护一套网络，进一步减少了后期维护的人力物力消耗。
69.本实施例还针对所述olt设备在进行数据通信的同时，还为位于所述olt设备下端的光纤光栅传感器提供入射光，提供了一种具体实施方式，包括：
70.所述olt设备发射下行光的波长在数据通信波长范围内扫描变化，从而在进行数据通信的同时，为所述光纤光栅传感器提供入射光。
71.其中，所述数据通信波长范围为pon光网络中，用于数据通信的下行光的波长范围，所述光纤光栅传感器的工作波长位于所述数据通信波长范围内，以通过所述olt设备的数据通信功能，为所述光纤光栅传感器提供入射光。
72.由于光纤光栅传感器的工作波长通常不超过其预设反射波长范围，其预设反射波长范围是由所述光纤光栅传感器的自身特性所决定的，通常情况下，所述光纤光栅传感器的反射光通常是以所述光纤光栅传感器的初始反射波长为中心，在极小范围内变化，从而形成所述预设反射波长范围。光纤光栅传感器的预设反射波长范围通常较窄，一般仅为以
初始反射波长为中心的1nm波动范围内，而通信用的下行光通常范围较宽，如gpon的数据通信波长范围区间的大小为20nm，凡是在该范围内的波长，均可被onu设备接收，以用于数据通信。即下行光的波长只要在数据通信波长范围内，onu设备就可以正常接收到数据。
73.故本实施例通过数据通信波长的复用，使用olt设备本身具有数据通信功能，控制光纤光栅传感器的工作波长在数据通信波长范围内，从而通过数据通信功能为光纤光栅传感器提供入射光。由于光纤光栅传感器的工作波长根据外部环境不同，如所受应力不同，会发生改变，故通过控制下行光扫描变化，使当下行光波长扫描至光纤光栅传感器的工作波长时，光纤光栅传感器进行反射。
74.其中，所述扫描变化是根据相应光纤光栅传感器的调度需求以及光纤光栅传感器的预设反射波长范围决定的，举例而言，如相应olt设备下端存在两个光纤光栅传感器，分别为传感器1和传感器2，其中，传感器1的预设反射波长范围为1575nm～1577nm，传感器2的预设反射波长范围为1578nm～1580nm，这两个传感器的预设反射波长范围都位于数据通信波长范围内，则控制所述olt设备的下行光波长在1575nm～1580nm之间扫描变化。
75.又或对传感器1和传感器2的进行分别调度，对传感器1进行调度时，olt设备的下行光波长在1575nm～1577nm之间扫描变化，对传感器2进行调度时，olt设备的下行光波长在1578nm～1580nm之间扫描变化。
76.所述olt设备中的光模块使用可调激光器，如dbr激光器、热调dfb激光器等，并通过光模块mcu及相应的电路控制，来使olt的下行光的波长进行扫描变化。
77.由于所述olt设备在进行数据通信的同时，还进行建筑物状态的监测，故olt设备所接收到的上行光既有来自于光纤光栅传感器的，也有来自于onu设备的，在这种情况下，可能无法区分来自光纤光栅传感器的反射光和通信用的上行光，针对此情况，本实施例还提出了以下优选的实施方式，即所述olt设备还接收来自于所述光纤光栅传感器的反射光，具体包括：
78.所述olt设备在接收到上行光时，判断所发送的下行光的波长与所述上行光的波长是否一致；若两者一致，则所述olt设备认为所述上行光是光纤光栅传感器的反射光，接收所述反射光。
79.若两者一致，则所述olt设备认为所述上行光是来自于onu设备的上行光，接收所述上行光并用于数据通信。
80.在pon中，上行光与下行光通常使用不同的波长范围，即onu设备所接收的下行光与所发送的上行光的波长不一致，而光纤光栅传感器在进行光反射时，所反射的光的波长与接收的光的波长是一致的，故通过判断上行光与下行光的波长是否一致，可判断上行光的来源方为onu设备还是光纤光栅传感器。
81.在实际使用中，光的波长通常需要使用昂贵的仪表进行测量得到，为了降低olt设备的制造成本，还存在一种可选的实施方式为：olt设备测量光的光功率，根据光功率间接得到反射光的波长。
82.在实际使用中，一个olt设备下端可能接入多个光纤光栅传感器，在这种情况下，可能无法区分所接收到的反射光是来自哪一个具体的光纤光栅传感器的，针对此问题，存在以下优选的实施方式，即所述根据所述反射光的波长，计算得到所述光纤光栅传感器的传感值，如图2所示，具体包括：
83.在步骤301中，所述olt设备接收到反射光时，根据所述反射光的波长，找到对应涵盖所述反射光的波长的预设反射波长范围。
84.在步骤302中，根据所述预设反射波长范围，确定对应的光纤光栅传感器；其中，连接至同一个olt设备下端的多个光纤光栅传感器具有不同的预设反射波长范围。
85.在步骤303中，所述olt设备根据所述光纤光栅传感器和所述反射光的波长，计算得到所述光纤光栅传感器的传感值。
86.由于同一个olt设备下端的多个光纤光栅传感器具有不同的预设反射波长范围，故可通过反射光的波长判断反射光的来源光纤光栅传感器。
87.其中，所述olt设备根据所述光纤光栅传感器和所述反射光的波长，计算得到所述光纤光栅传感器的传感值，具体包括：
88.根据所述光纤光栅传感器的初始反射波长和所述反射光的波长之间的差值，计算得到所述光纤光栅传感器的传感值；其中，所述初始反射波长为所述光纤光栅传感器在不受应力时，所对应的反射光的波长。
89.所述光纤光栅传感器的初始反射波长和所述反射光的波长之间的差值与传感器的形变程度成正比，通过所述差值，计算得到传感器的形变程度，根据形变程度得到对应的传感值。
90.为了及时通知相应管理机构或居住者，以及时应对建筑物的倒塌等危险状况，还存在一种优选的实施方式，具体包括：
91.所述olt设备使用自身的数据通信功能，向相应建筑物的监控管理机构发送所述光纤光栅传感器的传感值和/或向相应建筑物的监控管理机构或者居住者通告所述建筑物的状态。
92.所述通告所述建筑物的状态可以是向相应建筑物的监控管理机构的管理系统发送相应光纤光栅传感器的传感值，由监控管理机构告知居住者，也可以是向相应建筑物的监控管理机构或居住者直接发送短信。
93.所述发送短信的一种可选的实施方式为：olt设备通过pon网络连接到运营商的短信中心，通过预设的短信发送软件接口发送短信给短信中心，从而实现短信的发送。
94.当然也可以采用手机app消息推送，或通过iptv机顶盒推送。可由olt直接推送或告之相应建筑物的监控管理机构的管理系统来推送。
95.在实际使用中，当光网络中接入的光纤光栅传感器足够多时，可能由于建筑物的监测占用大量网络资源，从而影响到pon的日常数据通信功能，为了解决此问题，本实施例还提供了以下优选的实施方式，即所述olt设备发射下行光的波长在所述数据通信波长范围内扫描变化，具体包括：
96.所述olt设备根据光纤光栅传感器的安装位置和光纤光栅传感器的传感值，确定光纤光栅传感器在预设调度周期内的调度次数。
97.所述olt设备在每个预设调度周期内，根据各光纤光栅传感器的调度次数，进行各光纤光栅传感器的入射光的发送调度。
98.所述预设调度周期由本领域技术人员根据pon网络的资源使用情况和建筑物监测的需求分析得出。
99.其中，在进行各光纤光栅传感器的入射光的发送调度时，所述olt设备的下行光依
旧是扫描变化的，如在对预设反射波长范围为1578nm～1580nm的光纤光栅传感器进行调度时，下行光波长在1578nm～1580nm之间扫描变化。
100.其中，所述调度次数决定所述各光纤光栅传感器的工作频繁程度
。
一个olt设备在同一时刻，仅针对一个光纤光栅传感器进行调度，使一个olt设备下的多个光纤光栅传感器分时进行传感。
101.作为一种可选的实施方式，当相应建筑物倒塌风险高时(如建筑物的建筑年限较长时)，将其所对应的光纤光栅传感器的调度次数调高，以加强对该建筑物的监测力度，而当建筑物倒塌风险低时(如建筑物的建筑年限较短时)，将其所对应的光纤光栅传感器的调度次数调低，以减少传感监测所占用的资源，确保数据通信功能的正常运行。
102.在实际情况中，建筑物倒塌可能不仅仅由于建筑物自身的原因，在出现大规模的地质塌陷或地震等自然灾害时，也可能引发建筑物倒塌，在这种情况下，当一个建筑物的状态异常时，其周边的其他建筑物也存在较大的状态异常风险，为了应对此种风险，本实施例还提供了以下优选的实施方式，具体包括：
103.所述olt设备根据光纤光栅传感器的安装位置和光纤光栅传感器的传感值，确定光纤光栅传感器在预设调度周期内的调度次数，具体包括：
104.在步骤401中，若光纤光栅传感器的传感值超出预设范围，则将所述光纤光栅传感器的调度次数设置为预设最大调度次数。
105.在步骤402中，若光纤光栅传感器的传感值位于预设范围内，则以所述光纤光栅传感器作为第一光纤光栅传感器，计算在以第一光纤光栅传感器为中心的预设区域范围内，传感值超出预设范围的第二光纤光栅传感器的数量，根据所述第二光纤光栅传感器的数量，确定所述第一光纤光栅传感器的调度次数。
106.所述预设最大调度次数是由本领域技术人员根据传感网络的监测需求以及光纤光栅传感器安装位置的检测需求共同分析得到的。所述预设范围是由本领域技术人员根据传感网络的监测精准度需求和光纤光栅传感器的工作特性共同分析得出的。不同位置的光纤光栅传感器可使用不同的预设范围，也可使用相同的预设范围。
107.光纤光栅传感器的安装位置可由安装部署人员在进行光纤光栅传感器的安装时存储安装的位置坐标，并将所述位置坐标与光纤光栅传感器的预设反射波长范围对应存储，从而可通过所接收到的反射光波长确定相应传感的光栅光纤传感器位置。
108.当光纤光栅传感器的传感值超出预设范围时，认为该光纤光栅传感器状态异常，其所对应的建筑物存在倒塌的风险，此时，加大该建筑物的监测力度，即增加该光纤光栅传感器在每个预设调度周期内的调度次数。
109.而当光纤光栅传感器状态正常时，即传感值未超出预设范围时，则根据其周边的光纤光栅传感器的状态决定其调度次数，作为一种可选的实施方式，所述根据所述第二光纤光栅传感器的数量，确定所述第一光纤光栅传感器的调度次数，具体包括：
110.在步骤501中，若不存在第二光纤光栅传感器，则根据所述第一光纤光栅传感器所对应的建筑物的年限，确定所述第一光纤光栅传感器的最小调度次数，将所述第一光纤光栅传感器的调度次数设置为所述最小调度次数。
111.在步骤502中，若存在第二光纤光栅传感器，则根据第二光纤光栅传感器的数量所在的数量区间范围，选择所述数量区间范围所对应的调度增值，以所述最小调度次数和所
述调度增值的和作为第一调度次数。
112.在步骤503中，若所述第一调度次数大于所述预设最大调度次数，则将所述光纤光栅传感器的调度次数设置为预设最大调度次数，否则，将所述光纤光栅传感器的调度次数设置为所述第一调度次数。
113.其中，由本领域技术人员根据光纤光栅传感器的密集程度，划分多个数量区间范围，并为每个数量区间范围设定一个调度增值。
114.若以相应建筑物为中心的预设范围内，状态异常的光纤光栅传感器数量越多，则说明该建筑物位于危险区域中的可能性越大，其自身的状态也更危险，故通过提高调度次数，加大对该类建筑物的监测力度。
115.举例而言，由本领域技术人员根据建筑物的建筑年限、周边环境的稳定程度、地区建筑物倒塌历史等因素为相应区域的光纤光栅传感器设定对应的预设最小调度次数。
116.如设定可选的预设最小调度次数为1～3次，当建筑物年限超过50年，将相应的光纤光栅传感器作为1级传感器，对应预设最小调度次数设置为3次，建筑物年限超过20年，相应的光纤光栅传感器作为2级传感器，对应预设最小调度次数为2次，20年以下建筑物的光纤光栅传感器作为3级传感器，对应预设最小调度次数为1次；在每个预设调度周期内，调度1级光纤光栅传感器至少工作3次，2级光纤光栅传感器至少工作2次，3级光纤光栅传感器至少工作1次。
117.设定预设最大调度次数，并划分多个数量区间范围，并为每个数量区间范围设定一个调度增值，如设定预设最大调度次数为6次，若在以第一光纤光栅传感器为中心的预设区域范围内，存在的传感值超出预设范围的第二光纤光栅传感器的数量大于0，不超过5个时，对应预设增值1，第二光纤光栅传感器的数量大于5，不超过10个时，则对应预设增值2，第二光纤光栅传感器的数量大于10，不超过15个时，则对应预设增值3，第二光纤光栅传感器的数量大于15，不超过20个时，则对应预设增值4。
118.若存在一个1级光纤光栅传感器，其预设最小调度次数为3次，当该1级光纤光栅传感器的传感值位于预设范围内，且在以该1级光纤光栅传感器为中心的预设区域范围内，传感值超出预设范围的第二光纤光栅传感器的数量为8个，则对应的预设增值为2，计算得到第一调度次数为3+2＝5，未超过预设最大调度次数6，则该1级光纤光栅传感器在每个预设调度周期内调度5次。
119.当该1级光纤光栅传感器的传感值位于预设范围外时，该1级光纤光栅传感器以预设最大调度次数进行调度，即该1级光纤光栅传感器在每个预设调度周期内调度6次。
120.在预设调度周期内对各光纤光栅传感器进行调度时，以各光纤光栅传感器的调度时刻在预设调度周期内平均分布为较优的调度方式。
121.如在olt设备下端接入了2个传感器，传感器1的调度次数为1，传感器2的调度次数为3时，则将预设周期划分为均匀的3个小周期，其中，在第1个小周期和第3个小周期对传感器2进行调度，在第2个小周期对传感器1进行调度。
122.本实施方式一方面通过光纤光栅传感器调度次数的差异化，从而确保传感功能不对正常的通信功能的工作性能产生影响，第二方面，本实施方式还将大规模、区域化的自然灾害考虑在内，对可能存在大规模倒塌风险的建筑物所对应的光纤光栅传感器提高调度次数，以加强对该类建筑物的监测力度，从而能够确保灾害发生时，能够及时感应并应对。
123.实施例2:
124.在实际应用过程中，考虑到各建筑物之间的位置排列，结合实施例1所述的监测建筑物状态的方法，针对所述监测建筑物状态的方法中的光纤光栅传感器的调度部分，本实施例还提供了一种特性场景下的优选实施方式。
125.如图5所示为某城市某小区内的建筑分布示意图，其中建筑物呈现较规则的位置分布，则在对该小区的所有建筑物进行监测时，对各光纤光栅传感器的调度可采用以下实现方法，如图6所示，具体包括：
126.在步骤601中，按照建筑物距离光模块的距离，为分布在同一方向的建筑物依次排序为第1栋、第二栋、
…
第n栋。
127.在步骤602中，为每一栋建筑物安装光纤光栅传感器，其中，所安装的第n栋建筑物的光纤光栅传感器的传感范围覆盖第1～n栋的所有建筑物。
128.在步骤603中，在进行建筑物状态的监测时，先使用第n栋建筑物的光纤光栅传感器进行该方向所有建筑物的整体监测，该方向下的其他光纤光栅传感器不工作。
129.在步骤604中，当通过第n栋建筑物的光纤光栅传感器监测到传感值超出预设范围时，再调度其他光纤光栅传感器工作，以确定具体的监测异常的楼栋位置。
130.如在图5所示小区中，可以横向为同一方向，对每一排建筑物作为同一方向的建筑物进行光纤光栅传感器的安装监测。
131.本实施例通过对同一方向的建筑物进行整体监测，从而形成分级的监测网络，当整体监测到存在异常时，再通过下层的传感器进行具体的异常监测，通过此方式，能够在监测建筑物较多且较密集时，缩减监测所占用的光模块资源，避免建筑物的监测影响光网络正常数据通信的效率。所述异常为传感值不再预设范围内，由于光纤光栅传感器的传感监测区域不同，其预设范围也可能不同。
132.作为一种优选的实现方式，在本实施例的基础上，还存在一种确定具体的监测异常的楼栋位置的方法，具体为：在上述步骤602中，为每一栋建筑物安装光纤光栅传感器时，使所安装的第n栋建筑物的光纤光栅传感器的传感范围覆盖第1～n栋的所有建筑物。
133.在此安装方式下，所述确定具体的监测异常的楼栋位置的方法具体包括：
134.依次以中点划分的方式，根据中点位置的光纤光栅传感器的传感值，确定存在异常的区域和正常的区域，从而缩小异常区域的范围，实现异常的区域定位。如当存在同一方向排布的五栋建筑物，当第5个传感器监测得到传感值异常时，以中点位置，使第3个传感器工作，若第3个传感器传感值正常，则异常区域为第4或5栋，若传感值异常，则异常区域为第1、2或3栋。在异常区域内取中点位置传感器进行进一步异常区域缩限，直至确定异常楼栋。
135.实施例3:
136.本发明在提供了实施例1和实施例2所描述的一种监测建筑物状态的方法后，本发明实施例还将进一步提供一种监测建筑物状态的系统，所述系统用于实现实施例1或实施例2所述的监测建筑物状态的方法。
137.本实施例通过在已部署好的用于通信的pon网络中，将实施例1或实施例2所述的方法应用于所述pon网络中的olt设备，并在需要进行安全监测的建筑物的适当位置上安装上建筑物光纤光栅传感器，传感器通过分支光纤接到光分路器空余端口上，接入至olt设备，从而形成如图7所示的检测建筑物状态的系统。如果光分路器的端口不足，则采用pon网
络通常使用的二级分光来解决。使在用于日常数据通信的pon网络中，添加建筑物监测的功能。
138.根据光纤光栅的特性可知，在正常情况下，光栅反射某个特定波长，当施加外部压力或者拉力发生变化时，光栅反射的波长也会发生变化，采用适当的安装方式，使外部压力或拉力与建筑物的形变相对应，从而使光栅反射波长与建筑物的形变相对应。
139.所选用的光纤光栅传感器的工作波长位于数据通信波长范围内，所述数据通信波长范围为pon光网络中，用于数据通信的下行光的波长范围，且在同一olt设备下端安装多个光栅传感器时，确保各个光栅传感器的预设反射波长范围错开。
140.系统工作时，olt设备的下行光的波长在数据通信波长范围内进行扫描变化，当olt设备的下行波长调到了相应光纤光栅传感器所对应的工作波长时，光纤光栅传感器对该下行光进行反射，光栅传感器反射的波长通过分支光纤和光分路器后，和pon上行波长一同在主干光纤上传到到olt设备，olt设备通过判断上行波长与所发送的下行波长是否一致，对onu设备的上行光和光纤光栅传感器的反射光进行波分复用处理，从而不影响上行高速数据业务。
141.而当olt设备的下行波长不与相应光纤光栅传感器的工作波长相同时，光纤光栅传感器不对该下行光进行反射，olt设备接收不到反射波长。
142.但在实际使用过程中，当光纤光栅传感器不对下行光进行反射时，还可能会由于光纤网络的接头不良、非线性效应等原因，而产生少量的反射光，但由于这些反射光的光功率不大，因此可通过测量光纤光栅传感器不对下行光进行反射时，olt设备所接收到的光功率大小，根据此光功率大小滤除该类反射光。
143.其中，如图8所示，所述olt设备包括光模块和控制及算力资源，通过算力资源开放及调度，将光纤光栅传感器的处理算法部署在光网络中的olt设备的算力资源上，所述olt设备根据所述处理算法，使用所述算力资源进行所述传感值的计算，其具体计算过程在实施例1中已进行了说明，在此不再赘述。
144.还可通过算力资源开放及调度，在所述olt设备上部署监控机构的应用程序，监控机构使用所述光网络的数据通信功能获取所述光纤光栅传感器的传感值。所述应用程序还用于向建筑物所在区域的监控管理机构或者居住者发送短信，以告知所述监控管理机构或者居住者所述建筑物的状况。
145.olt的线卡、主控盘等硬件设施都具备cpu等控制及算力资源，通过算力资源开放及调度，就可以将对应传感器的处理算法、监控机构的应用程序部署在olt的算力资源上进行运行，并向相应用户发送短信。
146.本实施例还针对olt设备中所包含的光模块，在系统层面提供了一种架构方式，如图9所示，具体包括：
147.所述光模块具体包括数据发送ld、数据接收pd、光路耦合单元、处理单元、传感接收pd和波长控制单元；所述光模块和通信设备之间采用标准的光模块设备接口，不影响原有高速数据的传输。光模块标准接口中还包括串行管理控制接口(通常为i2c),管理控制接口除传输原有的管理控制信号(可理解为日常通信功能所需的信号)外，还将传输新的传输管理控制信息(可理解为建筑物监测所涉及的信号，如向监控机构所发送的光纤光栅传感器的传感值等信息)。
148.所述数据发送ld、数据接收pd、光路耦合单元和处理单元用于进行无源光网络的数据通信。
149.数据发送ld使用波长可调激光器，比如dbr波长可调激光器。
150.所述波长控制单元用于控制所述数据发送ld发送相应波长的下行光，使olt设备所发送的下行光扫描变化，用于为所述olt设备下端的各光纤光栅传感器提供入射光。
151.所述光路耦合单元还用于将光纤光栅传感器的反射光耦合至所述传感接收pd，具体的，根据上行光和下行光是否一致，判断上行光为光纤光栅传感器的反射光，还是onu设备的上行光，将光纤光栅传感器的反射光耦合至所述传感接收pd。
152.所述传感接收pd用于接收所述光纤光栅传感器的反射光，根据所述反射光，向处理单元反馈反射光的波长。
153.所述处理单元用于根据所述反射光的波长，判断反射光来自于哪一个光纤光栅传感器，并进行光纤光栅传感器的传感值的计算。
154.所述处理模块在监测建筑物状态的同时，还根据光纤光栅传感器的安装位置和光纤光栅传感器的传感值，计算光纤光栅传感器在预设调度周期内的调度次数，将所述调度次数发送给olt光模块中的波长控制单元，由波长控制单元根据调度次数进行光纤光栅传感器的调度。
155.其中，光模块使用数据通信波长范围内的高速调制信息进行pon光网络的数据通信，使用所述数据通信波长范围内的反射光功率变化信息进行光纤光栅传感器的传感检测(即根据所接收的上行光的光功率，得到上行光的波长，从而计算得到光纤光栅传感器的传感值)。
156.由于一个pon分路比的关系，对于城市密集区域，一个olt光模块下的onu通常分布在一两个建筑物内，因此在这种情况一个olt光模块下安放一两个传感器就可以满足部署要求，因此可以利用波长可调激光器可以用热调技术来降低系统成本，故如图10所示，本实施例还提供了一种带传感处理能力光模块的具体实现，由于xg(s)pon光模块的发送通常是由eml调制发送器实现的，eml调制发送器自身就带有tec及光波长控制功能，通过处理器控制tec即可控制dfb ld的温度变化，从而使ld的波长发生变化，此时可通过处理单元对eam进行补偿，从而补偿由于波长变化导致的消光比变化。同时在光模块中增加光环形器cir和传感接收pd,光环形器实现发送的下行光和反射回来的反射光进行区分，传感接收pd用于接收传感反射光。
157.本实施例所述的系统用于建筑物监测的具体流程为：
158.pon的olt设备启动，然后olt设备控制下行波长扫描变化，当波长调整到建筑物光纤光栅传感器的对应反射波长(可理解为实施例1中的工作波长)时，olt设备就能收到对应的反射波长。
159.olt设备根据此时olt的下行波长对应到具体的光纤光栅传感器，再根据光纤光栅传感器的初始反射波长与所接收到的实际反射波长进行对比，从而计算出相关传感值，光纤光栅传感器的初始反射波长指的是指测试目标初始状态的波长，比如光纤光栅传感器传感器在建筑物初始安装前不受应力的情况下所对应的工作波长。
160.最后相关传感值通过部署在olt设备的算力资源上的算法和软件进行处理，监控机构或部门通过网络进行监管。olt设备通常安装在运营商的机房中，运营商可以将olt设
备的算力资源打包为资源容器，将监控机构的应用程序部署在olt设备上，实现快速响应。
161.上述各实施例均使用pon的下行光的波长范围作为数据通信波长范围，各光纤光栅传感器的工作波长位于所述数据通信波长范围内。
162.在实际使用中，还可以pon中onu设备的上行光的波长范围作为数据通信波长范围，各光纤光栅传感器的工作波长位于所述数据通信波长范围内。
163.此时，需要在支持传感能力的olt光模块中增加1个可调波长为onu上行波长范围的可调激光器，而传感接收pd可以与数据接收pd共用，通过数据接收pd的rssi变化平均值处理即可进行传感处理。对于内置otdr专用波长方案光模块，也可以将otdr的波长用可调激光器，来做为传感器光源。
164.在进行该系统的部署时，可使用现有的pon网络，将该pon网络中相应机房中的原始olt设备的光模块更换为本实施例中所述的光模块，在进行更换时，不改变所述光网络的拓扑结构，相对于现有技术中重新部署传感网络的方式，具有更短的部署周期。且本系统由于兼具了建筑物监测功能与数据通信功能，故可使用所述数据通信功能将建筑物的状态告知给监管机构，能够实现紧急状态下的实时响应。
165.实施例4:
166.如图11所示，是本发明实施例的监测建筑物状态的装置的架构示意图。本实施例的监测建筑物状态的装置包括一个或多个处理器21以及存储器22。其中，图11中以一个处理器21为例。
167.处理器21和存储器22可以通过总线或者其他方式连接，图11中以通过总线连接为例。
168.存储器22作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序和非易失性计算机可执行程序，如实施例1中的监测建筑物状态的方法。处理器21通过运行存储在存储器22中的非易失性软件程序和指令，从而执行监测建筑物状态的方法。
169.存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器21。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
170.所述程序指令/模块存储在所述存储器22中，当被所述一个或者多个处理器21执行时，执行上述实施例1、实施例2和实施例3中的监测建筑物状态的方法，例如，执行以上描述的图1-图4和图6所示的各个步骤。
171.值得说明的是，上述装置和系统内的模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明的处理方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
172.本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(rom，read only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁盘或光盘等。
173.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。