一种光纤检测系统及方法与流程

本发明涉及光纤检测，尤其涉及一种光纤检测系统及方法。

背景技术：

1、光纤又称光导纤维，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，利用光在这些纤维中以全内反射原理传输的光传导工具，而由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，因此光纤被用作长距离的信息传递工具；同时，由于光纤本身损耗小、可靠性高、制造简单等特点，它也被应用于生活中的各个方面；正是因为光纤的广泛应用，所以光纤的检测也尤为重要；

2、现有的光纤检测系统侧重于对质量和指标等方面的检测，可以通过专业的设备检测出光纤的各种性能指标数据，但是缺乏对光纤性能数据的统一分析，当用户检测出的光纤不符合使用要求时，现有光纤检测系统缺乏优质光纤的推荐，使得用户在选取光纤的过程中耗费过多的人力成本；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：通过模组储存单元识别用户的检测需求，并通过预设的需求匹配算法生成检测方案供用户选择；当用户确认检测方案时，光纤匹配单元按照检测方案包含的检测模组对待检测光纤进行检测，检测过程中由数据采集器实时采集检测数据并分类储存；当检测过程完成时，数据分析单元获取检测数据并对检测数据进行降噪和校正处理，提高检测数据的质量和精准度，并将经过处理的数据发送至结果评估单元进行评估生成可视化检测报告；通过性能分析单元对历史检测数据进行分析构建光纤性能数据模型，由光纤推荐单元调用数据模型为用户推荐优质光纤，大大降低了光纤选择的人力成本。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种光纤检测系统，包括用户层、检测层和结果层；用户层用于用户端操作；检测层包括模组储存单元、光纤检测单元和数据采集器；结果层包括数据分析单元、结果评估单元、性能分析单元和光纤推荐单元；

4、模组储存单元储存有预设的光纤检测模组，用户输入检测需求后模组储存单元自动生成检测方案供用户选择；当用户确认检测方案后光纤检测单元按照检测方案包含的检测模组对待检测光纤进行检测，数据采集器信号连接有预设的光纤检测模组，在检测过程中实时采集检测数据并按照数据来源分类储存；数据分析单元用于对采集的检测数据进行处理分析并将处理后的检测数据发送至结果评估单元；结果评估单元通过处理后的检测数据对光纤性能进行评估并生成可视化光纤检测报告；性能分析单元用于收集光纤检测数据，当光纤检测数据达到预设数量时，通过数据挖掘算法构建光纤性能数据模型；光纤推荐单元通过调用光纤性能数据模型再结合光纤种类和对应数据，为用户推荐与使用需求匹配的优质光纤。

5、进一步的，模组储存单元的具体工作过程如下：

6、模组储存单元中的每个预设光纤检测模组均为可以检测光纤某种特定性能的装置，且不同的模组对应唯一的标识符，当用户在输入端输入检测需求时，模组储存单元自动生成与用户检测需求匹配的预设检测方案，再将生成的预设检测方案和对应的检测功能发送至用户显示端以供用户选择，当用户确认选择该预设检测方案时，将该预设检测方案标定为检测方案，此时模组储存单元将该检测方案发送至光纤检测单元；当用户未选择系统推荐的预设检测方案时，用户可通过显示端自行选择检测模组组合生成检测方案，此时再将该检测方案发送至光纤检测单元；

7、其中，预设光纤检测模组包括光损耗检测模组、插入损耗检测模组、反射损耗检测模组、等长性检测模组、带宽测试模组、模式耦合检测模组、折射率分布测量模组、温度和压力感知检测模组；检测方案为光纤检测过程中所需检测模组的组合方案。

8、进一步的，自动生成预设检测方案的过程包括以下几个步骤：

9、s31.获取每个检测模组对应检测功能中的关键词，并按照不同模组的标识符将检测模组的对应关键词分类储存至检测关键词库中；

10、s32.获取用户输入的检测需求，提取检测需求中的关键词，并将提取的检测需求的关键词数量记为m；

11、s33.将上述提取的m个检测需求关键词与检测关键词库中的关键词进行对比搜索，分别筛选出与m个检测需求关键词对应的检测关键词；

12、s34.将筛选出的检测关键词对应的检测模组进行标记，再将标记的检测模组进行组合生成预设检测方案。

13、进一步的，提取检测需求中的关键词的具体过程如下：

14、获取用户输入的检测需求文本，对上述文本按照汉语语法进行分词处理将文本拆分为m个独立的词语和标点符号，再移除标点符号和停用词，将余下的m个词语标记为检测需求关键词。

15、进一步的，数据分析单元的具体工作过程如下：

16、数据分析单元信号连接有数据采集器，当检测过程结束时，获取数据采集器存储的检测数据，依次对检测数据进行噪音抑制和数据校正处理；

17、其中，噪音抑制的过程具体为：获取检测数据中的噪声类型，按照不同的噪声类型选择对应的降噪算法对检测数据进行降噪，计算降噪后检测数据的信噪比，当信噪比大于或等于预设值时，该检测数据完成噪音抑制；反之，当信噪比小于预设值时，对上述降噪后的检测数据再次执行噪音抑制操作，直至信噪比大于或等于预设值；

18、其中信噪比的计算公式为其中ps为检测数据信号的功率，pn为噪声功率；

19、数据校正的过程具体为：预先获取不同光纤检测模组产生的检测数据可能存在的非线性影响的类型，获取上述完成噪音抑制的检测数据及其来源，将检测数据的来源与光纤检测模组进行对应，从而获取该检测数据的非线性影响类型；选择预设的校正模型，将该检测数据源进行分组，使用预设校正模型对应的算法进行参数估计；再通过估计的参数计算校正数据，当校正数据与准确数据的误差小于或等于预设值时，该检测数据完成数据校正；反之，当校正数据与准确数据的误差大于预设值时，重新对参数进行估计计算校正数据，直至误差达到预设值；

20、其中校正数据与准确数据的误差计算公式为d＝|di-dj|，其中di为准确数据，dj为校正数据。

21、进一步的，结果评估单元的具体工作过程如下：

22、结果评估单元信号连接有数据分析单元，当检测数据完成数据分析过程时，结果评估单元获取上述经过分析处理的检测数据以及检测数据对应的数据来源，通过预先获取的不同光纤检测模组对应的检测指标预设值，对上述检测数据进行总体评估，再将评估结果以可视化报告的形式呈现并发送至用户端；

23、其中，总体评估的过程具体为：分别获取检测方案中包含的光纤检测模组的指标预设值，并将预设值分为两个集合分别标记为极大指标集合a和极小指标集合b，并将极大指标集合a中的数据分别标记为极小指标集合b中的数据分别标记为其中极大指标集合a中的指标预设值均为对应检测模组合格指标的极大值，极小指标集合b中的指标预设值均为对应检测模组合格指标的极小值；

24、再获取上述极大指标集合a和极小指标集合b中各自对应的检测模组的检测数据，并将极大指标集合a对应的检测数据分别标记为极小指标集合b对应的检测数据分别标记为将检测数据和指标预设值逐一比对，当检测数据达到预设指标时，将该检测数据对应的光纤性能评分记为p1，反之，当检测数据未达到预设指标时，将该检测数据对应的光纤性能评分记为p2；其中检测数据达到预设指标的判断方法具体为：当时，则检测数据达到预设指标，反之，当时，则检测数据未达到预设指标；当时，则检测数据达到预设指标，反之，当时，则检测数据未达到预设指标，其中1≤i≤n，1≤j≤m；

25、计算待检测光纤性能在所选检测方案下的性能评估结果，其中评估结果的计算公式具体为：

26、

27、其中n为检测方案中包含的光纤检测模组数量，λi为方案中不同的检测模组对应的权重系数，且ei为不同检测模组对应的光纤性能评分。

28、进一步的，性能分析单元构建光纤性能数据模型包括以下几个步骤：

29、s71.实时收集经过处理的光纤检测数据并按照每种数据所反映的某种光纤性能分类存储，再将经过分类的检测数据分别标记为x1，x2，x3，…，xn；

30、s72.将上述n个数据集两两随机组合形成n(n-1)/2个检验集，对每个检验集中的两个数据集进行相关性分析判断二者是否具有显著相关性，当检验集中的两个数据集具有显著相关性时，将该检验集标记为相关集，反之，当检验集中的两个数据集不具有显著相关性时，不做处理；

31、其中，相关性分析分别通过皮尔逊相关系数检验和斯皮尔曼相关系数检验来进行；

32、s73.获取上述相关集的数据，并逐一对每个相关集中包含的两个数据集进行回归分析，构建二者之间的函数关系；其中，回归分析的过程具体为：获取相关集中包含的两个数据集并分别标记为自变量x和因变量y，分别将自变量x和因变量y的数值按照时序进行排列，并以自变量x为横坐标、因变量y为纵坐标绘制自变量x与因变量y的函数图像；再根据函数图像的性质选择预设的函数类型对上述函数图像进行拟合生成自变量x和因变量y之间的函数关系；

33、s74.将上述构建的每个相关集对应的函数关系标记为光纤性能数据模型，并按照因变量y的类型进行分类储存。

34、进一步的，光纤推荐单元的具体工作过程如下：

35、用户在输入端可输入所需光纤的性能要求，其中性能要求的种类与上述因变量y的类型一致；光纤推荐单元信号连接有性能分析单元，当获取上述用户输入的性能要求时，调用与性能要求相对应的光纤性能数据模型，通过对模型中的函数进行分析，计算得出最优匹配数据；再获取现有光纤种类和对应数据，筛选出和最优匹配数据相符合的光纤类型，发送至用户端供用户选择；

36、其中，分析函数模型得出最优匹配数据的方式具体为：获取模型中函数表达式和对应的函数图像，通过函数图像判断该函数是否具有极大值或极小值，当该函数有极大值时，计算该极大值对应的自变量和因变量的值作为最优匹配数据；当该函数有极小值时，计算该极小值对应的自变量和因变量的值作为最优匹配数据；当该函数不存在极大值或极小值时，获取自变量的预设区间，计算在自变量的预设区间内因变量的最大值或最小值作为最优匹配数据，其中当该因变量与光纤性能呈正相关时，取最大值，当该因变量与光纤性能呈负相关时，取最小值。

37、进一步的，一种光纤检测方法，包括以下几个步骤：

38、步骤一：获取用户的检测需求并对检测需求进行分析，将检测需求与预设检测模组进行匹配生成检测方案；

39、步骤二：获取上述检测方案并按照检测方案中包含的检测模组对待检测光纤进行检测，且检测过程中由数据采集器实时采集检测数据；

40、步骤三：依次对检测数据进行噪音抑制和数据校正处理，提高检测数据的信噪比和准确度；

41、步骤四：获取上述经过处理的检测数据，使用预设评估算法对检测结果进行评估，生成可视化光纤检测报告；

42、步骤五：收集光纤检测数据，当数据数量达到预设数量时，通过数据挖掘算法筛选具有显著相关性的光纤性能数据，并通过回归分析构建光纤性能数据模型，通过构建的数据模型为用户推荐优质光纤。

43、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

44、本发明通过模组储存单元识别用户的检测需求，并通过预设的需求匹配算法生成检测方案供用户选择；当用户确认检测方案时，光纤匹配单元按照检测方案包含的检测模组对待检测光纤进行检测，检测过程中由数据采集器实时采集检测数据并分类储存；当检测过程完成时，数据分析单元获取检测数据并对检测数据进行降噪和校正处理，提高检测数据的质量和精准度，并将经过处理的数据发送至结果评估单元进行评估生成可视化检测报告；通过性能分析单元对历史检测数据进行分析构建光纤性能数据模型，由光纤推荐单元调用数据模型为用户推荐优质光纤，大大降低了光纤选择的人力成本。