本实用新型属于光电通讯技术领域，尤其是一种用于高可靠传输开关量信号的光纤传输设备，具体来说就是在对首先开关量信号进行冗余编码，利用光纤传输编码信号，然后接收到编码信号后，将编码信号转换为开关量信号输出，利用编码信号的冗余效验和纠错能力，确保开关量信号的正确性，并且防治误动作。
背景技术：
目前，只有开和关、通和断、高电平和低电平两种状态的信号叫开关量信号，在智能仪器的电子电路中，通常用二进制数0和1来表示。开关量输入、输出部分是智能仪器与外部设备的联系部件，智能仪器通过接受来自外部设备的开关量输入号和向外部设备发送开关量信号，实现对外部设备状态的检测、识别和对外部执行元器件的驱动和控制。开关量信号由于使用十分简单，被广泛应用于各种设备的启动和停止，
由于外部装置输入的开关量信号的形式一般是电压、电流和开关的触点，这些信号经常会产生瞬时高压、过电流或接触抖动等现象。同时由于信号传输线路长达几十米，甚至上百米，传输线路上会叠加上各种干扰。因此为使信号安全可靠，需要对开关量信号进行抗干扰处理。
当开关量信号距离较长时，为了长距离传输，目前一般会采用开关量光端机传输，即将开关量信号转化为光信号传输，接收后再次转化为开关量信号。普通开关量光端机在使用过程中，发现有时会出现以下四个问题：
1）光端机在启动时，容易出现信号不稳定，致使开关量信号出现误动作；
2）光纤异常时，尤其在光功率饱和或光功率临界时，会致使开关量信号出现误动作，频繁发出通和断的信号；
3）发射光端机损坏时，会有错误的开关量信号输出；
4）输入信号线上瞬态干扰，导致后端开关频繁通断。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对上述问题，提出一种具有高可靠性的开关量信号传输光端机。本实用新型光发射机对开关量信号进行冗余编码，利用光纤将编码信号传输到远端接收机后，对编码信号进行解码后，经冗余纠错后，输出开关量信号，大大减少了开关量光端机的错误输出。
本实用新型的技术方案是：
一种具有高可靠性的开关量信号传输光端机，它包括光发射机和光接收机，两者成对配置，其中；
光发射机包括开关量信号输入接口J1、防雷/防浪涌模块1、开关量电平转换模块、MCU处理器U1、光电转换管T1、光纤输出口F1，所述的开关量信号输入接口J1连接外部开关量输入信号，其信号输出端连接防雷/防浪涌模块1的信号输入端，防雷/防浪涌模块1的信号输出端连接开关量电平转换模块的信号输入端，将开关量信号转为与MCU处理器兼容的电平，开关量电平转换模块的信号输出端连接MCU处理器U1，MCU处理器U1连接光电转换管T1，连接光电转换管T1，所述的光电转换管T1通过光纤输出口F1连接外部光纤；
光接收机包括光纤输出口F2、光电转换管T2、MCU处理器U3、信号驱动模块、开关量信号继电器和开关量信号输出接口J2，所述的光电转换管T2通过光纤输出口F2连接外部光纤，光电转换管T2的信号输出端连接MCU处理器U3，MCU处理器U3的信号输出依次连接信号驱动模块和开关量信号继电器，开关量信号继电器连接开关量信号输出接口J2，开关量信号输出接口J2连接外部设备的开关量输入口。
本实用新型还包括同步时钟模块U2和U4，同步时钟模块U2和U4分别与对应的MCU处理器U1和U3连接，用于同步MCU的编码信号和光信号。
本实用新型的开关量信号输入接口J1和开关量信号输出接口J2采用凤凰接线端子，用于连接外部开关量信号。
本实用新型还包括电源模块U5和U6，所述的电源模块U5与对应的开关量电平转换模块、MCU处理器U1和光电转换管T1的对应供电信号端相连；电源模块U6与对应的光电转换管T2、MCU处理器U3、信号驱动模块和开关量信号继电器的对应供电信号端相连。
本实用新型的MCU处理器U1和U3分别连接对应的开关量信号指示灯LED1、LED2，以及光信号指示灯LED2、LED4。
本实用新型的光纤输出口F1和F2采用FC、ST或SC光口。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的通过对开关量信号冗余编码后传输，可以大大减少传输过程中的干扰和不确定性，只有信号正常、设备正常、光链路正常时才会输出确定的开、闭信号，其它异常情况下，开关量输出处于客户指定的状态。可以有效减少设备的误动作。
本实用新型的开关量信号高可靠传输光端机，该光端机在启动、关闭，光纤饱和或临界，发射机损坏，输入线上叠加瞬态干扰等情况下，开关量信号保持稳定、可靠输出，处于预先设定的通或断的状态。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，一种具有高可靠性的开关量信号传输光端机，它包括光发射机和光接收机，两者成对配置，其中；
光发射机包括开关量信号输入接口J1、防雷/防浪涌模块1、开关量电平转换模块、MCU处理器U1、光电转换管T1、光纤输出口F1，所述的开关量信号输入接口J1连接外部开关量输入信号，其信号输出端连接防雷/防浪涌模块1的信号输入端，防雷/防浪涌模块1的信号输出端连接开关量电平转换模块的信号输入端，将开关量信号转为与MCU处理器兼容的电平，开关量电平转换模块的信号输出端连接MCU处理器U1，MCU处理器U1连接光电转换管T1，连接光电转换管T1，所述的光电转换管T1通过光纤输出口F1连接外部光纤；
前述光发射机首先设计一个接插件接口J1，可以将外面的开关量信号引入到发射机内，开关量信号进入设备以后先经过信号防雷/防浪涌模块1，对信号线上的各种干扰信号、雷电浪涌信号抑制衰减后，连接到开关量电平转换模块，将开关量信号转换为与后续MCU处理器相兼容的电平信号，开关量断开信号为高电平（例如2.5~3.6V），开关量闭合信号为低电平（例如0~0.8V），此电平信号被输入MCU的信号输入脚。MCU收到电平信号后，对开关量信号进行滤波检测，当同一状态的开关量信号连续保持100ms不变时，MCU处理器对开关量信号进行串行编码，如果再100ms内开关量信号反复变化，则依然保持原有的开关量状态。MCU处理器对开关量信号的编码为8位编码，1个起始位，6位数据编码，1个冗余校验位。其中定义高电平的编码为固定编码1（我们假设为“H” ），定义低电平的编码为固定编码2（我们假设为“L”），该串行编码信号按设定的速率，从MCU的信号输出口输出，送给光电转换管T1，光电转换管将编码信号转为光信号，通过光接口F1输出给外部光纤。
光接收机包括光纤输出口F2、光电转换管T2、MCU处理器U3、信号驱动模块、开关量信号继电器和开关量信号输出接口J2，所述的光电转换管T2通过光纤输出口F2连接外部光纤，光电转换管T2的信号输出端连接MCU处理器U3，MCU处理器U3的信号输出依次连接信号驱动模块和开关量信号继电器，开关量信号继电器连接开关量信号输出接口J2，开关量信号输出接口J2连接外部设备的开关量输入口。
前述光接收机设计光接口F2，将外部光纤信号接收进光端机的光电转换管T2，光电转换管T2将光信号转为电信号传输给MCU处理器，MCU处理器受到完整的8位编码后，解码软件部分对编码信号进行解码，如果编码是固定的编码1（H），则输出高电平1，如果是固定的编码2（L），则输出低电平0，当收到的是其它编码或乱码时，输出预先要求的信号1（常开触点状态）或0（常闭触点状态），该信号被送到开关量信号滤波软件模块，只有连续收到多个的1或0时，才会输出信号给后续驱动模块。信号驱动模块对信号驱动能力增强后，连接到开关量继电器的信号控制端，控制开关量继电器的吸合和断开。继电器的开关量信号连接到输出接插件J2，开关量信号通过J2输出到外围设备。
本实用新型开关量信号高可靠传输光端机的光接口可选用标准的FC、ST、SC光纤接口、光电转换管可以选用通用的超低速光模块NWTR-L-3511251F、电接口接插件（选用市场通用凤凰端子接插件）、信号防雷/防浪涌模块采用标准TVS（P6KE+压敏电阻驱动模块采用通用PNP功率驱动电路，MCU处理器选用Xilinx公司的XC95144， 开关信号继电器采用松下的TQ2-DC5v，电源模块（选用AS1117-3.3V），时钟晶振（选用表贴的 27MHZ晶振）。LED指示灯需用市场通用的LED双色直插指示灯。
本实用新型的工作过程是：
首先通过一个接插件接口J1，可以将外面的开关量信号引入到开关量信号高可靠传输光发射机内，开关量信号进入设备以后先经过信号防雷/防浪涌模块1，对信号线上的各种干扰信号、雷电浪涌信号抑制衰减后，连接到开关量电平转换模块，将开关量信号转换为与后续MCU处理器相兼容的电平信号，开关量断开信号为高电平（例如2.5~3.6V），开关量闭合信号为低电平（例如0~0.8V），此电平信号被输入MCU的信号输入脚。MCU收到电平信号后，对开关量信号进行滤波检测，只有变化的开关量信号的状态连续保持100ms时，否则依然保持原有的开关量状态，MCU对开关量信号进行串行编码，编码为8位编码，1个起始位，6位数据编码，1个冗余校验位。其中定义高电平的编码为固定编码1（我们假设为“H” ），定义低电平的编码为固定编码2（我们假设为“L”），该串行编码信号按设定的速率，从MCU的信号输出口输出，送给光电转换管T1，光电转换管将编码信号转为光信号，通过光接口F1输出给外部光纤。
开关量信号高可靠传输光接收机通过光接口F2将外部光纤信号接收进光端机的光电转换管T2，光电转换管T2将光信号转为串行电信号传输给MCU处理器，MCU处理器受到完整的8位编码后，对编码信号进行解码，如果编码是固定的编码1（H）或固定的编码2（L），则输出1或0，当收到的是其它编码时，输出预先设定的信号1或0，该信号被送到开关量信号滤波软件模块，只有连续收到多个的1或0时，才会输出信号给后续驱动模块。信号驱动模块对信号增强后，连接到开关量继电器的信号控制端，驱动继电器的吸合和断开。继电器的开关量信号连接到输出接插件J2，开关量信号通过J2输出到外围设备。
以上内容描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。