一种基于OTDR和GIS的光缆故障监测系统的制作方法

本实用新型涉及光缆监测技术领域，尤其涉及一种基于OTDR和GIS的光缆故障监测系统。

背景技术：

随着信息化社会的发展，光缆网络不断扩建，光缆信息传输成为当今社会不可或缺的信息共享的信息传输通道。但由于一些人为或非人为因素引起光缆频繁发生中断事件，直接导致在线光缆业务中断，给通信运行带来不利影响，给人们带来巨大的经济损失，也给人们的信息共享带来不便。

当前，电力系统通信网络和信息系统光缆建设的规模和数量都已经非常庞大，光缆保有量大的特点在为区域内通信环网提供丰富的迂回路由的同时，也对通信光缆运行维护提出了很高的要求。光缆传输性能因架设区域环境等条件影响，已与投运时出现了不同程度的变化。对区域内光缆进行例行检测，全面掌握其运行状态来确定是否对光缆进行计划检修，提高运行水平，保证光缆能随时以最佳状态投入使用的必要手段。

申请号201620910298.4公开了一种基于OTDR的光缆故障监测系统，通过从OTDR(Optical Time Domain Reflectmeter，光时域反射仪)获得的监测数据及从GIS服务器中获得的光缆分布信息确定发生故障的光缆的位置，来对故障光缆进行维护，但是该专利忽略了作为光缆故障重要监测设备的OTDR本身也会出现故障的问题。

现有技术中，光缆故障监测端的监测设备一般为一体化的整体装置，装置本身在长期工作过程中会聚集大量的热量，如果不及时处理，会使得装置本身温度过高进而影响装置进行光缆监测的准确性，因此，在光缆的在线监测过程中，除了在线监测光缆故障，还需对监测设备本身的工作温度进行监控和处理，防止因设备温度过高造成设备本身故障，保证光缆监测系统监测数据的准确性。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种基于OTDR和GIS的光缆故障监测系统。所述系统通过OTDR对光缆线路进行定期轮询，监测线路状态，发送光缆故障信息至服务器供工作人员远程查看，并同时监控故障监测设备的工作温度，确保故障监测设备的正常运行，避免因设备端热量聚集导致设备本身故障而产生故障误报。

本实用新型的技术方案是：

一种基于OTDR和GIS的光缆故障监测系统，包括通信连接的故障监测端、服务器和客户端，所述故障监测端包括故障监测设备和光缆，所述故障监测设备包括箱体和设置在所述箱体内的板卡，所述板卡上设有微处理器、存储器、第一比较器、OTDR测距单元、温控单元和通信单元，所述OTDR测距单元和存储器连接第一比较器的输入端，所述第一比较器的输出端连接微处理器，所述微处理器连接通信单元和温控单元，所述温控单元连接散热装置，所述服务器包括WEB服务器和GIS服务器。

本实用新型通过OTDR测距单元对接入的光缆线路实时进行距离测量得到距离数据，通过第一比较器来比较采集的距离数据与存储器中存储的预设距离并获取距离数据中与预设数据不一致的故障数据，通过微处理器根据获取的故障数据和GIS服务器中存储的光缆分布信息来确定故障位置，然后通过通信单元将确定的光缆故障位置发送至WEB服务器，客户端通过访问WEB服务器远程查看光缆线路的监测数据；本实用新型还通过温控单元控制故障监测设备端的工作环境温度，在监测到工作环境温度高于存储器中存储的预设值时，控制散热装置进行散热处理。

优选地，所述温控单元包括温度传感器、第二比较器、温控开关和排气扇，所述第二比较器的输入端连接存储器和温度传感器，所述第二比较器的输出端连接温控开关，所述温控开关连接排气扇。

具体地，所述温控开关与第二比较器连接，由第二比较器的输出电平驱动排气扇的打开和关闭。所述温度传感器采集箱体内的工作环境温度，第二比较器将采集的工作环境温度与预设的散热温度进行比较，如果工作环境温度高于预设的散热温度，则输出高电平至温控开关，温控开关打开，排气扇开始工作；如果工作环境温度低于预设的散热温度，则输出低电平至温控开关，温控开关关闭，排气扇停止工作。

进一步地，所述第二比较器与微处理器连接，用于将第二比较器的输出结果发送至微处理器，然后经由通信单元发送至服务器供工作人员查看。

优选地，所述排气扇设置在箱体外侧壁。所述温控开关设置在所述排气扇上。当第二比较器比较得到箱体内的工作环境温度高于预设的散热温度时，第二比较器输出高电平驱动排气扇打开，排气扇进行散热处理。

优选地，所述温控单元包括温度传感器、第二比较器和故障监测设备的电源开关，所述第二比较器的输入端连接存储器和温度传感器，所述第二比较器的输出端连接电源开关。当第二比较器比较得到箱体内的工作温度高于预设的报警温度时，第二比较器输出高电平至电源开关，驱动电源开关断开，对整个设备进行断电保护，避免设备内电器件的损毁。

优选地，所述故障监测设备的箱体顶部盖板上设置有声光报警器，所述声光报警器连接第二比较器的输出端。所述声光报警器与第二比较器连接，由第二比较器的输出电平驱动。在断开故障监测设备的电源开关的同时，故障监测设备通过声光报警器进行声光报警，以提醒附近工作人员进行故障处理。

优选地，所述客户端包括个人计算机、智能手机、平板电脑、工控机中的任意一种或者任意组合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：1)本实用新型通过OTDR测距单元对接入的光缆线路实时进行距离测量得到距离数据，通过第一比较器来比较采集的距离数据与存储器中存储的预设距离并获取距离数据中与预设数据不一致的故障数据，通过微处理器根据获取的故障数据和GIS服务器中存储的光缆分布信息来确定故障位置，然后通过通信单元将确定的光缆故障位置发送至WEB服务器，客户端通过访问WEB服务器远程查看光缆线路的监测数据，方便工作人员获取光缆故障点的准确位置信息，缩短故障查询与排除时间，减轻工作人员的工作负担，提高工作效率；2)本实用新型通过温控单元控制故障监测设备端的工作环境温度，通过第二比较器比较实际工作环境温度与预设的温度值，在监测到工作环境温度高于存储器中存储的预设值时，第二比较器输出高电平驱动温控开关打开，从而启动散热装置进行散热处理，并同时将第二比较器的输出结果发送至服务器供工作人员查看；3)本实用新型通过第二比较器比较实际工作环境温度与预设的温度值，在监测得到箱体内的工作温度高于预设的报警温度时，第二比较器输出高电平至故障监测设备的电源开关，驱动电源开关断开，对整个设备进行断电保护，避免设备内电器件的损毁，同时通过声光报警器进行声光报警，以提醒附近工作人员进行故障处理。

附图说明

图1为根据实施例的本实用新型的一种基于OTDR和GIS的光缆故障监测系统的示意框图；

图2为根据实施例的本实用新型的故障监测设备的示意框图；

图3为根据实施例的本实用新型的故障监测端的连接示意图；

图4为根据实施例的本实用新型的温控单元的连接示意图；

图5为根据另一实施例的本实用新型的温控单元的连接示意图。

图中：1、故障监测端；2、服务器；3、客户端；4、OTDR测距单元；5、第一比较器；6、存储器；7、微处理器；8、温控单元；9、通信单元；10、电源开关；101、故障监测设备；102、光缆；100、箱体；200、板卡；300、排气扇；400、声光报警器；801、温度传感器；802、第二比较器；803、温控开关。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1、图2、图3所示，本实用新型提供一种基于OTDR和GIS的光缆故障监测系统，包括通信连接的故障监测端、服务器和客户端，所述故障监测端包括故障监测设备和光缆，所述故障监测设备包括箱体和设置在所述箱体内的板卡，所述板卡上设有微处理器、存储器、第一比较器、OTDR测距单元、温控单元和通信单元，所述微处理器与存储器、第一比较器、OTDR测距单元、温控单元和通信单元连接，所述服务器包括WEB服务器和GIS服务器，所述温控单元与散热装置连接。本实用新型通过OTDR对光缆线路进行定期轮询，监测线路状态，发送光缆故障信息至服务器供工作人员远程查看，并同时监控故障监测设备的工作温度，确保故障监测设备的正常运行，避免因设备端热量聚集导致设备本身故障而产生故障误报。

具体地，所述OTDR测距单元用于对接入的光缆线路实时进行距离测量得到距离数据。所述存储器型号为FM24W256-G，其用于存储光缆线路的预设数据以及箱体内工作环境的预设的散热温度和报警温度。所述第一比较器可采用目前已有的第一比较器，其与OTDR测距单元通信连接，实时接收OTDR测距单元实时测量得到并输出的距离数据，并采用已有手段比较采集的距离数据与存储器中存储的预设距离并获取距离数据中与预设数据不一致的故障数据；所述第一比较器还与WEB服务器通信连接，用于将获取的故障数据发送至WEB服务器供工作人员查看。所述微处理器为MCU，其与第一比较器和GIS服务器均通信连接，用于根据获取的故障数据和GIS服务器中存储的光缆分布信息来确定故障位置。所述通信单元包括无线射频收发模块及天线，用于将故障监测端的数据发送至网关，网关与服务器通信，工作人员通过客户端访问服务器，远程查看光缆故障监测数据。进一步地，所述无线射频收发模块采用LoRa芯片，具有通信距离远，穿透性好，功耗低，无线组网的优点。所述天线与无线射频收发模块连接，用于放大通信信号。

具体地，所述GIS服务器存储光缆的分布信息，包括各光纤链路的起点路由器、终点路由器以及所述起点路由器和终点路由器之间的中间路由器或光中继器的位置信息；还可包括相互连接的路由器或光中继器之间的距离信息。所述WEB服务器用于供工作人员通过客户端进行访问。

作为一种实施方案，如图4所示，所述温控单元包括温度传感器、第二比较器、温控开关和排气扇，所述第二比较器的输入端连接存储器和温度传感器，所述第二比较器的输出端连接温控开关，所述温控开关连接排气扇。所述温度传感器采集箱体内的工作环境温度，第二比较器将采集的工作环境温度与预设的散热温度进行比较，如果工作环境温度高于预设的散热温度，则输出高电平至温控开关，温控开关打开，排气扇开始工作；如果工作环境温度低于预设的散热温度，则输出低电平至温控开关，温控开关关闭，排气扇停止工作。为便于更好的利用排气扇进行散热处理，将排气扇设置在箱体外侧壁。所述温控开关设置在排气扇上。

具体地，所述第二比较器与微处理器连接，用于将第二比较器的输出结果发送至微处理器，然后经由通信单元发送至服务器供工作人员查看(未图示)。

作为一种实施方案，如图5所示，所述温控单元包括温度传感器、第二比较器和故障监测设备的电源开关，所述第二比较器的输入端连接存储器和温度传感器，所述第二比较器的输出端连接电源开关。当第二比较器比较得到箱体内的工作温度高于预设的报警温度时，第二比较器输出高电平至电源开关，驱动电源开关断开，对整个设备进行断电保护，避免设备内电器件的损毁。

作为一种实施方案，所述故障监测设备的箱体顶部盖板上设置有声光报警器，所述声光报警器连接第二比较器的输出端。所述声光报警器具有与故障监测设备不同的供电线路。在第二比较器输出信号断开故障监测设备的电源开关的同时，通过声光报警器进行声光报警，以提醒附近工作人员进行故障处理，缩短工作人员用于搜寻故障设备的时间，提高工作效率。

作为一种实施方案，所述客户端包括个人计算机、智能手机、平板电脑、工控机中的任意一种或者任意组合。

本实用新型通过OTDR测距单元对接入的光缆线路实时进行距离测量得到距离数据，通过第一比较器来比较采集的距离数据与存储器中存储的预设距离并获取距离数据中与预设数据不一致的故障数据，通过微处理器根据获取的故障数据和GIS服务器中存储的光缆分布信息来确定故障位置，然后通过通信单元将确定的光缆故障位置发送至WEB服务器，客户端通过访问WEB服务器远程查看光缆线路的监测数据，方便工作人员获取光缆故障点的准确位置信息，缩短故障查询与排除时间，减轻工作人员的工作负担，提高工作效率。本实用新型通过温控单元控制故障监测设备端的工作环境温度，通过第二比较器比较实际工作环境温度与预设的温度值，在监测到工作环境温度高于存储器中存储的预设值时，第二比较器输出高电平驱动温控开关打开，从而启动散热装置进行散热处理，并同时将第二比较器的输出结果发送至服务器供工作人员查看。本实用新型通过第二比较器比较实际工作环境温度与预设的温度值，在监测得到箱体内的工作温度高于预设的报警温度时，第二比较器输出高电平至故障监测设备的电源开关，驱动电源开关断开，对整个设备进行断电保护，避免设备内电器件的损毁，同时通过声光报警器进行声光报警，以提醒附近工作人员进行故障处理。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。