CN102946272B - 一种基于通用移动智能终端的分离式光测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，包括基于通用移动智能终端的操作端和至少一个测试前端；测试前端包括依次连接的数据采集单元、数据处理与控制单元和短距离通信单元；数据采集单元用于获取前端电路的数据；数据处理与控制单元用于对获取的数据进行处理，并根据获取到的数据进行计算控制；短距离通信单元用于与操作端之间的通信；基于通用移动智能终端的操作端包括：人机接口单元用于实现用户界面；主控单元用于完成设备管理以及所需的数值计算处理；短距离通信单元用于实现与测试前端之间应用通信协议；广域通信单元用于实现远程应用通信协议。本发明可形成体验良好的人机接口，能够实时形成测试记录。

Description

一种基于通用移动智能终端的分离式光测试设备

技术领域

本发明涉及光测试技术领域，特别是涉及一种基于通用移动智能终端的分离式光测试设备。

背景技术

光纤通信的快速发展，对光测试设备的需求不断增加，对其功能同样提出了改善的要求。光纤网络部署、维护等工程测试应用，对光测试设备提出了使用更加便捷的要求。当前的光测试设备均包括前端光电转换、控制、信号处理、数据计算、液晶显示、按键输入等功能，是一个完整的测试设备，但是设备个体相对较大，多个设备一同携带时，便携性不足，人机接口不够好，且不具备GPS定位信息，数据广域通信的功能。而当前以智能手机为主的通用移动智能终端得到了长足的发展，包括手持平板电脑，基本形成普及之势。一是硬件功能的提升，以CPU为核心的计算能力不断提升，这得益于集成内核数增加、通用计算单核计算能力增强、异构多媒体图形内核能力提升，同时实现了低功耗；二是手持移动操作系统平台的应用与发展，共同的操作系统平台使得应用软件具备可移植性，能在基于同一软件平台的不同厂商的产品上运行，这极大促进了应用软件的重用性，拓展了应用软件的应用面，延长了应用软件使用寿命；三是人机接口技术的发展，包括手持大屏LCD显示、触摸技术的发展，能方便形成体验良好的人机接口；以上不断进步的技术，结合几乎成为标配的短距离通信手段、GPS定位能力、广域无线通信能力，使得在通用移动智能终端上开发丰富的应用成为可能，如当前在Apple和Android平台上的应用发展迅速。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，提升测试设备的便携性，形成体验良好的人机接口，能够上传数据和位置信息至远程集中服务器，实时形成测试记录。

所述光测试设备包括光信号检测设备和光纤测试设备，包括但不限于光功率设备、光源设备、光谱测试设备、各种光时域反射仪（OTDR）。

所述通用移动智能终端包括但不限于智能手机、手持平板电脑。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，包括基于通用移动智能终端的操作端和至少一个测试前端；所述测试前端包括依次连接的数据采集单元、数据处理与控制单元和短距离通信单元；所述数据采集单元用于获取前端电路的数据；所述数据处理与控制单元用于对获取的数据进行处理，并根据获取到的数据进行计算控制；所述短距离通信单元用于与操作端之间的通信；所述基于通用移动智能终端的操作端包括：人机接口单元用于实现用户界面；主控单元用于完成设备管理以及数值计算处理；短距离通信单元用于实现与测试前端之间应用通信协议；广域通信单元用于实现远程应用通信协议。

所述基于通用移动智能终端的操作端还包括GPS数据读取单元，用于实现地理信息数据的实时读取刷新。

所述测试前端为光功率型测试前端。所述光功率型测试前端的数据采集单元用于完成前端采样电路的数据读取，将采样数据依照时间先后顺序放入采集数据缓存区；数据处理与控制单元执行采样数据的处理，得出测量值，并按照时间先后顺序放入测试数据存储区；短距离通信单元实现与通用移动智能终端之间的应用层通信协议，接收处理控制命令、上传当前状态与测试数据。

所述测试前端为光源型测试前端。所述光源型测试前端的数据采集单元实现数据反馈量采集，将数据反馈量存储进反馈采集数据存储区；数据处理与控制单元根据反馈量采样数据，实现控制算法；短距离通信单元实现与通用移动智能终端之间的应用层通信协议，接收处理控制命令、上传当前状态与数据。

所述测试前端为光谱测试前端，所述光谱测试前端的光谱控制与选择单元用于光谱过滤，数据采集单元实现数据读取，将数据存储进采集数据存储区；数据处理与控制单元执行数据处理，计算测量值，并按照时间先后顺序放入测试数据存储区；短距离通信单元实现与通用移动智能终端之间的应用层通信协议，接收处理控制命令、上传当前状态与测试数据。

所述测试前端为光时域前端，所述光时域前端的数据采集单元完成前端采样电路的数据读取，将采样数据依照时间先后顺序放入采集数据缓存区，以及实现反馈量数据采集，将反馈量数据存储进反馈采集数据存储区；数据处理与控制单元根据采样数据进行计算，根据反馈量数据执行控制算法，实现功率控制；短距离通信单元实现与通用移动智能终端之间的应用层通信协议，接收处理控制命令、上传当前状态与测试数据。

所述测试前端和基于通用移动智能终端的操作端之间通过蓝牙、WIFI、红外、近场通信技术（Near Field Communication，简称“NFC”）、USB或以太网实现短距离通信，所述短距离通信实现方式包括当前通用移动智能终端集成的短距离通信手段，也包括当前未集成但在往后产品中集成进来的短距通信技术。

所述分离式光测试设备利用基于通用移动智能终端的操作端所具备的人机接口作为设备人机接口，减少为光测试设备单独集成显示、按键，缩小了光测试设备的物理尺寸，更加便携，降低产品的成本和功耗。

所述广域通信单元用于实现远程应用通信协议，利用通用移动智能终端集成的远程网络通信功能将测试结果远距离传送至专有服务器或者集中到云服务器中。

所述操作端安装一个或多个测试设备应用软件，并在同一时间运行一个或多个测试设备应用软件，以同步或非同步的方式对多个测试前端进行操作控制与数据读取。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明利用普及廉价的通用移动智能终端实现分离式光测试，利用通用移动智能终端通用的软件平台开发光测试设备的应用软件，形成体验良好的人机接口，同时应用软件利用通用移动智能终端几乎必备的GPS定位和广域无线通信功能，能够上传数据和位置信息至远程集中服务器，实时形成测试记录。而光测试设备的专用硬件，去除原来传统的人机接口，开发可与通用智能终端短距离通信的功能，最大限度精简硬件，从而使整个设备更加便携、更加节能，同时功能更加强大，用户体验更加良好。更进一步扩展本发明的优势，可在一个通用移动智能终端上安装多个光测试设备的软件，就可以成为多个光测试设备的共用人机接口，只要启动不同的软件，就可以与不同的光测试设备相连，从而使便携性最大化。本发明在不增加、甚至降低设备成本的同时，实现了更强大的功能，更好的用户接口。

附图说明

图1是本发明中单路单波长光功率测试设备测试前端的结构示意图；

图2是本发明中多路单波长光功率测试设备测试前端的结构示意图；

图3是本发明中光谱分析测试设备测试前端的结构示意图；

图4是本发明中单路固定单波长功率可调光源测试前端的结构示意图；

图5是本发明中多路固定多波长功率可调光源测试前端的结构示意图；

图6是本发明中连续可调波长光源测试前端的结构示意图；

图7是本发明中组合测试设备测试前端的结构示意图；

图8是本发明中光时域反射仪测试前端的结构示意图；

图9是本发明中光功率型测试设备的功能模块示意图；

图10是本发明中光源型测试设备的功能模块示意图；

图11是本发明中基于通用移动智能终端的操作端软件结构框图；

图12是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，如图12所示，包括测试前端和基于通用移动智能终端的操作端。本发明利用通用移动智能终端实现分离的操作端，利用通用移动智能终端的软硬件平台资源，开发光测试设备应用软件，实现设备的人机操作接口、控制测试前端、获取测试数据与计算、位置定位、数据远程集中传送等功能。通用移动智能终端包括但不限于智能手机、手持平板电脑。

所述测试前端包括依次连接的数据采集单元、数据处理与控制单元和短距离通信单元；所述数据采集单元用于获取前端电路的数据；所述数据处理与控制单元用于对获取的数据进行处理，并根据获取到的数据进行计算控制；所述短距离通信单元用于与操作端之间的通信。所述基于通用移动智能终端的操作端包括：人机接口软件单元用于实现用户界面；短距离通信软件单元用于实现与测试前端之间应用通信协议；广域通信软件单元用于实现远程应用通信协议。其中，移动智能终端上安装的光测试设备应用软件可在同类移动智能终端上安装运行，可以通过多种途径获得，例如广域无线网络方式实现下载安装。所述基于通用移动智能终端的操作端还包括GPS数据读取软件单元，用于实现地理信息数据的实时读取刷新。所述测试前端和基于通用移动智能终端的操作端之间通过蓝牙、WIFI、NFC、红外、USB或以太网实现短距离通信。

相对于传统的光测试设备，本发明将测试前端和操作端进行分离，光测试设备包括光功率设备、光源设备、光谱测试设备、光时域反射仪（OTDR）等。测试前端实现光电信号处理与控制、计算存储、短距离通信，与操作端进行通信，实现数据传输和控制操作；基于通用移动智能终端实现分离的操作端，利用通用移动智能终端的软硬件平台资源，开发光测试设备应用软件，实现设备的人机操作接口、控制测试前端、获取测试数据与计算、位置定位、数据远程集中传送等功能；通用移动智能终端包括智能手机、手持平板电脑等；基于通用移动智能终端的操作端利用已集成的短距离通信途径，实现与测试前端之间的通信，完成测试数据传送和控制；测试前端和基于通用智能终端的操作端之间通过短距离无线通信实现短距离遥控和数据传送，遥控方式方便在恶劣的户外工程环境中使用；利用通用移动智能终端的通用软件平台，开发光测试设备应用软件，该软件可在同类移动智能终端上安装运行，可以通过多种途径，包括广域无线网络方式实现下载安装；利用基于通用移动智能终端的操作端所具备的人机接口作为设备人机接口，减少为光测试设备单独集成显示、按键，缩小了光测试设备的物理尺寸，更加便携；利用通用移动智能终端具备的人机接口作为设备人机接口，减少为光测试设备单独集成显示、按键，降低产品的成本和功耗；利用通用移动智能终端的GPS定位功能，获取测试点的GPS信息，在提供测试数据的同时提供位置信息；一个操作端可以同步或者非同步对多个测试前端进行操作控制与数据读取，进一步提升便携性；利用通用移动智能终端的广域互连功能，实现测试结果远距离传送集中，集中点可以是专用服务器或者“云”服务器。

测试前端

光测试设备基本上可分为光功率型、光源型、光功率光源组合型3大类设备，光功率型包括单路单波长光功率测试设备（测试前端见图1）、多路单波长光功率测试设备（测试前端见图2）、光谱分析测试设备（测试前端见图3）；光源型包括单路固定单波长功率可调光源（测试前端见图4）、多路固定多波长功率可调光源（测试前端见图5）、连续可调波长光源（测试前端见图6）；组合型设备包括组合测试设备（测试前端见图7）、OTDR（测试前端见图8）。

在本发明所涉及的各种光测试设备中，测试前端共同部分包括数据处理控制单元、简单人机接口（指示灯、启动复位按钮）、短距离通信单元、电源单元、电池。其中，数据处理与控制单元采用MCU、或CPU、或CPU与DSP、或CPU与FPGA/CPLD，以及外围存储器件实现。可与通用智能移动终端可以短距离通信的通信单元是设备的关键功能，可采用集成USB功能的MCU/CPU和外置USB驱动器实现USB通信；可采用集成蓝牙协议的蓝牙模块与“数据处理与控制单元”相连，实现应用层数据传递，也可采用蓝牙无线驱动芯片与“数据处理与控制单元”实现完整蓝牙协议；可采用集成wi-fi协议的wi-fi模块与“数据处理与控制单元”相连，实现应用层数据传递，也可采用wi-fi无线驱动芯片与“数据处理与控制单元”实现完整wi-fi协议；短距离通信实现方式也包括当前未集成进当前通用移动智能终端，但在往后产品中集成进来的短距通信技术，一个设备可实现不止一种短距离通信技术。在设备测试前端上实现测试、计算、数据传输软件，软件可以在嵌入操作平台上实现，也可以以固件的方式实现，不失一般性。

光功率型测试设备软件功能模块如图9：数据采集软件单元完成前端采样电路的数据读取，将采样数据依照时间先后顺序放入采集数据缓存区；数据计算处理软件单元，执行采样数据的处理，如滤波、计算，得出测量值，并按照时间先后顺序放入测试数据存储区；数据与控制通信传输软件单元实现与通用移动智能终端之间的应用层通信协议，接收处理控制命令、上传当前状态与测试数据；主控软件单元实现整个设备的状态管理。

光源型测试设备软件功能模块如图10：反馈数据采集软件单元实现光功率、温度等反馈量采用，将数据存储进反馈采集数据存储区；控制计算处理软件单元根据反馈量采样数据，实现控制算法，实现功率、温度控制等；数据与控制通信传输软件单元实现与通用移动智能终端之间的应用层通信协议，接收处理控制命令、上传当前状态与数据；主控软件单元实现整个设备的状态管理。

基于通用移动智能终端的操作端

针对以上各种光测试设备，在通用移动智能终端上利用其软件平台和硬件平台，开发应用程序，实现数据的测试数据收集、仪器操控、测试数据和定位数据远程集中上传，不失一般性，软件结构框图如图11所示。其中人机接口软件单元实现用户界面，包括测试数据以字符和曲线形式显示，用户控制和设置输入；短距离通信软件单元实现与测试前端之间应用通信协议，包括数据读取、配置、控制等功能；GPS数据读取软件单元实现地理信息数据的实时读取刷新；广域通信软件单元实现远程应用通信协议，包括测试数据和地理位置信息的传送；主控软件单元对整个软件和设备状态进行维护管理，并实现计算功能。通用移动智能终端的应用软件是基于通用应用开发层接口实现，软件在同类平台上可以非常容易安装运行，具有良好的部署特性。

本发明利用普及廉价的通用移动智能终端实现分离式光测试，利用通用移动智能终端通用的软件平台开发光测试设备的应用软件，形成体验良好的人机接口，同时应用软件利用通用移动智能终端几乎必备的GPS定位和广域无线通信功能，能够上传数据和位置信息至远程集中服务器，实时形成测试记录，而光测试设备的专用硬件，去除原来传统的人机接口，开发可与通用智能终端短距离通信的功能，最大限度精简硬件，从而使整个设备更加便携、更加节能，同时功能更加强大，用户体验更加良好。

Claims (10)

1.一种基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，其特征在于，包括基于通用移动智能终端的操作端和至少一个测试前端；所述测试前端包括依次连接的数据采集单元、数据处理与控制单元和短距离通信单元；所述数据采集单元用于获取前端电路的数据；所述数据处理与控制单元用于对获取的数据进行处理，并根据获取到的数据进行计算控制；所述短距离通信单元用于与操作端之间的通信；所述基于通用移动智能终端的操作端包括：人机接口单元用于实现用户界面；主控单元用于完成设备管理以及数值计算处理；短距离通信单元用于实现与测试前端之间应用通信协议；广域通信单元用于实现远程应用通信协议。

2.根据权利要求1所述的基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，其特征在于，所述基于通用移动智能终端的操作端还包括GPS数据读取单元，用于实现地理信息数据的实时读取刷新。

3.根据权利要求1所述的基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，其特征在于，所述测试前端为光功率型测试前端；所述光功率型测试前端的数据采集单元用于完成前端采样电路的数据读取，将采样数据依照时间先后顺序放入采集数据缓存区；数据处理与控制单元执行采样数据的处理，得出测量值，并按照时间先后顺序放入测试数据存储区；短距离通信单元实现与通用移动智能终端之间的应用层通信协议，接收处理控制命令、上传当前状态与测试数据。

4.根据权利要求1所述的基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，其特征在于，所述测试前端为光源型测试前端；所述光源型测试前端的数据采集单元实现数据反馈量采集，将数据反馈量存储进反馈采集数据存储区；数据处理与控制单元根据反馈量采样数据，实现控制算法；短距离通信单元实现与通用移动智能终端之间的应用层通信协议，接收处理控制命令、上传当前状态与测量数据。

5.根据权利要求1所述的基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，其特征在于，所述测试前端为光谱测试前端，所述光谱测试前端的光谱控制与选择单元用于光谱过滤，数据采集单元实现数据读取，将数据存储进采集数据存储区；数据处理与控制单元执行数据处理，计算测量值，并按照时间先后顺序放入测试数据存储区；短距离通信单元实现与通用移动智能终端之间的应用层通信协议，接收处理控制命令、上传当前状态与测试数据。

6.根据权利要求1所述的基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，其特征在于，所述测试前端为光时域前端，所述光时域前端的数据采集单元完成前端采样电路的数据读取，将采样数据依照时间先后顺序放入采集数据缓存区，以及实现反馈量数据采集，将反馈量数据存储进反馈采集数据存储区；数据处理与控制单元根据采样数据进行计算，根据反馈量数据执行控制算法，实现功率控制；短距离通信单元实现与通用移动智能终端之间的应用层通信协议，接收处理控制命令、上传当前状态与测试数据。

7.根据权利要求1所述的基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，其特征在于，所述测试前端和基于通用移动智能终端的操作端之间通过蓝牙、WIFI、红外、近场通信技术、USB或以太网实现短距离通信。

8.根据权利要求1所述的基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，其特征在于，所述分离式光测试设备利用基于通用移动智能终端的操作端所具备的人机接口作为设备人机接口。

9.根据权利要求1所述的基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，其特征在于，所述广域通信单元用于实现远程应用通信协议，利用通用移动智能终端集成的远程网络通信功能将测试结果远距离传送至专有服务器或者集中到云服务器中。

10.根据权利要求1所述的基于通用移动智能终端的分离式光测试设备，其特征在于，所述操作端安装一个或多个测试设备应用软件，并在同一时间运行一个或多个测试设备应用软件，以同步或非同步的方式对多个测试前端进行操作控制与数据读取。