CN106953693B - 一种基于光纤通信的远程测控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于光纤通信的远程测控系统，属于光纤通信与信息控制领域，包括远程计算机、远程集中控制盒和本地测控单元，远程集中控制盒内设置有光纤网络模块、基于FPGA设计的光电转换电路和电源模块，本地测控单元包括光纤网络交换机、本地计算机和本地设备，本地设备上设置有光电模块，光电模块与光电转换电路连接，光纤网络模块分别与远程计算机、光纤网络交换机连接，远程计算机上设置有PCI多串口光纤卡，PCI多串口光纤卡与本地设备上的光电模块连接，本发明实现了基于光纤的网络通信、串行通信、专用光纤通信和光纤通断的检测功能，具有体积结构小、功能集中和操作方便的特点。

Description

一种基于光纤通信的远程测控系统
技术领域
本发明涉及光纤通信与信息控制领域，具体地说涉及一种基于光纤通信的远程测控系统。
背景技术
在高功率微波(简称HPM)及其相关技术研究的过程中，随着HPM源功率的进一步提高，系统产生的微波、高压放电、X射线、电子束强引导磁场等构成的复杂强电磁环境对于现场的电子仪器设备的准确性、可靠性甚至安全性都构成了威胁。HPM试验中电子设备运行的实例表明：强辐射源形成复杂电磁环境使得传统的测控系统控制信号误触发、数据信息系统传输终端、语音、视频等电子设备被强辐射致损，并且是不可逆的。以电子设备、电子元器件为核心的HPM测控系统想要高效可靠地工作，就必须突破复杂电磁环境的制约，构建一种对抗复杂电磁环境，排除强辐射源影响能够正常可靠工作的电子信息综合测控系统，同时由于现场存在的强电磁辐射和强电离作用，对现场近距离操作人员的健康安全也带来影响。
解决上述问题的方法是采用远程的光纤通信和信号控制，但现有的HPM测控系统中，存在以下问题：(1)由于网络信息传输，需要在远程控制端(操控台)安装具有光口通信接口的网络交换机，接收光纤网络信号后转换到控制计算机，造成整个系统庞大、设备多；(2)由于串口信息传输，需要在远程控制端安装光转串口的模块，将光纤传输的串口数据转换后送入计算机等设备，一个串口数据对应一个模块，同时每个模块都需要单独的24VDC供电，不但设备多，而且布线繁琐；(3)由于在远程控制台和现场设备之间有专用的光纤控制信号交互。根据每种设备协议的要求不同，采用不同的光纤类型(单模或多模)和不同的光纤接头(ST、LC或SC等)，因此对光电转换模块的要求也不同。同时，在工作或试验过程中，需要检测光纤的通断情况。常规方法采用光纤通断仪进行检测。由上述可以看出，现有的HPM测控系统的远程控制端模块设备较多、体积结构较大、布线复杂、分散，不能满足高度集中控制、体积小、轻便的远程控制台的要求。
发明内容
针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种基于光纤通信的远程测控系统，实现了基于光纤的网络通信、串行通信、专用光纤通信和光纤通断的检测功能，具有体积结构小、功能集中和操作方便的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于光纤通信的远程测控系统，包括远程计算机、远程集中控制盒和本地测控单元，所述远程集中控制盒内设置有光纤网络模块、基于FPGA设计的光电转换电路和电源模块，所述电源模块分别与光纤网络模块、光电转换电路相连接；
所述本地测控单元包括光纤网络交换机、本地计算机和本地设备，所述光纤网络交换机与本地计算机连接，所述本地设备上设置有光电模块，所述光电模块与光电转换电路连接，所述光纤网络模块分别与远程计算机、光纤网络交换机连接，以实现远程计算机与本地测控单元之间的网络数据信息的传输与交换；
所述远程计算机上设置有PCI多串口光纤卡，所述PCI多串口光纤卡与本地设备上的光电模块连接，以实现本地测控单元和远程计算机之间的串行接口的数据信息传输与交换。
进一步，所述远程集中控制盒上设置有控制按钮，所述控制按钮与光电转换电路连接，用于控制信号传输。
进一步，所述远程集中控制盒采用尺寸为30cm×21cm×20cm的铝制盒体。
进一步，所述光纤网络模块设置有两个端口，其中一个端口通过两根LC多模光纤与光纤网络交换机连接，另一个端口通过RJ45接口的网线与远程计算机连接。
进一步，所述PCI多串口光纤卡上设置有两对光纤串行端口，所述PCI多串口光纤卡通过接在两对光纤串行端口上的4根ST多模光纤与本地设备上的光电模块连接。
本发明的有益效果是：
1、本发明的远程集中控制盒内设置有光纤网络模块，通过光纤网络模块实现光纤网络通信，相比现有技术中采用的光纤网络交换机，体积小、集成度高。
2、本发明的远程计算机中设置有PCI多串口光纤卡，实现了一板卡多个串口光纤的信息交互，相比现有技术减少了串口模块、光电/电光转换模块的布置，精简了设备，不但便于安装，而且布线简单，维护也方便。
3、本发明的光电转换电路基于FPGA硬件电路设计，通过光缆与本地设备上的光电模块连接，可实现多种类型和不同光纤接口的光信号的传输，既保证了专用紧急停止信号的可靠传输，也实现了检测光纤通断的功能。
4、本发明实现了基于光纤的网络通信、串行通信、专用光纤通信和光纤通断的检测功能，具有体积结构小、功能集中和操作方便的特点。
附图说明
图1是本发明的一种基于光纤通信的远程测控系统的组成框图。
附图中：1-远程计算机，11-PCI多串口光纤卡，2-远程集中控制盒，21-光纤网络模块，22-光电转换电路，23-控制按钮，24-电源模块，3-本地测控单元，31-光纤网络交换机，32-本地计算机，33-光电模块，34-本地设备。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1所示，一种基于光纤通信的远程测控系统，包括远程计算机1、远程集中控制盒2和本地测控单元3，所述远程计算机1通过远程集中控制盒2与本地测控单元3进行网络数据信息的传输与交换，用于实现对本地测控单元3中设备的集中测控。
所述远程集中控制盒2采用尺寸为30cm×21cm×20cm的铝制盒体，其内部设置有光纤网络模块21、基于FPGA设计的光电转换电路22和电源模块24，所述电源模块24分别与光纤网络模块21、光电转换电路22相连接，以提供电力，所述远程集中控制盒2侧面板上设置有控制按钮23，所述控制按钮23与光电转换电路22连接，用于控制信号传输。
所述本地测控单元3包括光纤网络交换机31、本地计算机32和本地设备34，所述光纤网络交换机31与本地计算机32通过RJ45接口的网线连接，所述光纤网络模块21分别与远程计算机1、光纤网络交换机31连接，以实现远程计算机与本地测控单元之间的网络数据信息的传输与交换，具体地，所述光纤网络模块21设置有两个端口，其中一个端口通过两根LC多模光纤与光纤网络交换机31连接，另一个端口通过RJ45接口的网线与远程计算机1连接，远程测控系统通过光纤网络模块21实现光纤网络通信，相比现有技术中采用的光纤网络交换机，体积小、集成度高。
所述本地设备34上设置有光电模块33，所述光电模块33与光电转换电路22通过光缆连接，所述光电转换电路22基于FPGA硬件电路设计，可实现多种类型和不同光纤接口的光信号的传输，既能够实现专用紧急停止信号的传输，也能实现检测光纤通断的功能，具体地，在远程集中控制盒2上的控制按钮23中具有紧急停止的按钮，一旦本地测控单元3监测到本地设备34处于不正常或不安全状态的时候，远程控制的操作人员立即按下紧急停止按钮，通过远程集中控制盒2中的光电转换电路22将电信号转换为光信号发出，并通过远程集中控制盒2与本地测控单元3之间的光缆直接发送给本地设备34，使设备紧急停止运行，保证设备的安全，在远程集中控制盒2上的控制按钮23中具有检测光纤通断的按钮及指示灯，其中，指示灯分为两个，两个指示灯为接收由本地设备34发出的光信号的显示，一个指示灯对应低速光信号传输接收的显示，一个指示灯对应高速光信号传输接收的显示，按钮也为两个，两个按钮按下即发出低速或高速传输的光信号，通过远程端发出光信号和接收光信号显示，可以比较容易地判断出连接光纤的通断，而无需专用的测试设备。
所述远程计算机1上设置有PCI多串口光纤卡11，所述PCI多串口光纤卡11与本地设备34上的光电模块33连接，以实现本地测控单元3和远程计算机1之间的串行接口的数据信息传输与交换，实现了一板卡多个串口光纤的信息交互，相比现有技术减少了串口模块、光电/电光转换模块的布置，精简了设备，不但便于安装，而且布线简单，维护也方便，具体地，所述PCI多串口光纤卡11上设置有两对光纤串行端口，PCI多串口光纤卡11通过接在两对光纤串行端口上的4根ST多模光纤与本地设备34上的光电模块33连接。
本发明实现了基于光纤的网络通信、串行通信、专用光纤通信和光纤通断的检测功能，具有体积结构小、功能集中和操作方便的特点。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (5)

1.一种基于光纤通信的远程测控系统，其特征在于：包括远程计算机、远程集中控制盒和本地测控单元，所述远程集中控制盒内设置有光纤网络模块、基于FPGA设计的光电转换电路和电源模块，所述电源模块分别与光纤网络模块、光电转换电路相连接；所述本地测控单元包括光纤网络交换机、本地计算机和本地设备，所述光纤网络交换机与本地计算机连接，所述本地设备上设置有光电模块，所述光电模块与光电转换电路连接，所述光纤网络模块分别与远程计算机、光纤网络交换机连接，以实现远程计算机与本地测控单元之间的网络数据信息的传输与交换；所述远程计算机上设置有PCI多串口光纤卡，所述PCI多串口光纤卡与本地设备上的光电模块连接，以实现本地测控单元和远程计算机之间的串行接口的数据信息传输与交换；
所述光电转换电路基于FPGA硬件电路设计，通过光缆与本地设备上的光电模块连接。
2.根据权利要求1所述的基于光纤通信的远程测控系统，其特征在于：所述远程集中控制盒上设置有控制按钮，所述控制按钮与光电转换电路连接，用于控制信号传输。
3.根据权利要求1所述的基于光纤通信的远程测控系统，其特征在于：所述远程集中控制盒采用尺寸为30cm×21cm×20cm的铝制盒体。
4.根据权利要求1所述的基于光纤通信的远程测控系统，其特征在于：所述光纤网络模块设置有两个端口，其中一个端口通过两根LC多模光纤与光纤网络交换机连接，另一个端口通过RJ45接口的网线与远程计算机连接。
5.根据权利要求1所述的基于光纤通信的远程测控系统，其特征在于：所述PCI多串口光纤卡上设置有两对光纤串行端口，所述PCI多串口光纤卡通过接在两对光纤串行端口上的4根ST多模光纤与本地设备上的光电模块连接。
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