CN108267161A - 基于移动终端和云平台的光纤光栅传感器快速信息配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动终端和云平台的光纤光栅传感器配置方法，包括以下步骤：通过移动终端读取传感器编码并解码获取传感器的信息，并通过移动终端配置传感器连接的仪表和通道信息，将读取和配置的传感器信息传至云平台，由云平台软件对传感器信息进行记录，同时通过预先设定的依存关系对传感器的安装合理性进行验证，如果不符合合理性要求，则提示移动终端用户进行传感器更换；如果符合要求，则自动录入传感器信息；或者，在云平台软件中提前录入传感器的配置信息，并将配置信息推送至移动终端，根据配置信息进行坐标匹配，若匹配成功，则移动终端读取传感器编码并解码获取传感器的信息。

Description

基于移动终端和云平台的光纤光栅传感器快速信息配置方法

技术领域

本发明涉及光纤传感领域，特别涉及光纤光栅传感器的配置。

背景技术

光纤光栅传感技术经过十余年的发展，通过不同的封装材料和工艺设计，实现了多种物理量(如温度、应力/应变、振动、位移、扭矩等)的感知。与现有其它传感技术相比，光纤光栅传感技术可以通过波分、空分的复用方式实现多传感器组网监测。如图1所示，波分复用是将不同中心波长值的光纤光栅串接；空分复用是通过光分路器扩展成多个通道。例如使用32通道的光分路器，每个通道可以串接20个光纤光栅传感器，则单台光纤光栅解调仪表可以同时承载640个光纤光栅传感器。

但与此同时，大量的传感器接入，也使得传感器信息配置变得复杂和困难。传感器在实际使用时，配置参数主要包括传感器所属仪表编号、通道号、传感器编号、传感器类型(如温度传感器、应变传感器)、传感器参数(如中心波长、温度系数、应变系数等)、传感器布设位置等。此外，光纤光栅传感器之间还存在依存关系，例如：传感器的中心波长不能间隔规定，按照实际经验至少应大于2nm；应变传感器需要温度传感器进行温度补偿，应标识补偿的传感器编号；不同传感器类型的安放位置等。

正因为上述复杂的配置关系，尤其是在项目实施现场，导致实际使用不便，配置效率低下，影响了光纤光栅传感器的使用。

发明内容

本发明的发明目的，在于基于移动终端和互联网云平台，提供一种光纤光栅传感器信息的快速配置方法，使现场接入的光纤光栅传感器，可以利用移动终端与云平台的信息互通和分析，在后端的软件平台实时记录传感器的现场装配信息，并可以根据传感器之间存在的依存关系，对现场的安装进行指导和规范。

本发明为达上述目的所采用的技术方案是：

提供一种基于移动终端和云平台的光纤光栅传感器配置方法，包括以下步骤：

通过移动终端读取传感器编码并解码获取传感器的信息，并通过移动终端配置传感器连接的仪表和通道信息，将读取和配置的传感器信息传至云平台，由云平台软件对传感器信息进行记录，同时通过预先设定的依存关系对传感器的安装合理性进行验证，如果不符合合理性要求，则提示移动终端用户进行传感器更换；如果符合要求，则自动录入传感器信息；

或者，在云平台软件中提前根据传感器依存关系、设计文件以及与地理坐标信息对应的录入传感器的配置信息，并将配置信息推送至移动终端，移动终端到达预先设定的地理坐标时，自动提示需要安装的传感器信息，当移动终端通过扫码后发现所选传感器与推送要求一致时，提示正确。

接上述技术方案，云平台将配置信息推送至移动终端后，移动终端利用多媒体方式提示传感器的装配方式。

接上述技术方案，当移动终端通过扫码后发现所选传感器与推送要求不一致时，提示错误。

接上述技术方案，移动终端解码过程包括：

读取条形码或者二维码；

根据编码规则对读取的条形码或者二维码进行解调；

根据解调结果得到传感器的各个传感参数，包括传感器类型、拟合函数类型以及拟合参数；

将实时测量的传感器波长值及拟合参数带入拟合函数类型进行计算，得到与传感器类型相对应的物理量。

接上述技术方案，预先设定的依存关系包括：传感器的中心波长间隔关系，应变传感器与补偿传感器的对应关系。

接上述技术方案，传感器的安装位置将通过移动终端与云平台复核地理坐标信息。

接上述技术方案，当移动终端通过扫码后发现所选传感器与推送要求不一致时，提示错误。

接上述技术方案，移动终端解码过程包括：

读取条形码或者二维码；

根据编码规则对读取的条形码或者二维码进行解调；

根据解调结果得到传感器的各个传感参数，包括传感器类型、传感器中心波长等。

接上述技术方案，云平台软件对传感器安装的合法性进行判断，具体包括：

1)读取传感器接入仪表号和端口号，判断单个通道传感器是否小于等于20个，若小于等于20，则进一步判断传感器中心波长间隔；否则，提示错误，并输出相关提示内容；

2)若传感器中心波长间隔大于2nm，则进一步判断应变传感器配置的温度传感器是否配置，否则，提示错误，并输出相关提示内容；

3)若应变传感器配置的温度传感器已经配置，则进一步判断传感器装配地理信息是否符合要求，否则，提示错误，并输出相关提示内容；

若传感器装配地理信息符合要求，则判断应变传感器与温度传感器的范围是否在设定范围内，否则，提示错误，并输出相关提示内容。

本发明产生的有益效果是：本发明在传感器安装过程中同步配置信息，包括传感器所属仪表、通道，传感器类型、解调参数等。同时基于云平台软件和移动终端，可以依据实现设定的配置要求，实时判断传感器的装配合理性，避免现场实施发生错误，方便传感器的使用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为光纤光栅传感器监测网络示意图；

图2为基于移动终端和云平台光纤光栅传感器配置拓扑图；

图3为通过移动终端光纤光栅传感器信息配置方法流程；

图4为通过云平台的光纤光栅传感器信息配置方法流程；

图5为配置合法性分析流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例以光纤光栅传感器现场装配，以及移动终端和云平台对传感器信息的配置为例。如图1所示，光纤光栅解调仪表有M个通道，每个通道均拥有N个传感器，则仪表共计连接有M×N个传感器。假设M＝16，N＝20，则单台仪表配接有320个传感器。现有的方式都是待传感器安装后，逐一记录传感器信息，包括所属通道号，传感器的顺序号，传感器属性(温度、应变等)，传感器的拟合参数(温度系数、应变系数等)，传感器的安装位置等。

基于移动终端和云平台光纤光栅传感器配置拓扑图如图2所示。光纤光栅传感器基于专利201610784622.7《光纤光栅传感器传感参数编解码方法及编解码终端》进行编码。移动终端可以读取编码，并对编码进行解码后提取传感器的信息。

具体地，光纤光栅传感器传感参数编码方法包括以下步骤：获取光纤光栅传感器的各个传感参数，包括传感器类型、拟合函数类型以及拟合参数；将各个传感参数赋予特定的数字或字符，并按照一定的顺序组成编码；编码转换为可被识别的条形码或者二维码。还可以获取传感器的生产批号，并将其赋予特定的数字或字符，并添加到编码中。传感器类型包括温度传感器、应变传感器、振动传感器、位移传感器和扭矩传感器。拟合函数类型具体可包括但不限于线性函数、二次函数、指数函数等。该拟合函数反映了光纤光栅传感器的波长与相应物理量之间的变化关系。不同的物理量对应不同的传感器类型。如温度传感器，则所计算的物理量就是温度，相应的拟合函数表达的就是波长和温度之间的变化关系。对拟合参数进行编码时，具体将拟合参数按照预设的计算公式进行计算，以将其转换为整数，再将该整数作为编码的一部分。

解码方法具体包括以下步骤：读取条形码或者二维码；根据编码规则对读取的条形码或者二维码进行解调；根据解调结果得到传感器的各个传感参数，主要包括传感器类型和传感器波长。

第一种工作方式。现场传感器安装人员利用手持移动终端读取传感器编码，移动终端解码后获取传感器的信息。安装人员可手动输入传感器连接的仪表和通道信息，以及标识补偿的传感器编号。移动终端将上述信息通过无线网络传至云平台，平台软件对传感器信息进行记录，同时通过预先设定的依存关系和设计文件，包括传感器的类型、波长值、安装位置、所属仪表编号和通道号等对传感器的安装合理性进行验证，例如传感器的中心波长间隔是否大于2nm等。如果配置信息无误，则完成配置；否则云平台软件将发送提示信息，告知现场传感器安装人员更正传感器。

第二种工作方式。云平台软件中根据传感器依存关系、设计文件以及与地理坐标信息对应的提前录入传感器的配置信息，软件通过网络将传感器配置信息推送至移动终端，并且可同步发送坐标要求。移动终端通过定位技术与配置信息的坐标进行匹配，当符合条件时提示安装人员选择相应的传感器进行装配，移动终端也可利用多媒体方式提示传感器的装配方式。当移动终端通过扫码发现所选传感器与推送要求不符时，提示错误。通过这种方法，可以有效降低对实施人员的技术要求。

云平台软件将根据信息进行配置和依存关系包括：传感器类型、传感器的中心波长间隔关系，不同类型传感器安放位置，传感器所述仪表号和端口号等。具体包括：

1)单个通道传感器小于等于20个；

2)各个传感器的中心波长间隔>2nm；

3)每个应变传感器必须有与之补偿的温度传感器；

4)依据地理信息，判断对应位置传感器的类型是否与设计相符；

依据地理信息，通过设定范围，判断应变传感器周边设定范围内是否有温度传感器进行温度补偿。

上述两种方式，都可以通过云平台软件对传感器安装的合法性进行判断，具体根据传感器的类型、波长值、安装位置、所属仪表编号和通道号等对传感器安装的合法性进行判断，如图5所示，具体步骤包括：

1)判断传感器接入仪表号和端口号，若大于20，则进一步判断传感器中心波长间隔；否则，提示错误，并输出相关提示内容；

2)若传感器中心波长间隔大于2nm，则进一步判断应变传感器配置的温度传感器是否配置，否则，提示错误，并输出相关提示内容；

3)若应变传感器配置的温度传感器已经配置，则进一步判断传感器装配地理信息是否符合要求，否则，提示错误，并输出相关提示内容；

若传感器装配地理信息符合要求，则判断应变传感器与温度传感器的范围是否在设定范围内，否则，提示错误，并输出相关提示内容。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于移动终端和云平台的光纤光栅传感器配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过移动终端读取传感器编码并解码获取传感器的信息，并通过移动终端配置传感器连接的仪表和通道信息，将读取和配置的传感器信息传至云平台，由云平台软件对传感器信息进行记录，同时通过预先设定的依存关系、设计文件对传感器的安装合理性进行验证，如果不符合合理性要求，则提示移动终端用户进行传感器更换；如果符合要求，则自动录入传感器信息；

或者，在云平台软件中提前根据传感器依存关系、设计文件以及与地理坐标信息对应的录入传感器的配置信息，并将配置信息推送至移动终端，移动终端到达预先设定的地理坐标时，自动提示需要安装的传感器信息，当移动终端通过扫码后发现所选传感器与推送要求一致时，提示正确。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，云平台将配置信息推送至移动终端后，移动终端利用多媒体方式提示传感器的装配方式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当移动终端通过扫码后发现所选传感器与推送要求不一致时，提示错误。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，移动终端解码过程包括：

读取条形码或者二维码；

根据编码规则对读取的条形码或者二维码进行解调；

根据解调结果得到传感器的各个传感参数，包括传感器类型、拟合函数类型以及拟合参数；

将实时测量的传感器波长值及拟合参数带入拟合函数类型进行计算，得到与传感器类型相对应的物理量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先设定的依存关系包括：传感器的中心波长间隔关系，应变传感器与补偿传感器的对应关系。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，云平台软件对传感器安装的合法性进行判断，具体包括：

读取传感器接入仪表号和端口号，判断单个通道传感器是否小于等于20个，若小于等于20，则进一步判断传感器中心波长间隔；否则，提示错误，并输出相关提示内容；

若传感器中心波长间隔大于2nm，则进一步判断应变传感器配置的温度传感器是否配置，否则，提示错误，并输出相关提示内容；

若应变传感器配置的温度传感器已经配置，则进一步判断传感器装配地理信息是否符合要求，否则，提示错误，并输出相关提示内容；

若传感器装配地理信息符合要求，则判断应变传感器与温度传感器的范围是否在设定范围内，否则，提示错误，并输出相关提示内容。