CN110971303A - 一种通用光电网装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种通用光电网装置,包括能缆、缆道,所述能缆包括能单元、信单元和感单元,所述能单元包括能单元设备用于传输能源流,所述信单元包括信单元设备用于传输信息流,所述感单元包括感单元设备用于生成和传输传感监测流,所述能缆用于实现所述能源流、所述信息流、所述传感监测流的一网传输,所述缆道为地面以下的管道,用于地下管道或地下直埋敷设所述能缆,或者所述缆道是地面以上的杆塔或桥架,用于架空敷设所述能缆。
Description
技术领域
本发明涉及光电网技术领域,特别是涉及一种通用光电网装置。
背景技术
随着科学技术和社会的飞速发展,人们对信息的需求量急增,而光电成为了传递信息的主要媒介,在社会信息化中起着越来越重要的作用。然而还没有仅一种设备能够实现各种信息的通信以及一设备多用。
发明内容
本发明的目的是提供一种通用光电网装置,以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种通用光电网装置,包括能缆、缆道,所述能缆包括能单元、信单元和感单元,所述能单元包括能单元设备用于传输能源流,所述信单元包括信单元设备用于传输信息流,所述感单元包括感单元设备用于生成和传输传感监测流,所述能缆用于实现所述能源流、所述信息流、所述传感监测流的一网传输,所述缆道为地面以下的管道,用于地下管道或地下直埋敷设所述能缆,或者所述缆道是地面以上的杆塔或桥架,用于架空敷设所述能缆。
优选地,所述通用光电网装置还包括灯杆,所述灯杆与所述能缆连接用于构成照明光电网,所述能缆用于给所述灯杆提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,所述能源流为电子流和/或光子流,用于能量的传输,还用于为所述灯杆提供电能或光能,所述灯杆与光源构成照明设备,用于道路照明,所述信息流为光信号流,用于通信信息的传输;
所述灯杆与通信模块构成通信终端,用于所述灯杆的对外通信;所述灯杆与雷达模块构成雷达终端,用于所述灯杆的定位;所述灯杆与充电设备构成所述充电终端,用于给电车充电;所述灯杆与无线设备构成所述无线终端,用于无线信号的接收和发射;所述灯杆与摄像头构成所述视频监控终端,用于视频监控;所述灯杆与平板显示设备构成所述显示终端,用于媒体广告和信息传播;所述灯杆与广播设备构成所述广播终端,用于声音的传播;所述灯杆与报警设备构成所述报警终端,用于报警;所述灯杆与人脸识别设备构成所述人脸识别终端,用于人脸识别;所述灯杆与人工智能设备构成所述人工智能终端,用于提供人工智能服务;所述灯杆与环境监测设备构成所述环境监测终端,用于提供环境监测服务所述传感监测流为光信号流,用于所述能缆本身的实时在线传感监测,还用于所述能缆周围环境的实时在线监测,还用于所述灯杆的传感监测,还用于所述灯杆周围环境的实时在线监测;
所述灯杆为多功能灯杆,安装在交通公路或道路的旁边,或安装在室内,所述灯杆还用于为终端设备提供支撑,所述终端设备是照明终端、广播终端、监控终端、信号终端、通讯终端、显示终端、报警终端、监测终端、显示终端、充电终端等设备中的一种或多种,所述照明光电网用于实现照明和/或通信和/或定位和/或充电和/或无线信号发射与接收和/或视频监控和/或显示和/或广播和/或报警和/或人脸识别和/或人工智能和/或环境监测多种功能;所述灯杆均匀分布或不均匀分布,所述灯杆与所述灯杆之间由所述能缆连接,用于给所述灯杆提供所述能源流和/或所述信息流和/或所述传感监测流;
所述信息流由所述能缆、能缆分支和/或与所述能缆连接的终端设备互为发送信息或接收信息而产生,用于所述能缆分支和/或所述终端设备的信息传输与交换,所述传感监测流为光信号流,由所述能缆分支和/或所述终端设备互为发送或接收传感监测信号产生,或者由所述能缆或所述终端本身产生所述传感监测信号,用于所述能缆或所述灯杆本身的实时在线传感监测,还用于所述能缆或所述灯杆周围环境的实时在线监测,还用于所述能缆分支和/或两端终端设备的实时在线传感监测。
优选地,所述通用光电网还包括办公设备和/或生产设备,所述办公设备和/或所述生产设备与所述能缆连接用于构成企业光电网,用于形成所述企业光电网数字链;所述能缆用于为所述办公设备和/或所述生产设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和或所述生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述生产设备、所述生产设备与所述生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括计重设备和/或收费设备,所述计重设备和/或收费设备构成所述交通生产设备,所述收费设备包括ETC设备,用于收费,所述计重设备和/或所述收费设备与所述能缆连接用于构成交通光电网,用于形成所述交通光电网数字链,所述能缆用于为所述计重设备和/或所述收费设备传输和提供所述能源流、所述信息流和所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述交通生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述交通生产设备、所述交通生产设备与所述交通生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括物业设备和/或给水设备和/或燃气设备,所述物业设备和/或给水设备和/或燃气设备构成所述社区生产设备,所述物业设备和/或所述给水设备和/或所述燃气设备与所述能缆连接用于构成住宅社区光电网,用于形成所述住宅社区光电网数字链,所述能缆用于为所述物业设备和/或给水设备和/或燃气设备传输和提供所述能源流、所述信息流和所述传感监测流,还用于所述办公设备和或所述社区生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述社区生产设备、所述社区生产设备与所述社区生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括城市照明和/或城市给排水和/或城市燃气和/或城市电力,所述城市照明和/或所述城市给排水和/或所述城市燃气和/或所述城市电力构成所述城市生产设备,所述城市照明和/或所述城市给排水和/或所述城市燃气和/或所述城市电力与所述能缆连接用于构成城市光电网,用于形成所述城市光电网数字链,所述能缆用于为所述城市照明和/或所述城市给排水和/或所述城市燃气和/或所述城市电力传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和或所述城市生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述城市生产设备、所述城市生产设备与所述城市生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括空调和/或灶具,所述空调和/或所述灶具构成所述家居生产设备,所述空调和/或所述灶具与所述能缆连接用于构成家居光电网,用于形成所述家居光电网数字链,所述能缆用于为所述空调和/或所述灶具传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述家居生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述家居生产设备、所述家居生产设备与所述家居生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括采油设备,所述采油设备构成油田生产设备,所述采油设备与所述能缆连接用于构成油田光电网,用于形成所述油田光电网数字链,所述能缆用于为所述采油设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述油田生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述油田生产设备、所述油田生产设备与所述油田生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括矿山设备,所述矿山设备构成矿山生产设备,所述矿山设备与所述能缆连接用于构成矿山光电网,用于形成所述矿山光电网数字链,所述能缆用于为所述矿山设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述矿山生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述矿山生产设备、所述矿山生产设备与所述矿山生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括变压器设备,所述变压器设备构成电力生产设备,所述变压器设备与所述能缆连接用于构成电力光电网,用于形成所述电力光电网数字链,所述能缆用于为所述变压器设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述电力生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述电力生产设备、所述电力生产设备与所述电力生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括水泵设备,所述水泵设备构成给排水生产设备,所述水泵设备与所述能缆连接用于构成给排水光电网,用于形成给排水数字链,所述能缆用于为所述水泵设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述给排水生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述给排水生产设备、所述给排水生产设备与所述给排水生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括燃气设备,所述燃气设备构成燃气生产设备,所述燃气设备与所述能缆连接用于构成燃气光电网,用于形成燃气数字链,所述能缆用于为所述燃气设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述燃气生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述燃气生产设备、所述燃气生产设备与所述燃气生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括无线设备,所述无线设备构成无线生产设备,所述无线设备与所述能缆连接用于构成无线光电网,用于无线信号的接收和或发射,还用于形成无线信号数字链,所述能缆用于为所述无线设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述无线生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述无线生产设备、所述无线生产设备与所述无线生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括视频显示设备,所述视频显示设备构成显示生产设备,所述视频显示设备与所述能缆连接用于构成视频显示光电网,所述能缆用于为所述视频显示设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述显示生产设备的传感监测,还用于形成视频显示数字链,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述显示生产设备、所述显示生产设备与所述显示生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括摄像头设备和/或环境监测设备,所述摄像头设备和/或所述环境监测设备构成视频监控生产设备,所述摄像头设备和/或所述环境监测设备与所述能缆连接用于构成视频监控光电网,用于视频监控和/或环境监测监控,还用于形成视频监控数字链,所述能缆用于为所述摄像头设备和/或所述环境监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述视频监控生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述视频监控生产设备、所述视频监控生产设备与所述视频监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括消防设备和/或消防监测设备,所述消防设备和/或所述消防监测设备构成消防监控生产设备,所述消防设备和/或所述消防监测设备与所述能缆连接用于构成消防光电网,用于消防控制和/或消防监测管理,还用于形成消防数字链,所述能缆用于给所述消防设备和/或所述消防监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述消防办公设备和/或所述消防监控生产设备的传感监测,还用于所述消防办公设备与所述消防办公设备、所述消防办公设备与所述消防监控生产设备、所述消防监控生产设备与所述消防监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括环保设备和/或环保监测设备,所述环保设备和/或所述环保监测设备构成环保监控生产设备,所述环保设备和/或所述环保监测设备与所述能缆连接用于构成环保光电网,用于环保控制和/或环保监测管理,还用于形成环保数字链,所述能缆用于给所述环保设备和/或所述环保监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述环保办公设备和/或所述环保监控生产设备的传感监测,还用于所述环保办公设备与所述环保办公设备、所述环保办公设备与所述环保监控生产设备、所述环保监控生产设备与所述环保监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括铁路设备和/或铁路监测设备,所述铁路设备和/或所述铁路监测设备构成铁路监控生产设备,所述铁路设备和/或所述铁路监测设备与所述能缆连接用于构成铁路光电网,用于铁路控制和/或铁路监测管理,还用于形成铁路数字链,所述能缆用于给所述铁路设备和/或所述铁路监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述铁路办公设备和/或所述铁路监控生产设备的传感监测,还用于所述铁路办公设备与所述铁路办公设备、所述铁路办公设备与所述铁路监控生产设备、所述铁路监控生产设备与所述铁路监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括农业设备和/或农业监测设备,所述农业设备和/或所述农业监测设备构成农业监控生产设备,所述农业设备和/或所述农业监测设备与所述能缆连接用于构成农业光电网,用于农业控制和/或农业监测管理,还用于形成农业数字链,所述能缆用于给所述农业设备和/或所述农业监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述农业办公设备和/或所述农业监控生产设备的传感监测,还用于所述农业办公设备与所述农业办公设备、所述农业办公设备与所述农业监控生产设备、所述农业监控生产设备与所述农业监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括医疗设备和/或医疗监测设备,所述医疗设备和/或所述医疗监测设备构成医疗监控生产设备,所述医疗设备和/或所述医疗监测设备与所述能缆连接用于构成医疗光电网,用于医疗控制和/或医疗监测管理,还用于形成医疗数字链,所述能缆用于给所述医疗设备和/或所述医疗监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述医疗办公设备和/或所述医疗监控生产设备的传感监测,还用于所述医疗办公设备与所述医疗办公设备、所述医疗办公设备与所述医疗监控生产设备、所述医疗监控生产设备与所述医疗监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括安防设备和/或安防监测设备,所述安防设备和/或所述安防监测设备构成安防监控生产设备,所述安防设备和/或所述安防监测设备与所述能缆连接用于构成安防光电网,用于安防控制和/或安防监测管理,还用于形成安防数字链,所述能缆用于给所述安防设备和/或所述安防监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述安防办公设备和/或所述安防监控生产设备的传感监测,还用于所述安防办公设备与所述安防办公设备、所述安防办公设备与所述安防监控生产设备、所述安防监控生产设备与所述安防监控生产设备之间的互联互通。
优选地,所述照明光电网、所述企业光电网、所述交通光电网、所述住宅社区光电网、所述城市光电网、所述家居光电网、所述油田光电网、所述矿山光电网、所述电力光电网、所述给排水光电网、所述燃气光电网、所述无线光电网、所述视频显示光电网、所述视频监控光电网、所述消防光电网、所述环保光电网、所述铁路光电网、所述农业光电网、所述医疗光电网、所述安防光电网包括脑单元,所述脑单元包括脑单元设备,所述脑单元设备包括光电网芯片、光电网软件、光电网规约;所述脑单元设备通过所述能缆与所述灯杆设备相连接,用于所述灯杆的照明和/或通信和/或定位和/或充电和/或无线信号发射与接收和/或视频监控和/或显示和/或广播和/或报警和/或人脸识别和/或人工智能和/或环境监测的控制和管理,还用于所述能源流、信息流、传感监测流的综合控制、管理,还用于所述能源流、信息流、传感监测流运行状态数据的通信、运算、分析、存储、输入、输出、显示、告警,还用于所述能源流、信息流、传感监测流的数字化控制和管理,还用于所述能单元设备、信单元设备、感单元设备的数字化管理和控制,还用于构成一种数字化照明光电网、企业光电网、交通光电网、住宅社区光电网、城市光电网、家居光电网、油田光电网、矿山光电网、电力光电网、给排水光电网、燃气光电网、无线光电网、视频显示光电网、视频监控光电网系统;
所述通用光电网装置还包括大数据中心,所述大数据中心用于所述照明光电网、所述企业光电网、所述交通光电网、所述住宅社区光电网、所述城市光电网、所述家居光电网、所述油田光电网、所述矿山光电网、所述电力光电网、所述给排水光电网、所述燃气光电网、所述无线光电网、所述视频显示光电网、所述视频监控光电网、所述消防光电网、所述环保光电网、所述铁路光电网、所述农业光电网、所述医疗光电网、所述安防光电网的数据运算、存储、分析、输入、输出,还用于实现相对应光电网系统的数字化管理和控制,还用于相关数据的采集,还用于相关数据的通信、传输、运算、分析、输入和输出;
所述脑单元设备、所述灯杆均包括光电网芯片,所述光电网芯片包括光电网数据芯片和/或光电网接口芯片,所述光电网数据芯片用于多种数据的运算、处理、分析、存储、通信,还用于生成和解析符合光电网规约的数据流,用于所述照明光电网的数字化、系统化管理和控制;所述光电网接口芯片用于数据的输入输出,所述光电网数据芯片与所述光电网接口芯片通过数据总线连接。
优选地,所述能单元由金属导电材料、非金属材料、金属导电材料和非金属材料组合构成,所述金属导电材料用于传输电能,所属非金属材料用于传输光能和/或电能;所述信单元由金属和/或非金属材料构成,所述非金属材料包括光纤,用于光信号传输,所述光信号承载信息形成信息流;所述感单元由金属和/或非金属材料构成,所述非金属材料包括光纤,用于光信号传输,所述光信号承载传感信息形成传感监测流;
所述能缆包括一束光纤束或N束光纤束,所述光纤束包括一条光纤或N条光纤,所述光纤用于传输光能、光信号、传感信号,所述光信号承载高速率大容量信息的传输,所述光能由能量光纤传输,用于驱动终端设备做功,所述能量光纤用于长距离传输所述光能,所述传感信号用于感知所述能缆的工作状态和/或所述能缆周围的环境状态,所述能缆包括第一段能缆和第二段能缆和第N段能缆,所述第一段能缆和第二段能缆和第N段能缆为串联、并联或串并联连接,用于构成链形网、环形网或混合形网,所述第一段能缆和第二段能缆和第N段能缆之间用光电网接续盒连接,用于实现所述第一段能缆和第二段能缆和第N段能缆连接,还用于所述能缆中所述光纤束的熔接、引入和引出,所述光电网接续盒中的所述光纤束用于实时监测所述第一段能缆与第二段能缆和或第N段能缆之间的连接接头部位的工作运行状态,还用于实时监测所述光电网接续盒的运行工作状态,以及实时监测所述光电网接续盒周围环境的状态;
所述能缆还包括导电材料,所述导电材料为金属导电材料或非金属导电材料,用于传导电能,所述能缆包括绝缘层,所述绝缘层用于电性能的绝缘隔离,所述能缆包括保护层,所述保护层用于所述能缆内部或外部的保护,起到机械损伤保护和抗拉伸保护,所述保护层为单层或多层,所述能缆包括屏蔽层,用于改善电场分布,所述金属导电材料为一根导电金属丝或多根导电金属丝,所述光纤束置于所述金属导电材料之内或外,用于构成一个紧密的整体;
所述金属导电材料由一种石墨烯碳纳米材料与金属材料混合而构成或是由一种所述石墨烯碳纳米材料渗透到所述金属材料分子与分子之间而构成,用于提高所述金属导电材料的机械强度,还用于提高所述金属导电材料的散热效率,还用于提高所述金属导电材料的导电率;所述石墨烯碳纳米材料还能涂敷在所述能缆或所述导电材料的表层用于提高所述能缆或所述导电材料的导电性能和导热性能,还用于提高所述能缆的防腐性能。
优选地,所述金属导电材料为低电阻率材料,由一根或者多根导电金属丝构成,用于电能的传导,还用于抗拉伸及支撑,所述导电金属丝与所述其它金属丝与所述非金属丝与所述光纤束绞合在一起构成一个紧密地整体,所述绞合采用张力放线的方式分层绞合,用于保证被绞合的物件在加工过程中所承受的应力达到均衡,所述绝缘层通过挤塑的方式实现,所述机械损伤保护使用带状材料通过缠绕包裹的方式实现,所述屏蔽层通过挤塑或缠绕包裹的方式实现。
优选地,至少一根所述光纤束放置于所述金属导电材料内部构成裸能缆,所述裸能缆用于野外架空传输电能、光能、光信号、传感信号;所述裸能缆的周围包裹所述屏蔽层、所述绝缘层、所述保护层,构成绝缘能缆,一束或多束所述光纤束放置于所述金属导电材料之外,并在周围包裹所述屏蔽层、所述绝缘层和所述保护层,构成各种不同规格型号的绝缘能缆,用于在不同的工作场景使用,在所述金属导电材料或所述光纤束的外围包裹屏蔽层,在所述屏蔽层的内或外包裹绝缘层,所述保护层包裹于所述绝缘层之外;
所述光纤束包括能量光纤、信息光纤、传感光纤,所述能量光纤用于传输高速率大容量光子流,所述信息光纤用于传输光信号,所述传感光纤为分布式光纤传感器,用于感知所在光纤束周围每个点的温度、应力应变、电流、气体、磁场的变化,在所述传感光纤或所述信息光纤的中间或末端串联或并联接入敏感元件,所述敏感元件重点感知该部位的电流或温度或磁场或气体变化,所述能量光纤、信息光纤、传感光纤置于束管中,所述敏感元件包括透明液体、敏感粒子、玻璃体,所述敏感粒子是一种纳米级颗粒,所述敏感粒子会很敏感的随周围温度、磁场、气体、压力发生变化,所述敏感粒子是温度敏感粒子或磁场敏感粒子或气体敏感粒子或压力敏感粒子中的一种或多种,所述敏感粒子均匀混入所述透明液体中以构成混合敏感液体,所述玻璃体是一种中空透明的密封体,所述混合敏感液体充满并密封在所述玻璃体内,所述玻璃体的两端分别连接一段光纤用于构成一个所述的敏感元件,且两端的一段光纤用于同其他光纤的熔接,所述敏感元件两端与所述能缆中的信息光纤和传感光纤连接,用于所述能缆和/或所述能缆分支重点部位的实时在线传感检测。
优选地,所述金属导电材料的外面同时有两束光纤束,即第一光纤束和第二光纤束,所述第一光纤束和第二光纤束平行并联或交叉串联使用,用于所述光纤束在任何点的引入、引出和T接,所述金属导电材料不被断开,用于保证电能传输线路的整体性、一致性和安全性;所述第一光纤束和所述第二光纤束和所述金属导电材料呈三角形分布或置于同一平面呈平行排列分布,用于所述光纤束从所述能缆中剥离、接入或引出,所述第一光纤束和所述第二光纤束用于传输光能量、光信号和传感信号,还用于作为一种分布式传感器,所述非金属导电材料为石墨烯材料,用于传输电能,所述石墨烯材料涂敷在所述光纤的表层,所述光纤和所述石墨烯材料用于构成一种完全由非金属材料制成的非金属能缆,所述非金属能缆用于各种场合的电能和信息的同时传输和传感。
优选地,所述能缆包含光能缆、电能缆、光电复合能缆,所述光能缆至少包含一光纤纤芯,所述电能缆至少包含一电芯,所述电芯外围依次包裹绝缘层与保护层,还能包裹屏蔽层;所述光电复合能缆包含至少一光纤纤芯和至少一电芯,所述能缆的周围填充防火阻燃材料制成防火阻燃能缆,用于在室内或易燃易爆的场合使用,所述能缆的外表面为橘红色,用于人眼的快速识别及区分,所述能缆的外表面设有字符,用于记录标明所述能缆的规格、型号、参数信息。
所述光纤包括复合涂层,所述复合涂层涂敷在所述光纤的外表面,用于所述光纤玻璃芯的抗拉、耐高温在100度以上稳定工作以及降低所述光纤玻璃芯的传输损耗,所述传感光纤外设有复合涂层,用于所述传感光纤中形成所述传感监测流,所述光纤玻璃芯添加有敏感材料,用于形成不同的所述传感监测流和实现不同场景或环境的的传感监测。
优选地,所述光电网软件包括光电网系统软件、光电网终端软件,所述光电网系统软件安装在所述脑单元设备中,用于所述能源流、信息流、传感监测流的控制和管理,还用于所述通用光电网的控制和管理,还用于所述能单元设备、信单元设备、感单元设备的数据通信、运算、存储、分析、输入、输出,还用于数据显示、故障告警;所述光电网终端软件安装在通用光电网终端设备中,所述通用光电网终端设备包括能终端设备、信终端设备、感终端设备,所述能终端设备、所述信终端设备、所述感终端设备包括光电网终端软件,用于所述能单元设备、信单元设备、感单元设备相互之间的通信和数据交换,还用于所述能单元设备、信单元设备、感单元设备与所述脑单元设备之间的通信和数据交换,还用于所述通用光电网终端设备的数据通信、运算、存储、分析、输入、输出,还用于所述通用光电网终端设备通信,还用于所述通用光电网终端设备的传感监测、控制和管理;
所述光电网规约用于光电网系统设备相互之间沟通方式的共同约定,用于所述能量单元、信息单元和传感单元之间的信息通信,还用于所述能单元、信单元和感单元内部设备或模块之间的信息通信,还用于所述能源流、信息流、传感监测流的结构控制,还用于所述通用光电网设备的控制和管理;
所述光电网规约包括起始字段、结束字段、数据字段,所述数据字段包括目的地址段、来源地址段、帧类型字段、帧长字段、帧号字段、数据净核字段、帧校验字段;所述起始字段用于接收端判断规约的起始位置,目的地址段用于接收端判断是否属于自己的数据;所述来源数据段用于获知数据的来源;所述帧类型字段用于判断本帧数据的类型;所述帧号字段用于判断是单一帧还是连续帧中的第几帧;所述数据净核字段存放有效数据;所述帧校验字段用于判断传输数据有无错误;所述结束字段用于判断是否还有后续帧;所述帧类型为能源类型帧、信息类型帧、传感类型帧;所述帧定义如下,字头或起始字节,F6,28三组即F6 F6F6 28 28 28,6个字节;目的地址128位,支持IPV6,16个字节;来源地址128位,支持IPV6,16个字节;帧类型2个字节,分为能类型、信类型、感类型,细分为命令类型和数据类型;帧长2个字节;帧号1个字节;数据净核;帧校验4个字节CRC32;帧结束符为F0或0F,1个字节;所述帧类型为,第一字节第一位为能类型命令位,第二位为能类型数据位,第三位为信类型命令位,第四位为信类型数据位,第五位为感类型命令位,第六位为感类型数据位;另一字节为本字节类型的扩展,扩展后对应相应的数据长度,1代表16字节,2代表32字节;较长数据需要分帧传送,通过设置帧号,以示连续;校验和用于验证数据传输中有无错误;帧结束符用于数据分帧时,区分还有无后续分帧,F0本帧结束,0F还有后续;数据帧净核长度控制在500字节以内。
所述办公设备是计算机设备或手机设备或平板电脑终端设备;
所述终端设备是电机或水泵或风扇或空调或热水器或电视或监控头或电脑或手机;
所述数字链是由一串串数字构成,所述一串串数字通过所述能缆传递给大数据中心,用于数据运算、存储、分析、输入、输出。
本发明公开了以下技术效果:本发明提供一种通用光电网装置,包括能缆、缆道,能缆包括能单元、信单元和感单元,能单元包括能单元设备用于传输能源流,信单元包括信单元设备用于传输信息流,感单元包括感单元设备用于生成和传输传感监测流,能缆用于实现能源流、信息流、传感监测流的一网传输,缆道为地面以下的管道,用于地下管道或地下直埋敷设能缆,或者缆道是地面以上的杆塔或桥架,用于架空敷设能缆。本装置可以用于照明、企业、交通、住宅社区、城市、家居、油田、矿山、电力、给排水、燃气、无线、视频显示、视频监控、消防、环保、铁路、农业、医疗、安防等方面,实现一设备多用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明照明光电网的结构示意图;
图3为本发明照明光电网的布置示意图;
图4为本发明交通光电网的布置示意图;
图5为本发明社区光电网的布置示意图;
图6为本发明城市光电网的布置示意图;
图7为本发明家居光电网的布置示意图;
图8为本发明油田光电网的布置示意图;
图9为本发明企业光电网的布置示意图;
图10为本发明电力光电网的布置示意图;
图11为本发明给排水光电网的布置示意图;
图12为本发明无线光电网的布置示意图;
图13为本发明视频光电网的布置示意图;
图14为本发明视频光电网的布置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-14所示,本实施例提供一种通用光电网装置,包括能缆、缆道,所述能缆包括能单元、信单元和感单元,所述能单元包括能单元设备用于传输能源流,所述信单元包括信单元设备用于传输信息流,所述感单元包括感单元设备用于生成和传输传感监测流,所述能缆用于实现所述能源流、所述信息流、所述传感监测流的一网传输,所述缆道为地面以下的管道,用于地下管道或地下直埋敷设所述能缆,或者所述缆道是地面以上的杆塔或桥架,用于架空敷设所述能缆。
进一步优化方案,所述通用光电网装置还包括灯杆,所述灯杆与所述能缆连接用于构成照明光电网,所述能缆用于给所述灯杆提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,所述能源流为电子流和/或光子流,用于能量的传输,还用于为所述灯杆提供电能或光能,所述灯杆与光源构成照明设备,用于道路照明,所述信息流为光信号流,用于通信信息的传输;
所述灯杆与通信模块构成通信终端,用于所述灯杆的对外通信;所述灯杆与雷达模块构成雷达终端,用于所述灯杆的定位;所述灯杆与充电设备构成所述充电终端,用于给电车充电;所述灯杆与无线设备构成所述无线终端,用于无线信号的接收和发射;所述灯杆与摄像头构成所述视频监控终端,用于视频监控;所述灯杆与平板显示设备构成所述显示终端,用于媒体广告和信息传播;所述灯杆与广播设备构成所述广播终端,用于声音的传播;所述灯杆与报警设备构成所述报警终端,用于报警;所述灯杆与人脸识别设备构成所述人脸识别终端,用于人脸识别;所述灯杆与人工智能设备构成所述人工智能终端,用于提供人工智能服务;所述灯杆与环境监测设备构成所述环境监测终端,用于提供环境监测服务所述传感监测流为光信号流,用于所述能缆本身的实时在线传感监测,还用于所述能缆周围环境的实时在线监测,还用于所述灯杆的传感监测,还用于所述灯杆周围环境的实时在线监测;
所述灯杆为多功能灯杆,安装在交通公路或道路的旁边,或安装在室内,所述灯杆还用于为终端设备提供支撑,所述终端设备是照明终端、广播终端、监控终端、信号终端、通讯终端、显示终端、报警终端、监测终端、显示终端、充电终端等设备中的一种或多种,所述照明光电网用于实现照明和/或通信和/或定位和/或充电和/或无线信号发射与接收和/或视频监控和/或显示和/或广播和/或报警和/或人脸识别和/或人工智能和/或环境监测多种功能;所述灯杆均匀分布或不均匀分布,所述灯杆与所述灯杆之间由所述能缆连接,用于给所述灯杆提供所述能源流和/或所述信息流和/或所述传感监测流;
所述信息流由所述能缆、能缆分支和/或与所述能缆连接的终端设备互为发送信息或接收信息而产生,用于所述能缆分支和/或所述终端设备的信息传输与交换,所述传感监测流为光信号流,由所述能缆分支和/或所述终端设备互为发送或接收传感监测信号产生,或者由所述能缆或所述终端本身产生所述传感监测信号,用于所述能缆或所述灯杆本身的实时在线传感监测,还用于所述能缆或所述灯杆周围环境的实时在线监测,还用于所述能缆分支和/或两端终端设备的实时在线传感监测。
进一步优化方案,所述通用光电网还包括办公设备和/或生产设备,所述办公设备和/或所述生产设备与所述能缆连接用于构成企业光电网,用于形成所述企业光电网数字链;所述能缆用于为所述办公设备和/或所述生产设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和或所述生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述生产设备、所述生产设备与所述生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括计重设备和/或收费设备,所述计重设备和/或收费设备构成所述交通生产设备,所述收费设备包括ETC设备,用于收费,所述计重设备和/或所述收费设备与所述能缆连接用于构成交通光电网,用于形成所述交通光电网数字链,所述能缆用于为所述计重设备和/或所述收费设备传输和提供所述能源流、所述信息流和所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述交通生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述交通生产设备、所述交通生产设备与所述交通生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括物业设备和/或给水设备和/或燃气设备,所述物业设备和/或给水设备和/或燃气设备构成所述社区生产设备,所述物业设备和/或所述给水设备和/或所述燃气设备与所述能缆连接用于构成住宅社区光电网,用于形成所述住宅社区光电网数字链,所述能缆用于为所述物业设备和/或给水设备和/或燃气设备传输和提供所述能源流、所述信息流和所述传感监测流,还用于所述办公设备和或所述社区生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述社区生产设备、所述社区生产设备与所述社区生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括城市照明和/或城市给排水和/或城市燃气和/或城市电力,所述城市照明和/或所述城市给排水和/或所述城市燃气和/或所述城市电力构成所述城市生产设备,所述城市照明和/或所述城市给排水和/或所述城市燃气和/或所述城市电力与所述能缆连接用于构成城市光电网,用于形成所述城市光电网数字链,所述能缆用于为所述城市照明和/或所述城市给排水和/或所述城市燃气和/或所述城市电力传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和或所述城市生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述城市生产设备、所述城市生产设备与所述城市生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括空调和/或灶具,所述空调和/或所述灶具构成所述家居生产设备,所述空调和/或所述灶具与所述能缆连接用于构成家居光电网,用于形成所述家居光电网数字链,所述能缆用于为所述空调和/或所述灶具传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述家居生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述家居生产设备、所述家居生产设备与所述家居生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括采油设备,所述采油设备构成油田生产设备,所述采油设备与所述能缆连接用于构成油田光电网,用于形成所述油田光电网数字链,所述能缆用于为所述采油设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述油田生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述油田生产设备、所述油田生产设备与所述油田生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括矿山设备,所述矿山设备构成矿山生产设备,所述矿山设备与所述能缆连接用于构成矿山光电网,用于形成所述矿山光电网数字链,所述能缆用于为所述矿山设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述矿山生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述矿山生产设备、所述矿山生产设备与所述矿山生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括变压器设备,所述变压器设备构成电力生产设备,所述变压器设备与所述能缆连接用于构成电力光电网,用于形成所述电力光电网数字链,所述能缆用于为所述变压器设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述电力生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述电力生产设备、所述电力生产设备与所述电力生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括水泵设备,所述水泵设备构成给排水生产设备,所述水泵设备与所述能缆连接用于构成给排水光电网,用于形成给排水数字链,所述能缆用于为所述水泵设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述给排水生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述给排水生产设备、所述给排水生产设备与所述给排水生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括燃气设备,所述燃气设备构成燃气生产设备,所述燃气设备与所述能缆连接用于构成燃气光电网,用于形成燃气数字链,所述能缆用于为所述燃气设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述燃气生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述燃气生产设备、所述燃气生产设备与所述燃气生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括无线设备,所述无线设备构成无线生产设备,所述无线设备与所述能缆连接用于构成无线光电网,用于无线信号的接收和或发射,还用于形成无线信号数字链,所述能缆用于为所述无线设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述无线生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述无线生产设备、所述无线生产设备与所述无线生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括视频显示设备,所述视频显示设备构成显示生产设备,所述视频显示设备与所述能缆连接用于构成视频显示光电网,所述能缆用于为所述视频显示设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述显示生产设备的传感监测,还用于形成视频显示数字链,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述显示生产设备、所述显示生产设备与所述显示生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括摄像头设备和/或环境监测设备,所述摄像头设备和/或所述环境监测设备构成视频监控生产设备,所述摄像头设备和/或所述环境监测设备与所述能缆连接用于构成视频监控光电网,用于视频监控和/或环境监测监控,还用于形成视频监控数字链,所述能缆用于为所述摄像头设备和/或所述环境监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述视频监控生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述视频监控生产设备、所述视频监控生产设备与所述视频监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括消防设备和/或消防监测设备,所述消防设备和/或所述消防监测设备构成消防监控生产设备,所述消防设备和/或所述消防监测设备与所述能缆连接用于构成消防光电网,用于消防控制和/或消防监测管理,还用于形成消防数字链,所述能缆用于给所述消防设备和/或所述消防监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述消防办公设备和/或所述消防监控生产设备的传感监测,还用于所述消防办公设备与所述消防办公设备、所述消防办公设备与所述消防监控生产设备、所述消防监控生产设备与所述消防监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括环保设备和/或环保监测设备,所述环保设备和/或所述环保监测设备构成环保监控生产设备,所述环保设备和/或所述环保监测设备与所述能缆连接用于构成环保光电网,用于环保控制和/或环保监测管理,还用于形成环保数字链,所述能缆用于给所述环保设备和/或所述环保监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述环保办公设备和/或所述环保监控生产设备的传感监测,还用于所述环保办公设备与所述环保办公设备、所述环保办公设备与所述环保监控生产设备、所述环保监控生产设备与所述环保监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括铁路设备和/或铁路监测设备,所述铁路设备和/或所述铁路监测设备构成铁路监控生产设备,所述铁路设备和/或所述铁路监测设备与所述能缆连接用于构成铁路光电网,用于铁路控制和/或铁路监测管理,还用于形成铁路数字链,所述能缆用于给所述铁路设备和/或所述铁路监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述铁路办公设备和/或所述铁路监控生产设备的传感监测,还用于所述铁路办公设备与所述铁路办公设备、所述铁路办公设备与所述铁路监控生产设备、所述铁路监控生产设备与所述铁路监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括农业设备和/或农业监测设备,所述农业设备和/或所述农业监测设备构成农业监控生产设备,所述农业设备和/或所述农业监测设备与所述能缆连接用于构成农业光电网,用于农业控制和/或农业监测管理,还用于形成农业数字链,所述能缆用于给所述农业设备和/或所述农业监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述农业办公设备和/或所述农业监控生产设备的传感监测,还用于所述农业办公设备与所述农业办公设备、所述农业办公设备与所述农业监控生产设备、所述农业监控生产设备与所述农业监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括医疗设备和/或医疗监测设备,所述医疗设备和/或所述医疗监测设备构成医疗监控生产设备,所述医疗设备和/或所述医疗监测设备与所述能缆连接用于构成医疗光电网,用于医疗控制和/或医疗监测管理,还用于形成医疗数字链,所述能缆用于给所述医疗设备和/或所述医疗监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述医疗办公设备和/或所述医疗监控生产设备的传感监测,还用于所述医疗办公设备与所述医疗办公设备、所述医疗办公设备与所述医疗监控生产设备、所述医疗监控生产设备与所述医疗监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括安防设备和/或安防监测设备,所述安防设备和/或所述安防监测设备构成安防监控生产设备,所述安防设备和/或所述安防监测设备与所述能缆连接用于构成安防光电网,用于安防控制和/或安防监测管理,还用于形成安防数字链,所述能缆用于给所述安防设备和/或所述安防监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述安防办公设备和/或所述安防监控生产设备的传感监测,还用于所述安防办公设备与所述安防办公设备、所述安防办公设备与所述安防监控生产设备、所述安防监控生产设备与所述安防监控生产设备之间的互联互通。
进一步优化方案,所述照明光电网、所述企业光电网、所述交通光电网、所述住宅社区光电网、所述城市光电网、所述家居光电网、所述油田光电网、所述矿山光电网、所述电力光电网、所述给排水光电网、所述燃气光电网、所述无线光电网、所述视频显示光电网、所述视频监控光电网、所述消防光电网、所述环保光电网、所述铁路光电网、所述农业光电网、所述医疗光电网、所述安防光电网包括脑单元,所述脑单元包括脑单元设备,所述脑单元设备包括光电网芯片、光电网软件、光电网规约;所述脑单元设备通过所述能缆与所述灯杆设备相连接,用于所述灯杆的照明和/或通信和/或定位和/或充电和/或无线信号发射与接收和/或视频监控和/或显示和/或广播和/或报警和/或人脸识别和/或人工智能和/或环境监测的控制和管理,还用于所述能源流、信息流、传感监测流的综合控制、管理,还用于所述能源流、信息流、传感监测流运行状态数据的通信、运算、分析、存储、输入、输出、显示、告警,还用于所述能源流、信息流、传感监测流的数字化控制和管理,还用于所述能单元设备、信单元设备、感单元设备的数字化管理和控制,还用于构成一种数字化照明光电网、企业光电网、交通光电网、住宅社区光电网、城市光电网、家居光电网、油田光电网、矿山光电网、电力光电网、给排水光电网、燃气光电网、无线光电网、视频显示光电网、视频监控光电网系统;
所述通用光电网装置还包括大数据中心,所述大数据中心用于所述照明光电网、所述企业光电网、所述交通光电网、所述住宅社区光电网、所述城市光电网、所述家居光电网、所述油田光电网、所述矿山光电网、所述电力光电网、所述给排水光电网、所述燃气光电网、所述无线光电网、所述视频显示光电网、所述视频监控光电网、所述消防光电网、所述环保光电网、所述铁路光电网、所述农业光电网、所述医疗光电网、所述安防光电网的数据运算、存储、分析、输入、输出,还用于实现相对应光电网系统的数字化管理和控制,还用于相关数据的采集,还用于相关数据的通信、传输、运算、分析、输入和输出;
所述脑单元设备、所述灯杆均包括光电网芯片,所述光电网芯片包括光电网数据芯片和/或光电网接口芯片,所述光电网数据芯片用于多种数据的运算、处理、分析、存储、通信,还用于生成和解析符合光电网规约的数据流,用于所述照明光电网的数字化、系统化管理和控制;所述光电网接口芯片用于数据的输入输出,所述光电网数据芯片与所述光电网接口芯片通过数据总线连接。
进一步优化方案,所述能单元由金属导电材料、非金属材料、金属导电材料和非金属材料组合构成,所述金属导电材料用于传输电能,所属非金属材料用于传输光能和/或电能;所述信单元由金属和/或非金属材料构成,所述非金属材料包括光纤,用于光信号传输,所述光信号承载信息形成信息流;所述感单元由金属和/或非金属材料构成,所述非金属材料包括光纤,用于光信号传输,所述光信号承载传感信息形成传感监测流;
所述能缆包括一束光纤束或N束光纤束,所述光纤束包括一条光纤或N条光纤,所述光纤用于传输光能、光信号、传感信号,所述光信号承载高速率大容量信息的传输,所述光能由能量光纤传输,用于驱动终端设备做功,所述能量光纤用于长距离传输所述光能,所述传感信号用于感知所述能缆的工作状态和/或所述能缆周围的环境状态,所述能缆包括第一段能缆和第二段能缆和第N段能缆,所述第一段能缆和第二段能缆和第N段能缆为串联、并联或串并联连接,用于构成链形网、环形网或混合形网,所述第一段能缆和第二段能缆和第N段能缆之间用光电网接续盒连接,用于实现所述第一段能缆和第二段能缆和第N段能缆连接,还用于所述能缆中所述光纤束的熔接、引入和引出,所述光电网接续盒中的所述光纤束用于实时监测所述第一段能缆与第二段能缆和或第N段能缆之间的连接接头部位的工作运行状态,还用于实时监测所述光电网接续盒的运行工作状态,以及实时监测所述光电网接续盒周围环境的状态;
所述能缆还包括导电材料,所述导电材料为金属导电材料或非金属导电材料,用于传导电能,所述能缆包括绝缘层,所述绝缘层用于电性能的绝缘隔离,所述能缆包括保护层,所述保护层用于所述能缆内部或外部的保护,起到机械损伤保护和抗拉伸保护,所述保护层为单层或多层,所述能缆包括屏蔽层,用于改善电场分布,所述金属导电材料为一根导电金属丝或多根导电金属丝,所述光纤束置于所述金属导电材料之内或外,用于构成一个紧密的整体;
所述金属导电材料由一种石墨烯碳纳米材料与金属材料混合而构成或是由一种所述石墨烯碳纳米材料渗透到所述金属材料分子与分子之间而构成,用于提高所述金属导电材料的机械强度,还用于提高所述金属导电材料的散热效率,还用于提高所述金属导电材料的导电率;所述石墨烯碳纳米材料还能涂敷在所述能缆或所述导电材料的表层用于提高所述能缆或所述导电材料的导电性能和导热性能,还用于提高所述能缆的防腐性能。
进一步优化方案,所述金属导电材料为低电阻率材料,由一根或者多根导电金属丝构成,用于电能的传导,还用于抗拉伸及支撑,所述导电金属丝与所述其它金属丝与所述非金属丝与所述光纤束绞合在一起构成一个紧密地整体,所述绞合采用张力放线的方式分层绞合,用于保证被绞合的物件在加工过程中所承受的应力达到均衡,所述绝缘层通过挤塑的方式实现,所述机械损伤保护使用带状材料通过缠绕包裹的方式实现,所述屏蔽层通过挤塑或缠绕包裹的方式实现。
进一步优化方案,至少一根所述光纤束放置于所述金属导电材料内部构成裸能缆,所述裸能缆用于野外架空传输电能、光能、光信号、传感信号;所述裸能缆的周围包裹所述屏蔽层、所述绝缘层、所述保护层,构成绝缘能缆,一束或多束所述光纤束放置于所述金属导电材料之外,并在周围包裹所述屏蔽层、所述绝缘层和所述保护层,构成各种不同规格型号的绝缘能缆,用于在不同的工作场景使用,在所述金属导电材料或所述光纤束的外围包裹屏蔽层,在所述屏蔽层的内或外包裹绝缘层,所述保护层包裹于所述绝缘层之外;
所述光纤束包括能量光纤、信息光纤、传感光纤,所述能量光纤用于传输高速率大容量光子流,所述信息光纤用于传输光信号,所述传感光纤为分布式光纤传感器,用于感知所在光纤束周围每个点的温度、应力应变、电流、气体、磁场的变化,在所述传感光纤或所述信息光纤的中间或末端串联或并联接入敏感元件,所述敏感元件重点感知该部位的电流或温度或磁场或气体变化,所述能量光纤、信息光纤、传感光纤置于束管中,所述敏感元件包括透明液体、敏感粒子、玻璃体,所述敏感粒子是一种纳米级颗粒,所述敏感粒子会很敏感的随周围温度、磁场、气体、压力发生变化,所述敏感粒子是温度敏感粒子或磁场敏感粒子或气体敏感粒子或压力敏感粒子中的一种或多种,所述敏感粒子均匀混入所述透明液体中以构成混合敏感液体,所述玻璃体是一种中空透明的密封体,所述混合敏感液体充满并密封在所述玻璃体内,所述玻璃体的两端分别连接一段光纤用于构成一个所述的敏感元件,且两端的一段光纤用于同其他光纤的熔接,所述敏感元件两端与所述能缆中的信息光纤和传感光纤连接,用于所述能缆和/或所述能缆分支重点部位的实时在线传感检测。
进一步优化方案,所述金属导电材料的外面同时有两束光纤束,即第一光纤束和第二光纤束,所述第一光纤束和第二光纤束平行并联或交叉串联使用,用于所述光纤束在任何点的引入、引出和T接,所述金属导电材料不被断开,用于保证电能传输线路的整体性、一致性和安全性;所述第一光纤束和所述第二光纤束和所述金属导电材料呈三角形分布或置于同一平面呈平行排列分布,用于所述光纤束从所述能缆中剥离、接入或引出,所述第一光纤束和所述第二光纤束用于传输光能量、光信号和传感信号,还用于作为一种分布式传感器,所述非金属导电材料为石墨烯材料,用于传输电能,所述石墨烯材料涂敷在所述光纤的表层,所述光纤和所述石墨烯材料用于构成一种完全由非金属材料制成的非金属能缆,所述非金属能缆用于各种场合的电能和信息的同时传输和传感。
进一步优化方案,所述能缆包含光能缆、电能缆、光电复合能缆,所述光能缆至少包含一光纤纤芯,所述电能缆至少包含一电芯,所述电芯外围依次包裹绝缘层与保护层,还能包裹屏蔽层;所述光电复合能缆包含至少一光纤纤芯和至少一电芯,所述能缆的周围填充防火阻燃材料制成防火阻燃能缆,用于在室内或易燃易爆的场合使用,所述能缆的外表面为橘红色,用于人眼的快速识别及区分,所述能缆的外表面设有字符,用于记录标明所述能缆的规格、型号、参数信息。
所述光纤包括复合涂层,所述复合涂层涂敷在所述光纤的外表面,用于所述光纤玻璃芯的抗拉、耐高温在100度以上稳定工作以及降低所述光纤玻璃芯的传输损耗,所述传感光纤外设有复合涂层,用于所述传感光纤中形成所述传感监测流,所述光纤玻璃芯添加有敏感材料,用于形成不同的所述传感监测流和实现不同场景或环境的的传感监测。
进一步优化方案,所述光电网软件包括光电网系统软件、光电网终端软件,所述光电网系统软件安装在所述脑单元设备中,用于所述能源流、信息流、传感监测流的控制和管理,还用于所述通用光电网的控制和管理,还用于所述能单元设备、信单元设备、感单元设备的数据通信、运算、存储、分析、输入、输出,还用于数据显示、故障告警;所述光电网终端软件安装在通用光电网终端设备中,所述通用光电网终端设备包括能终端设备、信终端设备、感终端设备,所述能终端设备、所述信终端设备、所述感终端设备包括光电网终端软件,用于所述能单元设备、信单元设备、感单元设备相互之间的通信和数据交换,还用于所述能单元设备、信单元设备、感单元设备与所述脑单元设备之间的通信和数据交换,还用于所述通用光电网终端设备的数据通信、运算、存储、分析、输入、输出,还用于所述通用光电网终端设备通信,还用于所述通用光电网终端设备的传感监测、控制和管理;
所述光电网规约用于光电网系统设备相互之间沟通方式的共同约定,用于所述能量单元、信息单元和传感单元之间的信息通信,还用于所述能单元、信单元和感单元内部设备或模块之间的信息通信,还用于所述能源流、信息流、传感监测流的结构控制,还用于所述通用光电网设备的控制和管理;
所述光电网规约包括起始字段、结束字段、数据字段,所述数据字段包括目的地址段、来源地址段、帧类型字段、帧长字段、帧号字段、数据净核字段、帧校验字段;所述起始字段用于接收端判断规约的起始位置,目的地址段用于接收端判断是否属于自己的数据;所述来源数据段用于获知数据的来源;所述帧类型字段用于判断本帧数据的类型;所述帧号字段用于判断是单一帧还是连续帧中的第几帧;所述数据净核字段存放有效数据;所述帧校验字段用于判断传输数据有无错误;所述结束字段用于判断是否还有后续帧;所述帧类型为能源类型帧、信息类型帧、传感类型帧;所述帧定义如下,字头或起始字节,F6,28三组即F6 F6F6 28 28 28,6个字节;目的地址128位,支持IPV6,16个字节;来源地址128位,支持IPV6,16个字节;帧类型2个字节,分为能类型、信类型、感类型,细分为命令类型和数据类型;帧长2个字节;帧号1个字节;数据净核;帧校验4个字节CRC32;帧结束符为F0或0F,1个字节;所述帧类型为,第一字节第一位为能类型命令位,第二位为能类型数据位,第三位为信类型命令位,第四位为信类型数据位,第五位为感类型命令位,第六位为感类型数据位;另一字节为本字节类型的扩展,扩展后对应相应的数据长度,1代表16字节,2代表32字节;较长数据需要分帧传送,通过设置帧号,以示连续;校验和用于验证数据传输中有无错误;帧结束符用于数据分帧时,区分还有无后续分帧,F0本帧结束,0F还有后续;数据帧净核长度控制在500字节以内。
所述办公设备是计算机设备或手机设备或平板电脑终端设备;
所述终端设备是电机或水泵或风扇或空调或热水器或电视或监控头或电脑或手机;
所述数字链是由一串串数字构成,所述一串串数字通过所述能缆传递给大数据中心,用于数据运算、存储、分析、输入、输出。
本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种通用光电网装置,其特征在于:包括能缆、缆道,所述能缆包括能单元、信单元和感单元,所述能单元包括能单元设备用于传输能源流,所述信单元包括信单元设备用于传输信息流,所述感单元包括感单元设备用于生成和传输传感监测流,所述能缆用于实现所述能源流、所述信息流、所述传感监测流的一网传输,所述缆道为地面以下的管道,用于地下管道或地下直埋敷设所述能缆,或者所述缆道是地面以上的杆塔或桥架,用于架空敷设所述能缆。
2.根据权利要求1所述的通用光电网装置,其特征在于,所述通用光电网装置还包括灯杆,所述灯杆与所述能缆连接用于构成照明光电网,所述能缆用于给所述灯杆提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,所述能源流为电子流和/或光子流,用于能量的传输,还用于为所述灯杆提供电能或光能,所述灯杆与光源构成照明设备,用于道路照明,所述信息流为光信号流,用于通信信息的传输;
所述灯杆与通信模块构成通信终端,用于所述灯杆的对外通信;所述灯杆与雷达模块构成雷达终端,用于所述灯杆的定位;所述灯杆与充电设备构成所述充电终端,用于给电车充电;所述灯杆与无线设备构成所述无线终端,用于无线信号的接收和发射;所述灯杆与摄像头构成所述视频监控终端,用于视频监控;所述灯杆与平板显示设备构成所述显示终端,用于媒体广告和信息传播;所述灯杆与广播设备构成所述广播终端,用于声音的传播;所述灯杆与报警设备构成所述报警终端,用于报警;所述灯杆与人脸识别设备构成所述人脸识别终端,用于人脸识别;所述灯杆与人工智能设备构成所述人工智能终端,用于提供人工智能服务;所述灯杆与环境监测设备构成所述环境监测终端,用于提供环境监测服务所述传感监测流为光信号流,用于所述能缆本身的实时在线传感监测,还用于所述能缆周围环境的实时在线监测,还用于所述灯杆的传感监测,还用于所述灯杆周围环境的实时在线监测;
所述灯杆为多功能灯杆,安装在交通公路或道路的旁边,或安装在室内,所述灯杆还用于为终端设备提供支撑,所述终端设备是照明终端、广播终端、监控终端、信号终端、通讯终端、显示终端、报警终端、监测终端、显示终端、充电终端等设备中的一种或多种,所述照明光电网用于实现照明和/或通信和/或定位和/或充电和/或无线信号发射与接收和/或视频监控和/或显示和/或广播和/或报警和/或人脸识别和/或人工智能和/或环境监测多种功能;所述灯杆均匀分布或不均匀分布,所述灯杆与所述灯杆之间由所述能缆连接,用于给所述灯杆提供所述能源流和/或所述信息流和/或所述传感监测流;
所述信息流由所述能缆、能缆分支和/或与所述能缆连接的终端设备互为发送信息或接收信息而产生,用于所述能缆分支和/或所述终端设备的信息传输与交换,所述传感监测流为光信号流,由所述能缆分支和/或所述终端设备互为发送或接收传感监测信号产生,或者由所述能缆或所述终端本身产生所述传感监测信号,用于所述能缆或所述灯杆本身的实时在线传感监测,还用于所述能缆或所述灯杆周围环境的实时在线监测,还用于所述能缆分支和/或两端终端设备的实时在线传感监测。
3.根据权利要求1所述的通用光电网装置,其特征在于,所述通用光电网还包括办公设备和/或生产设备,所述办公设备和/或所述生产设备与所述能缆连接用于构成企业光电网,用于形成所述企业光电网数字链;所述能缆用于为所述办公设备和/或所述生产设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和或所述生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述生产设备、所述生产设备与所述生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括计重设备和/或收费设备,所述计重设备和/或收费设备构成所述交通生产设备,所述收费设备包括ETC设备,用于收费,所述计重设备和/或所述收费设备与所述能缆连接用于构成交通光电网,用于形成所述交通光电网数字链,所述能缆用于为所述计重设备和/或所述收费设备传输和提供所述能源流、所述信息流和所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述交通生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述交通生产设备、所述交通生产设备与所述交通生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括物业设备和/或给水设备和/或燃气设备,所述物业设备和/或给水设备和/或燃气设备构成所述社区生产设备,所述物业设备和/或所述给水设备和/或所述燃气设备与所述能缆连接用于构成住宅社区光电网,用于形成所述住宅社区光电网数字链,所述能缆用于为所述物业设备和/或给水设备和/或燃气设备传输和提供所述能源流、所述信息流和所述传感监测流,还用于所述办公设备和或所述社区生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述社区生产设备、所述社区生产设备与所述社区生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括城市照明和/或城市给排水和/或城市燃气和/或城市电力,所述城市照明和/或所述城市给排水和/或所述城市燃气和/或所述城市电力构成所述城市生产设备,所述城市照明和/或所述城市给排水和/或所述城市燃气和/或所述城市电力与所述能缆连接用于构成城市光电网,用于形成所述城市光电网数字链,所述能缆用于为所述城市照明和/或所述城市给排水和/或所述城市燃气和/或所述城市电力传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和或所述城市生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述城市生产设备、所述城市生产设备与所述城市生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括空调和/或灶具,所述空调和/或所述灶具构成所述家居生产设备,所述空调和/或所述灶具与所述能缆连接用于构成家居光电网,用于形成所述家居光电网数字链,所述能缆用于为所述空调和/或所述灶具传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述家居生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述家居生产设备、所述家居生产设备与所述家居生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括采油设备,所述采油设备构成油田生产设备,所述采油设备与所述能缆连接用于构成油田光电网,用于形成所述油田光电网数字链,所述能缆用于为所述采油设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述油田生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述油田生产设备、所述油田生产设备与所述油田生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括矿山设备,所述矿山设备构成矿山生产设备,所述矿山设备与所述能缆连接用于构成矿山光电网,用于形成所述矿山光电网数字链,所述能缆用于为所述矿山设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述矿山生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述矿山生产设备、所述矿山生产设备与所述矿山生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括变压器设备,所述变压器设备构成电力生产设备,所述变压器设备与所述能缆连接用于构成电力光电网,用于形成所述电力光电网数字链,所述能缆用于为所述变压器设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述电力生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述电力生产设备、所述电力生产设备与所述电力生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括水泵设备,所述水泵设备构成给排水生产设备,所述水泵设备与所述能缆连接用于构成给排水光电网,用于形成给排水数字链,所述能缆用于为所述水泵设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述给排水生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述给排水生产设备、所述给排水生产设备与所述给排水生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括燃气设备,所述燃气设备构成燃气生产设备,所述燃气设备与所述能缆连接用于构成燃气光电网,用于形成燃气数字链,所述能缆用于为所述燃气设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述燃气生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述燃气生产设备、所述燃气生产设备与所述燃气生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括无线设备,所述无线设备构成无线生产设备,所述无线设备与所述能缆连接用于构成无线光电网,用于无线信号的接收和或发射,还用于形成无线信号数字链,所述能缆用于为所述无线设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述无线生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述无线生产设备、所述无线生产设备与所述无线生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括视频显示设备,所述视频显示设备构成显示生产设备,所述视频显示设备与所述能缆连接用于构成视频显示光电网,所述能缆用于为所述视频显示设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述显示生产设备的传感监测,还用于形成视频显示数字链,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述显示生产设备、所述显示生产设备与所述显示生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括摄像头设备和/或环境监测设备,所述摄像头设备和/或所述环境监测设备构成视频监控生产设备,所述摄像头设备和/或所述环境监测设备与所述能缆连接用于构成视频监控光电网,用于视频监控和/或环境监测监控,还用于形成视频监控数字链,所述能缆用于为所述摄像头设备和/或所述环境监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述办公设备和/或所述视频监控生产设备的传感监测,还用于所述办公设备与所述办公设备、所述办公设备与所述视频监控生产设备、所述视频监控生产设备与所述视频监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括消防设备和/或消防监测设备,所述消防设备和/或所述消防监测设备构成消防监控生产设备,所述消防设备和/或所述消防监测设备与所述能缆连接用于构成消防光电网,用于消防控制和/或消防监测管理,还用于形成消防数字链,所述能缆用于给所述消防设备和/或所述消防监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述消防办公设备和/或所述消防监控生产设备的传感监测,还用于所述消防办公设备与所述消防办公设备、所述消防办公设备与所述消防监控生产设备、所述消防监控生产设备与所述消防监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括环保设备和/或环保监测设备,所述环保设备和/或所述环保监测设备构成环保监控生产设备,所述环保设备和/或所述环保监测设备与所述能缆连接用于构成环保光电网,用于环保控制和/或环保监测管理,还用于形成环保数字链,所述能缆用于给所述环保设备和/或所述环保监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述环保办公设备和/或所述环保监控生产设备的传感监测,还用于所述环保办公设备与所述环保办公设备、所述环保办公设备与所述环保监控生产设备、所述环保监控生产设备与所述环保监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括铁路设备和/或铁路监测设备,所述铁路设备和/或所述铁路监测设备构成铁路监控生产设备,所述铁路设备和/或所述铁路监测设备与所述能缆连接用于构成铁路光电网,用于铁路控制和/或铁路监测管理,还用于形成铁路数字链,所述能缆用于给所述铁路设备和/或所述铁路监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述铁路办公设备和/或所述铁路监控生产设备的传感监测,还用于所述铁路办公设备与所述铁路办公设备、所述铁路办公设备与所述铁路监控生产设备、所述铁路监控生产设备与所述铁路监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括农业设备和/或农业监测设备,所述农业设备和/或所述农业监测设备构成农业监控生产设备,所述农业设备和/或所述农业监测设备与所述能缆连接用于构成农业光电网,用于农业控制和/或农业监测管理,还用于形成农业数字链,所述能缆用于给所述农业设备和/或所述农业监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述农业办公设备和/或所述农业监控生产设备的传感监测,还用于所述农业办公设备与所述农业办公设备、所述农业办公设备与所述农业监控生产设备、所述农业监控生产设备与所述农业监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括医疗设备和/或医疗监测设备,所述医疗设备和/或所述医疗监测设备构成医疗监控生产设备,所述医疗设备和/或所述医疗监测设备与所述能缆连接用于构成医疗光电网,用于医疗控制和/或医疗监测管理,还用于形成医疗数字链,所述能缆用于给所述医疗设备和/或所述医疗监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述医疗办公设备和/或所述医疗监控生产设备的传感监测,还用于所述医疗办公设备与所述医疗办公设备、所述医疗办公设备与所述医疗监控生产设备、所述医疗监控生产设备与所述医疗监控生产设备之间的互联互通;
所述通用光电网还包括安防设备和/或安防监测设备,所述安防设备和/或所述安防监测设备构成安防监控生产设备,所述安防设备和/或所述安防监测设备与所述能缆连接用于构成安防光电网,用于安防控制和/或安防监测管理,还用于形成安防数字链,所述能缆用于给所述安防设备和/或所述安防监测设备传输和提供所述能源流、所述信息流、所述传感监测流,还用于所述安防办公设备和/或所述安防监控生产设备的传感监测,还用于所述安防办公设备与所述安防办公设备、所述安防办公设备与所述安防监控生产设备、所述安防监控生产设备与所述安防监控生产设备之间的互联互通。
4.根据权利要求3所述的通用光电网装置,其特征在于,所述照明光电网、所述企业光电网、所述交通光电网、所述住宅社区光电网、所述城市光电网、所述家居光电网、所述油田光电网、所述矿山光电网、所述电力光电网、所述给排水光电网、所述燃气光电网、所述无线光电网、所述视频显示光电网、所述视频监控光电网、所述消防光电网、所述环保光电网、所述铁路光电网、所述农业光电网、所述医疗光电网、所述安防光电网包括脑单元,所述脑单元包括脑单元设备,所述脑单元设备包括光电网芯片、光电网软件、光电网规约;所述脑单元设备通过所述能缆与所述灯杆设备相连接,用于所述灯杆的照明和/或通信和/或定位和/或充电和/或无线信号发射与接收和/或视频监控和/或显示和/或广播和/或报警和/或人脸识别和/或人工智能和/或环境监测的控制和管理,还用于所述能源流、信息流、传感监测流的综合控制、管理,还用于所述能源流、信息流、传感监测流运行状态数据的通信、运算、分析、存储、输入、输出、显示、告警,还用于所述能源流、信息流、传感监测流的数字化控制和管理,还用于所述能单元设备、信单元设备、感单元设备的数字化管理和控制,还用于构成一种数字化照明光电网、企业光电网、交通光电网、住宅社区光电网、城市光电网、家居光电网、油田光电网、矿山光电网、电力光电网、给排水光电网、燃气光电网、无线光电网、视频显示光电网、视频监控光电网系统;
所述通用光电网装置还包括大数据中心,所述大数据中心用于所述照明光电网、所述企业光电网、所述交通光电网、所述住宅社区光电网、所述城市光电网、所述家居光电网、所述油田光电网、所述矿山光电网、所述电力光电网、所述给排水光电网、所述燃气光电网、所述无线光电网、所述视频显示光电网、所述视频监控光电网、所述消防光电网、所述环保光电网、所述铁路光电网、所述农业光电网、所述医疗光电网、所述安防光电网的数据运算、存储、分析、输入、输出,还用于实现相对应光电网系统的数字化管理和控制,还用于相关数据的采集,还用于相关数据的通信、传输、运算、分析、输入和输出;
所述脑单元设备、所述灯杆均包括光电网芯片,所述光电网芯片包括光电网数据芯片和/或光电网接口芯片,所述光电网数据芯片用于多种数据的运算、处理、分析、存储、通信,还用于生成和解析符合光电网规约的数据流,用于所述照明光电网的数字化、系统化管理和控制;所述光电网接口芯片用于数据的输入输出,所述光电网数据芯片与所述光电网接口芯片通过数据总线连接。
5.根据权利要求1所述的通用光电网装置,其特征在于,所述能单元由金属导电材料、非金属材料、金属导电材料和非金属材料组合构成,所述金属导电材料用于传输电能,所属非金属材料用于传输光能和/或电能;所述信单元由金属和/或非金属材料构成,所述非金属材料包括光纤,用于光信号传输,所述光信号承载信息形成信息流;所述感单元由金属和/或非金属材料构成,所述非金属材料包括光纤,用于光信号传输,所述光信号承载传感信息形成传感监测流;
所述能缆包括一束光纤束或N束光纤束,所述光纤束包括一条光纤或N条光纤,所述光纤用于传输光能、光信号、传感信号,所述光信号承载高速率大容量信息的传输,所述光能由能量光纤传输,用于驱动终端设备做功,所述能量光纤用于长距离传输所述光能,所述传感信号用于感知所述能缆的工作状态和/或所述能缆周围的环境状态,所述能缆包括第一段能缆和第二段能缆和第N段能缆,所述第一段能缆和第二段能缆和第N段能缆为串联、并联或串并联连接,用于构成链形网、环形网或混合形网,所述第一段能缆和第二段能缆和第N段能缆之间用光电网接续盒连接,用于实现所述第一段能缆和第二段能缆和第N段能缆连接,还用于所述能缆中所述光纤束的熔接、引入和引出,所述光电网接续盒中的所述光纤束用于实时监测所述第一段能缆与第二段能缆和或第N段能缆之间的连接接头部位的工作运行状态,还用于实时监测所述光电网接续盒的运行工作状态,以及实时监测所述光电网接续盒周围环境的状态;
所述能缆还包括导电材料,所述导电材料为金属导电材料或非金属导电材料,用于传导电能,所述能缆包括绝缘层,所述绝缘层用于电性能的绝缘隔离,所述能缆包括保护层,所述保护层用于所述能缆内部或外部的保护,起到机械损伤保护和抗拉伸保护,所述保护层为单层或多层,所述能缆包括屏蔽层,用于改善电场分布,所述金属导电材料为一根导电金属丝或多根导电金属丝,所述光纤束置于所述金属导电材料之内或外,用于构成一个紧密的整体;
所述金属导电材料由一种石墨烯碳纳米材料与金属材料混合而构成或是由一种所述石墨烯碳纳米材料渗透到所述金属材料分子与分子之间而构成,用于提高所述金属导电材料的机械强度,还用于提高所述金属导电材料的散热效率,还用于提高所述金属导电材料的导电率;所述石墨烯碳纳米材料还能涂敷在所述能缆或所述导电材料的表层用于提高所述能缆或所述导电材料的导电性能和导热性能,还用于提高所述能缆的防腐性能。
6.根据权利要求5所述的通用光电网装置,其特征在于,所述金属导电材料为低电阻率材料,由一根或者多根导电金属丝构成,用于电能的传导,还用于抗拉伸及支撑,所述导电金属丝与所述其它金属丝与所述非金属丝与所述光纤束绞合在一起构成一个紧密地整体,所述绞合采用张力放线的方式分层绞合,用于保证被绞合的物件在加工过程中所承受的应力达到均衡,所述绝缘层通过挤塑的方式实现,所述机械损伤保护使用带状材料通过缠绕包裹的方式实现,所述屏蔽层通过挤塑或缠绕包裹的方式实现。
7.根据权利要求6所述的通用光电网装置,其特征在于,至少一根所述光纤束放置于所述金属导电材料内部构成裸能缆,所述裸能缆用于野外架空传输电能、光能、光信号、传感信号;所述裸能缆的周围包裹所述屏蔽层、所述绝缘层、所述保护层,构成绝缘能缆,一束或多束所述光纤束放置于所述金属导电材料之外,并在周围包裹所述屏蔽层、所述绝缘层和所述保护层,构成各种不同规格型号的绝缘能缆,用于在不同的工作场景使用,在所述金属导电材料或所述光纤束的外围包裹屏蔽层,在所述屏蔽层的内或外包裹绝缘层,所述保护层包裹于所述绝缘层之外;
所述光纤束包括能量光纤、信息光纤、传感光纤,所述能量光纤用于传输高速率大容量光子流,所述信息光纤用于传输光信号,所述传感光纤为分布式光纤传感器,用于感知所在光纤束周围每个点的温度、应力应变、电流、气体、磁场的变化,在所述传感光纤或所述信息光纤的中间或末端串联或并联接入敏感元件,所述敏感元件重点感知该部位的电流或温度或磁场或气体变化,所述能量光纤、信息光纤、传感光纤置于束管中,所述敏感元件包括透明液体、敏感粒子、玻璃体,所述敏感粒子是一种纳米级颗粒,所述敏感粒子会很敏感的随周围温度、磁场、气体、压力发生变化,所述敏感粒子是温度敏感粒子或磁场敏感粒子或气体敏感粒子或压力敏感粒子中的一种或多种,所述敏感粒子均匀混入所述透明液体中以构成混合敏感液体,所述玻璃体是一种中空透明的密封体,所述混合敏感液体充满并密封在所述玻璃体内,所述玻璃体的两端分别连接一段光纤用于构成一个所述的敏感元件,且两端的一段光纤用于同其他光纤的熔接,所述敏感元件两端与所述能缆中的信息光纤和传感光纤连接,用于所述能缆和/或所述能缆分支重点部位的实时在线传感检测。
8.根据权利要求7所述的通用光电网装置,其特征在于,所述金属导电材料的外面同时有两束光纤束,即第一光纤束和第二光纤束,所述第一光纤束和第二光纤束平行并联或交叉串联使用,用于所述光纤束在任何点的引入、引出和T接,所述金属导电材料不被断开,用于保证电能传输线路的整体性、一致性和安全性;所述第一光纤束和所述第二光纤束和所述金属导电材料呈三角形分布或置于同一平面呈平行排列分布,用于所述光纤束从所述能缆中剥离、接入或引出,所述第一光纤束和所述第二光纤束用于传输光能量、光信号和传感信号,还用于作为一种分布式传感器,所述非金属导电材料为石墨烯材料,用于传输电能,所述石墨烯材料涂敷在所述光纤的表层,所述光纤和所述石墨烯材料用于构成一种完全由非金属材料制成的非金属能缆,所述非金属能缆用于各种场合的电能和信息的同时传输和传感。
9.根据权利要求8所述的通用光电网装置,其特征在于,所述能缆包含光能缆、电能缆、光电复合能缆,所述光能缆至少包含一光纤纤芯,所述电能缆至少包含一电芯,所述电芯外围依次包裹绝缘层与保护层,还能包裹屏蔽层;所述光电复合能缆包含至少一光纤纤芯和至少一电芯,所述能缆的周围填充防火阻燃材料制成防火阻燃能缆,用于在室内或易燃易爆的场合使用,所述能缆的外表面为橘红色,用于人眼的快速识别及区分,所述能缆的外表面设有字符,用于记录标明所述能缆的规格、型号、参数信息。
所述光纤包括复合涂层,所述复合涂层涂敷在所述光纤的外表面,用于所述光纤玻璃芯的抗拉、耐高温在100度以上稳定工作以及降低所述光纤玻璃芯的传输损耗,所述传感光纤外设有复合涂层,用于所述传感光纤中形成所述传感监测流,所述光纤玻璃芯添加有敏感材料,用于形成不同的所述传感监测流和实现不同场景或环境的的传感监测。
10.根据权利要求9所述的通用光电网装置,其特征在于,所述光电网软件包括光电网系统软件、光电网终端软件,所述光电网系统软件安装在所述脑单元设备中,用于所述能源流、信息流、传感监测流的控制和管理,还用于所述通用光电网的控制和管理,还用于所述能单元设备、信单元设备、感单元设备的数据通信、运算、存储、分析、输入、输出,还用于数据显示、故障告警;所述光电网终端软件安装在通用光电网终端设备中,所述通用光电网终端设备包括能终端设备、信终端设备、感终端设备,所述能终端设备、所述信终端设备、所述感终端设备包括光电网终端软件,用于所述能单元设备、信单元设备、感单元设备相互之间的通信和数据交换,还用于所述能单元设备、信单元设备、感单元设备与所述脑单元设备之间的通信和数据交换,还用于所述通用光电网终端设备的数据通信、运算、存储、分析、输入、输出,还用于所述通用光电网终端设备通信,还用于所述通用光电网终端设备的传感监测、控制和管理;
所述光电网规约用于光电网系统设备相互之间沟通方式的共同约定,用于所述能量单元、信息单元和传感单元之间的信息通信,还用于所述能单元、信单元和感单元内部设备或模块之间的信息通信,还用于所述能源流、信息流、传感监测流的结构控制,还用于所述通用光电网设备的控制和管理;
所述光电网规约包括起始字段、结束字段、数据字段,所述数据字段包括目的地址段、来源地址段、帧类型字段、帧长字段、帧号字段、数据净核字段、帧校验字段;所述起始字段用于接收端判断规约的起始位置,目的地址段用于接收端判断是否属于自己的数据;所述来源数据段用于获知数据的来源;所述帧类型字段用于判断本帧数据的类型;所述帧号字段用于判断是单一帧还是连续帧中的第几帧;所述数据净核字段存放有效数据;所述帧校验字段用于判断传输数据有无错误;所述结束字段用于判断是否还有后续帧;所述帧类型为能源类型帧、信息类型帧、传感类型帧;所述帧定义如下,字头或起始字节,F6,28三组即F6 F6F628 28 28,6个字节;目的地址128位,支持IPV6,16个字节;来源地址128位,支持IPV6,16个字节;帧类型2个字节,分为能类型、信类型、感类型,细分为命令类型和数据类型;帧长2个字节;帧号1个字节;数据净核;帧校验4个字节CRC32;帧结束符为F0或0F,1个字节;所述帧类型为,第一字节第一位为能类型命令位,第二位为能类型数据位,第三位为信类型命令位,第四位为信类型数据位,第五位为感类型命令位,第六位为感类型数据位;另一字节为本字节类型的扩展,扩展后对应相应的数据长度,1代表16字节,2代表32字节;较长数据需要分帧传送,通过设置帧号,以示连续;校验和用于验证数据传输中有无错误;帧结束符用于数据分帧时,区分还有无后续分帧,F0本帧结束,0F还有后续;数据帧净核长度控制在500字节以内。
所述办公设备是计算机设备或手机设备或平板电脑终端设备;
所述终端设备是电机或水泵或风扇或空调或热水器或电视或监控头或电脑或手机;
所述数字链是由一串串数字构成,所述一串串数字通过所述能缆传递给大数据中心,用于数据运算、存储、分析、输入、输出。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113691011A (zh) * | 2020-05-19 | 2021-11-23 | 河北荣毅通信有限公司 | 一种光电网系统及形成方法 |
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2019
- 2019-12-30 CN CN201911395474.XA patent/CN110971303A/zh not_active Withdrawn
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