CN113093634A - 一种光纤通信管道的故障报警监控系统 - Google Patents

一种光纤通信管道的故障报警监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光纤通信管道的故障报警监控系统，涉及光纤通信技术领域。本发明包括数据采集模块、显示模块、报警模块、故障预测模块和大数据模块，数据采集模块的输出端与数据预处理模块的输入端电性连接，数据预处理模块的输出端与中央处理模块的输入端无线网络连接。本发明利用分布式的数据采集模块即可实现光纤通信管道的智能化监控，基于大数据进行准确判断，能够感知光纤通信管道任意位置的温度、功率衰减变化，该系统在光纤通信管道完好的状态下，不会发生误报警的情况，而光纤通信管道一旦发生故障，可基于大数据快速识别光纤通信管道故障事件，并对故障点的位置进行精准定位，并可基于VR技术对故障点进行故障维修模拟。

Description

一种光纤通信管道的故障报警监控系统
技术领域
本发明属于光纤通信技术领域，特别是涉及一种光纤通信管道的故障报警监控系统。
背景技术
在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递，在光纤使用过程中，需要对其进行监控，光缆监测系统是对光缆的光功率进行监控，判断是否存在告警，出现故障时及时分析故障的原因，及时维修。
经检索，公告号CN108801597A，公告日期2018.11.13公开了一种光纤通信管道的故障报警方法，依次进行以下步骤：处理器将接收到的各项参数数据传输到存储器存储；处理器将接收到的各项参数数据传输到显示屏显示；通过无线传输模块将光缆接续盒内部的各项参数情况传输到远程维修人员或者用户的手机或者移动设备中。本发明解决了现有技术存在的光纤通信管道上没有及时对故障进行检测并提供报警，容易导致维修排查力度增大，增加人力物力消耗的问题，提供一种光纤通信管道的故障报警方法，其应用时通过设置传感器实时监测接续盒内部接续光纤的具体情况，并且在出现异常时发出声光报警提示，便于维修人员进行接续维修和排查，节约了人力物力，提高了维修排查效率。
该专利存在以下不足之处：
1.该故障报警方法全面性不足，监测的准确性较差，难以对故障点进行预测，难以将异常问题消灭于萌芽；
2.该故障报警方法难以根据监测数据进行故障诊断、风险评估，难以准确感知到光纤通信管道任意位置的故障点，难以准确获取光纤的故障点位置。
因此，现有的光纤通信管道的故障报警监控系统，无法满足实际使用中的需求，所以市面上迫切需要能改进的技术，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光纤通信管道的故障报警监控系统，利用分布式的数据采集模块即可实现光纤通信管道的智能化监控，基于大数据进行准确判断，能够感知光纤通信管道任意位置的温度、功率衰减变化，该系统在光纤通信管道完好的状态下，不会发生误报警的情况，而光纤通信管道一旦发生故障，可基于大数据快速识别光纤通信管道故障事件，并对故障点的位置进行精准定位，并可基于VR技术对故障点进行故障维修模拟，解决了现有的光纤通信管道的故障报警监控系统监测的准确性较差，故障点位置难以定位且风险难以评估的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种光纤通信管道的故障报警监控系统，包括数据采集模块、显示模块、报警模块、故障预测模块和大数据模块，所述数据采集模块的输出端与数据预处理模块的输入端电性连接，所述数据预处理模块的输出端与中央处理模块的输入端无线网络连接，所述中央处理模块的输出端与报警模块的输入端电性连接，且所述中央处理模块的输出端分别与显示模块、故障预测模块和大数据模块双向连接，且所述中央处理模块亦通过高速网络与移动终端无线连接；
所述数据采集模块和数据预处理模块一体模块化设计，且所述数据采集模块和数据预处理模块沿着光纤等间距布置有多组，所述中央处理模块、显示模块、报警模块、故障预测模块和大数据模块均设置在远程监控中心内，所述移动终端设置为手机或平板中的一种。
进一步地，所述数据采集模块包括温度监测单元、湿度监测单元和光功率监测单元，所述温度监测单元采用温度传感器实时监测光纤的表面温度，所述湿度监测单元采用湿度传感器实时监测光纤接线盒内部的湿度情况，所述光功率监测单元采用光功率计实时监测光纤的功率衰减情况。
进一步地，所述数据预处理模块用于对数据采集模块采集到的温度、湿度和功率衰减数据进行预处理，并剔除不合理的温度、湿度和功率衰减数据。
进一步地，所述显示模块包括可视化处理单元和报表生成打印单元，所述可视化处理单元用于将中央处理模块处理后的监测数据转换成方便观看的二维或三维图表，所述报表生成打印单元用于打印监测图表，移动终端处的人员可随时查看可视化处理后的数据，方便使用。
进一步地，所述报警模块包括消息推送单元和警报指示灯，所述消息推送单元用于将报警信息发送至监控人员的移动终端内，所述警报指示灯安装在监控中心内，所述警报指示灯用于当监控数据超过设定阈值时，发出声光信息提醒监控中心人员注意，消息推送单元可设置为短信推送、APP信息推送等。
进一步地，所述故障预测模块包括VR模拟单元、风险评估单元和故障点预测单元，所述故障点预测单元基于大数据模块准确判断出光缆的故障点所在位置，当出现告警时，故障点预测单元立即启动预测任务，确定准确的故障点，所述VR模拟单元运用VR虚拟现实技术构建光纤通信管道的三维场景，当光纤通信管道出现故障需要处理时，通过VR设备进行现场模拟维修，所述风险评估单元基于数据采集模块采集到的信息和大数据模块内的模型进行预测，判断光纤的温度、湿度、功率衰减数据的发展趋势，评估光纤通信管道各点的安全性。
进一步地，所述大数据模块包括大数据预测单元、大数据评估单元和大数据优化单元，所述大数据预测单元用于故障点预测单元基于大数据进行故障点的预测，所述大数据评估单元用于风险评估单元基于大数据进行风险评估，所述大数据优化单元用于对大数据预测单元和大数据评估单元的模型进行优化。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过设置故障点预测单元，使得当该光纤通信管道出现故障时，能基于大数据快速对故障点的位置进行精准定位，且当光纤通信管道完好的状态下，能感知光纤通信管道任意位置的温度、功率衰减变化情况，及时预测各个位置的情况，将异常问题消灭于萌芽。
2、本发明通过设置VR模拟单元，使得该系统可基于VR虚拟现实技术构建光纤通信管道的三维场景，当光纤通信管道出现故障需要处理时，通过VR设备进行现场模拟，以便维修人员快速了解到现场情况，并模拟维修，提高故障抢修的准确性，减少员工在实际操作过程中发生意外。
3、本发明通过设置风险评估单元，使得该系统可基于大数据和风险评估模型评估光纤通信管道各段发生故障的概率，预测温度、湿度和功率衰减的发展趋势，进而洞察整个光纤通信管道各段的使用情况，进而对整个光纤通信管道进行针对性的生产、改进，借助廉价的传感器和无线通信网络，进行实时的数据监控收集，再利用大数据预测分析，做到更精准的风险评估预测。
4、本发明通过设置数据采集模块和数据预处理模块，一体模块化设计，使得数据的传输效率更高，通过数据采集模块采集温度、湿度和功率衰减数据，然后通过数据预处理模块剔除不合理的温度、湿度和功率衰减数据，避免传输不合理数据影响传输速度，也提高后续的处理效率和准确性。
5、本发明通过设置消息推送单元和警报指示灯，可通过消息推送单元将报警信息发送至监控人员的移动终端内，使得监控人员可通过手机实时查看监控信息，及时了解到故障信息，进而进行处理，警报指示灯用于当监控数据超过设定阈值时，发出声光信息提醒监控中心人员注意，使得监控中心人员可第一时间了解到异常状况，及时处理。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的整体结构原理图；
图2为本发明的数据采集模块结构示意图；
图3为本发明的显示模块结构示意图；
图4为本发明的报警模块结构示意图；
图5为本发明的故障预测模块结构示意图；
图6为本发明的大数据模块结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、数据采集模块；2、数据预处理模块；3、中央处理模块；4、显示模块；5、报警模块；6、故障预测模块；7、移动终端；8、大数据模块；101、温度监测单元；102、湿度监测单元；103、光功率监测单元；401、可视化处理单元；402、报表生成打印单元；501、消息推送单元；502、警报指示灯；601、VR模拟单元；602、风险评估单元；603、故障点预测单元；801、大数据预测单元；802、大数据评估单元；803、大数据优化单元。
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。
请参阅图1所示，本发明为一种光纤通信管道的故障报警监控系统，包括数据采集模块1、显示模块4、报警模块5、故障预测模块6和大数据模块8，数据采集模块1的输出端与数据预处理模块2的输入端电性连接，数据预处理模块2的输出端与中央处理模块3的输入端无线网络连接，中央处理模块3的输出端与报警模块5的输入端电性连接，且中央处理模块3的输出端分别与显示模块4、故障预测模块6和大数据模块8双向连接，且中央处理模块3亦通过高速网络与移动终端7无线连接，数据采集模块1和数据预处理模块2一体模块化设计，且数据采集模块1和数据预处理模块2沿着光纤等间距布置有多组，中央处理模块3、显示模块4、报警模块5、故障预测模块6和大数据模块8均设置在远程监控中心内，移动终端7设置为手机或平板中的一种。
其中如图2所示，数据采集模块1包括温度监测单元101、湿度监测单元102和光功率监测单元103，温度监测单元101采用温度传感器实时监测光纤的表面温度，湿度监测单元102采用湿度传感器实时监测光纤接线盒内部的湿度情况，光功率监测单元103采用光功率计实时监测光纤的功率衰减情况。
数据预处理模块2用于对数据采集模块1采集到的温度、湿度和功率衰减数据进行预处理，并剔除不合理的温度、湿度和功率衰减数据。
其中如图3所示，显示模块4包括可视化处理单元401和报表生成打印单元402，可视化处理单元401用于将中央处理模块3处理后的监测数据转换成方便观看的二维或三维图表，报表生成打印单元402用于打印监测图表。
其中如图4所示，报警模块5包括消息推送单元501和警报指示灯502，消息推送单元501用于将报警信息发送至监控人员的移动终端7内，警报指示灯502安装在监控中心内，警报指示灯502用于当监控数据超过设定阈值时，发出声光信息提醒监控中心人员注意。
其中如图5所示，故障预测模块6包括VR模拟单元601、风险评估单元602和故障点预测单元603，故障点预测单元603基于大数据模块8准确判断出光缆的故障点所在位置，当出现告警时，故障点预测单元603立即启动预测任务，确定准确的故障点，在光纤通信管道正常使用时，基于大数据判断即将发生故障点的位置，将异常问题消灭于萌芽，VR模拟单元601运用VR虚拟现实技术构建光纤通信管道的三维场景，当光纤通信管道出现故障需要处理时，通过VR设备进行现场模拟，以便维修人员快速了解到现场情况，并模拟维修，提高故障抢修的准确性，减少员工在实际操作过程中发生意外，风险评估单元602基于数据采集模块1采集到的信息和大数据模块8内的模型进行预测，判断光纤的温度、湿度、功率衰减数据的发展趋势，评估光纤通信管道各点的安全性，进而洞察整个光纤通信管道各段的使用情况，进而对整个光纤通信管道进行针对性的生产、改进。
其中如图6所示，大数据模块8包括大数据预测单元801、大数据评估单元802和大数据优化单元803，大数据预测单元801用于故障点预测单元603基于大数据进行故障点的预测，大数据评估单元802用于风险评估单元602基于大数据进行风险评估，大数据优化单元803用于对大数据预测单元801和大数据评估单元802的模型进行优化。
本实施例的一个具体应用为：
S1：通过温度监测单元101、湿度监测单元102和光功率监测单元103采集光纤通信管道的温度、湿度和功率衰减数据，然后通过数据预处理模块2剔除不合理的温度、湿度和功率衰减数据；
S2：数据预处理模块2将预处理后的数据通过高速无线传输至监控中心的中央处理模块3内；
S3：通过中央处理模块3对采集到的数据进行分析处理，处理后的数据经可视化处理单元401进行可视化处理，监控中心和移动终端7处的工作人员可随时查看该光纤通信管道的监控信息；
S4：在监控过程中，通过风险评估单元602基于大数据评估单元802评估光纤通信管道各段发生故障的概率，预测温度、湿度和功率衰减的发展趋势，进而洞察整个光纤通信管道各段的使用情况，出现异常时，及时通过报警模块5发出告警信息；
S5：当光纤通信管道已经发生故障时，可基于大数据通过故障点预测单元603对故障点的位置进行精准定位，并基于VR技术通过VR模拟单元601对故障点进行故障维修模拟。
以上仅为本发明的优选实施例，并不限制本发明，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，所作的任何修改、等同替换、改进，均属于在本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种光纤通信管道的故障报警监控系统，包括数据采集模块(1)、显示模块(4)、报警模块(5)、故障预测模块(6)和大数据模块(8)，其特征在于：所述数据采集模块(1)的输出端与数据预处理模块(2)的输入端电性连接，所述数据预处理模块(2)的输出端与中央处理模块(3)的输入端无线网络连接，所述中央处理模块(3)的输出端与报警模块(5)的输入端电性连接，且所述中央处理模块(3)的输出端分别与显示模块(4)、故障预测模块(6)和大数据模块(8)双向连接，且所述中央处理模块(3)亦通过高速网络与移动终端(7)无线连接；
所述数据采集模块(1)和数据预处理模块(2)一体模块化设计，且所述数据采集模块(1)和数据预处理模块(2)沿着光纤等间距布置有多组，所述中央处理模块(3)、显示模块(4)、报警模块(5)、故障预测模块(6)和大数据模块(8)均设置在远程监控中心内，所述移动终端(7)设置为手机或平板中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种光纤通信管道的故障报警监控系统，其特征在于，所述数据采集模块(1)包括温度监测单元(101)、湿度监测单元(102)和光功率监测单元(103)，所述温度监测单元(101)采用温度传感器实时监测光纤的表面温度，所述湿度监测单元(102)采用湿度传感器实时监测光纤接线盒内部的湿度情况，所述光功率监测单元(103)采用光功率计实时监测光纤的功率衰减情况。
3.根据权利要求1所述的一种光纤通信管道的故障报警监控系统，其特征在于，所述数据预处理模块(2)用于对数据采集模块(1)采集到的温度、湿度和功率衰减数据进行预处理，并剔除不合理的温度、湿度和功率衰减数据。
4.根据权利要求1所述的一种光纤通信管道的故障报警监控系统，其特征在于，所述显示模块(4)包括可视化处理单元(401)和报表生成打印单元(402)，所述可视化处理单元(401)用于将中央处理模块(3)处理后的监测数据转换成方便观看的二维或三维图表，所述报表生成打印单元(402)用于打印监测图表。
5.根据权利要求1所述的一种光纤通信管道的故障报警监控系统，其特征在于，所述报警模块(5)包括消息推送单元(501)和警报指示灯(502)，所述消息推送单元(501)用于将报警信息发送至监控人员的移动终端(7)内，所述警报指示灯(502)安装在监控中心内，所述警报指示灯(502)用于当监控数据超过设定阈值时，发出声光信息提醒监控中心人员注意。
6.根据权利要求1所述的一种光纤通信管道的故障报警监控系统，其特征在于，所述故障预测模块(6)包括VR模拟单元(601)、风险评估单元(602)和故障点预测单元(603)，所述故障点预测单元(603)基于大数据模块(8)准确判断出光缆的故障点所在位置，当出现告警时，故障点预测单元(603)立即启动预测任务，确定准确的故障点，所述VR模拟单元(601)运用VR虚拟现实技术构建光纤通信管道的三维场景，当光纤通信管道出现故障需要处理时，通过VR设备进行现场模拟维修，所述风险评估单元(602)基于数据采集模块(1)采集到的信息和大数据模块(8)内的模型进行预测，判断光纤的温度、湿度、功率衰减数据的发展趋势，评估光纤通信管道各点的安全性。
7.根据权利要求1所述的一种光纤通信管道的故障报警监控系统，其特征在于，所述大数据模块(8)包括大数据预测单元(801)、大数据评估单元(802)和大数据优化单元(803)，所述大数据预测单元(801)用于故障点预测单元(603)基于大数据进行故障点的预测，所述大数据评估单元(802)用于风险评估单元(602)基于大数据进行风险评估，所述大数据优化单元(803)用于对大数据预测单元(801)和大数据评估单元(802)的模型进行优化。
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