CN113630177A - 一种光纤串联通信系统以及通信网络系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光纤串联通信系统以及通信网络系统。一种光纤串联通信系统，包括：控制箱、多个通信终端；所述通信终端，包括终端组件、与所述终端组件连接的第一光纤转换模块；所述第一光纤转换模块用于接设光纤；多个所述通信终端通过所述第一光纤转换模块以光纤线路串接形成串接通信链；所述控制箱，包括控制模块、与所述控制模块连接的第二光纤转换模块；所述第二光纤转换模块与所述串接通信链中的位于端位的通信终端的所述第一光纤转换模块通过光纤线路连接；所述控制模块通过所述第二光纤转换模块接收或发送通信数据。可以广泛应用于煤矿巷道、公路、铁路、远程油气输送管道等等，本技术抗干扰能力强、控制距离远、数据传送快、施工方便。

Description

一种光纤串联通信系统以及通信网络系统
技术领域
本发明涉及认通信技术领域，尤其涉及一种光纤串联通信系统以及通信网络系统。
背景技术
通信数据的快速、安全有效的传输是保证远程控制的基础，尤其在许多特殊的工业、市政、道路交通等场景下，存在许多呈线性分布特征的应用场景，例如煤矿、管廊、隧道、铁路等。当前该类环境中应用的通信系统的远距离数据通信，还是以点对点的传输方式为主，或使用一个中控端，分别与多个远程终端通信的方式，这样就会造成通信网络铺设麻烦，成本高等问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种光纤串联通信系统以及通信网络系统，用于解决背景技术中提到的技术问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种光纤串联通信系统，包括：控制箱、多个通信终端；
所述通信终端，包括终端组件、与所述终端组件连接的第一光纤转换模块；所述第一光纤转换模块用于接设光纤；所述终端组件通过所述第一光纤转换模块接收或发送通信数据；
多个所述通信终端通过所述第一光纤转换模块以光纤线路串接形成串接通信链；
所述控制箱，包括控制模块、与所述控制模块连接的第二光纤转换模块；所述第二光纤转换模块与所述串接通信链中的位于端位的通信终端的所述第一光纤转换模块通过光纤线路连接；所述控制模块通过所述第二光纤转换模块接收或发送通信数据。
进一步的，所述的光纤串联通信系统，所述第一光纤转换模块具有第一串接口和第二串接口；所述第一串接口用于接设进线光纤；所述第二串接口用于接设出线光纤；所述第一串接口与所述第二串接口连接。
进一步的，所述的光纤串联通信系统，所述串接通信链中，相邻的两个通信终端通过错接方式连接；所述错接方式为通信终端的第一串接口与相邻的一个通信终端的第二串接口连接，其第二串接口与相邻的另一个通信终端的第一串接口连接。
进一步的，所述的光纤串联通信系统，所述第二光纤转换模块具有一个或多个控制串接口，用于与一条或多条所述串接通信链进行连接。
进一步的，所述的光纤串联通信系统，所述串接通信链为链式网络结构或环网网络结构。
进一步的，所述的光纤串联通信系统，所述光纤线路的规格为一芯或两芯。
进一步的，所述的光纤串联通信系统，所述终端组件具有故障判定单元，用于根据光纤数据判定是串接通信链否存在故障，并向所述第一光纤转换模块发送沿线急停指令或断绳保护指令。
进一步的，所述的光纤串联通信系统，所述第一光纤转换模块在接收到所述沿线急停指令时，断开当前通信终端的通信数据接入网络，但保持串接的光纤数据的通路；
在接收到所述断绳保护指令时，断开当前通信终端的节点。
进一步的，所述的光纤串联通信系统，还包括远程服务端，与所述控制模块通信连接，用于远程驱动所述控制箱正常工作。
一种远程通信网络系统，使用所述的光纤串联通信系统构建通信网络系统。
相较于现有技术，本发明提供的一种光纤串联通信系统以及通信网络系统，具有以下有益效果：
使用本发明提供的光纤串联通信系统，多个所述通信终端通过串接形成链式网络结构或者链式环网网络结构，适用于沿线采集信息和控制设备，可以广泛应用于煤矿巷道、公路、铁路、远程油气输送管道等等，本技术抗干扰能力强、控制距离远、数据传送快、施工方便、成本低。
附图说明
图1是本发明提供的光纤串联通信系统的结构框图；
图2是本发明提供的第一光纤转换模块的结构框图；
图3是本发明提供的光纤串联通信系统一种实施例的结构图；
图4-图6是本发明提供的远程通信网络系统分别应用在石油管道运输、公路设施管理、森林防火管理领域上的实施结构图；
图7是本发明提供的布设星射状网络系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。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。
本领域技术人员应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述是本发明的示例性和说明性的具体实施例，不意图限制本发明。
本文中术语“包括”，“包含”或其任何其他变体旨在覆盖非排他性包括，使得包括步骤列表的过程或方法不仅包括那些步骤，而且可以包括未明确列出或此类过程或方法固有的其他步骤。同样，在没有更多限制的情况下，以“包含...一个”开头的一个或多个设备或子系统，元素或结构或组件也不会没有更多限制，排除存在其他设备或其他子系统或其他元素或其他结构或其他组件或其他设备或其他子系统或其他元素或其他结构或其他组件。在整个说明书中，短语“在一个实施例中”，“在另一个实施例中”的出现和类似的语言可以但不一定都指相同的实施例。
除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。
请参阅图1，本发明提供一种光纤串联通信系统，包括：控制箱、多个通信终端；
所述通信终端，包括终端组件、与所述终端组件连接的第一光纤转换模块；所述第一光纤转换模块用于接设光纤；所述终端组件通过所述第一光纤转换模块接收或发送通信数据；一般的，所述通信终端为本领域常用的通信电子设备，该电子设备可以使用接收或发送通信数据，进一步的，本实施例中，所述通信终端还需要具备光纤数据读取或发送功能，本实施例中的所述通信终端通过所述第一光纤转换模块进行光纤数据的读取或发送。进一步的，所述第一光纤转换模块为光纤转换器，所述光纤转换器是将RS-232/422/485串行数据通过光纤的远距离传输，可以完成串口数据与光纤数据之间的转换，并且可以延长串行通信信号的传输距离。所述终端组件为本领域常用的通信元器件，不做限定，但是因所述第一光纤转换模块是发送或接受的数据为串口数据，则所述终端组件应当具有读取并生成串口数据的功能。
多个所述通信终端通过所述第一光纤转换模块以光纤线路串接形成串接通信链；一般的，多个所述通信终端通过串接形成链式网络结构或者链式环网网络结构，适用于沿线采集信息和控制设备。
所述控制箱，包括控制模块、与所述控制模块连接的第二光纤转换模块；所述第二光纤转换模块与所述串接通信链中的位于端位的通信终端的所述第一光纤转换模块通过光纤线路连接；所述控制模块通过所述第二光纤转换模块接收或发送通信数据。一般的，所述控制箱为本领域常用的通信源设备或控制设备，用于接收或发送光纤信号给所述通信终端。具体的，所述第二光纤转换模块与所述第一光纤转换模块相同，均是光纤转换器。当然，进一步的，所述第二光纤转换模块也具有串接口，用于与位于端位的所述通信终端的串接口连接。具体的，所述端位为串接后的多个通信终端中的位于两端仅有一个相邻通信终端的位置。使用光纤通信，每段光纤的距离可达50-200m，当然，可以根据具体的情况进行灵活调整，一般的调整范围为1-500m。
具体的，使用本发明提供的光纤串联通信系统，多个所述通信终端通过串接形成链式网络结构或者链式环网网络结构，适用于沿线采集信息和控制设备，可以广泛应用于煤矿巷道、公路、铁路、远程油气输送管道等等，本技术抗干扰能力强、控制距离远、数据传送快、施工方便、成本低。
进一步的，针对不同的实施环境，所述通信终端以及控制箱均采用对应的电子设备，例如图3中展示的是某一种场景实施形态，其中，所述通信终端为对讲音箱(包括1#对讲音箱、2#对讲音箱、……、尾端对讲音箱)，其中控制箱与1#对讲音箱连接。本实施例中，所述终端组件包括：与所述第一光纤转换模块连接的串口转IP模块，用于将串口数据转换成IP数据；与所述串口转IP模块连接的处理模块，用于接收所述IP数据，并根据所述IP数据执行对应的处理操作；与所述第一光纤转换模块连接的音频解码模块，用于将串口数据转换成音频数据；与所述音频解码模块连接的功放模块，用于接收所述音频数据并对外播放；与所述第一光纤转换模块连接的程控解码模块，用于串口数据与程控数据之间进行数据转换；与所述程控解码模块连接的程控电话，用于接收或发送程控数据。所述控制模块包括：总台，用于输出控制指令；与所述总台连接的总控编码模块，用于串口数据与程控数据之间进行数据转换；音频编码模块，用于音频数据与串口数据之间进行数据转换；分别与所述第二光纤转换模块、所述总控编码模块、所述音频编码模块连接的交换机，用于将从第二光纤转换模块接收到的串口数据发送到所述总控编码模块、所述音频编码模块；还用于将音频编码模块和所述总控编码模块发送的串口数据发送到所述第二光纤转换模块；分别与所述交换机、所述音频编码模块连接的PLC控制器，用于接收所述总控编码模块、所述音频编码模块、所述第二光纤转换模块发送的串口数据，并得到所述控制指令、通信数据；还用于根据所述控制指令生成新的通信数据，并将所述通信数据发送到所述音频编码模块和所述第二光纤转换模块。所述控制模块还包括与所述交换机连接的触摸屏，通过所述交换机与所述PLC控制器进行数据交互，用于显示通信数据或交互界面等。
进一步的，考虑到所述通信终端需要进行串接，作为优选方案，请参阅图2，本实施例中，所述第一光纤转换模块具有第一串接口和第二串接口；所述第一串接口用于接设进线光纤；所述第二串接口用于接设出线光纤；所述第一串接口与所述第二串接口连接。具体的，所述第一串接口和所述第二串接口均采用本领域常用的RJ45接口；进一步的，所述进线光纤为通信信息输入的光纤线路，更进一步的是能够接收到控制箱发送的通信数据的光纤线路；所述出线光纤为所述通信终端向下一级通信终端发送通信信息的光纤线路。所述第一串接口与所述第二串接口之间连接是用于将当前通信终端接收到的通信数据直接发送到下一级通信以与所述控制箱通信连接，本发明不做限定。
作为优选方案，本实施例中，所述光纤线路的规格为一芯或两芯。优选的，当所述串接通信链为链式网络结构时，所述光纤线路优选为一芯光纤；当所述串接通信链为环网网络结构时，所述光纤线路优选为两芯光纤。
作为优选方案，本实施例中，所述终端组件具有故障判定单元，用于根据光纤数据判定是串接通信链否存在故障，并向所述第一光纤转换模块发送沿线急停指令或断绳保护指令。
作为优选方案，本实施例中，所述第一光纤转换模块在接收到所述沿线急停指令时，断开当前通信终端的通信数据接入网络，但保持串接的光纤数据的通路；
在接收到所述断绳保护指令时，断开当前通信终端的节点。
进一步的，所述通信终端还包括用于触发沿线急停指令的急停触发装置和用于触发断绳保护指令的保护触发装置，分别与所述处理模块连接。
作为优选方案，本实施例中，还包括远程服务端，与所述控制模块通信连接，用于远程驱动所述控制箱正常工作。具体的，所述远程服务端可以为中央控制室，包括显示器、服务器系统、监控系统等。
本发明还提供一种远程通信网络系统，使用所述的光纤串联通信系统构建通信网络系统。
具体的，本发明提供远程通信网络系统应用所述光纤串联通信系统，具体实施为煤矿巷道、公路、铁路、远程油气输送管道等领域。
请参照图4，其为石油管道运输系统的通信网络系统，包括由多个信息处理箱(1#信息处理箱、2#信息处理箱、尾端信息处理箱等)通过光纤串接得到的串接通信链，以及与1#信息处理箱连接的中央控制室；所述信息处理箱包括压力信号检测、流速信号检测、温度信号检测、压力泵控制、加热器控制等功能，所述中央控制室包括远程监控器、硬盘录像机、远程监控电脑或DCS，所述中央控制室与所述串接通信链之间通过光纤连接，整个通信网络系统通过光纤进行通信数据的交互，抗干扰能力强、控制距离远、数据传送快、施工方便、成本低。
请参照图5，其为公路设施管理系统的通信网络系统，包括由多个信息处理箱(1#信息处理箱、2#信息处理箱、尾端信息处理箱等)通过光纤串接得到的串接通信链，以及与1#信息处理箱连接的中央控制室；所述信息处理箱包括流量信号检测、环境风速检测、ETC信号检测、信号灯控制、警示信号控制和检测等功能，所述中央控制室包括远程监控器、硬盘录像机、远程监控电脑或DCS，所述中央控制室与所述串接通信链之间通过光纤连接，整个通信网络系统通过光纤进行通信数据的交互，抗干扰能力强、控制距离远、数据传送快、施工终端处。
一般的，在保证光纤转换器基础功能不受影响的基础上，所述第一串接口和所述第二串接口具有两种工作模式：一种是接收或发送光纤数据；一种是串接，实现光纤数据的直接转发，例如所述第一串接口接收到光纤数据，可以直接输送到所述第二串接口发送出去，以此保证光纤数据的读取和转发送。
作为优选方案，本实施例中，所述串接通信链中，相邻的两个通信终端通过错接方式连接；所述错接方式为通信终端的第一串接口与相邻的一个通信终端的第二串接口连接，其第二串接口与相邻的另一个通信终端的第一串接口连接。具体的，本实施例中，位于所述串接通信链中端位(一个串接通信链的起始点位置，例如有五个通信终端进行串接，1号位和5号位为端位)的通信终端仅有一个相邻通信终端，因此仅需要将端位上的通信终端的第二串接口与相邻通信终端的第一串接口通过光纤线路串接即可；非端位的通信终端有两个相邻通信终端，其第一串接口与一个相邻通信终端的第二串接口连接，其第二串接口与另一个相邻通信终端的第一串接口连接。
进一步的，考虑到一个控制箱可能需要控制多条串接通信链，作为优选方案，本实施例中，所述第二光纤转换模块具有一个或多个控制串接口，用于与一条或多条所述串接通信链进行连接。优选的，所述第二光纤转换模块的控制串接口的数量可以是动态设定，即根据需要可以接设不同数量的控制串接口，例如使用本领域常用的拓展坞设备(Dockingstation，又称端口复制器)进行控制串接口的拓展，当然，所述控制串接口也优选为RJ45接头。当所述第二光纤转换模块具有多个控制串接口时，能够布设星射状网络通信系统，具体的形态可以参阅图7(其中，位于中心的实心圆代表控制箱，其余每个空心圆代表一个通信终端)，能够满足于需要布设大面积监控的情形，满足此中状态的数据传输需求与控制，例如森林监控情形。
作为优选方案，本实施例中，所述串接通信链为链式网络结构或环网网络结构。所述链式网络结构为一种网络结构，此网络结构的特点在于布设简单，可以同时对网络结构内的所有通信终端进行通信，但是若其中某个通信终端出现故障，则该故障通信终端的后续的通信终端则不能继续通信。所述环网网络结构为环形网络，是使用一个连续的环将每台通信终端连接在一起，它能够保证一台通信终端上发送的信号可以被环上其他所有的通信终端都看到。在简单的环形网中，网络中任何通信终端的损坏都将导致系统出现故障，这样将阻碍整个系统进行正常工作。而具有高级结构的环形网则在很大程度上改善了这一缺陷。使用主环和备用环进行环网构建，每个通信终端除与主环相连外，还连接到备用环上，当主环故障时，自动转到备用环上进行通信。当所述串接通信链为环网网络结构时，环网中的任一通信终端可以与所述控制箱通信连接，本发明不做限定。
作为优选方案，本实施例中，所述光纤线路的规格为一芯或两芯。优选的，当所述串接通信链为链式网络结构时，所述光纤线路优选为一芯光纤；当所述串接通信链为环网网络结构时，所述光纤线路优选为两芯光纤。
作为优选方案，本实施例中，所述终端组件具有故障判定单元，用于根据光纤数据判定是串接通信链否存在故障，并向所述第一光纤转换模块发送沿线急停指令或断绳保护指令。
作为优选方案，本实施例中，所述第一光纤转换模块在接收到所述沿线急停指令时，断开当前通信终端的通信数据接入网络，但保持串接的光纤数据的通路；
在接收到所述断绳保护指令时，断开当前通信终端的节点。
进一步的，所述通信终端还包括用于触发沿线急停指令的急停触发装置和用于触发断绳保护指令的保护触发装置，分别与所述处理模块连接。
作为优选方案，本实施例中，还包括远程服务端，与所述控制模块通信连接，用于远程驱动所述控制箱正常工作。具体的，所述远程服务端可以为中央控制室，包括显示器、服务器系统、监控系统等。
本发明还提供一种远程通信网络系统，使用所述的光纤串联通信系统构建通信网络系统。
具体的，本发明提供远程通信网络系统应用所述光纤串联通信系统，具体实施为煤矿巷道、公路、铁路、远程油气输送管道等领域。
请参照图4，其为石油管道运输系统的通信网络系统，包括由多个信息处理箱(1#信息处理箱、2#信息处理箱、尾端信息处理箱等)通过光纤串接得到的串接通信链，以及与1#信息处理箱连接的中央控制室；所述信息处理箱包括压力信号检测、流速信号检测、温度信号检测、压力泵控制、加热器控制等功能，所述中央控制室包括远程监控器、硬盘录像机、远程监控电脑或DCS，所述中央控制室与所述串接通信链之间通过光纤连接，整个通信网络系统通过光纤进行通信数据的交互，抗干扰能力强、控制距离远、数据传送快、施工方便、成本低。
请参照图5，其为公路设施管理系统的通信网络系统，包括由多个信息处理箱(1#信息处理箱、2#信息处理箱、尾端信息处理箱等)通过光纤串接得到的串接通信链，以及与1#信息处理箱连接的中央控制室；所述信息处理箱包括流量信号检测、环境风速检测、ETC信号检测、信号灯控制、警示信号控制和检测等功能，所述中央控制室包括远程监控器、硬盘录像机、远程监控电脑或DCS，所述中央控制室与所述串接通信链之间通过光纤连接，整个通信网络系统通过光纤进行通信数据的交互，抗干扰能力强、控制距离远、数据传送快、施工方便、成本低。
请参照图6，其为森林防火管理系统的通信网络系统，包括由至少两条由多个信息处理箱(1#信息处理箱、2#信息处理箱、尾端信息处理箱等)通过光纤串接得到的串接通信链，以及与1#信息处理箱连接的中央控制室，至少两条所述串接通信链呈星射状布设在森林中，可以达到监控面积大，数据传送快，布设简单的有益效果；所述信息处理箱包括环境温度检测、环境风速检测、烟雾信号检测、水泵控制、阀门控制等功能，所述中央控制室包括远程监控器、硬盘录像机、远程监控电脑或DCS，所述中央控制室与所述串接通信链之间通过光纤连接，整个通信网络系统通过光纤进行通信数据的交互，抗干扰能力强、控制距离远、数据传送快、施工方便、成本低。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种光纤串联通信系统，其特征在于，包括：控制箱、多个通信终端；
所述通信终端，包括终端组件、与所述终端组件连接的第一光纤转换模块；所述第一光纤转换模块用于接设光纤；所述终端组件通过所述第一光纤转换模块接收或发送通信数据；
多个所述通信终端通过所述第一光纤转换模块以光纤线路串接形成串接通信链；
所述控制箱，包括控制模块、与所述控制模块连接的第二光纤转换模块；所述第二光纤转换模块与所述串接通信链中的位于端位的通信终端的所述第一光纤转换模块通过光纤线路连接；所述控制模块通过所述第二光纤转换模块接收或发送通信数据。
2.根据权利要求1所述的光纤串联通信系统，其特征在于，所述第一光纤转换模块具有第一串接口和第二串接口；所述第一串接口用于接设进线光纤；所述第二串接口用于接设出线光纤；所述第一串接口与所述第二串接口连接。
3.根据权利要求2所述的光纤串联通信系统，其特征在于，所述串接通信链中，相邻的两个通信终端通过错接方式连接；所述错接方式为通信终端的第一串接口与相邻的一个通信终端的第二串接口连接，其第二串接口与相邻的另一个通信终端的第一串接口连接。
4.根据权利要求2所述的光纤串联通信系统，其特征在于，所述第二光纤转换模块具有一个或多个控制串接口，用于与一条或多条所述串接通信链进行连接。
5.根据权利要求1所述的光纤串联通信系统，其特征在于，所述串接通信链为链式网络结构或环网网络结构。
6.根据权利要求5所述的光纤串联通信系统，其特征在于，所述光纤线路的规格为一芯或两芯。
7.根据权利要求1所述的光纤串联通信系统，其特征在于，所述终端组件具有故障判定单元，用于根据光纤数据判定是串接通信链否存在故障，并向所述第一光纤转换模块发送沿线急停指令或断绳保护指令。
8.根据权利要求7所述的光纤串联通信系统，其特征在于，所述第一光纤转换模块在接收到所述沿线急停指令时，断开当前通信终端的通信数据接入网络，但保持串接的光纤数据的通路；
在接收到所述断绳保护指令时，断开当前通信终端的节点。
9.根据权利要求1所述的光纤串联通信系统，其特征在于，还包括远程服务端，与所述控制模块通信连接，用于远程驱动所述控制箱正常工作。
10.一种远程通信网络系统，其特征在于，使用权利要求1-9任一所述的光纤串联通信系统构建通信网络系统。
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