CN115378976A - 一种通信仪表测试数据实时采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信仪表测试数据实时采集系统，包括：OTDR设备、数据采集终端和服务器，数据采集终端与OTDR设备通信连接，数据采集终端用于采集OTDR设备的监测数据，并进行数据存储和传输，服务器与数据采集终端通信连接，服务器接收采集终端采集的监测数据，并对监测数据进行存储和处理。本发明通过数据采集终端的设置使得监测数据能够进行实时存储，不容易造成数据的丢失，并且不需要在OTDR设备上安装数据处理软件，所有数据处理通过服务器进行操作，不会影响OTDR设备的监测工作。同时，数据采集终端可以自动完成监测数据的采集和传输，减少了人工的参与，简化了操作的流程。

Description

一种通信仪表测试数据实时采集系统

技术领域

本发明涉及光线传感技术领域，更加具体来说，本发明涉及一种通信仪表测试数据实时采集系统。

背景技术

通信仪表光时域反射仪(OTDR)是光纤链路状况的测量及故障诊断和定位常用仪器，能测试出光纤长度、总衰耗、故障点衰耗等。但目前，OTDR的测试数据大多仍然通过人工采集、手工记录，并通过离线手动的方式将存储在本机中的SOR数据文件导出，再手动导入到专业的仿真软件进行数据的解析处理。整体过程依赖人工，无法进行数据的自动采集及实时传输，存在数据的及时性、可靠性及高效性较差，数据利用率也较低等问题，更无法提供标准化的二次开发接口，严重制约了光纤链路的高效监测。

此外，由于机身存储空间有限，存在旧数据还未导出就被新数据覆盖掉的风险。同时测试数据、图形文件等信息需要通过USB存储设备才能导出进行整理分析，造成整体工作效率低下，并且仪表在项目之间流动性较大，进一步增加了测试数据覆盖丢失的风险，由于测试数据无法后补，也严重影响了工程测试资料的完整性。

国内有很多厂家提供基于OTDR的在线监测解决方案，但主要侧重在OTDR设备的改造设计、光缆故障监测以及对光缆异常情况进行定位，均没有考虑到测试数据的实时采集与传输。且这些方案或多或少存在架构复杂、功耗大、成本高、改造难等问题，且需要依赖于专用的仿真软件或依赖专用的网络，实际应用受到局限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明创新地提供了一种通信仪表测试数据实时采集系统，解决了现有技术中容易出现数据丢失，数据处理效率低下的技术问题。

为实现上述的技术目的，本发明公开了一种通信仪表测试数据实时采集系统，包括：OTDR设备、数据采集终端和服务器，

所述数据采集终端与所述OTDR设备通信连接，所述数据采集终端用于采集所述OTDR设备的监测数据，并进行数据存储和传输，

所述服务器与所述数据采集终端通信连接，所述服务器接收所述采集终端采集的监测数据，并对所述监测数据进行存储和处理。

进一步地，所述数据采集终端包括连接模块、采集模块、传输模块和存储模块，

所述连接模块用于与所述OTDR设备进行连接；

所述采集模块用于采集所述OTDR设备的监测数据；

所述传输模块用于与所述服务器通信连接，并将所述监测数据传输至所述服务器；

所述存储模块用于存储所述监测数据，当所述存储模块内存储的所述监测数据传输完成后，所述存储模块可删除相应的监测数据。

进一步地，所述连接模块与所述OTDR设备通过USB连接，可实现数据传输以及OTDR设备的设备识别。

进一步地，所述数据采集终端内设置多个线程，每个线程均可独立进行数据采集、数据存储、数据处理和数据传输操作。

进一步地，所述数据采集终端和所述OTDR设备均设置有多个，每个所述数据采集终端连接一个所述OTDR设备，所述数据采集终端可以自动或按需采集所述OTDR设备的监测数据。

进一步地，所述服务器包括数据接收模块、数据处理模块、后台存储模块、设备管理模块和用户管理模块，

所述数据接收模块用于接收所述数据采集终端传输的数据，所述数据处理模块用于对数据进行处理，所述后台存储模块用于存储所述数据接收模块接收的数据以及所述数据处理模块处理的数据，

所述设备管理模块用于对所述数据采集终端进行管理操作，所述用户管理模块用于对用户进行管理操作。

进一步地，所述数据处理模块包括：波形绘制模块和数据统计模块，所述波形绘制模块用于根据所述数据接收模块接收的数据进行波形图绘制，所述数据统计模块用于所述数据接收模块接收的数据进行统计和分析。

进一步地，所述服务器还包括报警模块，当所述数据接收模块接收到异常数据时，所述报警模块发出报警信号。

进一步地，所述数据处理模块还包括数据报表模块，所述数据报表模块用于生成数据表格，并标注不合格数据。

进一步地，所述通信仪表测试数据实时采集系统还包括控制模块，所述控制模块与所述服务器相连，所述控制模块用于输入操控指令以及显示所述服务器的数据处理结果。

本发明的有益效果为：

本发明提供的通信仪表测试数据实时采集系统，通过数据采集终端采集OTDR设备的监测数据，并可以通过数据采集终端进行监测数据的预处理和存储，并将数据传输至服务器进行数据处理。数据采集终端的设置使得监测数据能够进行实时存储，不容易造成数据的丢失，并且不需要在OTDR设备上安装数据处理软件，所有数据处理通过服务器进行操作，不会影响OTDR设备的监测工作。同时，数据采集终端可以自动完成监测数据的采集和传输，减少了人工的参与，简化了操作的流程。

附图说明

图1示出本发明实施例通信仪表测试数据实时采集系统的结构图；

图2示出本发明实施例多个数据采集终端与服务器通信结构图；

图3示出本发明实施例服务器数据处理流程图；

图4示出本发明实施例通信仪表测试数据实时采集系统数据采集、处理流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明提供的通信仪表测试数据实时采集系统进行详细的解释和说明。

本发明提供的通信仪表测试数据实时采集系统，通过数据采集终端采集OTDR设备的监测数据，并可以通过数据采集终端进行监测数据的预处理和存储，并将数据传输至服务器进行数据处理。数据采集终端的设置使得监测数据能够进行实时存储，不容易造成数据的丢失，并且不需要在OTDR设备上安装数据处理软件，所有数据处理通过服务器进行操作，不会影响OTDR设备的监测工作。同时，数据采集终端可以自动完成监测数据的采集和传输，减少了人工的参与，简化了操作的流程。以下结合具体实施例对本发明进行详细介绍：

本发明提供一种通信仪表测试数据实时采集系统，如图1所示，包括：OTDR设备、数据采集终端和服务器，OTDR设备用于完成光缆数据的测试及获取等功能，数据采集终端与OTDR设备通信连接，数据采集终端用于采集OTDR设备的监测数据，并进行数据存储和传输，服务器与数据采集终端通信连接，服务器接收采集终端采集的监测数据，并对监测数据进行存储和处理。

OTDR设备完成光缆数据的测试及获取等功能，数据采集终端能够完成OTDR设备的身份核对验证、数据的采集以及与服务器的交互、数据传输、光缆信息数据搜集上传等功能。服务器作为整个系统的核心，主要由数据管理服务、数据解析服务、报表服务、工单服务等组成，各类服务按需采取集群分布式部署方式，提供数据管理、数据解析、管理控制、工单处理等能力。

本发明通过数据采集终端对监测数据进行监测数据的采集、存储和传输，因此不需要在OTDR设备内进行数据储存，也不需要在OTDR设备上安装数据处理的软件，可以解决数据容易被覆盖而丢失数据的问题。可选地，数据采集终端遵循“超小型、轻量化、智能化、便携式”的目标，主要实现与OTDR设备的连接，集数据智能采集、多种协议转换、智能网关、4G/5G无线通信、数据处理转发、本地存储等功能于一体，实现OTDR串口设备与网络服务器的通信，进一步地，数据采集终端支持电池供电及OTDR设备USB供电，使用更便携。数据采集终端和OTDR设备均设置有多个，如图2所示，每个数据采集终端连接一个OTDR设备。各数据采集终端与OTDR设备之间通过USB进行连接，且同一数据采集终端可灵活用于不同的OTDR设备之间，通过获取OTDR设备特征进行绑定对应即可，各数据采集终端通过4G/5G公网或WiFi等方式与服务器通信连接。服务器可以与后台管理端(控制模块)连接，管理人员通过后台管理端进行数据读取或控制指令的输入等操作。或者，服务器还可以与第三方的对接系统平台连接，提供数据的输出等。

在本实施例中，数据采集终端包括连接模块、采集模块、传输模块和存储模块。连接模块用于与OTDR设备进行连接，可选地，连接模块采用USB串口的连接方式实现与OTDR设备的快速连接；采集模块用于采集OTDR设备的监测数据，可选地，采集模块采用监听USB插入事件、定时轮询服务等方式，触发OTDR设备数据的自动采集；传输模块用于与服务器通信连接，并将监测数据传输至服务器，可选地，传输模块将数据信息进行封装并通过数据传输模块发送至服务器，完成数据采集的传输并支持断网续传，保证文件传输100％不丢失，进一步地，传输模块支持WIFI、4G以及5G网络上传数据，支持数据的打包上传以及数据的多线程工作，以提高采集及回传效率；存储模块用于存储监测数据，当存储模块内存储的监测数据传输完成后，存储模块可删除相应的监测数据，可选地，存储模块将接收到的OTDR设备SOR文件作按序存储处理，并记录该SOR文件是否已成功上传到服务器，当SOR文件已成功上传到服务器时即可删除数据存储模块的本地存储，以节约本地存储空间。

在本实施例中，数据采集终端通过USB与OTDR设备建立通信，数据采集终端与OTDR设备进行连接收，获取OTDR设备的唯一标识，进行映射绑定，同时回传OTDR设备的标识、位置、状态等信息，便于后台数据分析及故障的快速定位，以更好地进行数据分析及定位。

数据采集终端通过策略配置支持自动或按需采集OTDR设备的SOR文件。可选地，自动采集，即通过监听USB插入事件、定时轮询服务等方式，一旦OTDR设备的SOR文件有更新就立即进行采集；按需采集，即通过策略配置，可按时间段、项目类别等配置策略进行采集，也可通过用户对OTDR设备的主动记录与触发来收集数据。数据采集终端接收到SOR文件后进行按序存储处理，通过传输模块实时发送至4G/5G无线接入及传输网络，将SOR文件自动传输到服务器，同时接收ACK信息，根据ACK信息改变文件回传成功与否的状态。数据采集终端对已经回传成功的SOR文件进行标记，当SOR文件回传成功后，存储模块才会将对应的SOR文件清除，以达到可靠传输的同时，循环利用本地存储空间的目的。进一步地，当数据采集终端处于隧道、地下及偏远山区等没有网络信号的地区时，采集到的数据自动按序存储到存储模块中，当有网络信号时自动继续回传。

可选地，数据采集终端和服务器之间每次数据传输完成之后需要进行确认，确保SOR回传成功后才进行下一步操作，以保证数据传输和存储的可靠性。进一步地，通过预设的时间或文件数量参数，将预设参数内采集到的SOR文件数据压缩打包，将打包好的数据一次传输到服务器，以提高传输效率。

在一些实施例中，数据采集终端内设置多个线程，每个线程均可独立进行数据采集、数据存储、数据处理和数据传输操作。当OTDR设备采集频率较高时或在复杂山区采集后集中进行文件回传时，传统的传输方式存在实时性差、数据丢包、功耗较大等问题。数据采集终端内置程序可结合多线程技术，通过创建多个线程，每个线程都实现数据采集、数据存储、数据打包及数据回传的方法，并且在其中一个线程接收完数据进行压缩打包期间，由另一个线程继续接收采集的OTDR设备数据，以提高采集及回传效率。

在本实施例中，服务器接收数据采集终端的数据并对其进行保存、波形绘制及进一步处理，具备现场回传的数据接收、存储，并且能够利用仿真软件将SOR图形文件进行分析、导出表格等数据处理。从导出的表格中采集所需要的数据，判断数据是否合格，并且将数据填写至标准表格中，自动生成测试记录表。在现场数据出现异常的情况下，通过报警来提醒工作人员，如，将预警信息及工单信息通过手机短信或邮箱或API的方式推送给对接的系统或系统管理员。有利于工作人员准确实时把握现场的状况，出现异常情况时，及时采取相应的补救措施。

服务器基于微服务架构，服务器的高可用及高扩展性，每个组件负责不同的业务，彼此之间松耦合。服务器采用前后端分离的架构设计，前端关注界面展现，后端关注业务逻辑，分工明确，职责清晰，并提供基于https的数据解析服务，适配性、响应速度、性能都得到极大提升。管理员通过Web系统向服务器发送数据请求，然后通过动态Web网页使授权用户通过浏览器查看实时数据、波形呈现、用户信息、设备信息及告警信息等。

可选地，服务器包括数据接收模块、数据处理模块、后台存储模块、设备管理模块和用户管理模块。其中，数据接收模块用于接收数据采集终端传输的数据，所有工作的OTDR设备在隧道外均可实时传输光纤数据到数据接收模块；数据处理模块用于对数据进行处理；后台存储模块用于存储数据接收模块接收的数据以及数据处理模块处理的数据，可选地，后台存储模对SOR等非结构化数据及解析后的结构数进行存储；设备管理模块用于对数据采集终端进行管理操作，用户管理模块用于对用户进行管理操作，可选地，设备管理模块实现服务器对OTDR设备、数据采集模块进行添加、删除、修改、查询、绑定、解绑等操作管理。

在一些实施例中，数据处理模块包括：波形绘制模块和数据统计模块，波形绘制模块用于根据数据接收模块接收的数据进行波形图绘制，可选地，波形绘制模块根据OTDR测量结果数据，进行波形图绘制，数据保存、查询功能；数据统计模块用于数据接收模块接收的数据进行统计和分析，可选地，数据统计模块可快速对光缆曲线以及信息等进行检索、分析及呈现。可选地，数据处理模块还包括数据报表模块，数据报表模块用于生成数据表格，并标注不合格数据，例如，数据报表模块可以将数据导入标准表格，并当存在不合格数据时对不合格数据径向标注，例如标字体颜色等。

在其他实施例中，服务器还包括报警模块，当数据接收模块接收到异常数据时，报警模块发出报警信号，例如，数据采集出现异常或者OTDR设备出现异常及时进行报警，并通过条件筛查，尽快找出不符合标准的SOR文件，并生成工单。

可选地，服务器还包括用户管理模块：实现后服务器对管理用户进行添加、删除、修改、查询、授权等操作管理。还可以包括基础管理模块：实现对原始数据的查询、统计相关操作；系统设置模块：实现系统的配置及运行状态、文件名称、测量时间、光缆标识等系统展示；工单模块：对接系统现有账户管理接口，生成并推送项目工单；数据报表标准化：提供数据报表的标准化生成、导出等功能。进一步地，还可以包括日志服务等其他模块，以实现更多的处理和服务功能。

如图3所示，在本实施例中，服务器接收数据采集终端的数据，并对采集回传的SOR文件进行存储，然后通过OTDR仪表仿真软件或仿真服务进行处理，对SOR文件进行解析并导出相关数据，然后将导出的数据绘制成波形图，进行数据可视化呈现。同时，对导出的数据进行提取并填入标准模板表格，根据阈值对表格内数据进行判断，如果所有数据都合格，则导出标准表格形成测试记录表。如果存在不合格数据，则在表格内进行标注，如通过改变字体颜色或添加标注的方式将不合格数据标注出，然后导出不合格项目，形成故障工单。最后对故障工单进行处理，如进行故障推送或者对接第三方系统进行故障提醒或修复等处理。

在本实施例中，通信仪表测试数据实时采集系统还包括控制模块，控制模块与服务器相连，控制模块用于输入操控指令以及显示服务器的数据处理结果。通过对接服务器进行UI的实现，支持常用的数据管理功能及界面呈，用户可通过控制模块对服务器进行控制指令的输入以及监测数据的读取等操作。

如图4所示，本发明通信仪表测试数据实时采集系统的工作过程为：OTDR设备开始测试，待产生数据时数据采集终端自动采集数据并进行数据的本体存储，然后将数据打包压缩后传送至服务器，当数据传送成功后，即数据采集终端接收到ACK信息后，删除数据采集终端内存储的本地数据，当数据传输失败后重新进行输出传输，直至数据传输成功。

服务器接收数据后，可以对数据进行存储和数据分析处理，例如进行参数测量、波形绘制、数据分析等，同时，处理后的数据也可同步进行存储。可选地，服务器还可以进行数据报表生成、异常报警、工单推送、设备管理、用户管理、基础管理、系统设置等处理和和操作，用户可以根据需要径向操作和设定。

可选地，服务器还可以与第三方系统连接，例如，服务器可以连接Web系统，通过Web系统可以对服务器进行数据访问、页面呈现以及业务逻辑等操作。

在本发明中，OTDR设备只要连接内置数据采集、存储、传输服务的数据采集终端就能够实现光纤数据的自动动态采集，实时采集光纤的数据信息后通过互联网或用户方WLAN实时发送给服务器，管理人员可以通过后台实时观测到OTDR设备采集的光纤状态等信息以及图形化呈现，可设置阈值进行自动告警，支持报表的导出及故障工单推送。本发明解决了测试仪表中数据被覆盖的问题，解决了因OTDR设备周转造成数据丢失的问题，提高了OTDR设备周转效率，同时，后台的服务器能够对数据进行处理，自动判断测试数据是否合格，并形成故障处理工单；自动生成测试记录表，不需要测试人员手动填写测试记录，降低了测试人员工作强度，保证了测试数据的准确性。本发明数据采集终端和服务器的设置，使得不需要在OTDR设备上安装软件，直接用OTDR设备的USB串口连接前端数据采集器，即可实现自动采集和上传，不影响原OTDR设备的正常操作，不需要人工干预，即插即用；不需要依赖于专用的仿真软件或依赖专用的网络，实际应用更灵活；服务端提供二次开发API，供进一步数据分析及与其他系统的对接；通过支持数据打包、断点续传、ACK确认等机制，确保数据的实时高效可靠传输，提高采集及回传效率；通过实现智能采集机制，可自动采集回传数据，也可按配置策略及用户手动触发回传数据，大大减少了人工操作的繁琐流程。通过智能化技术的应用,形成规范的智能化处理与分析流程有效降低对人工经验的高度依赖性和分析结果的主观性,克服人工处理与分析因人而异、效率低下、知识与经验无法积累和推广等弊端。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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和简化描述，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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任至少一个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通信仪表测试数据实时采集系统，其特征在于，包括：OTDR设备、数据采集终端和服务器，

所述数据采集终端与所述OTDR设备通信连接，所述数据采集终端用于采集所述OTDR设备的监测数据，并进行数据存储和传输，

所述服务器与所述数据采集终端通信连接，所述服务器接收所述采集终端采集的监测数据，并对所述监测数据进行存储和处理。

2.根据权利要求1所述的通信仪表测试数据实时采集系统，其特征在于，所述数据采集终端包括连接模块、采集模块、传输模块和存储模块，

所述连接模块用于与所述OTDR设备进行连接；

所述采集模块用于采集所述OTDR设备的监测数据；

所述传输模块用于与所述服务器通信连接，并将所述监测数据传输至所述服务器；

所述存储模块用于存储所述监测数据，当所述存储模块内存储的所述监测数据传输完成后，所述存储模块可删除相应的监测数据。

3.根据权利要求2所述的通信仪表测试数据实时采集系统，其特征在于，所述连接模块与所述OTDR设备通过USB连接，可实现数据传输以及OTDR设备的设备识别。

4.根据权利要求2所述的通信仪表测试数据实时采集系统，其特征在于，所述数据采集终端内设置多个线程，每个线程均可独立进行数据采集、数据存储、数据处理和数据传输操作。

5.根据权利要求2所述的通信仪表测试数据实时采集系统，其特征在于，所述数据采集终端和所述OTDR设备均设置有多个，每个所述数据采集终端连接一个所述OTDR设备，所述数据采集终端可以自动或按需采集所述OTDR设备的监测数据。

6.根据权利要求1所述的通信仪表测试数据实时采集系统，其特征在于，所述服务器包括数据接收模块、数据处理模块、后台存储模块、设备管理模块和用户管理模块，

所述数据接收模块用于接收所述数据采集终端传输的数据，所述数据处理模块用于对数据进行处理，所述后台存储模块用于存储所述数据接收模块接收的数据以及所述数据处理模块处理的数据，

所述设备管理模块用于对所述数据采集终端进行管理操作，所述用户管理模块用于对用户进行管理操作。

7.根据权利要求6所述的通信仪表测试数据实时采集系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：波形绘制模块和数据统计模块，所述波形绘制模块用于根据所述数据接收模块接收的数据进行波形图绘制，所述数据统计模块用于所述数据接收模块接收的数据进行统计和分析。

8.根据权利要求6所述的通信仪表测试数据实时采集系统，其特征在于，所述服务器还包括报警模块，当所述数据接收模块接收到异常数据时，所述报警模块发出报警信号。

9.根据权利要求7所述的通信仪表测试数据实时采集系统，其特征在于，所述数据处理模块还包括数据报表模块，所述数据报表模块用于生成数据表格，并标注不合格数据。

10.根据权利要求1-9任一项所述的通信仪表测试数据实时采集系统，其特征在于，所述通信仪表测试数据实时采集系统还包括控制模块，所述控制模块与所述服务器相连，所述控制模块用于输入操控指令以及显示所述服务器的数据处理结果。

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