CN207184481U - 一种总线式光纤智能传感网保护系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种总线式光纤智能传感网保护系统，一种总线式光纤智能传感网保护系统，包括与上位机连接的控制节点；控制节点包括中心控制节点和通过多路传感光纤与中心控制节点依次串联的若干个分控制节点，中心控制节点连接到上位机；该总线式光纤智能传感网保护系统设置有多个冗余光纤，可以对光纤断裂、光纤损坏等故障进行自动检测并进行报警，并根据检测结果自动切换工作通道，保证传感器的正常工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤传感技术领域，特别涉及一种总线式光纤智能传感网保护系统。
背景技术
近年来，光纤传感器以其独特的优势在许多重要领域内发挥不可替代的作用。光纤本身具有的频带宽、传输低损耗、体积小质量轻的优点赋予了光纤传感器组成传感网进行大规模测量的能力；光纤传感器按照其传感原理、结构特点和一定的拓扑结构形成光纤智能传感网，在航空航天、桥梁、隧道、储油罐等环境极为严苛的条件下对被测物进行全天候实时监测。光纤传感网的智能化是指传感网的控制中心对于传感网中传感器及控制节点等运行状态的实时控制，并且在传感器或网络中其他部分发生故障时能够自动定位故障点，且自动恢复故障点的功能。
目前针对光纤智能传感网的研究还存在一定问题，例如传感器种类单一、拓扑结构简单、以及无法同时实现传感器故障的自诊断及自愈。由于光纤本身较为脆弱，尤其是在恶劣环境工作时易出现传感器的损坏，可能导致故障传感器和与其同一通道内的其他传感器无法继续工作，这就需要传感网具备故障的自诊断及自愈功能，即对发生故障的传感器进行自动定位及传感功能的恢复。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种总线式光纤智能传感网保护系统。
为此，本实用新型技术方案如下：
一种总线式光纤智能传感网保护系统，包括与上位机连接的控制节点；控制节点包括中心控制节点和通过多路传感光纤与中心控制节点依次串联的若干个分控制节点，中心控制节点连接到上位机；
中心控制节点包括中心控制模块和光开关；分控制节点包含分控制模块和光开关；中心控制模块包括光发射节点电路、信号接收处理电路以及光开光控制电路；光开关设置于中心控制节点内，用于和分控制节点的光开关共同对传感光纤通道进行选择。
进一步地，所述的多路传感光纤为四根平行设置的传感光纤，其中一根作为工作光纤，其余三根作为冗余光纤。
进一步地，所述的中心控制节点与分控制节点上还包括波分复用器；波分复用器置于各控制节点内置光开关的前后的光纤光路上。
进一步地，所述的分控制节点上的波分复用器和分控制模块之间的光纤光路上设有光纤耦合器。
与现有技术相比，该总线式光纤智能传感网保护系统设置有多个冗余光纤，可以对光纤断裂、光纤损坏等故障进行自动检测并进行报警，并根据检测结果自动切换工作通道，保证传感器的正常工作。
附图说明
图1为本实用新型提供的总线式光纤智能传感网保护系统的结构示意图。
图2为中心控制节点和分控制节点的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。
一种总线式光纤智能传感网保护系统，包括与上位机3连接的控制节点；控制节点包括中心控制节点1和通过多路传感光纤5与中心控制节点1依次串联的若干个分控制节点2，中心控制节点1连接到上位机3；
中心控制节点1包括中心控制模块7和光开关8；分控制节点2包含分控制模块9和光开关8；中心控制模块7包括光发射节点电路、信号接收处理电路以及光开光控制电路；光开关8设置于中心控制节点1内，用于和分控制节点2的光开关8共同对传感光纤5通道进行选择。
所述的多路传感光纤5为四根平行设置的传感光纤，其中一根作为工作光纤，其余三根作为冗余光纤。
所述的中心控制节点1与分控制节点2上还包括波分复用器4；波分复用器4置于各控制节点内置光开关8的前后的光纤上。
所述的分控制节点2上的波分复用器4和分控制模块9之间的光纤上设有光纤耦合器6。
本实用新型提供的总线式光纤智能传感网保护系统的工作原理如下：
该总线式光纤智能传感网保护系统在工作时，通过波分复用器4将传感信号λ1在中心控制节点1或分控制节点2内接入，在下一个分控制节点2内可根据实际需求将传感信号通过波分复用器4引出，若传感光纤上的传感器是信号反射型(如光纤布拉格光栅FBG)，则在同一节点内将传感后的反射信号引出至解调仪，通过解调仪解调出原信号；若是多个光纤传感器共享宽带光源，则可从中心节点将宽带光λ1～λn通过波分复用器4接入，并在相应节点中将所对应的传感信号通过波分复用器4引出，如图2所示，可以实现多个传感器在不同传感节点内共享宽带光源；
在智能控制方面，通过中心控制模块7内的智能微控制器MCU进行电光转换，控制激光光源λd携带串口通讯信息依次问询各分节点模块2，各分节点模块2内的分控制模块9的接收电路经过光电转换、放大将中心控制节点1发出的问询信号λd送至分控制模块9的智能微分控制器MCU的I/O引脚，分控制器在接收到下行信号后按原路发送应答反馈信号λu至中心控制模块7，这样即完成了一次握手协议；中心控制模块7通过这种方式依次问询所有分节点来判断各传感光纤的通断情况；各节点内通过波分复用器4将下行信号λd及上行信号λu分别送至不同管脚。此外，信号λc作为监控信号光始终由上一节点内发出至下一节点内，监控两节点间对应光纤的通断情况，并通过光电转换模块连接至控制器I/O引脚，各分控制节点2会将自身对应的冗余光纤情况发送至中心节点。当工作光纤发生断裂、损坏等故障，导致信号通信中断时，各控制节点(包括中心控制节点1和分控制节点2)的光开关8会根据当前探测到的传感网运行状态在中心节点1的控制下自动将工作通道切换至当前完好的通道，保证传感器工作不受影响，并由中心控制模块7将故障点位置自动上传至上位机3，并报警，实现智能控制系统对故障的自愈及自诊断。
Claims (4)
1.一种总线式光纤智能传感网保护系统，其特征在于，包括与上位机(3)连接的控制节点；控制节点包括中心控制节点(1)和通过多路传感光纤(5)与中心控制节点(1)依次串联的若干个分控制节点(2)，中心控制节点(1)连接到上位机(3)；
中心控制节点(1)包括中心控制模块(7)和光开关(8)；分控制节点(2)包含分控制模块(9)和光开关(8)；中心控制模块(7)包括光发射节点电路、信号接收处理电路以及光开光控制电路；光开关(8)设置于中心控制节点(1)内，用于和分控制节点(2)的光开关(8)共同对传感光纤(5)通道进行选择。
2.根据权利要求1所述的总线式光纤智能传感网保护系统，其特征在于，所述的多路传感光纤(5)为四根平行设置的传感光纤，其中一根作为工作光纤，其余三根作为冗余光纤。
3.根据权利要求1或2所述的总线式光纤智能传感网保护系统，其特征在于，所述的中心控制节点(1)与分控制节点(2)上还包括波分复用器(4)；波分复用器(4)置于各控制节点内置光开关(8)的前后的光纤光路上。
4.根据权利要求3所述的总线式光纤智能传感网保护系统，其特征在于，所述的分控制节点(2)上的波分复用器(4)和分控制模块(9)之间的光纤光路上设有光纤耦合器(6)。
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| CN201721182455.5U CN207184481U (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种总线式光纤智能传感网保护系统 |
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| CN201721182455.5U CN207184481U (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种总线式光纤智能传感网保护系统 |
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| CN207184481U true CN207184481U (zh) | 2018-04-03 |
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| CN (1) | CN207184481U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113055085A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-29 | 国网山西省电力公司太原供电公司 | 一种电力通信网络运维装置 |
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2017
- 2017-09-15 CN CN201721182455.5U patent/CN207184481U/zh not_active Expired - Fee Related
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