CN217824979U - 一种光时域反射仪数据实时采集装置及数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光时域反射仪数据实时采集装置及数据采集系统。光时域反射仪数据实时采集装置包括：串口通信模块、数据采集模块、数据存储模块、无线通信模块、主控模块和电源电路，所述串口通信模块、数据采集模块、数据存储模块和无线通信模块与所述主控模块连接，所述电源电路包括充电电路、主控运行电路和主控稳压电路，所述充电电路与、主控运行电路和主控稳压电路于所述主控模块连接。本实用新型光时域反射仪数据实时采集装置遵循“超小型、轻量化、智能化、便携式”的目标，集串口通信、数据智能采集、多种协议转换、智能网关、5G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。

Description

一种光时域反射仪数据实时采集装置及数据采集系统

技术领域

本实用新型涉及光纤监测技术领域，更加具体来说，本实用新型涉及一种光时域反射仪数据实时采集装置及数据采集系统。

背景技术

光纤测试数据大多采用通信仪表光时域反射仪(OTDR)这样的专用设备进行测试和获取，现有的OTDR对连接的光纤进行测试和监控时，使用不够方便，需要作业人员现场通过U盘或SD卡拷贝的方式采集数据来得知光纤故障的位置，中间存在较大的延迟，进而降低了光纤故障处理的效率，同时由于多台OTDR设备之间是独立的，无法实现数据的共享，进一步的降低了光纤故障处理的效率。

此外，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。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型创新地提供了一种光时域反射仪数据实时采集装置及数据采集系统，能够实现光纤测试数据的采集和传输，解决了现有技术中测试数据需要人工获取，处理效率低的技术问题。

为实现上述的技术目的，第一方面，本实用新型公开了一种光时域反射仪数据实时采集装置，包括：串口通信模块、数据采集模块、数据存储模块、无线通信模块、主控模块和电源电路，

所述串口通信模块、数据采集模块、数据存储模块和无线通信模块与所述主控模块连接，

所述电源电路包括充电电路、主控运行电路和主控稳压电路，所述充电电路与、主控运行电路和主控稳压电路于所述主控模块连接。

进一步地，所述串口通信模块包括串口模块和转USB芯片，用于与OTDR设备通过USB进行连接。

进一步地，所述无线通信模块包括：4G模块、5G模块、WiFi模块和/或蓝牙模块，用于与服务器无线连接。

进一步地，所述电源电路还包括稳压供电电路，所述稳压供电电路与所述无线通信模块连接。

进一步地，所述数据存储模块包括扩展接口，所述扩展接口用于连接存储设备。

进一步地，还包括加密模块，所述加密模块与所述主控模块和所述无线通信模块连接，用于对所述无线通信模块传输的数据进行加密。

进一步地，还包括定位模块，所述定位模块与所述主控模块连接。

进一步地，还包括按键模块，所述按键模块与所述主控模块连接，所述按键模块用于开关机以及数据采集控制。

第二方面，本实用新型公开了一种数据采集系统，包括：OTDR设备、上述光时域反射仪数据实时采集装置和服务器，

所述串口通信模块通过USB与所述OTDR设备连接，所述无线通信模块与所述服务器连接。

进一步地，所述OTDR设备和所述光时域反射仪数据实时采集装置设置多个，每个所述光时域反射仪数据实时采集装置连接一个所述OTDR设备。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型光时域反射仪数据实时采集装置遵循“超小型、轻量化、智能化、便携式”的目标，集串口通信、数据智能采集、多种协议转换、智能网关、5G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。

附图说明

图1示出本实用新型实施例光时域反射仪数据实时采集装置的结构示意图；

图2示出本实用新型实施例光时域反射仪数据实时采集装置各模块连接状态示意图；

图3示出本实用新型实施例数据采集系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型提供的光时域反射仪数据实时采集装置及数据采集系统进行详细的解释和说明。

随着5G技术的不断发展及普及，无线通信技术为通信测试数据的实时采集传输提供了一个有效途径，5G技术以高速传输等优点，为提供测试数据的实时传输提供了网络基础，克服了传统离线方式的缺点。此外，5G的低时延与高可靠性,可以满足对可靠性和响应速度要求高的控制类操作应用场景。基于此，本实用新型提出一种“超小型、轻量化、智能化、便携式”的基于5G的通信测试数据实时采集传输装置，实现光纤测试数据的便携采集、实时传输，从而进一步提高光纤故障处理的效率。

本实用新型光时域反射仪数据实时采集装置可以实时采集OTDR设备的测试数据，能实现智能采集OTDR设备中存储的SOR测试数据及相关状态数据，并通过无线通信模块传输至后台服务器进行进一步分析处理。另外，本实用新型的光时域反射仪数据实时采集装置，具有自主数据采集和存储、自主空间定位、自主时间同步、远程控制和状态感知等功能，基于无线通讯网络实现采集传输装置与云端的互联互通，支持移动互联网场景下4G/5G及WiFi传输，适配各类型号的OTDR设备，进而实现对OTDR设备的数据的实时采集及传输，提高数据传输的效率。以下结合具体实施例对本实用新型进行详细介绍：

在一个实施例中，如图1、图2所示，本实用新型提供一种光时域反射仪数据实时采集装置，包括：串口通信模块、数据采集模块、数据存储模块、无线通信模块、主控模块和电源电路，串口通信模块、数据采集模块、数据存储模块和无线通信模块与主控模块连接，电源电路包括充电电路、主控运行电路和主控稳压电路，充电电路与、主控运行电路和主控稳压电路于主控模块连接。在本实施例中，通过串口通信模块与OTDR设备进行通信连接，数据采集模块用于采集OTDR设备的测试数据，测试数据存储在数据存储模块内实现数据的本地存储避免数据丢失，无线通信模块可以与后台的服务器进行无线通信连接，并可以将测试数据传输至服务器进行数据处理和输出等操作。本实用新型实现了OTDR设备的数据采集、存储和传输，实现了测试数据数据的实时采集及传输，提高数据传输的效率。

可选地，串口通信模块包括串口模块和转USB芯片，用于与OTDR设备通过USB进行连接。在一个实施例中，串口通信模块由CH340C串口模块转USB芯片及其附属电路，主控芯片程序下载控制电路组成，可进行设备运行信息打印、运行信息配置、程序更新下载等功能。

可选地，数据采集模块通过策略配置，支持自动或按需采集OTDR设备的测试文件，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。

数据存储模块作为数据缓冲存储器，提供采集数据的存储及管理功能，兼顾稳定性及读写速率。可选地，数据存储模块包括扩展接口，扩展接口用于连接存储设备，支持挂载SD卡来扩展存储空间。

可选地，无线通信模块包括：4G模块、5G模块、WiFi模块和/或蓝牙模块，用于与服务器无线连接。在一个实施例中，无线通信模块利用5G技术的低时延与高可靠性，以“数据传输”作为核心功能，提高数据收发的速度，支持无线远程控制和数据实时回传等功能，支持TCP、TLS、UDP、HTTP、HTTP S、FTP、MQTT等通信协议，并支持短信等功能，具有高易用性。进一步地，无线通信模块可通过扩展支持蓝牙、NB-IoT、WiFi、4G/5G等多模式融合通讯，可满足不同场景、不同环境、不同距离等条件下的通信需求，同时可避免使用大量的电缆以及通讯网线，节省了大量的成本。

可选地，电源电路还包括稳压供电电路，稳压供电电路与无线通信模块连接，可为无线通信模块提供稳定的电源供电，而无需占用主控芯片的电源资源。例如，稳压供电电路由高效同步升压转换芯片PW6276及其附属电路组成，为无线通信模块提供最高12W的稳定供电电路。

主控模块协调控制各个组成模块，可选地，由STM32主控芯片及其附属电路，TF读卡电路及运行指示电路组成，具备程序运行、U盘模拟、数据处理、运行信息储存、运行状态显示等功能。进一步地，主控模块还可以提供一路I2C通信扩展口、一路ST芯片的仿真扩展接口，可根据需要使用I2C设备，及进行程序重新下载及仿真。

电源电路为装置中的模块提供合适的工作电压，主要包括主控运行电路、主控稳压电路、充电电路，可选地，主控运行电路为主控芯片的运行提供工作电压，主控稳压电路由线性稳压芯片AP2112K、场效应管APM2301A及其附属电路组成。为主控电路及运行指示电路提供稳压供电和电路保护。充电电路为光时域反射仪数据实时采集装置提供供电，由IP5306大功率充电芯片及其附属电路组成，可提供最大2.1A充电电流并提供输入过压、过充、过放、过流放电保护，为通信模块等大功率运行电路提供电量储存，防止通信模块等大功率电路运行时对主设备USB通信接口产生损伤，并能显示电池工作情况。

可选地，光时域反射仪数据实时采集装置中设置有电池直接对主控模块和其他模块进行供电，不需要通过外部接入供电，能够适用取电困难的场合。或者，还可以通过USB从OTDR设备获取电源。

可选地，光时域反射仪数据实时采集装置还包括加密模块，加密模块与主控模块和无线通信模块连接，用于对无线通信模块传输的数据进行加密，为传输的数据提供加密功能，防止传输的数据被非法截获或破译。为避免信息在传输中等情况导致信息的意外泄密，采用加密技术，数据需要对应的解密系统，在不知道加密密钥的情况下，全部信息以密文保存，即时将数据拷贝到计算机中处理，也只能看到加密后的内容，不能解密。

可选地，光时域反射仪数据实时采集装置还包括定位模块，定位模块与主控模块连接，用于定位测试仪器的位置，并实时上传，进一步提高光纤故障处理的效率。

光时域反射仪数据实时采集装置还包括按键模块，按键模块与主控模块连接，按键模块用于开关机以及数据采集控制。可选地，按键模块为硅胶按键或或触摸式按键等。按键模块可方便测试操作，提供按键功能，进行物理主动地控制采集装置，包括开机、关机、触发采集等。可选地，光时域反射仪数据实时采集装置还包括状态指示灯，用于显示电源状态、网络连接状态、文件上传状态等。进一步地，光时域反射仪数据实时采集装置还包括外壳，主控模块以及其他各模块集成在电路板上，设置在外壳内。本实用新型光时域反射仪数据实时采集装置集成度高，整体小巧轻便，更便于在空间有限制的数据采集场合进行更为灵活的进行采集工作。

本实用新型光时域反射仪数据实时采集装置遵循“超小型、轻量化、智能化、便携式”的目标，集串口通信、数据智能采集、多种协议转换、智能网关、5G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。每当测试人员将采集装置通过USB接口插入到OTDR设备的数据接口时候，系统能自动检测并连接OTDR设备，并检查OTDR设备中的数据文件，如果发现有新的文件可自动上传或按策略上传新文件，上传成功后把上传过的文件在本地存储进行清空，以节约本地存储空间。

本实用新型还提供一种数据采集系统，如图3所示，包括：OTDR设备、上述光时域反射仪数据实时采集装置和服务器，串口通信模块通过USB与OTDR设备连接，无线通信模块与服务器连接。其中，OTDR设备和光时域反射仪数据实时采集装置设置多个，每个光时域反射仪数据实时采集装置连接一个OTDR设备。光时域反射仪数据实时采集装置通过USB与OTDR设备建立通信，光时域反射仪数据实时采集装置与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

当系统工作时，光时域反射仪数据实时采集装置接收到OTDR测试数据，一方面将测试数据完整保存的数据存储模块中，实现对测试数据的本地备份，另一方面，将接收到的测试数据进行打包，通过5G通信模块将打包后的数据上传到服务器。光时域反射仪数据实时采集装置与服务器之间通过4G/5G或WiFi的无线通信方式进行数据传输、节点状态和资源使用情况监控、设备信息管理及采集参数设置与远程控制。

本实用新型支持实时测试数据采集、实时无线传输、实时远程分析,支持实时远程状态监控、实时远程采集和传输模式控制、实时数据回收,利用5G通信技术实现实时无线测试数据采集。并且支持自动采集时域反射仪OTDR的SOR数据，自动轮询数据，发现有未上传的SOR数据后则自动采集并上传。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。

本实用新型光时域反射仪数据实时采集装置，利用互联网传输信息，实现了数据的实时传输，进而使得系统可以实现对实时数据进行采集分析以及检测，提高了远程数据采集分析的准确性。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

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实用新型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。在本实用新型的描述中，“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。

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

Claims (10)

1.一种光时域反射仪数据实时采集装置，其特征在于，包括：串口通信模块、数据采集模块、数据存储模块、无线通信模块、主控模块和电源电路，

所述串口通信模块、数据采集模块、数据存储模块和无线通信模块与所述主控模块连接，

所述电源电路包括充电电路、主控运行电路和主控稳压电路，所述充电电路与、主控运行电路和主控稳压电路于所述主控模块连接。

2.根据权利要求1所述的光时域反射仪数据实时采集装置，其特征在于，所述串口通信模块包括串口模块和转USB芯片，用于与OTDR设备通过USB进行连接。

3.根据权利要求2所述的光时域反射仪数据实时采集装置，其特征在于，所述无线通信模块包括：4G模块、5G模块、WiFi模块和/或蓝牙模块，用于与服务器无线连接。

4.根据权利要求3所述的光时域反射仪数据实时采集装置，其特征在于，所述电源电路还包括稳压供电电路，所述稳压供电电路与所述无线通信模块连接。

5.根据权利要求1所述的光时域反射仪数据实时采集装置，其特征在于，所述数据存储模块包括扩展接口，所述扩展接口用于连接存储设备。

6.根据权利要求1所述的光时域反射仪数据实时采集装置，其特征在于，还包括加密模块，所述加密模块与所述主控模块和所述无线通信模块连接，用于对所述无线通信模块传输的数据进行加密。

7.根据权利要求1所述的光时域反射仪数据实时采集装置，其特征在于，还包括定位模块，所述定位模块与所述主控模块连接。

8.根据权利要求1所述的光时域反射仪数据实时采集装置，其特征在于，还包括按键模块，所述按键模块与所述主控模块连接，所述按键模块用于开关机以及数据采集控制。

9.一种数据采集系统，其特征在于，包括：OTDR设备、权利要求1-8任一项所述的光时域反射仪数据实时采集装置和服务器，

所述串口通信模块通过USB与所述OTDR设备连接，所述无线通信模块与所述服务器连接。

10.根据权利要求9所述的数据采集系统，其特征在于，所述OTDR设备和所述光时域反射仪数据实时采集装置设置多个，每个所述光时域反射仪数据实时采集装置连接一个所述OTDR设备。

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