一種通信接口自動識別的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電子測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種通信接口自動識別的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的不斷發(fā)展和進步，特別是近二十年來光纖傳感技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖Bragg光柵(FBG)是最近幾年發(fā)展最為迅速的一種新型光纖無源器件。FBG傳感器被廣泛應(yīng)用于大型復(fù)合材料、混泥土的結(jié)構(gòu)監(jiān)測、電力工業(yè)、石油工業(yè)、智能材料性能監(jiān)測等領(lǐng)域。FBG傳感檢測精度和傳感網(wǎng)絡(luò)化分布，使得FBG傳感解調(diào)技術(shù)成為當前FBG傳感技術(shù)研究領(lǐng)域的重點和難點之一。
[0003]光纖傳感器具有可靠性好、抗電磁干擾、抗腐蝕、能在復(fù)雜的化學(xué)環(huán)境下工作等特點。其波長編碼特性及其可復(fù)用性更是其它類型傳感器所無法比擬的。如何對光纖Bragg光柵的波長編碼信號進行解調(diào)，是實現(xiàn)光纖Bragg光柵傳感的關(guān)鍵。
[0004]在解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中數(shù)據(jù)傳輸是整個測量過程中必不可少的一環(huán)，通信接口的設(shè)計起到關(guān)鍵性的作用。傳統(tǒng)的通信接口多采用RS-232等串行通訊接口，而該接口常常存在諸多缺陷，如傳輸距離短、速率低、電平偏移及抗干擾能力差等缺陷。這些缺陷嚴重影響了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。若在光纖Bragg光柵解調(diào)儀上設(shè)計RS-232通信接口和USB通信接口兩種通信方式進行數(shù)據(jù)傳輸，RS-232通信接口與上位機通信時，與之并聯(lián)的USB轉(zhuǎn)換電路會拉低串口電平，產(chǎn)生串口干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種通信接口自動識別的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)。所述解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計了一種RS-232通信接口和USB通信接口自動識別的串擾隔離電路，具有對RS-232通信接口和USB通信接口的自動識別功能，同時解決了當RS-232通信接口與USB通信接口與控制電路連接時出現(xiàn)的不明周期性干擾的問題，提高了數(shù)據(jù)傳輸可靠性。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種通信接口自動識別的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)，所述光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)包括RS-232通信接口 1、由單片機控制模塊和自動識別控制電路模塊組成的控制電路模塊2、I X4單模光開關(guān)3、電源接口4、4個位于光纖Bragg光柵傳感器解調(diào)儀后面板5上的第一法蘭盤6、2個位于解調(diào)儀內(nèi)部的第二法蘭盤7、光纖環(huán)形器8、光纖Bragg光柵解調(diào)模塊9、USB通信接口 10及寬帶光源11;
[0007]其中，所述寬帶光源11與光纖Bragg光柵解調(diào)模塊9通過兩個第二法蘭盤7與光纖環(huán)形器8的兩個接口連接，光纖環(huán)形器8的另一個接口接入1X4單模光開關(guān)3的光公共端，IX4單模光開關(guān)3的4路光通道分別連接光纖Bragg光柵傳感器解調(diào)儀后面板5上的4個第一法蘭盤6，光纖Bragg光柵解調(diào)模塊9電路輸入輸出接口及I X 4單模光開關(guān)3通道切換端口分別與單片機控制模塊連接;單片機控制模塊還與RS-232通信接口 I及USB通信接口 10連接，RS-232通信接口 I和USB通信接口 10能夠分別與上位機進行通信，對FBG傳感網(wǎng)進行解調(diào)和在線監(jiān)測。所述自動識別控制電路模塊分別與RS-232通信接口 I及USB通信接口 10連接，對RS-232通信接口 I和USB通信接口 10自動識別。
[0008]所述自動識別控制電路模塊主要由反相器集成電路、模擬開關(guān)集成電路和比較器組成。
[0009]所述寬帶光源11選用超輻射發(fā)光二極管(SLED)，波長范圍為1510?1590nm，輸出功率可調(diào)，最大功率可達20mW。
[0010]所述光纖環(huán)形器8為0.SdB的I X2光纖環(huán)形器。
[0011]所述光纖Bragg光柵(FBG)解調(diào)模塊9由光譜分析單元、探測單元和電處理單元組成，所述光譜分析單元為全息體相位光柵(VPHG)，結(jié)構(gòu)為透射式，能將包含多路光信號的波長進行分離;所述探測單元為銦砷化鎵(InGaAs)陣列探測器，結(jié)構(gòu)為PIN 二極管探測陣列結(jié)構(gòu)，利用Pn結(jié)的光伏效應(yīng)，實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，將光譜信號變化電信號;所述電處理單元能將包含光譜信號的電信號進行數(shù)字信號處理，處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)單片機控制板電平轉(zhuǎn)換后，由RS-232 通信接口 I 和USB通信接口 1 上傳至上位機。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本實用新型提供的解調(diào)系統(tǒng)同時具有RS-232通信接口和USB通信接口，并實現(xiàn)通信接口的自動識別，解決了當RS-232通信接口與USB通信接口與控制電路連接時出現(xiàn)了不明周期性干擾的問題，提高了數(shù)據(jù)傳輸可靠性。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型提供的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為自動識別控制電路圖；
[0015]圖中標記:l-RS-232通信接口、2-控制電路模塊、3-1X4單模光開關(guān)、4-電源接口、5-光纖Bragg光柵傳感器解調(diào)儀后面板、6-第一法蘭盤、7-第二法蘭盤、8-光纖環(huán)形器、9-光纖Bragg光柵解調(diào)模塊、1-USB通信接口、11-寬帶光源。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案做進一步詳細說明。
[0017]如圖1所示，所述光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)，包括RS-232通信接口1、控制電路模塊
2、1 X4單模光開關(guān)3、電源接口 4、4個位于光纖Bragg光柵傳感器解調(diào)儀后面板5上的第一法蘭盤6、2個位于解調(diào)儀內(nèi)部的第二法蘭盤7、光纖環(huán)形器8、光纖Bragg光柵解調(diào)模塊9、USB通信接口 10及寬帶光源11;
[0018]其中，控制電路模塊2包括單片機控制模塊和自動識別控制電路模塊，所述自動識別控制電路模塊分別與RS-232通信接口 I及USB通信接口 10連接;對RS-232通信接口 I和USB通信接口 10自動識別；本實施例中所述的單片機控制模塊的主控制器為AVR單片機，選用ATMEGA128型號單片機。
[0019]所述寬帶光源11與光纖Bragg光柵解調(diào)模塊9通過兩個第二法蘭盤7與光纖環(huán)形器8的兩個接口連接，光纖環(huán)形器8的一個接口接入I X 4單模光開關(guān)3的光公共端，I X 4單模光開關(guān)3的4路光通道分別連接光纖Bragg光柵傳感器解調(diào)儀后面板5上的4個第一法蘭盤6，光纖Bragg光柵解調(diào)模塊9電路輸入輸出接口及I X 4單模光開關(guān)3通道切換端口分別與AVR單片機控制模塊連接，RS-232通信接口 I及USB通信接口 10分別與自動識別控制電路模塊連接。
[0020]在本實施例中，所述寬帶光源11選用超輻射發(fā)光二極管(SLED)，波