專利名稱：光纖光柵傳感扇形子網(wǎng)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類用于需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的國(guó)家重點(diǎn)工程和重要裝備的傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳感網(wǎng)絡(luò)模型，隸屬于工業(yè)控制與傳感技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖光柵(FBG)傳感器被認(rèn)為是最有希望應(yīng)用于實(shí)際的新型光纖傳感技術(shù)之一。與傳統(tǒng)的電子傳感器相比，它不僅具有不受電磁干擾、遠(yuǎn)距離全光測(cè)量、高測(cè)量精度和傳感器檢測(cè)量是波長(zhǎng)信息等特點(diǎn)，而且可以將多個(gè)傳感器分布成傳感網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)上，光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)一般都采用串聯(lián)(波分復(fù)用)和并聯(lián)(空分復(fù)用)的形式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，理論分析表明其可滿足大規(guī)模遠(yuǎn)距離傳感網(wǎng)絡(luò)的需要。
然而，對(duì)于那些需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的工程和裝備，如大壩等，工作環(huán)境相對(duì)惡劣，而且對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)的生存性提出了很高的要求，希望網(wǎng)絡(luò)一個(gè)或幾個(gè)鏈路失效時(shí)，仍能正常運(yùn)行。目前面向工程應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)所構(gòu)建的各類光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)尚未考慮其生存性問題，也沒有相應(yīng)的保護(hù)措施和策略。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前基于光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)在生存性方面的不足，本發(fā)明提出了一種實(shí)時(shí)性能更好的光纖光柵傳感扇形子網(wǎng)模塊，保證網(wǎng)絡(luò)的一處或幾處鏈路失效的情況下，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)傳感器仍可以正常工作。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種用于傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的光纖光柵傳感扇形子網(wǎng)模塊，包括主節(jié)點(diǎn)和至少2個(gè)從節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)分別通過傳輸支路與從節(jié)點(diǎn)連接，在相鄰的從節(jié)點(diǎn)之間連接有傳感支路。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)針對(duì)目前基于光纖光柵傳感器網(wǎng)絡(luò)的生存性能不足的缺點(diǎn)提出了扇形子網(wǎng)模型。本發(fā)明很好的考慮了網(wǎng)絡(luò)的生存性能，保證網(wǎng)絡(luò)在-處或多處鏈路發(fā)生失效的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)中的傳感器可以正常工作。
其中，針對(duì)實(shí)際使用中對(duì)不同的生存性能和實(shí)時(shí)性能需求，設(shè)計(jì)了四種不同的從節(jié)點(diǎn)。其中方案c、d的網(wǎng)絡(luò)較方案a、b的網(wǎng)絡(luò)的生存性能要更為突出，這是由于方案c、d中允許光通過不同的傳感支路，從而可以承受網(wǎng)絡(luò)中更多的鏈路失效。而網(wǎng)絡(luò)從節(jié)點(diǎn)采用方案d和方案b較網(wǎng)絡(luò)從節(jié)點(diǎn)采用方案a和c的實(shí)時(shí)性能更為突出，這主要是為方案b、d中可以使用耦合器，使光通過該節(jié)點(diǎn)時(shí)可以-分為二同時(shí)送入不同的傳感支路中，而不必像方案a、c那樣需要光開關(guān)在不同的傳感支路中往復(fù)切換，從而節(jié)省了時(shí)間。
為了進(jìn)一步的提高網(wǎng)絡(luò)的生存性能，以適用于那些對(duì)網(wǎng)絡(luò)生存性能要求較高的場(chǎng)合，將傳感支路設(shè)計(jì)成環(huán)形結(jié)構(gòu)。采用環(huán)形模型后可以保證當(dāng)傳感支路中的一處或多處鏈路發(fā)射失效時(shí)傳感器能夠正常工作。同時(shí)，為了將光引入環(huán)中，設(shè)計(jì)了兩種不同的環(huán)入口節(jié)點(diǎn)，不同的節(jié)點(diǎn)光在環(huán)中的運(yùn)行的方向也有所不同。入口節(jié)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠，并且結(jié)構(gòu)上扇形子網(wǎng)的從節(jié)點(diǎn)大體相似，從而可以節(jié)約生產(chǎn)成本。


圖1是本發(fā)明總體框圖。
圖2是本發(fā)明主節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖，其中，(a)為主節(jié)點(diǎn)的一個(gè)實(shí)施例，5為1×N耦合器；(b)為主節(jié)點(diǎn)的另一個(gè)實(shí)施例，6為1×N光開關(guān)。
圖3是本發(fā)明從節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖，其中，(a)為從節(jié)點(diǎn)第一個(gè)實(shí)施例，(b)為從節(jié)點(diǎn)的第二個(gè)實(shí)施例，(c)為從節(jié)點(diǎn)第三個(gè)實(shí)施例，(d)為從節(jié)點(diǎn)第四個(gè)實(shí)施例。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明入口節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖，其中，(a)為入口節(jié)點(diǎn)的一個(gè)實(shí)施例，(b)為入口節(jié)點(diǎn)的另一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，一種用于傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的光纖光柵傳感扇形子網(wǎng)模塊，包括主節(jié)點(diǎn)1和至少2個(gè)從節(jié)點(diǎn)3，主節(jié)點(diǎn)1分別通過傳輸支路2與從節(jié)點(diǎn)3連接，在相鄰的從節(jié)點(diǎn)3之間連接有傳感支路4。
參照?qǐng)D3，從節(jié)點(diǎn)3可以采用下列之一的技術(shù)方案方案b參照?qǐng)D3b，從節(jié)點(diǎn)3由3×3光開關(guān)9和1×2耦合器8組成，3×3光開關(guān)9的a端口與傳輸支路2連接，b端口及c端口分別連接于與其相鄰的傳感支路4，1×2耦合器8的三個(gè)端口分別與3×3光開關(guān)9的其余三個(gè)端口連接。
方案c參照?qǐng)D3c，從節(jié)點(diǎn)3由三個(gè)1×2光開關(guān)7組成，其中第一光開關(guān)的第二端口與第二光開關(guān)的第二端口連接，第二光開關(guān)的第三端口與第三光開關(guān)的第三端口連接，第三光開關(guān)的第二端口與第一光開關(guān)的第三端口連接，三個(gè)1×2光開關(guān)7的第一端口分別作為從節(jié)點(diǎn)3的a端口、b端口及c端口，從節(jié)點(diǎn)3的a端口與傳輸支路2連接，從節(jié)點(diǎn)3的b端口及c端口分別連接于與其相鄰的傳感支路4。
方案d參照?qǐng)D3d，從節(jié)點(diǎn)3由1×2耦合器8及兩個(gè)1×2光開關(guān)7組成，1×2耦合器8的兩個(gè)輸出端分別與兩個(gè)1×2光開關(guān)7中的一個(gè)端口連接，兩個(gè)1×2光開關(guān)7中的另一個(gè)端口相互連接，1×2耦合器8的輸入端、兩個(gè)1×2光開關(guān)7中的第三個(gè)端口分別作為從節(jié)點(diǎn)3的a端口、b端口及c端口，從節(jié)點(diǎn)3的a端口與傳輸支路2連接，從節(jié)點(diǎn)3的b端口及c端口分別連接于與其相鄰的傳感支路4。
方案a參照?qǐng)D3a，從節(jié)點(diǎn)3采用1×2光開關(guān)。
參照?qǐng)D4，上述傳感支路4采用光纖光柵傳感器18，光纖光柵傳感器18通過入口節(jié)點(diǎn)10與從節(jié)點(diǎn)3連接。
入口節(jié)點(diǎn)10可以采用下列之一的技術(shù)方案方案1，參照?qǐng)D5a，入口節(jié)點(diǎn)10由三個(gè)1×2光開關(guān)7組成，其中第一光開關(guān)的第二端口與第二光開關(guān)的第二端口連接，第二光開關(guān)的第三端口與第三光開關(guān)的第三端口連接，第三光開關(guān)的第二端口與第一光開關(guān)的第三端口連接，三個(gè)1×2光開關(guān)7的第一端口分別作為入口節(jié)點(diǎn)10的a端口、b端口及c端口，入口節(jié)點(diǎn)10的a端口與從節(jié)點(diǎn)3連接，入口節(jié)點(diǎn)10的b端口及c端口分別與光纖光柵傳感器18的兩端連接。
方案2，參照?qǐng)D5b，入口節(jié)點(diǎn)10由1×2耦合器8及兩個(gè)1×2光開關(guān)7組成，1×2耦合器8的兩個(gè)輸出端分別與兩個(gè)1×2光開關(guān)7中的一個(gè)端口連接，兩個(gè)1×2光開關(guān)7中的另一個(gè)端口相互連接，1×2耦合器8的輸入端、兩個(gè)1×2光開關(guān)7中的第三個(gè)端口分別作為入口節(jié)點(diǎn)10的a端口、b端口及c端口，入口節(jié)點(diǎn)10的a端口與從節(jié)點(diǎn)3連接，入口節(jié)點(diǎn)10的b端口及c端口分別與光纖光柵傳感器18的兩端連接。
權(quán)利要求
1.一種用于傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的光纖光柵傳感扇形子網(wǎng)模塊，包括主節(jié)點(diǎn)(1)和至少2個(gè)從節(jié)點(diǎn)(3)，主節(jié)點(diǎn)(1)分別通過傳輸支路(2)與從節(jié)點(diǎn)(3)連接，其特征在于在相鄰的從節(jié)點(diǎn)(3)之間連接有傳感支路(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵傳感扇形子網(wǎng)模塊，其特征在于從節(jié)點(diǎn)(3)由3×3光開關(guān)(9)和1×2耦合器(8)組成，3×3光開關(guān)(9)的a端口與傳輸支路(2)連接，b端口及c端口分別連接于與其相鄰的傳感支路(4)，1×2耦合器(8)的三個(gè)端口分別與3×3光開關(guān)(9)的其余三個(gè)端口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵傳感扇形子網(wǎng)模塊，其特征在于從節(jié)點(diǎn)(3)由三個(gè)1×2光開關(guān)(7)組成，其中第一光開關(guān)的第二端口與第二光開關(guān)的第二端口連接，第二光開關(guān)的第三端口與第三光開關(guān)的第三端口連接，第三光開關(guān)的第二端口與第一光開關(guān)的第三端口連接，三個(gè)1×2光開關(guān)(7)的第一端口分別作為從節(jié)點(diǎn)(3)的a端口、b端口及c端口，從節(jié)點(diǎn)(3)的a端口與傳輸支路(2)連接，從節(jié)點(diǎn)(3)的b端口及c端口分別連接于與其相鄰的傳感支路(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵傳感扇形子網(wǎng)模塊，其特征在于從節(jié)點(diǎn)(3)由1×2耦合器(8)及兩個(gè)1×2光開關(guān)(7)組成，1×2耦合器(8)的兩個(gè)輸出端分別與兩個(gè)1×2光開關(guān)(7)中的一個(gè)端口連接，兩個(gè)1×2光開關(guān)(7)中的另一個(gè)端口相互連接，1×2耦合器(8)的輸入端、兩個(gè)1×2光開關(guān)(7)中的第三個(gè)端口分別作為從節(jié)點(diǎn)(3)的a端口、b端口及c端口，從節(jié)點(diǎn)(3)的a端口與傳輸支路(2)連接，從節(jié)點(diǎn)(3)的b端口及c端口分別連接于與其相鄰的傳感支路(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的光纖光柵傳感扇形子網(wǎng)模塊，其特征在于傳感支路(4)采用光纖光柵傳感器(18)，光纖光柵傳感器(18)通過入口節(jié)點(diǎn)(10)與從節(jié)點(diǎn)(3)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖光柵傳感扇形子網(wǎng)模塊，其特征在于入口節(jié)點(diǎn)(10)由三個(gè)1×2光開關(guān)(7)組成，其中第一光開關(guān)的第二端口與第二光開關(guān)的第二端口連接，第二光開關(guān)的第三端口與第三光開關(guān)的第三端口連接，第三光開關(guān)的第二端口與第一光開關(guān)的第三端口連接，三個(gè)1×2光開關(guān)(7)的第一端口分別作為入口節(jié)點(diǎn)(10)的a端口、b端口及c端口，入口節(jié)點(diǎn)(10)的a端口與從節(jié)點(diǎn)(3)連接，入口節(jié)點(diǎn)(10)的b端口及c端口分別與光纖光柵傳感器(18)的兩端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖光柵傳感扇形子網(wǎng)模塊，其特征在于入口節(jié)點(diǎn)(10)由1×2耦合器(8)及兩個(gè)1×2光開關(guān)(7)組成，1×2耦合器(8)的兩個(gè)輸出端分別與兩個(gè)1×2光開關(guān)(7)中的一個(gè)端口連接，兩個(gè)1×2光開關(guān)(7)中的另一個(gè)端口相互連接，1×2耦合器(8)的輸入端、兩個(gè)1×2光開關(guān)(7)中的第三個(gè)端口分別作為入口節(jié)點(diǎn)(10)的a端口、b端口及c端口，入口節(jié)點(diǎn)(10)的a端口與從節(jié)點(diǎn)(3)連接，入口節(jié)點(diǎn)(10)的b端口及c端口分別與光纖光柵傳感器(18)的兩端連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的光纖光柵傳感扇形子網(wǎng)模塊，包括主節(jié)點(diǎn)(1)和至少2個(gè)從節(jié)點(diǎn)(3)，主節(jié)點(diǎn)(1)分別通過傳輸支路(2)與從節(jié)點(diǎn)(3)連接，在相鄰的從節(jié)點(diǎn)(3)之間連接有傳感支路(4)，針對(duì)目前基于光纖光柵傳感器網(wǎng)絡(luò)的生存性能不足的缺點(diǎn)提出了扇形子網(wǎng)模型，本發(fā)明很好的考慮了網(wǎng)絡(luò)的生存性能，保證網(wǎng)絡(luò)在一處或多處鏈路發(fā)生失效的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)中的傳感器可以正常工作，為了進(jìn)一步的提高網(wǎng)絡(luò)的生存性能，將傳感支路設(shè)計(jì)成環(huán)形結(jié)構(gòu)，采用環(huán)形模型后可以保證當(dāng)傳感支路中的一處或多處鏈路發(fā)射失效時(shí)傳感器能夠正常工作。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK101030821SQ200710019918
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者孫小菡, 韋樸 申請(qǐng)人:東南大學(xué)