本申请提供了一种用于光纤传感通信的终端传感器和传感方法，将放置在待测物体或场所的传感器所采集到的环境信息转为特定频率的脉冲编码方式对光纤进行振动传感，光纤中的光信号受到终端传感器的振动，作用在光纤中时（例如温度、湿度等等参数的变化），通过光信号的改变而改变光纤的参数（例如折射率、半径大小等等），进而改变输入光信号的强度、相位或偏振态。通过这种方式能够克服传统无线传感器或有线传感器的工作场所的限制，在不同的工作环境下均能有效地及时反馈传感器所采集到的信息，提高传感数据的传输效率。提高传感数据的传输效率。提高传感数据的传输效率。
【技术实现步骤摘要】
一种光纤传感通信的信息处理方法及相应的系统
[0001]本专利技术涉及光纤通信
，尤其涉及一种用于光纤传感通信的终端传感器和传感方法。
技术介绍
[0002]现有无线传感器和有线传感器都是通过无线电磁波或者有线电缆/光缆进行传感器信息传输，而这种传感信息必须依赖于传感主机，传感主机与传感器进行链接将传感器回传的信息比如温度、湿度、应力等信息进行解析分析。传统的传感器无法直接作用到光纤中，利用光纤中的光信号进行传感信息的传输，且需要建立主机系统，且施工难度较大，对施工人员技术水平要求高，同时多位置点有源耦合需要的电源在地下、水下或架空场景下较难获得，电缆或无线网络布设成本较高。
技术实现思路
[0003]鉴于上述因素的不足，本专利技术提出一种与现有传感器不同的光纤传感通信终端传感器，实现上述特殊场景下的信息有效可靠发送，考虑到既有光缆网络的宏大规模，本专利技术涉及的用于光纤传感通信的终端传感器不受上述因素影响限制，同时也无需建设复杂的主机、电源系统等工序即可实现数据的传递。现有光缆纤芯对温度等外界环境参数的直接定量感知误差较大，很多时候只能根据数据进行定性分析，而现有各种传感器对于各种物理参数的感知和传输精度非常高，因此通过其与终端传感器作用到光纤中实现光传感技术的叠加，由传统的传感器实现信息的获取，而由终端传感器对传统传感器信息的以一种特定频率脉冲编码方式，发生振动作用到光纤中，进而以传感技术实现对数据的有效可靠传输。
[0004]一种用于光纤传感通信的方法，该方法应用于由外部传感器、终端传感器、基站主机所组成的通信系统，所述外部传感器将采集到的温度传感信息通过485总线传输到终端传感器，所述终端传感器形成于光纤中，终端传感器在接收到所述传感信息后通过特定频率的脉冲编码方式，启动内部振动发生器，带动光纤发生振动，连接光纤的基站主机此时接收光信号并进行分析从而获知所述传感信息；其中，所述基站主机接收光信号并分析从而获知所述传感信息包括：通过探测出所接收的光信号的相位变化量确定出施加到光纤上的应力后，根据基站主机事先存储的关于所述待测设备的温度或湿度大小与所述应力大小二者之间的对应关系，确定出所述待测设备的温度或湿度大小。
[0005]进一步地，所述外部传感器是温度传感器或湿度传感器，其通过环氧树脂固化在待测设备的表面；所述基站主机基于获取到的温度信息与当前环境温度或湿度之间的关系，发出用于控制待测设备温度或湿度的控制指令给所述待测设备，使得该待测设备的温度或湿度处于一个合理的数值范围。
[0006]进一步地，所述终端传感器由光纤、将光纤紧固于机身的固定元件、以及一个可以在水平方向上振动的振动发生器组成，所述终端传感器在接收到所述外部传感器传输过来的温度或湿度信息后，可以根据温度或湿度信息的内容产生特定频率的脉冲编码信号，该
特定频率的脉冲编码信号传输到所述振动发生器的接口从而启动所述振动发生器并在光纤上产生对应的应力，使得所述光纤在该应力的作用下发生周期性的振动。
[0007]进一步地，所述振动发生器固定在终端传感器机身上，它是由小型电机、离心凸轮、弹性件以及支撑板构成，其中所述弹性件设置于离心凸轮与光纤之间，所述小型电机则设置在所述支撑板上，用于驱动离心凸轮发生旋转，使弹性件发生移动，从而带动光纤产生振动。
[0008]进一步地，光纤中所传输的到达所述基站主机的光信号的相位的变化量和作用到光纤上的应力成正比，它是由受到应力作用的光纤的长度以及折射率的改变所引起的，该应力与所述相位变化量符合以下数学关系式：上式中P为施加在纤芯上的应力，为光信号的相位改变量。k是光信号在真空中的波数，n为光纤的折射率，L为受到应力作用的光纤的长度，为泊松比，E为光纤的弹性模量，和为弹光张量分量。
[0009]一种用于光纤传感通信的终端传感器，其设置于单模传输光纤中，它由光纤、将光纤紧固于机身的固定元件、以及一个可以在水平方向上振动的振动发生器组成，所述终端传感器通过485总线接收外部传感器采集到的传感信息，在接收到所述传感信息后通过特定频率的脉冲编码方式，启动内部振动发生器，带动光纤发生振动，连接光纤的基站主机此时接收光信号并进行分析从而获知所述传感信息；其中，所述基站主机接收光信号并分析从而获知所述传感信息包括：通过探测出所接收的光信号的相位变化量确定出施加到光纤上的应力后，根据基站主机事先存储的关于所述待测设备的温度或湿度大小与所述应力大小二者之间的对应关系，确定出所述待测设备的温度或湿度大小。
[0010]进一步地，所述外部传感器是温度传感器或湿度传感器，其通过环氧树脂固化在待测设备的表面；所述终端传感器在接收到所述外部传感器传输过来的温度或湿度信息后，可以根据温度或湿度信息的内容产生特定频率的脉冲编码信号，该特定频率的脉冲编码信号传输到所述振动发生器的接口从而启动所述振动发生器并在光纤上产生对应的应力，使得所述光纤在该应力的作用下发生周期性的振动。
[0011]进一步地，所述振动发生器固定在终端传感器机身上，它是由小型电机、离心凸轮、弹性件以及支撑板构成，其中所述弹性件设置于离心凸轮与光纤之间，所述小型电机则设置在所述支撑板上，用于驱动离心凸轮发生旋转，使弹性件发生移动，从而带动光纤产生振动。
[0012]进一步地，光纤中所传输的到达所述基站主机的光信号的相位的变化量和作用到光纤上的应力成正比，它是由受到应力作用的光纤的长度以及折射率的改变所引起的，该应力与所述相位变化量符合以下数学关系式：
上式中P为施加在纤芯上的应力，为光信号的相位改变量。k是光信号在真空中的波数，n为光纤的折射率，L为受到应力作用的光纤的长度，为泊松比，E为光纤的弹性模量，和为弹光张量分量。
[0013]此外，还提出了一种计算机可读存储介质，其包括程序或指令，当所述程序或指令在计算机上运行时，能够完成上述本申请所公开的用于光纤传感通信的方法。
[0014]本专利技术所涉及的用于光纤传感通信的终端传感器，能够在无线或有线信号覆盖缺失场景下，实现温度、湿度等传感信息的传输发生，避免了附加值低的场景下无线信号覆盖的设备投入成本以及有线通信系统所需的有源割接耦合操作及设备成本，具有较大的技术应用价值；并且现场使用安装方便，内置电池经久耐用、防水等级高、能适应各种恶劣环境，无需复杂的电源供电且低功耗工作等。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例中的用于实现光纤传感通信的系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例中终端传感器的构成图；图3为本专利技术实施例中振动发生器的结构图。
具体实施方式
[0017]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于光纤传感通信的方法，该方法应用于由外部传感器、终端传感器、基站主机所组成的通信系统，所述外部传感器将采集到的传感信息通过485总线传输到终端传感器，所述终端传感器设置于单模传输光纤中，所述终端传感器在接收到所述传感信息后通过特定频率的脉冲编码方式，启动内部振动发生器，带动光纤发生振动，连接光纤的基站主机此时接收光信号并分析从而获知所述传感信息；其中，所述基站主机接收光信号并分析从而获知所述传感信息包括：通过探测出所接收的光信号的相位变化量确定出施加到光纤上的应力后，根据基站主机事先存储的关于所述待测设备的温度或湿度大小与所述应力大小二者之间的对应关系，确定出所述待测设备的温度或湿度大小。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外部传感器是温度传感器或湿度传感器，其通过环氧树脂固化在待测设备的表面；所述基站主机基于获取到的温度信息与当前环境温度或湿度之间的关系，发出用于控制待测设备温度或湿度的控制指令给所述待测设备，使得该待测设备的温度或湿度处于一个合理的数值范围。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述终端传感器由光纤、将光纤紧固于机身的固定元件、以及一个可以在水平方向上振动的振动发生器组成，所述终端传感器在接收到所述外部传感器传输过来的温度或湿度信息后，可以根据温度或湿度信息的内容产生特定频率的脉冲编码信号，该特定频率的脉冲编码信号传输到所述振动发生器的接口从而启动所述振动发生器并在光纤上产生对应的应力，使得所述光纤在该应力的作用下发生周期性的振动。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述振动发生器固定在终端传感器机身上，它是由小型电机、离心凸轮、弹性件以及支撑板构成，其中所述弹性件设置于离心凸轮与光纤之间，所述小型电机则设置在所述支撑板上，用于驱动离心凸轮发生旋转，使弹性件发生移动，从而带动光纤产生振动。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光纤中所传输的到达所述基站主机的光信号的相位的变化量和作用到光纤上的应力成正比，它是由受到应力作用的光纤的长度以及折射率的改变所引起的，该应力与所述相位变化量符合以下数学关系式：上式中P为施加在纤芯上的应力，为光信号的相位改变量，k是光信号在真空中的波数，n为光纤的折射率，L为受到应力作用的光...
【专利技术属性】
技术研发人员：李英乐，陈雄颖，蔡俊，罗丁元，刘德良，谢金声，刘振河，
申请(专利权)人：高勘广州技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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