基于光电复合缆的电缆隧道监测链路方法及监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于光电复合缆的电缆隧道监测链路方法及使用该方法的系统。该方法是，使用光电复合缆作为监测系统的通信及供电链路，光通信链路使用环型网络拓扑方式连接，电通信链路使用总线型网络拓扑方式连接。该系统包括监控基站、监控终端、光电复合缆，所述监控终端共N组，每组中包括有M个终端传动器，所述监控基站包括集控器、M个基站传动器，基站传动器终端传动器构成环型网络拓扑连接，每组监控终端中的M个终端传动器构成总线型网络拓扑连接，M个基站传动器构成总线型网络拓扑连接。本发明专利技术具有监测距离长、布设简单、结构简单、通信可靠性高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及监测技术，具体涉及一种基于光电复合缆的电缆隧道监测链路方法及监测系统。
技术介绍
随着现代工业化产业的蓬勃发展，设备自动化管理水平的提高，电缆用量越来越多。而随着对城市架空线路的改造，110kV、220kV甚至500kV电压等级的线路改为电缆，电缆隧道作为一种新兴的敷设方式正在被越来越多的人接受和认识，城市中电缆隧道的规模和长度也在不断扩展。由于运行的电力电缆长度密度增加，电缆隧道的电缆越来越多，鉴于电缆隧道空间密闭，电缆支架众多，通风不畅等原因，其电力电缆火灾事故的发生率也相应增大。在隧道电缆中，从电缆及电缆接头过热到形成火灾的发展速度相对比较缓慢，温度积累时间周期较长，通过电缆及电缆隧道监测系统能及时发现隐患、可以防止、杜绝此类事故的发生。电缆及电缆隧道监测系统对电缆隧道中的电缆温度、环境温湿度、水位、烟雾、有害气体、可燃气体等进行监测，并通过光电复合缆进行供电及信息传输，同时可根据用户需求实现对风机、水泵、照明系统、图像采集系统的远程控制。现有的电缆隧道监测技术，通常有以下三种方案1.基于RS485总线的监测优点是通信简单，监控密度大，缺点是距离较短，带宽小。2.基于光缆的监测优点是通信距离长，带宽大，缺点是要多次布线。3.基于无线的监测优点是不用布线，布设方便，缺点是无线通信的时延及可靠性尚有待提高。在有线方案中，电源线及信号线要两次布线，而无线方案中使用外置电源的也必须布设供电线路，工程量并不比有线方案少，使用内置电源的也存在使用寿命问题，其工作频率不能过大。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一，提出了一种基于光电复合缆的电缆隧道监测链路方法，其在电缆隧道中实现长距离、多监测点的监测网络。为了达到目的之一，本专利技术所采用的技术方案如下 一种基于光电复合缆的电缆隧道监测链路方法，包括以下步骤A.设置光电复合缆，所述光电复合缆包括光信号线、电信号线及电源线；B.设置监控基站，所述监控基站包括M个基站传动器，所述M个基站传动器的编号分别记为1至M，并分别对应地记为第1基站传动器、……、第M基站传动器；设置监控终端， 所述监控终端共N组，每组中包括有M个终端传动器，所述M个终端传动器的编号分别记为4M+1至N*M+M，并分别对应地记为第M+1终端传动器、……、第N*M+M终端传动器；其中，M、 N均为正整数；C.每个基站传动器通过光电复合缆中的光信号线分别与每组监控终端中的每个终端传动器构成环型网络拓扑连接；每组监控终端中的M个终端传动器通过光电复合缆中的电信号线构成总线型网络拓扑连接；M个基站传动器通过光电复合缆中的电信号线构成总线型网络拓扑连接，监控基站的集控器与基站传动器的总线型网络拓扑链路连接；D.所述光电复合缆的电源线为监控基站及监控终端提供工作电压。作为优选，在步骤C中，环型网络拓扑连接方式具体为监控基站的第j基站传动器的光接收端口通过光信号线与第1组的第M+j终端传动器的第二光发送端口相连，第i 组的第i*M+j终端传动器的第二光接收端口通过光信号线与第i+Ι组的第(i+l)*M+j终端传动器的第二光发送端口连接；第N组的第N*M+j终端传动器的第二光接收端口通过光信号线与监控基站的第j基站传动器的光发送端口连接；其中，i = {1,2,……，N-l}，j={l， 2，......，Μ}。作为优选，所述步骤C中，终端传动器的总线型网络拓扑连接方式具体为第g组监控终端中的M个终端传动器的第二电信号正线端口通过光电复合缆的电信号线连接在一起，第二电信号负线端口也通过光电复合缆的电信号线连接在一起，其中，g={l，2，……， N}；基站传动器的总线型网络拓扑连接方式具体为监控基站中的M个基站传动器的电信号正线端口通过光电复合缆的电信号线连接在一起，基站传动器的电信号负线端口也通过光电复合缆的电信号线连接在一起。作为优选，所述光电复合缆还包括备用光信号线、备用电信号线及备用电源线，以替代断开或出现问题的线路，方便维护。本专利技术的目的之二，还提出了一种基于光电复合缆的电缆隧道监测系统，其具有结构简单、通信可靠、布设简单的优点。为了达到目的之二，本专利技术所采用的技术方案如下一种基于光电复合缆的电缆隧道监测系统，该系统包括监控基站、监控终端、光电复合缆；所述光电复合缆包括光信号线、电信号线及电源线；所述监控终端共N组，每组中包括有M个终端传动器，所述M个终端传动器的编号分别记为M+1至N*M+M，并分别对应地记为第M+1终端传动器、……、第N*M+M终端传动器；所述监控基站包括集控器、M个基站传动器，所述M个基站传动器的编号分别记为1至 M，并分别对应地记为第1基站传动器、……、第M基站传动器； 所述M、N均为正整数；每个基站传动器通过光电复合缆中的光信号线分别与每组监控终端中的每个终端传动器构成环型网络拓扑连接，构成光通信环型链路；每组监控终端中的M个终端传动器通过光电复合缆中的电信号线构成总线型网络拓扑连接，构成第一电通信总线型链路;M个基站传动器通过光电复合缆中的电信号线构成总线型网络拓扑连接，构成第二电通信总线型链路；所述集控器与第二电通信总线型链路连接；所述光电复合缆的电源线分别为集控器、M个基站传动器、N*M+M个终端传动器提供工作电压。作为优选，所述终端传动器具有四种状态，包括光可用状态、电可用状态、光电可用状态、光电不可用状态；所述光通信环型链路中有一令牌在轮转，终端传动器接收到令牌时，置光可用状态，超时则置光不可用状态；第一电通信总线型链路及第二电通信总线型链路中有一信标在标志，终端传动器接收到信标，置电可用状态，超时则置电不可用状态；当终端传动器处于光可用或光电可用状态时，把接收到的数据传输到光通信环型链路，当终端传动器处于电可用状态时，把数据传输到第一电通信总线型链路；所述监控终端定时产生自身的信标，传输到第一电通信总线型链路中，并接收第二电通信总线型链路的电信标及数据；所述监控基站的集控器定时产生令牌，传输到光通信环型链路，从第二电通信总线型链路中获取第一电通信总线型链路及光通信环型链路传输过来的数据。上述的光信号线可为光纤。本专利技术于现有技术相比，具有以下有益效果1.使用光电复合缆作为监测网络的通信及供电链路。光电复合缆把电缆及光缆集中在同一根缆中，既可供应电源，传输电信号，亦可传输光信号，方便布设，不必多次拉线。2.具有备用的冗余线路。在光电复合缆中增加了用作备用的光信号线路、供电线路、电信号线路，以替代断开或出现问题的线路，方便维护。3.具备光通信链路及电通信链路，光通信链路交叉分组错开链接，电通信链路分组总线连接，光信号、电信号之间的链路可通信。在光通信链路中，由于链路交叉错开，一条链路的单个结点的出错不会影响另一链路的正常工作；而在电通信链路中，由于是总线型连接，单个结点的故障不会影响其他结点的工作；又同一结点中光信号、电信号链路之间可通信，当单个结点故障时，其后的光链路结点可通过电通信链路总线把数据经同组的电信号链路结点传输回集控器，增加了系统的容错性及鲁棒性。4.光通信链路使用环型网络拓扑连接方式，电通信链路使用总线型网络拓扑连接方式。光通信链路使用环型网络拓扑连接方式可减少光电转换模块的数量至K+1个(监控基站需要1个，K个监本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于光电复合缆的电缆隧道监测链路方法，其特征在于，包括以下步骤：设置光电复合缆，所述光电复合缆包括光信号线、电信号线及电源线；设置监控基站，所述监控基站包括Ｍ个基站传动器，所述Ｍ个基站传动器的编号分别记为１至Ｍ，并分别对应地记为第１基站传动器、……、第Ｍ基站传动器；设置监控终端，所述监控终端共Ｎ组，每组中包括有Ｍ个终端传动器，所述Ｍ个终端传动器的编号分别记为Ｍ＋１至Ｎ＊Ｍ＋Ｍ，并分别对应地记为第Ｍ＋１终端传动器、……、第Ｎ＊Ｍ＋Ｍ终端传动器；其中，Ｍ、Ｎ均为正整数；每个基站传动器通过光电复合缆中的光信号线分别与每组监控终端中的每个终端传动器构成环型网络拓扑连接；每组监控终端中的Ｍ个终端传动器通过光电复合缆中的电信号线构成总线型网络拓扑连接；Ｍ个基站传动器通过光电复合缆中的电信号线构成总线型网络拓扑连接；监控基站的集控器与基站传动器的总线型网络拓扑链路连接；所述光电复合缆的电源线为监控基站及监控终端提供工作电压。

【技术特征摘要】
1.一种基于光电复合缆的电缆隧道监测链路方法，其特征在于，包括以下步骤设置光电复合缆，所述光电复合缆包括光信号线、电信号线及电源线；设置监控基站，所述监控基站包括M个基站传动器，所述M个基站传动器的编号分别记为1至M，并分别对应地记为第1基站传动器、……、第M基站传动器；设置监控终端，所述监控终端共N组，每组中包括有M个终端传动器，所述M个终端传动器的编号分别记为M+1 至N*M+M，并分别对应地记为第M+1终端传动器、……、第N*M+M终端传动器；其中，M、N均为正整数；每个基站传动器通过光电复合缆中的光信号线分别与每组监控终端中的每个终端传动器构成环型网络拓扑连接；每组监控终端中的M个终端传动器通过光电复合缆中的电信号线构成总线型网络拓扑连接；M个基站传动器通过光电复合缆中的电信号线构成总线型网络拓扑连接；监控基站的集控器与基站传动器的总线型网络拓扑链路连接；所述光电复合缆的电源线为监控基站及监控终端提供工作电压。2.如权利要求1所述的基于光电复合缆的电缆隧道监测链路方法，其特征在于，步骤 C中，环型网络拓扑连接方式具体为监控基站的第j基站传动器的光接收端口通过光信号线与第1组的第M+j终端传动器的第二光发送端口相连，第i组的第i*M+j终端传动器的第二光接收端口通过光信号线与第i+Ι组的第(i+l)*M+j终端传动器的第二光发送端口连接；第N组的第N*M+j终端传动器的第二光接收端口通过光信号线与监控基站的第j基站传动器的光发送端口连接；其中，i = {1,2,……，N-l}，j={l，2，……，M}。3.如权利要求1所述的基于光电复合缆的电缆隧道监测链路方法，其特征在于，所述步骤C中，终端传动器的总线型网络拓扑连接方式具体为第g组监控终端中的M个终端传动器的第二电信号正线端口通过光电复合缆的电信号线连接在一起，第二电信号负线端口也通过光电复合缆的电信号线连接在一起，其中，g={l，2，……，N}；基站传动器的总线型网络拓扑连接方式具体为监控基站中的M个基站传动器的电信号正线端口通过光电复合缆的电信号线连接在一起，基站传动器的电信号负线端口也通过光电复合缆的电信号线连接在一起。4.如权利要求1-3任一项所述的基于光电复合缆的电缆隧道监测链路方法，其特征在于，所述光电复合缆还包括备用光信号线、备用电信号线及备用电源线。5.一种基于光电复合缆的电缆隧道监测系统，其特征在于，该系统包括监控基站、监控终端、光电复合缆；所述光电复合缆包括光信号线、电信号线及电源线；所述监控终端共N组，每组中包括有M个终端传动器，所述M个终端传动器的编号分别记为M+1至N*M+M，并分别对应地记为第M+1终端传动器、……、第N*M+M终端传动器；所述监控基站包括集控器、M个基站传动器，所述M个基站传动器的编号分别记为1至 M，并分别对应地记为第1基站传动器、……、第M基站传动器；所述M、N均为正整数；每个基站传动器通过光电复合缆中的光信号线分别与每组监控终端中的每个终端传动器构成环型网络拓扑连接，构成光通信环型链路；每组监控终端中的M个终端传动器通过光电复合缆中的电信号线构成总线型网络拓扑连接，构成第一电通信总线型链路;M个基站传动器...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝海盛，何小龙，丘志豪，陈亮，郑嘉颖，
申请(专利权)人：广州市弘宇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：81