[發明專利]基于光纖和無線傳輸的傳感監測系統

無效

• 申請號: 201310020873.4
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103148890A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 黃旭光;徐偉;鐘澤檳
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02;G08C23/06
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 姚迎新

技術領域

本發明涉及一種對設備狀態和設備周圍環境狀況進行監測的傳感監測系統，具體來說，涉及一種方便靈活的數據采集與監視控制，傳感器的選擇范圍更廣，環境因素針對性更強，傳感節點覆蓋范圍更大的基于光纖和無線傳輸的傳感監測系統。

背景技術

隨著全球一體化、工業自動化和信息化進程的不斷深入，物聯網或智能傳感網技術越來越受到人們的關注，未來物聯網將對促進互聯網的發展，帶動人類的進步發揮著重要作用，被稱為繼計算機和互聯網之后，世界信息產業的第三次大潮。物聯網是通過射頻識別（RFID）、傳感器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物體與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。無線傳感網因其具有自組織、高可靠、靈活性、低功耗等特點，在國防軍事、環境監測、醫療健康、交通管理、制造業、抗災搶險等領域有非常廣泛的應用前景，是加速物聯網技術的成熟和商用化的關鍵領域之一。

光纖無線傳感網是將光纖傳感或光纖通信技術引入到無線傳感網中，傳感單元采用光纖傳感器或電子傳感器，數據通信采用無線和光纖傳輸接力的綜合專用網絡信息系統。光纖接入技術能解決帶寬和傳輸距離不足的問題而無線接入能滿足靈活組網和移動入網的需求，光纖無線融合的傳感技術在近幾年受到廣泛關注和深入研究，例如審定公開日為2007年06月27日、公開號為CN1987952的中國專利“無線光纖傳感網絡系統”，提出將光纖光柵傳感器等光纖傳感頭作為無線傳感節點和可調諧濾波器作為解調單元的無線傳感網。審定公開日為2008年07月16日、公開號為CN101222523的中國專利“多參量光纖光柵無線傳感器網絡”，提出自組織的傳感節點通過匯聚節點與近程終端通信，近程終端通過手機網絡GPRS或INTERNET與遠程終端通信。上述無線傳感網中均沒有采用技術成熟，成本低廉的電子傳感器與光纖傳感器搭配使用，兩者的適用環境和測量優勢有互補空間，根據不同場合不同精度要求選擇合適傳感器易于實現成效最大化；并且傳感網絡體系也存在不足，當監控區域廣而傳感節點多且長時工作時，對終端設備要求高，成本昂貴的GPRS網或INTERNET不適合用來傳輸龐大的數據量，使無線傳感網的應用范圍和監控能力受到限制。

發明內容

針對以上的不足，本發明提供了一種方便靈活的數據采集與監視控制，傳感器的選擇范圍更廣，環境因素針對性更強，傳感節點覆蓋范圍更大的基于光纖和無線傳輸的傳感監測系統，它包括中央監控主站、至少一個一級傳輸基站和至少一個采集系統，每一所述采集系統負責監測設備狀態或者設備周圍環境狀況，并將監測的數據信號以無線傳輸的方式發送至與其對應的一級傳輸基站；所述一級傳輸基站將接受的數據信號以光纖傳輸的方式發送至中央監控主站；中央監控主站對接受的監測數據進行分析、存儲、動態聯網顯示和報警，同時向各一級傳輸基站和各采集系統傳達各種控制命令。

每一所述采集系統包括至少一個二級采集端基站，每個所述二級采集端基站通過485總線連接有至少一個傳感器，所述傳感器用于感知設備狀態或者設備周圍環境狀況，并將傳感數據通過485總線發送至對應的二級采集端基站；二級采集端基站對接受的所有傳感數據進行打包，并通過無線傳輸的方式將打包后的傳感數據發送至對應的一級傳輸基站。

每一所述二級采集端基站通過485總線連接有至少一個電子傳感器。

每一所述二級采集端基站通過485總線連接有至少一個光纖傳感器。

每一所述二級采集端基站通過485總線連接有至少一個電子傳感器和至少一個光纖傳感器。

每一所述二級采集端基站通過485總線連接有分布式拉曼傳感器、分布式布里淵傳感器、光纖光柵傳感器、光纖FP腔傳感器、光纖鍍膜傳感器和光纖端面反射傳感器中的一種或者幾種。

每一所述二級采集端基站通過485總線連接有溫度傳感器、應變傳感器、位置傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、氣象傳感器、濃度傳感器、音頻傳感器和紅外熱成像傳感器中的一種或者幾種。

本發明的有益效果：本發明充分發揮光電混合特性在系統狀態安全探測和監控方面的應用優勢，將傳統電子傳感器和光纖傳感器配合使用，使得電子傳感器和光纖傳感器優勢互補；二是利用光纖通信的大范圍、長距離傳輸與無線通信的小范圍內輻射覆蓋，隨時隨地交換數據相結合，方便靈活組網，優化資源配置，根據需要設計數據傳輸及傳感器網絡，布置于各種復雜應用環境，極大擴展了傳感監控系統的適用性和可行性。

附圖說明