本發(fā)明屬于光纖傳感領域，更具體地，涉及一種直流背向光光纖開關檢測系統(tǒng)。

背景技術：

現(xiàn)有的光纖開關檢測方法直接使用直流背向光的高低電平來判斷光纖開關傳感器的開合狀態(tài)量。該檢測方法的抗干擾能力較差，其原因主要為直流背向光及轉(zhuǎn)換出來的電信號容易受到噪聲干擾。

另外，該檢測方法采用固定閾值判定的方式，在光路的損耗過大時由于直流背向光的光功率低于閾值，容易造成檢測方法失效。

因此，需要開發(fā)一種新型的直流背向光光纖開關檢測系統(tǒng)或者方法，要求其具有較好的抗信號干擾能力，并且對光纖線路上的光功率損耗不敏感或不會由于對光纖線路上的光功率損耗而失效。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種直流背向光光纖開關檢測系統(tǒng)，其目的在于，通過設置邊沿觸發(fā)器、計時器、定時器、電平持續(xù)時間累加存儲器、時長比較器，可利用上升沿和下降沿這兩種邊沿觸發(fā)信號對高低電平進行判斷，比較固定時長的數(shù)據(jù)片段中高電平持續(xù)總時長與低電平持續(xù)總時長，使得開關檢測系統(tǒng)對直流光信號的光損耗不再敏感，檢測更加準確，適應性更好。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種直流背向光光纖開關檢測系統(tǒng)，其包括光探測器、電壓比較器、邊沿觸發(fā)器、計時器、定時器、電平持續(xù)時間累加存儲器、時長比較器以及報警設備，其中，

所述光探測器連接所述電壓比較器，所述電壓比較器連接所述邊沿觸發(fā)器，所述邊沿觸發(fā)器同時連接所述定時器和所述計時器，所述定時器和所述計時器同時連接所述電平持續(xù)時間累加存儲器，所述電平持續(xù)時間累加存儲器連接所述時長比較器，所述時長比較器連接所述報警設備，所述定時器還連接所述計時器，

所述光探測器用于將接收到的直流光轉(zhuǎn)換為直流電信號并輸出至所述電壓比較器，所述電壓比較器用于將接收到的直流電信號轉(zhuǎn)換成直流方波信號并輸出至所述邊沿觸發(fā)器，所述觸發(fā)器用于根據(jù)接收到的直流方波信號生成邊沿觸發(fā)信號并分別將其傳輸至所述定時器和所述計時器，所述邊沿觸發(fā)信號包括上升沿邊沿觸發(fā)信號和下降沿邊沿觸發(fā)信號，所述定時器用于在接收到所述邊沿觸發(fā)信號后進行設定時長的倒計時，所述計時器用于在接收到所述邊沿觸發(fā)信號后進行計時，所述計時器還用于向所述電平持續(xù)時間累加存儲器傳輸高電平持續(xù)時間和低電平持續(xù)時間，所述電平持續(xù)時間累加存儲器用于累加獲得高電平累計持續(xù)時間和低電平累計持續(xù)時間，并存儲所述高、低電平累計持續(xù)時間，所述定時器還用于在設定時長的倒計時結(jié)束后向所述計時器和所述電平持續(xù)時間累加存儲器傳輸定時結(jié)束信號，以終止所述計時器的計時和所述電平持續(xù)時間累加存儲器的累加存儲動作，所述時長比較器用于比較設定時長內(nèi)所述高電平累計持續(xù)時間和所述低電平累計持續(xù)時間，并根據(jù)比較結(jié)果向報警設備發(fā)出報警信號。

進一步的，還包括放大器，所述放大器連接在所述光探測器與所述電壓比較器之間，用于將直流電信號放大后傳輸至電壓比較器。

進一步的，所述報警設備包括本地報警器和網(wǎng)絡適配器。

進一步的，所述報警器采用聲、光或/和電的形式進行報警。

進一步的，所述網(wǎng)絡適配器無線連接至服務端，以供服務端以手機短信短信、電子郵件或者地圖app的形式進行報警。

進一步的，所述定時器的設定時長小于等于2s。

進一步的，所述定時器的設定時長為1s。

進一步的，所述定時器的設定時長為500ms。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，能夠取得下列有益效果：

本發(fā)明中，通過設置邊沿觸發(fā)器，可以準確獲知直流方波信號中上升沿和下降沿，通過設置定時器、計時器、電平持續(xù)時間累加存儲器以及時長比較器，并且定時器和計時器同時與電平持續(xù)時間累加存儲器相連，定時器同時還與計時器相連，這樣的設置，采用比較設定時長的數(shù)據(jù)片段中高電平持續(xù)總時長與低電平持續(xù)總時長，使得開關檢測系統(tǒng)對直流光信號的損耗不再敏感，具有較好的抗信號干擾能力和準確性。另外，利用上升沿和下降沿這兩種邊沿觸發(fā)信號對高低電平進行判斷，使得開關檢測系統(tǒng)不再對高低電平信號的光功率作出嚴格判斷，這樣檢測系統(tǒng)不再對光纖線路上的光功率損耗敏感或因為光纖線路上的光功率損耗而失效，即便檢測系統(tǒng)是在惡劣的安裝環(huán)境下也具有較好的適應性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中直流背向光光纖開關檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例中直流背向光光纖開關檢測系統(tǒng)工作方法的流程示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

圖1是本發(fā)明實施例中直流背向光光纖開關檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，有圖可知，本發(fā)明提供了一種直流背向光光纖開關檢測系統(tǒng)，其包括光探測器、電壓比較器、邊沿觸發(fā)器、計時器、定時器、電平持續(xù)時間累加存儲器、時長比較器以及報警設備。

其中，所述光探測器輸出端連接所述電壓比較器輸入端，所述電壓比較器輸出端連接所述邊沿觸發(fā)器輸入端，所述邊沿觸發(fā)器輸出端同時連接所述定時器輸入端和所述計時器第一輸入端，所述定時器第一輸出端和所述計時器輸出端同時連接所述電平持續(xù)時間累加存儲器輸入端，所述電平持續(xù)時間累加存儲器輸出端連接所述時長比較器輸入端，所述時長比較器輸出端連接所述報警設備輸入端，所述定時器第二輸出端還連接所述計時器的第二輸入端。所述光探測器的輸入端用于接收外界的直流光。

詳細的，所述光探測器用于將接收到的直流光轉(zhuǎn)換為直流電信號并輸出至所述電壓比較器輸入端，所述電壓比較器用于將接收到的直流電信號轉(zhuǎn)換成直流方波信號并輸出至所述邊沿觸發(fā)器輸入端，所述觸發(fā)器用于根據(jù)接收到的直流方波信號生成邊沿觸發(fā)信號并分別將其傳輸至所述定時器輸入端和所述計時器第一輸入端。所述邊沿觸發(fā)信號包括上升沿邊沿觸發(fā)信號和下降沿邊沿觸發(fā)信號。所述定時器用于在接收到所述邊沿觸發(fā)信號后進行設定時長的倒計時，所述計時器用于在接收到所述邊沿觸發(fā)信號后進行計時，所述計時器還用于向所述電平持續(xù)時間累加存儲器傳輸高電平持續(xù)時間和低電平持續(xù)時間，所述電平持續(xù)時間累加存儲器用于累加獲得高電平累計持續(xù)時間和低電平累計持續(xù)時間，并存儲所述高、低電平累計持續(xù)時間。所述定時器還用于在設定時長的倒計時結(jié)束后向所述計時器和所述電平持續(xù)時間累加存儲器傳輸定時結(jié)束信號，以終止所述計時器的計時和所述電平持續(xù)時間累加存儲器的累加存儲動作。所述時長比較器用于比較設定時長內(nèi)所述高電平累計持續(xù)時間和所述低電平累計持續(xù)時間，并根據(jù)比較結(jié)果向報警設備發(fā)出報警信號。

在本發(fā)明的一個實施例中，還包括放大器，所述放大器輸入端連接在所述光探測器輸出端，所述放大器的輸出端連接所述電壓比較器的輸入端放大器用于將直流電信號放大后傳輸至電壓比較器。通過放大器的放大，使得獲得的直流電信號信號更強。

在本發(fā)明的又一實施例中，所述報警設備包括本地報警器和網(wǎng)絡適配器。所述本地報警器采用聲、光或/和電的形式進行報警。所述網(wǎng)絡適配器無線連接至服務端，以供服務端以手機短信短信、電子郵件或者地圖app的形式進行報警。

在本發(fā)明的又一實施例中，所述定時器的設定時長小于等于2s，作為優(yōu)選的，一般所述定時器的設定時長為1s，作為更進一步的優(yōu)選，所述定時器的設定時長為500ms。

圖2是本發(fā)明實施例中直流背向光光纖開關檢測系統(tǒng)工作方法的流程示意圖，由圖可知，本發(fā)明系統(tǒng)的工作方法包括如下步驟：

s1：采用光探測器將經(jīng)過光纖開關傳感器的直流光信號轉(zhuǎn)換成直流電信號；

s2：采用放大器放大直流電信號；

s3：采用電壓比較器將直流電信號轉(zhuǎn)換成直流方波信號；

s4：邊沿觸發(fā)器根據(jù)直流方波信號生成當前邊沿觸發(fā)信號，將當前邊沿觸發(fā)信號同時分發(fā)給計時器和定時器；

s5：定時器在接收到當前邊沿觸發(fā)信號后開始當前設定時長的倒計時并不再接收其他邊沿觸發(fā)信號，定時器的當前設定時長為1s或者500ms，計時器在接收到當前邊沿觸發(fā)信號后，將上次電平計時結(jié)果發(fā)送至電平持續(xù)時間累加存儲器，并清零計時器，然后對當前邊沿觸發(fā)信號對應的當前設定時長內(nèi)的電平重新進行計時；

s6：電平持續(xù)時間累加存儲器對當前設定時長內(nèi)高電平持續(xù)時長和低電平持續(xù)時長分別進行累加求和，以分別獲得當前設定時長的內(nèi)高電平累計持續(xù)時長和所述設定時長內(nèi)的低電平持續(xù)時長；

s7：判斷定時器的倒計時是否結(jié)束，

若定時器的倒計時結(jié)束，則進入步驟s8，

若定時器的倒計時沒有結(jié)束，則跳轉(zhuǎn)至步驟s6；

s8：計時器停止計時，定時器清零，電平持續(xù)時間累加儲存器停止累加計算，并向時長比較器傳輸當前設定時長內(nèi)高、低電平累計持續(xù)時長，接著清空存儲器；

s9：時長比較器獲得當前設定時長內(nèi)高電平累計持續(xù)時長和低電平累計持續(xù)時長；

s10：比較在當前設定時長內(nèi)低電平累計持續(xù)時長和高電平累計持續(xù)時長，獲得當前直流背向光光纖開關狀態(tài)；

s11：通過網(wǎng)絡適配器向服務器端或者直接向本地報警器發(fā)送直流背向光光纖開關的狀態(tài)。所述本地報警器采用聲、光或/和電的形式進行報警。所述網(wǎng)絡適配器無線連接至服務端，以供服務端以手機短信短信、電子郵件或者地圖app的形式進行報警。

在直流背向光中，高電平表示背向光存在，背向光存在就說明傳感器的通光正常；低電平表示背向光不存在，背向光不存在就說明傳感器的通光被阻擋。

在本發(fā)明中，上升沿邊沿觸發(fā)信號和下降沿的邊沿觸發(fā)信號是邊沿觸發(fā)器根據(jù)電壓與時間關系的曲線獲得的，當電壓與時間關系曲線中出現(xiàn)拐點并且該拐點的斜率為正，則說明會出現(xiàn)上升沿邊沿觸發(fā)信號，當電壓與時間關系曲線中出現(xiàn)拐點并且該拐點的斜率為負，則說明會出現(xiàn)下升沿邊沿觸發(fā)信號。

本發(fā)明中，其采用比較設定時長的數(shù)據(jù)片段中高電平持續(xù)總時長與低電平持續(xù)總時長，使得開關檢測系統(tǒng)對直流光信號的損耗不再敏感，具有較好的抗信號干擾能力和準確性。另外，利用上升沿和下降沿這兩種邊沿觸發(fā)信號對高低電平進行判斷，使得開關檢測系統(tǒng)不再對高低電平信號的光功率作出嚴格判斷，這樣檢測系統(tǒng)不再對光纖線路上的光功率損耗敏感或因為光纖線路上的光功率損耗而失效，即便檢測系統(tǒng)是在惡劣的安裝環(huán)境下也具有較好的適應性。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。