本發(fā)明屬于光纖傳感領(lǐng)域，更具體地，涉及一種直流背向光光纖開關(guān)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的光纖開關(guān)檢測(cè)方法直接使用直流背向光的高低電平來(lái)判斷光纖開關(guān)傳感器的開合狀態(tài)量。該檢測(cè)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(lái)的電信號(hào)容易受到噪聲干擾。

另外，該檢測(cè)方法采用固定閾值判定的方式，在光路的損耗過(guò)大時(shí)由于直流背向光的光功率低于閾值，容易造成檢測(cè)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(guān)檢測(cè)系統(tǒng)或者方法，要求其具有較好的抗信號(hào)干擾能力，并且對(duì)光纖線路上的光功率損耗不敏感或不會(huì)由于對(duì)光纖線路上的光功率損耗而失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種直流背向光光纖開關(guān)檢測(cè)方法，其目的在于，利用上升沿和下降沿這兩種邊沿觸發(fā)信號(hào)對(duì)高低電平進(jìn)行判斷，通常比較固定時(shí)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)片段中高電平持續(xù)總時(shí)長(zhǎng)與低電平持續(xù)總時(shí)長(zhǎng)判斷開關(guān)狀態(tài)，本發(fā)明方法使得開關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)直流光信號(hào)的光損耗不再敏感，檢測(cè)更加準(zhǔn)確，適應(yīng)性更好。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種直流背向光光纖開關(guān)檢測(cè)方法，其特征在于，其包括如下步驟：

s1：將經(jīng)過(guò)光纖開關(guān)傳感器的直流光信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電信號(hào)；

s2：放大直流電信號(hào)；

s3：將直流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流方波信號(hào)；

s4：根據(jù)直流方波信號(hào)生成當(dāng)前邊沿觸發(fā)信號(hào)，將當(dāng)前邊沿觸發(fā)信號(hào)同時(shí)分發(fā)給計(jì)時(shí)器和定時(shí)器；

s5：定時(shí)器在接收到當(dāng)前邊沿觸發(fā)信號(hào)后開始當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)的倒計(jì)時(shí)并不再接收其他邊沿觸發(fā)信號(hào)，

計(jì)時(shí)器在接收到當(dāng)前邊沿觸發(fā)信號(hào)后，將上次電平計(jì)時(shí)結(jié)果發(fā)送至電平持續(xù)時(shí)間累加存儲(chǔ)器，并清零計(jì)時(shí)器，然后對(duì)當(dāng)前邊沿觸發(fā)信號(hào)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的電平重新進(jìn)行計(jì)時(shí)；

s6：電平持續(xù)時(shí)間累加存儲(chǔ)器對(duì)當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)和低電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)分別進(jìn)行累加求和，以分別獲得當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的高電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的低電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)；

s7：判斷定時(shí)器的倒計(jì)時(shí)是否結(jié)束，

若定時(shí)器的倒計(jì)時(shí)結(jié)束，則進(jìn)入步驟s8，

若定時(shí)器的倒計(jì)時(shí)沒(méi)有結(jié)束，則跳轉(zhuǎn)至步驟s6；

s8：計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，定時(shí)器清零，電平持續(xù)時(shí)間累加儲(chǔ)存器停止累加計(jì)算，并向時(shí)長(zhǎng)比較器傳輸當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)高、低電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，接著清空存儲(chǔ)器；

s9：時(shí)長(zhǎng)比較器獲得當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)高電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)和低電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)；

s10：比較在當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)低電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)和高電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，獲得當(dāng)前直流背向光光纖開關(guān)狀態(tài)。

進(jìn)一步的，還包括步驟s11，s11：向服務(wù)器端或者本地報(bào)警器發(fā)送直流背向光光纖開關(guān)的狀態(tài)。

進(jìn)一步的，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器向服務(wù)器端發(fā)送直流背向光光纖開關(guān)的狀態(tài)。

進(jìn)一步的，步驟s1中，采用光探測(cè)器將經(jīng)過(guò)光纖開關(guān)傳感器的直流光信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電信號(hào)。

進(jìn)一步的，步驟s2中，采用放大器放大直流電信號(hào)。

進(jìn)一步的，步驟s3中，采用電壓比較器將直流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流方波信號(hào)。

進(jìn)一步的，步驟s4中，邊沿觸發(fā)器根據(jù)直流方波信號(hào)生成當(dāng)前邊沿觸發(fā)信號(hào)，將當(dāng)前邊沿觸發(fā)信號(hào)同時(shí)分發(fā)給計(jì)時(shí)器和定時(shí)器。

進(jìn)一步的，所述本地報(bào)警器采用聲、光或/和電的形式進(jìn)行報(bào)警。

進(jìn)一步的，所述網(wǎng)絡(luò)適配器無(wú)線連接至服務(wù)端，以供服務(wù)端以手機(jī)短信、電子郵件或者地圖app的形式進(jìn)行報(bào)警。

進(jìn)一步的，所述定時(shí)器的當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)小于等于2s，優(yōu)選為1s。

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

本發(fā)明中，采用比較當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)片段中高電平持續(xù)總時(shí)長(zhǎng)與低電平持續(xù)總時(shí)長(zhǎng)，使得開關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)直流光信號(hào)的損耗不再敏感，具有較好的抗信號(hào)干擾能力和準(zhǔn)確性。另外，利用上升沿和下降沿這兩種邊沿觸發(fā)信號(hào)對(duì)高低電平進(jìn)行判斷，使得開關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)不再對(duì)高低電平信號(hào)的光功率作出嚴(yán)格判斷，這樣檢測(cè)方法不再對(duì)光纖線路上的光功率損耗敏感或因?yàn)楣饫w線路上的光功率損耗而失效，即便檢測(cè)系統(tǒng)是在惡劣的安裝環(huán)境下也具有較好的適應(yīng)性。

附圖說(shuō)明

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

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

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)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(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)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(shí)施例中直流背向光光纖開關(guān)檢測(cè)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(guān)檢測(cè)系統(tǒng)，其包括光探測(cè)器、電壓比較器、邊沿觸發(fā)器、計(jì)時(shí)器、定時(shí)器、電平持續(xù)時(shí)間累加存儲(chǔ)器、時(shí)長(zhǎng)比較器以及報(bào)警設(shè)備。

其中，所述光探測(cè)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(shí)連接所述定時(shí)器輸入端和所述計(jì)時(shí)器第一輸入端，所述定時(shí)器第一輸出端和所述計(jì)時(shí)器輸出端同時(shí)連接所述電平持續(xù)時(shí)間累加存儲(chǔ)器輸入端，所述電平持續(xù)時(shí)間累加存儲(chǔ)器輸出端連接所述時(shí)長(zhǎng)比較器輸入端，所述時(shí)長(zhǎng)比較器輸出端連接所述報(bào)警設(shè)備輸入端，所述定時(shí)器第二輸出端還連接所述計(jì)時(shí)器的第二輸入端。所述光探測(cè)器的輸入端用于接收外界的直流光。

詳細(xì)的，所述光探測(cè)器用于將接收到的直流光轉(zhuǎn)換為直流電信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換成直流方波信號(hào)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(hào)生成邊沿觸發(fā)信號(hào)并分別將其傳輸至所述定時(shí)器輸入端和所述計(jì)時(shí)器第一輸入端。所述邊沿觸發(fā)信號(hào)包括上升沿邊沿觸發(fā)信號(hào)和下降沿邊沿觸發(fā)信號(hào)。所述定時(shí)器用于在接收到所述邊沿觸發(fā)信號(hào)后進(jìn)行設(shè)定時(shí)長(zhǎng)的倒計(jì)時(shí)，所述計(jì)時(shí)器用于在接收到所述邊沿觸發(fā)信號(hào)后進(jìn)行計(jì)時(shí)，所述計(jì)時(shí)器還用于向所述電平持續(xù)時(shí)間累加存儲(chǔ)器傳輸高電平持續(xù)時(shí)間和低電平持續(xù)時(shí)間，所述電平持續(xù)時(shí)間累加存儲(chǔ)器用于累加獲得高電平累計(jì)持續(xù)時(shí)間和低電平累計(jì)持續(xù)時(shí)間，并存儲(chǔ)所述高、低電平累計(jì)持續(xù)時(shí)間。所述定時(shí)器還用于在設(shè)定時(shí)長(zhǎng)的倒計(jì)時(shí)結(jié)束后向所述計(jì)時(shí)器和所述電平持續(xù)時(shí)間累加存儲(chǔ)器傳輸定時(shí)結(jié)束信號(hào)，以終止所述計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)和所述電平持續(xù)時(shí)間累加存儲(chǔ)器的累加存儲(chǔ)動(dòng)作。所述時(shí)長(zhǎng)比較器用于比較設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)所述高電平累計(jì)持續(xù)時(shí)間和所述低電平累計(jì)持續(xù)時(shí)間，并根據(jù)比較結(jié)果向報(bào)警設(shè)備發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)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(cè)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(hào)放大后傳輸至電壓比較器。通過(guò)放大器的放大，使得獲得的直流電信號(hào)信號(hào)更強(qiáng)。

在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，所述報(bào)警設(shè)備包括本地報(bào)警器和網(wǎng)絡(luò)適配器。所述本地報(bào)警器采用聲、光或/和電的形式進(jìn)行報(bào)警。所述網(wǎng)絡(luò)適配器無(wú)線連接至服務(wù)端，以供服務(wù)端以手機(jī)短信、電子郵件或者地圖app的形式進(jìn)行報(bào)警。

在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，所述定時(shí)器的設(shè)定時(shí)長(zhǎng)小于等于2s，作為優(yōu)選的，一般所述定時(shí)器的設(shè)定時(shí)長(zhǎng)為1s，作為更進(jìn)一步的優(yōu)選，所述定時(shí)器的設(shè)定時(shí)長(zhǎng)為500ms。計(jì)時(shí)器在設(shè)定時(shí)長(zhǎng)的片段內(nèi)計(jì)時(shí)。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中直流背向光光纖開關(guān)檢測(cè)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(cè)器將經(jīng)過(guò)光纖開關(guān)傳感器的直流光信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電信號(hào)；

s2：采用放大器放大直流電信號(hào)；

s3：采用電壓比較器將直流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流方波信號(hào)；

s4：邊沿觸發(fā)器根據(jù)直流方波信號(hào)生成當(dāng)前邊沿觸發(fā)信號(hào)，將當(dāng)前邊沿觸發(fā)信號(hào)同時(shí)分發(fā)給計(jì)時(shí)器和定時(shí)器；

s5：定時(shí)器在接收到當(dāng)前邊沿觸發(fā)信號(hào)后開始當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)的倒計(jì)時(shí)并不再接收其他邊沿觸發(fā)信號(hào)，定時(shí)器的當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)為1s或者500ms，計(jì)時(shí)器在接收到當(dāng)前邊沿觸發(fā)信號(hào)后，將上次電平計(jì)時(shí)結(jié)果發(fā)送至電平持續(xù)時(shí)間累加存儲(chǔ)器，并清零計(jì)時(shí)器，然后對(duì)當(dāng)前邊沿觸發(fā)信號(hào)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的電平重新進(jìn)行計(jì)時(shí)；

s6：電平持續(xù)時(shí)間累加存儲(chǔ)器對(duì)當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)高電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)和低電平持續(xù)時(shí)長(zhǎng)分別進(jìn)行累加求和，以分別獲得當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的高電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的低電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)；

s7：判斷定時(shí)器的倒計(jì)時(shí)是否結(jié)束，

若定時(shí)器的倒計(jì)時(shí)結(jié)束，則進(jìn)入步驟s8，

若定時(shí)器的倒計(jì)時(shí)沒(méi)有結(jié)束，則跳轉(zhuǎn)至步驟s6；

s8：計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，定時(shí)器清零，電平持續(xù)時(shí)間累加儲(chǔ)存器停止累加計(jì)算，并向時(shí)長(zhǎng)比較器傳輸當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)高、低電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，接著清空存儲(chǔ)器；

s9：時(shí)長(zhǎng)比較器獲得當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)高電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)和低電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)；

s10：比較在當(dāng)前設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)低電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)和高電平累計(jì)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，獲得當(dāng)前直流背向光光纖開關(guān)狀態(tài)；

s11：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器向服務(wù)器端或者直接向本地報(bào)警器發(fā)送直流背向光光纖開關(guān)的狀態(tài)。所述本地報(bào)警器采用聲、光或/和電的形式進(jìn)行報(bào)警。所述網(wǎng)絡(luò)適配器無(wú)線連接至服務(wù)端，以供服務(wù)端以手機(jī)短信、電子郵件或者地圖app的形式進(jìn)行報(bào)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(shuō)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(shuō)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(hào)和下降沿的邊沿觸發(fā)信號(hào)是邊沿觸發(fā)器根據(jù)電壓與時(shí)間關(guān)系的曲線獲得的，當(dāng)電壓與時(shí)間關(guān)系曲線中出現(xiàn)拐點(diǎn)并且該拐點(diǎn)的斜率為正，則說(shuō)明會(huì)出現(xiàn)上升沿邊沿觸發(fā)信號(hào)，當(dāng)電壓與時(shí)間關(guān)系曲線中出現(xiàn)拐點(diǎn)并且該拐點(diǎn)的斜率為負(fù)，則說(shuō)明會(huì)出現(xiàn)下升沿邊沿觸發(fā)信號(hào)。

本發(fā)明中，通過(guò)設(shè)置邊沿觸發(fā)器，可以準(zhǔn)確獲知直流方波信號(hào)中上升沿和下降沿，通過(guò)設(shè)置定時(shí)器、計(jì)時(shí)器、電平持續(xù)時(shí)間累加存儲(chǔ)器以及時(shí)長(zhǎng)比較器，并且定時(shí)器和計(jì)時(shí)器同時(shí)與電平持續(xù)時(shí)間累加存儲(chǔ)器相連，定時(shí)器同時(shí)還與計(jì)時(shí)器相連，這樣的設(shè)置，采用比較設(shè)定時(shí)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)片段中高電平持續(xù)總時(shí)長(zhǎng)與低電平持續(xù)總時(shí)長(zhǎng)，使得開關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)直流光信號(hào)的損耗不再敏感，具有較好的抗信號(hào)干擾能力和準(zhǔn)確性。另外，利用上升沿和下降沿這兩種邊沿觸發(fā)信號(hào)對(duì)高低電平進(jìn)行判斷，使得開關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)不再對(duì)高低電平信號(hào)的光功率作出嚴(yán)格判斷，這樣檢測(cè)系統(tǒng)不再對(duì)光纖線路上的光功率損耗敏感或因?yàn)楣饫w線路上的光功率損耗而失效，即便檢測(cè)系統(tǒng)是在惡劣的安裝環(huán)境下也具有較好的適應(yīng)性。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。