【摘 要】
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光纤传感网络的容量与可靠性是光传感网络的两大主要挑战。通过各类复用技术的混合使用及多层拓扑结构设计,能成倍扩大网络系统容量。光传感网络要求数据传输的实时性、准确
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光纤传感网络的容量与可靠性是光传感网络的两大主要挑战。通过各类复用技术的混合使用及多层拓扑结构设计,能成倍扩大网络系统容量。光传感网络要求数据传输的实时性、准确性,随着系统容量的扩张,网络出现故障的风险增加。在故障出现后,系统能自动恢复并保持业务不中断,即网络的鲁棒性,是衡量网络可靠性的一大指标。本文旨在构建一个智能化的光纤传感网络平台,当两节点之间的网络通道发生故障时,能自动识别、定位故障,并切换到备用通道以实现自愈功能。为此,我们建立一个多网接入、多传感模式融合、可扩展可靠的网络模型,实现实时、快速、可靠、智能的实用化光纤传感网络系统。本文的主要内容包括:1.针对目前国内外对光传感网络在架构方面存在的网络可靠性、融合性的不足,提出构建一种大容量、可靠性强、能容纳不同类型传感器的异构型光纤传感网络系统。分析常用光传感网络拓扑结构及其鲁棒性,选择可靠性较高的环型结构作为传感网主干层结构。2.提出了环型智能光纤传感网的主要框架设计方案,并通过仿真计算对系统可靠性进行分析。采用混合频谱复用技术对系统光谱资源进行了分配,有效扩展光纤传感网络的系统容量。3.针对提出的传感网框架结构,设计并搭建双环智能传感骨干网的硬件平台。通过光电转换电路的设计及优化,建立了主从机间稳定的多机通信。在此基础上,利用光开关的连接与通信协议设计,实现网络节点间的故障识别与链路切换,从而实现网络自愈功能。4.在8051单片机平台上,调试主从机通信程序,实现系统自诊断、自愈、自检、报警等智能功能。在测量环境中模拟故障情景,检测系统的自愈成功率。针对分布式、分立式传感器在传感网内的融合提出构想方案。
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