基于光纖傳感的物聯網信息監測系統分析

摘要：當前各國在網絡信息系統設計中開始使用光纖這一傳輸媒介，雖然光線材料在信息傳輸速度和效率方面優勢較大，但由于材料物理性質方面的不足，光纖在網絡建設中可能存在物理性故障。基于此，本文以光纖傳感為基礎，建立物聯網信息監測系統，通過數據分析中心和檢測節點的分析實現系統優化設計。

關鍵詞：光纖傳感;物聯網;信息監測系統

物聯網光纖信息監測系統在設計時，人們將智能傳感器裝置、無線網絡和數據庫檢測看成一個整體檢測系統，構建的同時通過物聯網網絡實現高效連接，使系統可以達到全天候不間斷檢測效果。物聯網光纖監測系統的應用減輕了以往人工檢測的壓力，提高了監測效率，為系統修復與運維提供了便利條件。

1.物聯網光纖信息監測系統工作原理

為解決光纖傳感在網絡建設中存在的結構損壞與后期修理問題，提高光纖監測系統的工作效率，人們以傳感器網絡為著手點，利用傳感器組成物聯網系統，實現對光纖監測系統的24小時在線監測。當線路存在故障時，光纖線路檢測能夠第一時間向檢測人員發送信息，在物聯網作用鏈接使用下，檢測人員收到預警信息。常見的檢測方法主要為光功率檢測方法、光時域反射計檢測方法、程控光開關。其中，光時域檢測方法最常見，人們將其工作原理稱為OTDR測試，將光信號向光纖內部發射，在OTRD端口處接受反射的光線，通過對光纖信息的研究與分析，了解當前光纖工作情況。憑借著光纖材料固有的物理性質，光纖內的光線因光纖內部彎曲而發生反射或者散射情況，散射光與入射光波長相同，散射光功率與散射點光功率密切相連。檢測散射光的光功率就能了解光纖內散射點工作狀態。分析散射光線時，系統會根據其光功率分析信號散射情況，經過量化處理后，光纖散射點工作情況會在圖表中顯示。人們對信息加以采集，設置光纖在正常狀態下的標準值，通過標準值與數據圖內實際值對比，了解其是否存在故障[1]。

2.基于光纖傳感的物聯網信息監測系統設計

物聯網光纖傳感系統在設計時，系統主要分為三部分：檢測節點、數據分析中心、數據傳輸網絡。檢測節點需實時監測光纖網絡的工作狀態，并對數據進行實時記錄。檢測后節點通過網絡將數據傳輸給數據分析中心，通過量化處理分析數據，將可能存在的問題報告給網絡中心。

2.1數據分析中心

物聯網光纖傳感系統中的數據分析中心能夠對各個節點檢測到的散射光功率信息分析匯總，節點檢測到數據后，在無線網絡的作用下將數據發送給數據分析中心。在分析、處理數據的同時，數據分析中心也要對節點的實時工作情況作出調整，實現對檢測節點的有效配置，以便在故障時安排更合理的檢測流程。隨后，數據分析系統針對數據故障問題向檢修人員提出預警信息，對故障光纖具體位置予以上報。數據分析能夠通過無線網絡對監測系統展開集中配置，如果系統結構出現變化，該工作可以由網絡數據庫完成數據管理，數據分析中心自動配置監測站，且內部含有備用光纖定期測試與制定測試等功能，可以有效對光纖的運行狀態進行監測[2]。

2.2檢測節點

檢測節點需要負責光纖工作的實時實地監控工作。監控系統主要由兩部分系統組成，即OTRD檢測系統、光功率檢測系統，計算各散射點光功率能夠了解光纖當前工作情況。數據檢測之后，檢測節點會對真實數據初步收集，并將其傳輸給數據處理中心，這是物聯網監測系統的重要組成。為了使數據收集更加全面，對故障加以預防，構建檢測網絡時可以在同一區域內設置多個檢測節點，為了保證各檢測節點數據聯通與交互，可以將各節點鏈接起來，使各個節點協同工作，收集多樣性數據。

2.3物聯網系統構建

基于光纖傳感的物聯網監測系統實際上是互聯網在改進下的產物。與互聯網系統相比，物聯網檢測系統中各項功能和操作連接更加具有實際價值。構建光纖檢測系統時，物聯網可以將檢測節點中的檢測元件相互連接，通過互聯網完成對工作信息的采集與分析，每個檢測節點可以成為信息源，對信息在不斷采集與更新的同時提高系統工作效率。人們將無線網絡當成各檢測節點的串聯工具，使網絡數據傳輸功能與檢測節點的信息采集功能充分結合，這是物聯網系統擁有得數據傳輸與處理能力，可有效提高系統故障檢測效率。

2.4信息傳輸結構優化

無線網絡連接可以對光纖實時工作情況展開記錄與傳輸，確保管理者全方位了解當前光纖運行狀態。為了避免這項工作受網絡傳輸性能的影響，防止數據傳輸時出現損壞與丟失現象，有必要對數據傳輸系統展開優化處理。優化過程中，先對數據傳輸全過程展開模擬檢驗，找到故障點后才能進行后續工作，通過對數據交換機的改造與重新設計，優化交換機數據傳輸性能。

結語

總而言之，以光纖傳感為基礎的物聯網信息監測系統為光纖網絡的建設與完善提供了便利條件，智能化物聯網設計提高了檢測系統自我處理數據的效率，方便系統向當地技術部門傳輸不良工作數據，以便技術人員盡快找到故障位置檢修光纖系統。通過對數據分析中心、檢測節點、物聯網系統構建、信息傳輸結構優化等方面的研究，明確了物聯網光纖監測系統的設計要點，實現了智能化系統檢測與維修。

參考文獻：

[1]趙芳.面向物聯網應用的光纖傳感監測系統研究[D].北京郵電大學，2018.

[2]張誠.基于物聯網的光纖在線監測系統設計[J].科技經濟導刊，2017（13）：35-36.

作者簡介：

陳燃（1984年—）女，湖南長沙人，本科，講師，研究方向：電子學。

項目來源：

湖南信息學院2018年度校級科研項目一般項目，項目名稱：光纖傳感技術在物聯網中的應用研究，項目編號：XXY018YB01。