毕业设计-光纤网络光信号实时监测系统项目报告

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1、2郑州大学毕业设计（项目报告）题目：光纤网络光信号实时监测系统指导教师：李翠霞职称：副教授学生姓名：李文豪学号：20107760224专业：计算机科学与技术（软件开发JAVA）院（系）：软件学院完成时间：2013-12-92013年12月9日5目录第1章项目概述11.1项目背景11.2项目来源11.3光时域反射测距设计依据11.4光网络实时信号监测模块设计目标2第2章项目设计42.1项目总体设计42.2研究思路与技术路线42.3模块选型与设计52.3.1AQ7275OTDR模块介绍52.3.2GSM模块设计62.3.3GPS模

2、块设计72.3.4下位机管理模块设计72.3.5实时监测上位机模块设计72.3.6电源模块设计82.3.7软件设计8第3章项目实现83.1数据库连接模块93.2Web浏览器端模块113.3Java客户端模块133.3.1程序启动重连143.3.2保存文件143.3.3读取配置文件173.3.4Java与下位机Socket通信183.3.5从OTDR设备采集数据223.3.6事件是否发生变化算法243.3.7发送HTTPPOST25第4章项目总结264.1项目技术总结264.1.1前台页面技术264.1.2服务器和桌面客户端技术

3、264.3个人收获与体会284.4参考资料2929第1章项目概述1.1项目背景近年来，多个路局报告了进入维护期的二型车光纤网络线路故障的事件。以西安路局为例，就该问题做了故障统计，统计结果如下：序号动车组列号发生次数1CRH2036A42CRH2092C203CRH2093C174CRH2094C35CRH2096C86CRH2149C2013年6月当动车组发生恒速打闪问题以后，伴随部分动车失流，如果长时间不能自复位，则列车速度将会下降，司机需要重新提手柄加速并恒速。因光纤隐蔽走线，且在地面测试光纤状态性能均良好，故障仅在运行

4、期出现，因此不能锁定光纤精确故障位置。当前采取高级修时整体更换被怀疑车厢的车底光缆、连接器电钩光纤模块的办法，更换过程中需要拆除LJB箱、车钩、辅助空压机、空调等各种设备，且无法进行责任判定。1.2项目来源该项目来自网新智能技术有限公司的真实项目，该项目用于解决多个路局的光信号故障问题。1.3光时域反射测距设计依据光时域反射测距通过使用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性。瑞利散射是由于光信号沿着光纤产生无规律的散射而形成，通过测量回到29光时域反射设备端口的散射光，可表明因光纤引起的衰减（损耗/距离）程度。若测试形成的轨迹是

5、一条向下的曲线，它说明了背向散射的功率不断减小（这是由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信号都有所损耗）。在波长已知情况下，瑞利散射功率与信号的脉冲宽度成比例：脉冲宽度越长，背向散射功率就越强。瑞利散射的功率还与发射信号的波长有关，波长较短则功率较强。如图所示：图13-1瑞利散射菲涅尔反射是离散的反射，它是由整条光纤中的个别点而引起的，这些点是由造成反向系数改变的因素组成，例如玻璃与空气的间隙。在这些点上，会有很强的背向散射光被反射回来。光时域反射测试模块就是利用菲涅尔反射的信息来定位连接点，光纤终端或断点。如下图分别表

6、示了机械熔接、法兰盘、连接器断开造成的菲涅尔反射：图13-2机械熔接（1）、法兰盘（2）和连接器（3）断开造成的菲涅尔反射1.4光网络实时信号监测模块设计目标1)性能指标l中心波长：13l0nm±20nm29l事件盲区：≤1.00ml动态范围：35/33dBl衰减读出分辨率：0.01dBl群折射率设置范围：1.4000～1.6000l光纤连接器：FCl单系统功耗：≤30Wl测距精度：光信号动态监测精度：≤1.00m。1)系统功能l下位机设备实现光信号的获取、解析、故障判定及故障信息上报，实时监测上位机完成波形分析、光信号统计

7、信息的获取及在线故障判定。列车实时运行中，一旦发现光信号的故障，即可实时获取环境信息，并将故障信息传输给上位机，由上位机分析后通过发送器发送给地面GSM接收机。l故障通告内容应包括：光纤长度，事件故障点在光纤长度上所处的位置，光纤串联中可能的故障器件，发生故障时列车行所处的经度和纬度及故障发生时间（需在上位机中预植列车图形化运行线路）。l所有故障信息通报信息在上位机保存。故障信息保存容量大于1000条，断电后信息不丢失。地面终端可查取保存完毕的故障信息。29第2章项目设计2.1项目总体设计光网络实时信号监测系统包含OTDR模块

8、、GSM模块、GPS模块、下位机管理模块、实时监测上位机模块及电源模块六大功能模块。设计方案如下图所示。图2-1光网络实时信号监测系统设计方案其中：（1）OTDR模块：负责定位光路故障点，分析故障类型及故障产生的具体位置；（2）GSM模块：负责将故障信息发送至地面接收端，并传