基于嵌入式系统的光缆自动监测站设计

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1、第××卷第×期基于嵌入式系统的光缆自动监测站设计摘要:本文实现了光缆监测站自动监测终端设备的设计方案，通过嵌入式硬件系统和软件的协同工作，该监测设备能够对通信光缆进行在线实时监测，并且能够实时探测到通信光缆的故障点，方便了通信光缆的维护工作。该系统在业务板卡的设计，以及CAN控制通信总线的使用都增强了设备的兼容性和系统的可扩展性，并且增加了环境监测单元来自动调节环境温度，以保证系统安全可靠运行。关键词:主控单元；光功率；光开关；OTDR中图分类号：×××××文献标识码：×国家标准学科分类代码：×××DesignofAutomaticMonitoringStat

2、ionforCableCaoXiaoqiuZhangMingzhiLingPingZhaoWeiwei(CollegeofElectronicandControlEngineeringofBeijingUniversityofTechnologyBeijing100124)Abstract:Thispaperintroducesthedesignofautomaticmonitoringdeviceincablemonitoringstationbasedonembeddedsystem,bythecoordinationofembeddedhardwarea

3、ndsoftware,thisdevicecanmonitorcommunicationcableonlineandinreal-time,andfindthefailurepointinthecommunicationcable,makingthemaintenanceforcommunicationcableconvenient.ThedesignoffunctionboardandtheuseofCANbuscanbothincreasethecompatibilityofthedeviceandthescalabilityofsystem,alsoIa

4、ddamonitoringunitforworkingenvironment,beingabletocontrolthetemperatureautomatically,tomakeentiresystemworksmooth.Keywords:MainControllingUnit;OpticalPower;OpticalSwitch;OTDR第××卷第×期1引言本设计使用嵌入式系统方案，设计光缆监测站自动监测设备，该设备包括以下单元：控制单元、OTDR（光时域反射仪）单元、光开关单元、光功率监测单元、供电单元、温控单元，各个功能单元通过机箱内背板连接。在系

5、统所实现的功能方面，该设计所描述的监测站集成了分立的传统便携式设备的功能，例如提供多路光缆的功率自动监测，光纤故障点自动探测功能，实现了光缆监测的实时性和高度自动化。在系统的实现手段方面，该设计与传统设计相比，我们主要在硬件处理器和软件操作两个部分作了改进，该设计中使用了高品质的嵌入式PC模块代替传统的基于PC系统的工控机；软件操作方面，我们在PC模块的Windows操作系统中运行了功率监测、光缆探测以及通信单元管理等主要功能的软件程序。2系统整体设计方案2.1系统设计框图（图2.1所示）图2.1系统设计框图2.2功能单元设计本方案旨在设计能够对通信光缆进行在

6、线实时功率监测及故障点探测的系统，该系统中各功能单元采用分立的板卡结构，板卡之间通过背板连接，主控单元通过CAN控制总线与分立的功能单元进行通信，发送工作命令以及获取工作状态等信息第××卷第×期，系统的结构设计以及CAN控制总线的使用增加了监测系统的兼容性和扩展性。2.2.1主控单元主控单元是本系统的核心，主要负责对各功能板卡的业务和通信进行管理；本设计针对系统中不同功能，采用了不同的处理模块来分别对业务和通信进行管理，主要部分包括作为光缆监测系统的上位机的高品质PC模块以及主要用于通信、板卡在位以及告警指示管理的C8051F020单片机；业务上，主控单元的P

7、C模块主要接收各业务板卡的状态信息（主要是功率监测单元定时上报多路光缆的功率以及与OTDR连接的光开关切换状态信息），并对得到的信息进行分析处理，针对不同的状态发送控制业务板卡的命令字；状态信息的获取和命令字的发送是通过C8051F020单片机来控制的，单片机上专用SPI控制器通过CAN控制总线将主控板卡和各业务板卡通信用单片机进行连接，实现各板卡间的通信。PC模块与主控板通过串口连接，CAN总线传送的信息通过串口与上位机通信；为了兼容不同的OTDR类型，本设计将PC模块上的PC104+总线、一个标准串口以及以太网接口引出到连接背板的欧式弯针连接器上，以与OT

8、DR功能单元进行连接。本设计通过单片机