基于光纤的开关量信号传输控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于光纤的开关量信号传输控制系统，应用于光纤通信领域，为解决工业过程测量和控制系统中大量开关量信号的传输存在传输电缆繁琐、易受电磁干扰，难以通路自检等问题；本发明专利技术采用不同波长的光信号独立传输不同的开关量信号，携带不同开关量信号的光信号通过光纤传输，在进入控制系统前通过若干第二光电探测器将携带不同开关量信号的光信号转化为对应的若干路电信号，若干路电信号携带不同的开关量信号，各路电信号经电压放大器放大处理后输入开关阀或继电器，实现大量开关量信号的传输；在进入第二光电探测器之前，携带不同开关量信号的光信号同时经过反射镜反射回第一光电探测器转化为电信号输出到半导体二极管，实现通路自检。

Switch signal transmission control system based on optical fiber

【技术实现步骤摘要】
基于光纤的开关量信号传输控制系统
本专利技术属于光纤通信
，特别涉及一种开关量传输控制系统。
技术介绍
工业过程测量和控制系统中需要进行大量的开关量信号传输，传统的传输方式大多是使用24V或48V电信号的通断来传输开关量信号，这种方式需要使用大量线缆，不易进行多终端隔离分配，难以进行通路自检，同时在电磁兼容方面也存在一定不足。光纤具有体积小、抗电磁干扰、复用能力强等优点，可实现一根光纤上同时独立传输多路信号。
技术实现思路
为了解决目前工业过程测量和控制系统中大量开关量信号的传输存在传输电缆繁琐、不可进行通路自检、以及易受电磁干扰等问题；本专利技术提出一种基于光纤的开关量信号传输控制系统，利用光纤小体积、抗电磁干扰、复用能力强等优点实现传输路径简单、可通路自检的开关量传输控制系统。本专利技术采用的技术方案之一为：基于光纤的开关量信号传输控制系统，采用不同波长的光信号独立传输不同的开关量信号，包括：光源生成模块、n个光开关、开关量信号输出系统、n*1波分复用器、光纤、第一1*n波分复用器、第二光电探测器、电压放大器、开关阀；所述光源生成模块用于产生n路不同波长的光信号，所述n个光开关在开关量信号输出系统的控制下产生n个不同的开关量信号，所述光源生成模块产生的n路不同波长的光信号经对应光开关后均加载一个开关量信号，得到n路带有不同开关量信号的光信号；所述n路带有不同开关量信号的光信号输入n*1波分复用器合成1路光信号，所述1路光信号经光纤输入1*n波分复用器，经第一1*n波分复用器分成n路带有不同开关量信号的光信号；所述n路带有不同开关量信号的光信号分别经n个第二光电探测器转化为n路电信号，n路电信号分别经n个电压放大器输入开关阀。进一步地，还包括n个2*1耦合器、n个1*2分路器、n个反射镜、n个第二光电探测器、n个发光二极管；所述经n个光开关后输出的n路带有不同开关量信号的光信号分别从n个2*1耦合器第一端输入，从n个2*1耦合器第二端输出的n路带有不同开关量信号的光信号输入n*1波分复用器合成1路光信号；所述经第一1*n波分复用器分成n路带有不同开关量信号的光信号分别经n个1*2分路器第一端输入，经n个1*2分路器第二端输出的光信号作为传输系统的输出，经n个1*2分路器第三端输出的光信号分别进入n个反射镜；经反射镜反射回来的n路光信号分别从n个1*2分路器第三端输入，从n个1*2分路器第一端输出后依次经第一1*n波分复用器、光纤、n*1波分复用器后分别输入至n个2*1耦合器的第二端，从2*1耦合器的第三端输出的光信号经过第一光电探测器转化为电信号输入发光二极管。进一步地，所述光源生成模块包括：宽带光源、第二1*n波分复用器，宽带光源通过第二1*n波分复用器产生n路不同波长的光信号。进一步地，所述光源生成模块为n个带有不同波长的单波长光源。进一步地，将发光二极管全部替换为信号采集与处理系统，实现开关量传输路径中的定点检测。更进一步地，将开关阀替换为继电器。进一步地，所述开关量输出系统为电路或手动控制。本专利技术采用的技术方案之二为：基于光纤的开关量信号传输控制系统，采用不同波长的光信号独立传输不同的开关量信号，包括：多个带有不同波长的单波长光源、开关量信号输出系统、n*1波分复用器、光纤、1*n波分复用器、第二光电探测器、电压放大器、开关阀；所述多个带有不同波长的单波长光源在开关量信号输出系统的控制下产生n路带有不同开关量信号的光信号；所述n路带有不同开关量信号的光信号输入n*1波分复用器合成1路光信号，所述1路光信号经光纤输入1*n波分复用器，经1*n波分复用器分成n路带有不同开关量信号的光信号；所述n路带有不同开关量信号的光信号分别经n个第二光电探测器转化为n路电信号，n路电信号分别经n个电压放大器输入开关阀。进一步地，还包括n个2*1耦合器、n个1*2分路器、n个反射镜、n个第一光电探测器、n个发光二极管；所述n路带有不同开关量信号的光信号分别从n个2*1耦合器第一端输入，从n个2*1耦合器第二端输出的n路带有不同开关量信号的光信号输入n*1波分复用器合成1路光信号；所述经1*n波分复用器分成n路带有不同开关量信号的光信号分别经n个1*2分路器第一端输入，经n个1*2分路器第二端输出的光信号作为传输系统的输出，经n个1*2分路器第三端输出的光信号分别进入n个反射镜；经反射镜反射回来的n路光信号分别从n个1*2分路器第三端输入，从n个1*2分路器第一端输出后依次经1*n波分复用器、光纤、n*1波分复用器后分别输入至n个2*1耦合器的第二端，从2*1耦合器的第三端输出的光信号经过第一光电探测器转化为电信号输入发光二极管。进一步地，将发光二极管全部替换为信号采集与处理系统，实现开关量传输路径中的定点检测。更进一步地，将开关阀替换为继电器。进一步地，所述开关量输出系统为电路或手动控制。本专利技术的有益效果：本专利技术的基于光纤的开关量信号传输控制系统，利用光纤具有体积小、抗电磁辐射、复用能力强等优点，采用光纤来实现不同波长光信号独立传输不同的开关量信号，从而实现大量开关量信号的传输，本专利技术具备以下优点：1、采用光纤传输及不同波长的光信号分别加载一不同的开关量信号，实现大量开关量信号的传输；2、实现通路自检；3、实现光路的定点监测。附图说明图1是本专利技术的基于光纤的开关量信号传输控制系统实施例一；图2是本专利技术的基于光纤的开关量信号传输控制系统实施例二；图3是本专利技术的基于光纤的开关量信号传输控制系统实施例三；其中，11为宽带光源，21为第二1*16波分复用器、22为第一1*16波分复用器，3为光开关，4为2*1耦合器，5为16*1波分复用器，6为1*2分路器，7，8为光电探测器，9为反射镜，10电压放大器，11为发光二极管，12为传输光纤，13为电路或手动开关量信号输出系统，14为开关阀或继电器，15、16、17为三个不同波长的单波长光源。具体实施方式为便于本领域技术人员理解本专利技术的
技术实现思路
，下面结合附图对本
技术实现思路
进一步阐释。实施例一光源生成模块实现方式为：包括：宽带光源、第二1*n波分复用器，宽带光源通过第二1*n波分复用器产生n路不同波长的光信号；如图1所示，本专利技术的基于光纤的开关量信号传输控制系统，包括：宽带光源1、两个1*n波分复用器21，22、光开关3、2*1耦合器4、n*1波分复用器5、1*2分路器6、两组含有n个光电探测器7，8、反射镜9、电压放大器10、发光二极管11、传输光纤12、电路或手动开关量信号输出系统13、开关阀或继电器14；工作原理为：所述宽带光源11通过1*n波分复用器21分成n路带有不同波长的光路，并分别连接由电路或手动控制的开关量信号输出系统13控制的n个光开关3，由光开关3输出的带有开关量信号的光信号经过2*1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于光纤的开关量信号传输控制系统，其特征在于，采用不同波长的光信号独立传输不同的开关量信号，包括：光源生成模块、n个光开关、开关量信号输出系统、n*1波分复用器、光纤、第一1*n波分复用器、第二光电探测器、电压放大器、开关阀；/n所述光源生成模块用于产生n路不同波长的光信号，所述n个光开关在开关量信号输出系统控制下光开关产生n个不同的开关量信号，所述光源生成模块产生的n路不同波长的光信号经对应光开关后均加载一个开关量信号，得到n路带有不同开关量信号的光信号；所述n路带有不同开关量信号的光信号输入n*1波分复用器合成1路光信号，所述1路光信号经光纤输入1*n波分复用器，经第一1*n波分复用器分成n路带有不同开关量信号的光信号；所述n路带有不同开关量信号的光信号分别经n个第二光电探测器转化为n路电信号，n路电信号分别经n个电压放大器输入开关阀。/n

【技术特征摘要】
20190726 CN 20191068101091.基于光纤的开关量信号传输控制系统，其特征在于，采用不同波长的光信号独立传输不同的开关量信号，包括：光源生成模块、n个光开关、开关量信号输出系统、n*1波分复用器、光纤、第一1*n波分复用器、第二光电探测器、电压放大器、开关阀；
所述光源生成模块用于产生n路不同波长的光信号，所述n个光开关在开关量信号输出系统控制下光开关产生n个不同的开关量信号，所述光源生成模块产生的n路不同波长的光信号经对应光开关后均加载一个开关量信号，得到n路带有不同开关量信号的光信号；所述n路带有不同开关量信号的光信号输入n*1波分复用器合成1路光信号，所述1路光信号经光纤输入1*n波分复用器，经第一1*n波分复用器分成n路带有不同开关量信号的光信号；所述n路带有不同开关量信号的光信号分别经n个第二光电探测器转化为n路电信号，n路电信号分别经n个电压放大器输入开关阀。


2.根据权利要求1所述的基于光纤的开关量信号传输控制系统，其特征在于，还包括n个2*1耦合器、n个1*2分路器、n个反射镜、n个第一光电探测器、n个发光二极管；
所述经n个光开关后输出的n路带有不同开关量信号的光信号分别从n个2*1耦合器第一端输入，从n个2*1耦合器第二端输出的n路带有不同开关量信号的光信号输入n*1波分复用器合成1路光信号；
所述经第一1*n波分复用器分成n路带有不同开关量信号的光信号分别经n个1*2分路器第一端输入，经n个1*2分路器第二端输出的光信号作为传输系统的输出，经n个1*2分路器第三端输出的光信号分别进入n个反射镜；
经反射镜反射回来的n路光信号分别从n个1*2分路器第三端输入，从n个1*2分路器第一端输出后依次经第一1*n波分复用器、光纤、n*1波分复用器后分别输入至n个2*1耦合器的第二端，从2*1耦合器的第三端输出的光信号经过第一光电探测器转化为电信号输入发光二极管。


3.根据权利要求2所述的基于光纤的开关量信号传输控制系统，其特征在于，所述光源生成模块包括：宽带光源、第二1*n波分复用器，宽带光源通过第二1*n波分复用器产生n路不同波长的光信号。


4.根据权利要求2所述的基于光纤的开关量信号传输控制系统，其特征在于，所述光源生...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉曾令，何秀，何正熙，朱加良，何鹏，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51