一种光纤编码识别与通信一体化系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光纤编码识别与通信一体化系统及控制方法，系统包括：第一光纤和第二光纤，所述第一光纤和第二光纤上皆设置有光纤编码，所述光纤编码由不同间距的多个光纤光栅组成；第一终端和第二终端，所述第一终端和第二终端皆包括主控制器、用于发送光纤编码光波和通信光波的窄带光源、环形器、光纤编码APD光电转换单元、放大器、光纤编码高速AD采样单元、通信APD光电转换单元、通信高速AD采样单元，本方案利用窄带光源，同时为光纤编码采集识别和光纤通信提供同一光源，通过设置两根带光纤编码的光纤以及光纤编码APD光电转换单元、放大器等模块，可实现光纤通信正常运行和光纤编码同时采集，节约了传统分离式运行结构的成本问题。的成本问题。的成本问题。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤编码识别与通信一体化系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及光纤通讯领域，特别涉及一种光纤编码识别与通信一体化系统及控制方法。

技术介绍

[0002]现有光纤编码识别装置与光纤通信装置采用分离式运行，采用波分复用器、分光器或者光开关实现两者在同一根光纤上实现光纤编码采集识别和光纤通信。该方法存在使用波分复用器、分光器或者光开关带来的成本和额外衰耗，不利于实际应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种光纤编码识别与通信一体化系统，在保证光纤通信正常运行情况下，快速实现光纤编码采集识别的节省成本的方法；本专利技术还提供了一种光纤编码识别与通信一体化控制方法。
[0004]根据本专利技术第一方面实施例的一种光纤编码识别与通信一体化系统，包括：第一光纤和第二光纤，所述第一光纤和第二光纤上皆设置有光纤编码，所述光纤编码由不同间距的多个光纤光栅组成；第一终端和第二终端，所述第一终端和第二终端皆包括主控制器、用于发送光纤编码光波和通信光波的窄带光源、环形器、光纤编码APD光电转换单元、放大器、光纤编码高速AD采样单元、通信APD光电转换单元、通信高速AD采样单元，所述窄带光源连接在所述主控制器与所述环形器的第一端口之间，所述环形器的第二端口依次连接光纤编码APD光电转换单元、放大器、光纤编码高速AD采样单元、主控制器，所述通信APD光电转换单元、通信高速AD采样单元、主控制器依次连接；其中，所述第一终端的所述环形器的第三端口与所述第二终端的所述通信APD光电转换单元通过所述第一光纤连接，所述第二终端的所述环形器的第三端口与所述第一终端的所述通信APD光电转换单元通过所述第二光纤连接；多个所述光纤光栅与所述窄带光源的中心波长一致。
[0005]根据本专利技术第一实施例的一种光纤编码识别与通信一体化系统，至少具有如下有益效果：本方案利用窄带光源，同时为光纤编码采集识别和光纤通信提供同一光源，通过设置两根带光纤编码的光纤以及光纤编码APD光电转换单元、放大器、光纤编码高速AD采样单元、通信APD光电转换单元、通信高速AD采样单元等模块，可实现光纤通信正常运行和光纤编码同时采集，节约了传统分离式运行结构的成本问题。
[0006]根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述光纤光栅的3dB带宽范围为所述窄带光源的3db带宽*(1/2)至所述窄带光源的3db带宽*(2/3)区间。
[0007]根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述光纤光栅的最大反射率w＝(i/(10*LOG(P)))^(e0+e1)，其中，P为所述窄带光源的发光强度，i为所述第一终端和第二终端的光纤通信能量范围，e0为所述光纤编码内光纤光栅数量，e1为所述第一终端和第二终端之间光纤编码最大数据。
[0008]根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述光纤编码内各光纤光栅之间的最小间距
L＝M/((t1*2)/4)，其中，t1为所述窄带光源发送的光纤编码光波，M为所述光纤编码APD光电转换单元的转换频率，所述光纤编码高速AD采样单元的采样频率N大于M/4。
[0009]根据本专利技术第二方面实施例的一种光纤编码识别与通信一体化控制方法，应用于所述的一种光纤编码识别与通信一体化系统，包括以下步骤：由一侧第一终端/第二终端的主控制器控制窄带光源按通信协议进行发送光纤编码光波和通信光波；光纤编码APD光电转换单元获取环形器光纤端头反射的光纤编码光波并进行光电转换，放大器将转换后的电信号进行放大再输出给光纤编码高速AD采样单元；光纤编码高速AD采样单元将采集到的电信号反馈给主控制器，由主控制器解析出光纤编码值；通信APD光电转换单元获取对侧第二终端/第一终端发送的通信光波，将通信光波信号转换成电信号输出给通信高速AD采样单元；通信高速AD采样单元将采集到的电信号反馈给主控制器，由主控制器解析出数据信息。
[0010]根据本专利技术第二实施例的一种光纤编码识别与通信一体化控制方法，至少具有如下有益效果：本方案利用窄带光源，同时为光纤编码采集识别和光纤通信提供同一光源，通过设置两根带光纤编码的光纤以及光纤编码APD光电转换单元、放大器、光纤编码高速AD采样单元、通信APD光电转换单元、通信高速AD采样单元等模块，可实现光纤通信正常运行和光纤编码同时采集，节约了传统分离式运行结构的成本问题。
[0011]根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述光纤编码光波的脉冲宽度为t1，所述通信光波的脉冲宽度为t0，且t0小于t1/2。
[0012]根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述光纤编码光波一次发送k*t1的时间脉冲然后等待积分时间t2，k为脉冲系数，积分时间t2＝((所测光纤长度*群折射率)/光速)+附加时间，其中附加时间为10*k*t1。
[0013]根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述主控制器在解析光纤编码值之前，先对光纤编码高速AD采样单元将采集到的电信号进行峰值能量拟合，拟合后的峰值能量＝＝65535*10^((爆掉数量
‑
1)*爆掉系数/10)+((爆掉前一个像素能量+爆掉后一个像素能量)/2
‑
(起点能量+终点能量))/2)，其中爆掉系数默认为1。
[0014]根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述主控制器解析光纤编码值之前，需进行光线编码带宽识别，只保留预设光线编码带宽范围内的数据，超出则丢弃；所述主控制器解析数据信息之前，需进行通信带宽识别，只保留预设通信带宽范围内的数据并按照脉冲间隔宽度进行解析，超出则丢弃。
[0015]根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述预设光线编码带宽范围为：带宽大于t1
‑
(t0*0.1)，所述预设通信带宽范围为：t0
±
(t0*0.1)。
[0016]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0017]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0018]图1为本专利技术第一方面实施例的光纤编码识别与通信一体化系统原理图；
[0019]图2为本专利技术第二方面实施例的光纤编码识别与通信一体化控制方法流程图；
[0020]图3为本专利技术实施例的通信光波脉冲图；
[0021]图4为本专利技术实施例的光纤编码光波脉冲图。
[0022]附图标记：
[0023]第一光纤100、第二光纤200、光纤编码101；
[0024]第一终端300、第二终端400、主控制器301、窄带光源302、环形器303、光纤编码APD光电转换单元304、放大器305、光纤编码高速AD采样单元306、通信APD光电转换单元307、通信高速AD采样单元308。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤编码识别与通信一体化系统，其特征在于：包括第一光纤和第二光纤，所述第一光纤和第二光纤上皆设置有光纤编码，所述光纤编码由不同间距的多个光纤光栅组成；第一终端和第二终端，所述第一终端和第二终端皆包括主控制器、用于发送光纤编码光波和通信光波的窄带光源、环形器、光纤编码APD光电转换单元、放大器、光纤编码高速AD采样单元、通信APD光电转换单元、通信高速AD采样单元，所述窄带光源连接在所述主控制器与所述环形器的第一端口之间，所述环形器的第二端口依次连接光纤编码APD光电转换单元、放大器、光纤编码高速AD采样单元、主控制器，所述通信APD光电转换单元、通信高速AD采样单元、主控制器依次连接；其中，所述第一终端的所述环形器的第三端口与所述第二终端的所述通信APD光电转换单元通过所述第一光纤连接，所述第二终端的所述环形器的第三端口与所述第一终端的所述通信APD光电转换单元通过所述第二光纤连接；多个所述光纤光栅与所述窄带光源的中心波长一致。2.根据权利要求1所述的一种光纤编码识别与通信一体化系统，其特征在于：所述光纤光栅的3dB带宽范围为所述窄带光源的3db带宽*(1/2)至所述窄带光源的3db带宽*(2/3)区间。3.根据权利要求1或2所述的一种光纤编码识别与通信一体化系统，其特征在于：所述光纤光栅的最大反射率w＝(i/(10*LOG(P)))^(e0+e1)，其中，P为所述窄带光源的发光强度，i为所述第一终端和第二终端的光纤通信能量范围，e0为所述光纤编码内光纤光栅数量，e1为所述第一终端和第二终端之间光纤编码最大数据。4.根据权利要求1所述的一种光纤编码识别与通信一体化系统，其特征在于：所述光纤编码内各光纤光栅之间的最小间距L＝M/((t1*2)/4)，其中，t1为所述窄带光源发送的光纤编码光波，M为所述光纤编码APD光电转换单元的转换频率，所述光纤编码高速AD采样单元的采样频率N大于M/4。5.一种光纤编码识别与通信一体化控制方法，应用于权利要求1至4任一所述的一种光纤编码识别与通信一体化系统，其特征在于：包括以下步骤由一侧第一终端/第二终端的主控制器控制窄带光源按通信协议进行发送光...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱惠君，薛鹏，毛志松，邬耀华，
申请(专利权)人：中山水木光华电子信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：