基于EPON系统的智能水量监测系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于EPON系统的智能水量监测系统，包括局端机房侧设备，局端机房侧设备包括第一通信模块、激光光源模块、EPON系统OLT模块以及第一波分复用器，第一通信模块、激光光源模块、EPON系统OLT模块均与第一波分复用器的输入端连接；EPON系统光路，与第一波分复用器的输出端连接；用户侧设备包括终端节点，终端节点包括：第二波分复用器、光电二极管、储能模块、第二通信模块、中央处理器、光电直读水表以及EPON系统ONU模块，第二波分复用器的输入端与EPON系统光路连接，第二波分复用器的输出端与光电二极管、第二通信模块、EPON系统ONU模块连接，储能模块和光电直读水表均与光电二极管并联连接，中央处理器与光电直读水表、储能模块和第二通信模块均连接。储能模块和第二通信模块均连接。储能模块和第二通信模块均连接。

【技术实现步骤摘要】
基于EPON系统的智能水量监测系统


[0001]本专利技术涉及电子物联网
，尤其涉及一种基于EPON系统的智能水量监测系统。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展和城市化进程的加快，智慧城市成为现代城市发展的新方向。其中，智能水务是实现智慧城市的重要组成部分。基于电子技术的信息采集与信息传输技术是当前物联网终端层的主要技术手段。当前，我国水表市场正处在传统机械水表、智能水表共存的局面，水表和抄表行业也逐步由传统的机械水表和手动抄表演变为物联网远端信息无线传送以及信息化自动抄表，这大大提升了自来水公司的工作效率；但实际运行中，也会存在着不足，比如由于受能源供应等因素限制，特殊环境下电子式终端通常供能问题引发一系列的不便，存在潜在的安全风险，会影响监测系统运行，进而破坏供水系统的安全有效运转。现有水量监测物联网中监测与控制远端节点侧供能方式主要包括：1）电力总线输能2）传统蓄电池储能等本地能量等两类。电力总线输能因存在建设困难等不足，在长距离环境下难以应用；传统的蓄电池供电方法大多寿命不足三年，可供使用的能量有限，需要对其进行替换，但是随着现代城市规模的扩大，自来水使用场景也越来越多，涉及的自来水用户数量不断增长，数量庞大，需要消耗大量的人力物力。因此，水务物联网中监测与控制远端节点侧的有效供能是一个重要的技术难题。
[0003]图1为现有技术中的光纤结构示意图，近年来，光导纤维作为近代光学的一个重要分支，从阶跃折射率分布光纤到复杂折射率分布光纤，从单纯传光到传感各种物理量，继而发展为传输能量。利用光纤传能技术可以实现光通信网络远端节点的光纤化供给，实现能量与信息的共同传输，可以有效解决户外复杂环境中通信网络的快速布设需求，具有重要的应用价值。由于水务行业自动化和智能水表的发展，对水量进行实时监测变的越发重要，供水系统中智能电子设备和监测的电子式水表的应用日益广泛。为了准确监测用户的用水量，大量的、多种类型的机械与智能水表将密集分布于居民楼或其他有需求的区域。在2001年，德国弗朗霍夫太阳能研究所利用810纳米波长的光源照射到GaAs光伏电池上测得电池的转换效率为50.2%。在2008年，该机构发表了一篇文章指出GaAs光伏电池在790纳米至850纳米波段之间的转换效率高，能够输出1W的电功率，但其信号传输距离却有限在100米～1000米之间。
[0004]而智能水务系统一般为5千米以上远距离供能、以及5千米以上远距离通信，其若采用810纳米中心波长的光源供能方式，输出能量虽然高，但随着传输距离越长，传输损耗就会越大，因此现有的810纳米中心波长的光源供能方案并不适用于传输距离超过千米量级的智能水务系统供能需求。因此，在智能水务系统中，为了实现水务系统的远程抄表，即满足5千米以上远距离的可靠有线通信以及同时提供持续可靠的长期供能需求是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于EPON系统的智能水量监测系统，以解决现有技术中存在的一个或多个问题。
[0006]根据本专利技术的一个方面，本专利技术公开了一种基于EPON系统的智能水量监测系统，所述智能水量监测系统包括：局端机房侧设备，其包括第一通信模块、激光光源模块、EPON系统OLT模块以及第一波分复用器，所述第一通信模块、激光光源模块、EPON系统OLT模块均与所述第一波分复用器的输入端连接，所述第一波分复用器用于将所述第一通信模块输出的通信光信号、所述激光光源模块输出的能量光信号以及所述EPON系统OLT模块发送的信号光合束；EPON系统光路，与所述第一波分复用器的输出端连接；以及用户侧设备，其包括终端节点，所述终端节点包括：第二波分复用器、光电二极管、储能模块、第二通信模块、中央处理器、光电直读水表以及EPON系统ONU模块，所述第二波分复用器的输入端与所述EPON系统光路连接，所述第二波分复用器的输出端与所述光电二极管、所述第二通信模块、所述EPON系统ONU模块均连接，所述储能模块和所述光电直读水表均与所述光电二极管并联连接，所述中央处理器与所述光电直读水表、储能模块和第二通信模块均连接，所述中央处理器用于获取所述储能模块的电压及用于获取所述光电直读水表监测到的水量数据，并将所述水量数据发送至所述第二通信模块。
[0007]在本专利技术的一些实施例中，所述EPON系统光路中的通信光信号与所述能量光信号共纤传输。
[0008]在本专利技术的一些实施例中，所述能量光信号的中心波长大于1400纳米，且所述通信光信号的中心波长与所述能量光信号的中心波长不相同。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，所述通信光信号的中心波长大于所述能量光光信号的中心波长，且所述能量光信号的中心波长范围为1400纳米至1700纳米。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，所述能量光信号的中心波长为1450纳米，所述通信光信号的中心波长为1550纳米。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述智能水量监测系统还包括第一光环形器和第二光环形器；所述第一波分复用器和所述第一通信模块、所述激光光源模块之间通过所述第一光环形器连接；所述第二波分复用器和所述光电二极管、所述第二通信模块之间通过所述第二光环形器连接。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，所述能量光信号的中心波长与所述通信光信号的中心波长相同。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述能量光信号的中心波长与所述通信光信号的中心波长均为1450纳米。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，所述储能模块为超级电容；在所述超级电容处于被充电状态时，所述光电直读水表为低功耗模式；在所述超级电容处于放电状态时，所述光电直读水表为运行模式。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，所述光电二极管的材料为InGaAs材料；和/或
所述EPON光路系统的中心波长范围为1310纳米或1490纳米；和/或所述终端节点的数量为多个。
[0016]本专利技术实施例所公开的基于EPON系统的智能水量监测系统，通过EPON系统光纤、光电二极管、储能模块及光电直读水表四者的结合，实现了智能水量监测系统在5千米以上远距离的可靠通信；另外，在不影响EPON系统正常运行的条件下，局端机房侧设备输送来的能量通过储能模块储能实现光电直读水表的间歇式供电，进一步满足了现有智能水量监测系统中远距离抄表所需要的持续可靠的长期供能需求。
[0017]除上述之外，EPON系统光路中的通信光信号与所述能量光信号共纤传输，从而在用户数量日益增加下，降低了光纤线路布设所需的成本。
[0018]本专利技术的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本专利技术的实践而获知。本专利技术的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
[0019]本领域技术人员将会理解的是，能够用本专利技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本专利技术能够实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于EPON系统的智能水量监测系统，其特征在于，所述智能水量监测系统包括：局端机房侧设备，其包括第一通信模块、激光光源模块、EPON系统OLT模块以及第一波分复用器，所述第一通信模块、激光光源模块、EPON系统OLT模块均与所述第一波分复用器的输入端连接，所述第一波分复用器用于将所述第一通信模块输出的通信光信号、所述激光光源模块输出的能量光信号以及所述EPON系统OLT模块发送的信号光合束；EPON系统光路，与所述第一波分复用器的输出端连接；以及用户侧设备，其包括终端节点，所述终端节点包括：第二波分复用器、光电二极管、储能模块、第二通信模块、中央处理器、光电直读水表以及EPON系统ONU模块，所述第二波分复用器的输入端与所述EPON系统光路连接，所述第二波分复用器的输出端与所述光电二极管、所述第二通信模块、所述EPON系统ONU模块均连接，所述储能模块和所述光电直读水表均与所述光电二极管并联连接，所述中央处理器与所述光电直读水表、储能模块和第二通信模块均连接，所述中央处理器用于获取所述储能模块的电压及用于获取所述光电直读水表监测到的水量数据，并将所述水量数据发送至所述第二通信模块。2.根据权利要求1所述的基于EPON系统的智能水量监测系统，其特征在于，所述EPON系统光路中的通信光信号与所述能量光信号共纤传输。3.根据权利要求2所述的基于EPON系统的智能水量监测系统，其特征在于，所述能量光信号的中心波长大于1400纳米，且所述通信光信号的中心波长与所述能量光信号的中心波长不相同。4.根据权利要求3所述的基于EP...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩旭东，杨方，翟桐，
申请(专利权)人：北京精诚恒创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：