阅读说明：本技术 同波长编码识别系统、方法、装置及存储介质 (Same wavelength code identification system, method, device and storage medium ) 是由 朱惠君 薛鹏 白金刚 毛志松 邬耀华 于 2020-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了同波长编码识别系统、方法、装置及存储介质,其中同波长编码识别系统,包括主控模块、窄带光源、滤波器、环形器、同波长光纤反射编码组和光电探测器,所述环形器包括第一端、第二端和第三端,所述窄带光源、所述滤波器与所述环形器的第一端依次连接,所述同波长光纤反射编码组通过光纤与所述环形器的第二端连接,所述光电探测器的输入端与所述环形器的第三端连接,所述光电探测器和所述窄带光源分别与所述主控模块电连接。本发明利用加工难度较低的同波长光纤反射编码组,并通过在窄带光源增加滤波器辅助精确测量,能够有效降低识别和生产成本。(The invention discloses a same-wavelength coding identification system, a method, a device and a storage medium, wherein the same-wavelength coding identification system comprises a main control module, a narrow-band light source, a filter, a circulator, a same-wavelength optical fiber reflection coding group and a photoelectric detector, the circulator comprises a first end, a second end and a third end, the narrow-band light source, the filter and the first end of the circulator are sequentially connected, the same-wavelength optical fiber reflection coding group is connected with the second end of the circulator through an optical fiber, the input end of the photoelectric detector is connected with the third end of the circulator, and the photoelectric detector and the narrow-band light source are respectively and electrically connected with the main control module. The invention utilizes the same-wavelength optical fiber reflection coding group with lower processing difficulty and adds a filter to a narrow-band light source to assist accurate measurement, thereby effectively reducing the identification and production cost.)

同波长编码识别系统、方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及光纤领域，尤其是同波长编码识别系统、方法、装置及存储介质。

背景技术

目前，现有同波长编码识别系统只能依靠两侧设备发光进行判断，而对光纤链路本身不能有所唯一识别。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供同波长编码识别系统、方法、装置及存储介质，能够实现光纤链路的唯一识别、诊断和自动切换。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供了同波长编码识别系统，包括主控模块、窄带光源、滤波器、环形器、同波长光纤反射编码组和光电探测器，所述环形器包括第一端、第二端和第三端，所述窄带光源、所述滤波器与所述环形器的第一端依次连接，所述同波长光纤反射编码组通过光纤与所述环形器的第二端连接，所述光电探测器的输入端与所述环形器的第三端连接，所述光电探测器和所述窄带光源分别与所述主控模块电连接。

本发明上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：利用滤波器可以将窄带光源发出的光频谱更窄，使窄带光源向同波长光纤反射编码组射出的光波更加精确，能够有效避免带来杂波干扰。当光波射向同波长光纤反射编码组时，能够产生反射光，反射光可以经过环形器传送到光电探测器的输入端中，此时可以控制光电探测器测量反射光的反射光强，主控模块可以根据光波的反射光强和反射时间得出同波长光纤反射编码组的序列特征和位置信息，本发明的利用加工难度较低的同波长光纤反射编码组，并通过在窄带光源增加滤波器辅助精确测量，能够有效降低识别和生产成本。

进一步，所述同波长光纤反射编码组包括至少两个波长相同的光纤光栅，相邻两个所述光纤光栅之间的距离为基准间距的整数倍。

进一步，所述窄带光源为脉冲窄带光源，所述脉冲窄带光源的脉冲频率大于或者等于10GHz，能够达到10毫米的测量精度。

进一步，所述滤波器为高通窄带滤波器。

进一步，所述光电探测器的探测频率与脉冲窄带光源的脉冲频率相等。

第二方面，本发明实施例提供了同波长编码识别方法，应用于同波长编码识别系统，所述同波长编码识别系统包括：主控模块、窄带光源、滤波器、环形器、同波长光纤反射编码组和光电探测器，所述环形器包括第一端、第二端和第三端，所述窄带光源、所述滤波器与所述环形器的第一端依次连接，所述同波长光纤反射编码组通过光纤与所述环形器的第二端连接，所述光电探测器的输入端与所述环形器的第三端连接，所述光电探测器和所述窄带光源分别与所述主控模块电连接；

所述同波长编码识别方法包括以下步骤：

所述主控模块控制所述窄带光源输出光波；

所述主控模块控制所述光电探测器检测已滤波的所述光波经所述同波长光纤反射编码组发射回来的反射光强；

所述主控模块根据所述光波的反射光强和反射时间得出所述同波长光纤反射编码组的序列特征和位置信息。

本发明上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：可以控制窄带光源输出光波，利用滤波器可以将窄带光源发出的光频谱更窄，使窄带光源向同波长光纤反射编码组射出的光波更加精确，能够有效避免带来杂波干扰。当光波射向同波长光纤反射编码组时，能够产生反射光，反射光可以经过环形器传送到光电探测器的输入端中，此时可以控制光电探测器测量反射光的反射光强，主控模块可以根据光波的反射光强和反射时间得出同波长光纤反射编码组的序列特征和位置信息，本发明的利用加工难度较低的同波长光纤反射编码组，并通过在窄带光源增加滤波器辅助精确测量，能够有效降低识别和生产成本。

进一步，所述同波长光纤反射编码组包括两个以上光纤光栅，窄带光源输出的光波经所述光纤光栅反射所得的反射光之间时间差为单位间隔时间的整数倍，所述单位间隔时间为相距最近的两个光纤光栅的反射光之间的时间差。

第三方面，本发明实施例提供了识别控制装置，包括：存储器、控制处理器及存储在所述存储器上并可在所述控制处理器上运行的计算机程序，所述控制处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面所述的同波长编码识别方法。

本发明上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：识别控制装置可以控制窄带光源输出光波，利用滤波器可以将窄带光源发出的光频谱更窄，使窄带光源向同波长光纤反射编码组射出的光波更加精确，能够有效避免带来杂波干扰。当光波射向同波长光纤反射编码组时，能够产生反射光，反射光可以经过环形器传送到光电探测器的输入端中，此时可以控制光电探测器测量反射光的反射光强，主控模块可以根据光波的反射光强和反射时间得出同波长光纤反射编码组的序列特征和位置信息，本发明的利用加工难度较低的同波长光纤反射编码组，并通过在窄带光源增加滤波器辅助精确测量，能够有效降低识别和生产成本。

第四方面，本发明实施例提供了计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第二方面所述的同波长编码识别方法。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的一个实施例的同波长编码识别系统的示意图；

图2是本发明的一个实施例的同波长编码识别系统的同波长光纤反射编码组的示意图；

图3是本发明的一个实施例的同波长编码识别方法的流程图；

图4为本发明一个实施例提供的识别控制装置的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

同波长编码识别系统，包括主控模块、窄带光源、滤波器、环形器、同波长光纤反射编码组和光电探测器，所述环形器包括第一端、第二端和第三端，所述窄带光源、所述滤波器与所述环形器的第一端依次连接，所述同波长光纤反射编码组通过光纤与所述环形器的第二端连接，所述光电探测器的输入端与所述环形器的第三端连接，所述光电探测器和所述窄带光源分别与所述主控模块电连接。本发明利用加工难度较低的同波长光纤反射编码组，并通过在窄带光源增加滤波器辅助精确测量，能够有效降低识别和生产成本。

下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

参照图1，本发明实施例提供了一种窄谱光波滤波同波长编码识别系统，包括：主控模块110、窄带光源120、滤波器130、环形器140、同波长光纤反射编码组150和光电探测器160，环形器140包括第一端、第二端和第三端，窄带光源120、滤波器130与环形器140的第一端依次连接，同波长光纤反射编码组150通过光纤与环形器140的第二端连接，光电探测器160的输入端与环形器140的第三端连接，光电探测器160和窄带光源120分别与主控模块110电连接。

在一实施例中，利用滤波器130可以将窄带光源120发出的光频谱更窄，使窄带光源120向同波长光纤反射编码组150射出的光波更加精确，能够有效避免带来杂波干扰。当光波射向同波长光纤反射编码组150时，能够产生反射光，反射可以光经过环形器140传送到光电探测器160的输入端中，此时光电探测器160可以精确得出同波长光纤反射编码组150的序列特征和位置信息，本发明的利用加工难度较低的同波长光纤反射编码组150，并通过在窄带光源120增加滤波器130辅助精确测量，能够有效降低识别和生产成本。

需要说明的是，本实施例中的环形器130的第一端、第二端和第三端依次排列并且三个端口的单向通行方向一致；由于整体结构上涉及多个光学部件，因此应尽量减小光纤内损耗以保证测量的准确性。

在一实施例中窄带光源脉冲窄带光源，脉冲窄带光源的脉冲频率大于或者等于10GHz，能够达到10毫米级别的测量精度。

需要说明的是，脉冲窄带光源的脉冲频率不作限定，可以根据实际需要进行设置。

在一实施例中光电探测器160为光电探测器，光电探测器的探测频率与脉冲窄带光源的脉冲频率相等，光电探测器的探测频率与脉冲窄带光源的脉冲频率相等，用于探测光强度，其采用至少10G频率方能达到10毫米间距的探测灵敏度。

需要说明的是，光电探测器160的探测频率不作限定，可以根据脉冲窄带光源的脉冲频率进行对应设置。

在一实施例中，滤波器130为高通窄带滤波器130，窄带光源120经过高通窄带滤波器130可以发出更窄的光频谱，能够避免带来杂波干扰。

参照图2，同波长光纤反射编码组150包括至少两个波长相同的光纤光栅210，相邻两个光栅之间的距离为基准间距L的整数倍，基准间距L为相邻两个光栅之间的最短距离。由于同波长光纤反射编码组150包括若干个同波长的光纤光栅210，两个同波长的光纤光栅210之间如果距离太近会造成能量衰耗，所以光栅的设置需要大于或者等于基准间距L。

需要说明的是，每两个相邻的光纤光栅210的光栅间隔可以不是基准间距的整数倍，也可以是大于或者等于基准间距的不同的距离值，本发明不作限定。

在一实施例中，可以将若干个相同波长光纤光栅210按一定的间距进行组合，可以设定基准间距L为2mm，其相连其它光纤光栅210间距可以设定为N*2mm和M*2mm，那么同波长光纤反射编码组150即为【1、N、M】。需要说明的是，基准间距L的设定不构成在实际应用中的唯一限定。

在一实施例中，窄带光源120为脉冲窄带光源120，脉冲窄带光源120的脉冲频率大于或者等于10GHz，光电探测器160为光电探测器160，光电探测器160的探测频率与脉冲窄带光源120的脉冲频率相等，经公式Lu＝Tu*(c/(n*2))计算上述脉冲窄带光源120能够达到10毫米的测量精度，其中Lu为测量精度，Tu为探测频率，c为光速，n为折射率。

在一实施例中，由于同波长光纤反射编码组150在加工的过程中会产生波长误差，滤波器130的光谱带宽可以采用以下公式计算：f＝f0/3，其中f为滤波器130的光谱带宽，f0波长误差。

参照图3，本发明实施例应用于上述实施例中的同波长编码识别系统的同波长编码识别方法，包括以下步骤：

S310，主控模块控制窄带光源输出光波；

S320，主控模块控制光电探测器检测已滤波的光波经同波长光纤反射编码组发射回来的反射光强；

S330，主控模块根据光波的反射光强和反射时间得出同波长光纤反射编码组的序列特征和位置信息。

在一实施例中，可以控制窄带光源输出光波，利用滤波器可以将窄带光源发出的光频谱更窄，使窄带光源向同波长光纤反射编码组射出的光波更加精确，能够有效避免带来杂波干扰。当光波射向同波长光纤反射编码组时，能够产生反射光，反射光可以经过环形器传送到光电探测器的输入端中，此时可以控制光电探测器测量反射光的反射光强，主控模块可以根据光波的反射光强和反射时间得出同波长光纤反射编码组的序列特征和位置信息，本发明实施例的利用加工难度较低的同波长光纤反射编码组，并通过在窄带光源增加滤波器辅助精确测量，能够有效降低识别和生产成本。

在一实施例中，主控模块可以获取光电探测器采集的数据进行图表生成，该图表为以时间为横坐标，通过光电探测器所采集的数据能量为纵坐标，对图表进行拟合寻峰，并以峰值间间距为数组，并删除间距超过阈值的峰值，将满足数量和间距的峰值进行组合，可以得到该同波长光纤编码组的编码、距离和反射能量。由于间距测距时存在一定的测量误差，其误差范围处于光电探测器探测精度范围内，所以光纤编码间距可以设定采用2倍进行设定。利用加工难度较低的同波长光纤反射编码组，并通过在窄带光源增加滤波器辅助精确测量，能够有效降低识别和生产成本。

由上述同波长编码识别系统的实施例中的同波长光纤反射编码组的结构可知，同波长光纤反射编码组包括两个以上光纤光栅，窄带光源输出的光波经光纤光栅反射所得的反射光之间时间差为单位间隔时间的整数倍，单位间隔时间为相距最近的两个光纤光栅的反射光之间的时间差。规则的光纤光栅排列结构能够便于计算所在距离和码元组成。

参照图4，图4是本发明一个实施例提供的识别控制装置400的示意图。本发明实施例的识别控制装置400内置于识别系统中，包括一个或多个控制处理器410和存储器420，图4中以一个控制处理器410及一个存储器420为例。

控制处理器410和存储器420可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器420作为非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器420可以包括随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器420可选包括相对于控制处理器410远程设置的存储器420，这些远程存储器420可以通过网络连接至该识别控制装置400。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本领域技术人员可以理解，图4中示出的装置结构并不构成对识别控制装置400的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

实现上述实施例中应用于识别控制装置400的同波长编码识别方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器420中，当被控制处理器410执行时，执行上述实施例中应用于识别控制装置400的同波长编码识别方法，例如，执行以上描述的图3中的方法步骤S310至步骤S330。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

此外，本发明的一个实施例还提供了计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行，例如，被图4中的一个控制处理器410执行，可使得上述一个或多个控制处理器410执行上述方法实施例中的同波长编码识别方法，例如，执行以上描述的图3中的方法步骤S310至步骤S330。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。