一種基于光電融合的光纖網絡氣體傳感系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種基于光電融合的光纖網絡氣體傳感系統。
【背景技術】
[0002]氣體傳感器廣泛應用在氣體探測的各種場景中，包括各類探測原理的結構;光學、電學等較為常見。
[0003]在復雜氣體環境下，現有光學傳感技術存在著一定局限，技術成熟性不高，應用相對復雜，檢測氣體覆蓋面較窄，而且不同氣體需要攜帶不同的光源，或者功率較大的寬帶光源與光譜過濾裝置，且光學設備的靈敏度有限，這些都會極大的增加了設備運行的成本和功耗;而傳統的電學，半導體和催化熱學式傳感器雖然有著成熟的商用背景和技術，但有著以單點式探測為主，氣體之間交叉干擾強，以及傳感組網范圍小，成本高等缺點。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種基于光電融合的光纖網絡氣體傳感系統，解決現有技術中氣體檢測精度低，相互干擾、可靠性低的技術問題。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于光電融合的光纖網絡氣體傳感系統，包括:傳感節點單元、中心節點單元以及網絡節點；所述傳感節點單元通過所述網絡節點與所述中心節點單元通信；
[0006]所述傳感節點單元包括:
[0007]氣體傳感器陣列，直接探測各類氣體及其組分，獲得初級組分信息；
[0008]數據處理單元，與所述氣體傳感器陣列相連，接收所述初步組分信息并輸出校驗后的組分信息；
[0009]其中，所述數據處理單元采用神經網絡算法結構，接收所述氣體傳感器陣列輸出的初級組分信息輸入向量，通過BP神經網絡運算得到精確的定量氣體組分信息。
[0010]進一步地，所述神經網絡算法結構為BP神經網絡算法。
[0011]進一步地，所述系統還包括:傳感器掃描電路；
[0012]所述傳感器掃描電路與所述氣體傳感器陣列相連，將所述氣體傳感器陣列輸出的初級組分信息收集并發送給所述輸出處理單元。
[0013]進一步地，所述系統還包括:模擬信息流收集處理電路；
[0014]所述模擬信息流收集處理電路連接在所述傳感器掃描電路與所述數據處理單元之間;實現模擬信號向數字信號的轉換。
[0015]進一步地，所述系統還包括:電光轉換模塊；
[0016]所述電光轉換模塊連接在所述數據處理單元與所述網絡節點之間；將數據處理單元輸出的校驗后的組分信息，轉換成光信號輸出。
[0017]進一步地，所述電光轉換模塊采用串口光貓。
[0018]進一步地，所述系統還包括:報警顯示模塊；
[0019]所述報警顯示模塊與所述數據處理單元相連，顯示校驗后的組分信息；并進行報塾目ο
[0020]進一步地，所述網絡節點包括:光開關或者光復用器；
[0021 ]所述光開關或者光復用器為光信號多路復用型。
[0022]進一步地，中心節點包括:光電轉換模塊；
[0023]所述監控端光電轉換模塊與所述光開關或者所述光復用器相連，將其輸出的轉換成電信號。
[0024]進一步地，所述系統還包括:供電網絡；
[0025]所述供電網絡包括:終端供電源；
[0026]所述終端供電源通過電纜與所述網絡節點以及所述傳感節點單元相連，采用有線供電。
[0027]本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點:
[0028]1、本申請實施例中提供的基于光電融合的光纖網絡氣體傳感系統，采用基于光電融合的光纖網絡氣體傳感構架，利用電化學式或者紅外傳感頭進行氣體環境檢測，得到初步的組分信息；利用網絡分析算法解決氣體傳感器陣列探測過程中交叉干擾問題，獲得校驗后的組分信息，大大提升數據的可靠性和精確性;采用電光轉化模塊信號光纖化的傳輸結構，極大程度的降低網絡化信號傳輸干擾，實現極低成本，可靠實用，檢測精確的實時氣體檢測網絡系統。
[0029]2、本申請實施例中提供的基于光電融合的光纖網絡氣體傳感系統，采用光纖和電光轉化模塊的形式，進行光電融合，實現光信號流的處理方式，實現數據可靠，長距離網絡化傳輸;避免在長距離的網絡化傳輸中受到來自復雜環境下的電磁干擾;進一步提升探測的可靠性。
[0030]3、本申請實施例中提供的基于光電融合的光纖網絡氣體傳感系統，采用電纜有線供能的方式，實現長時間的穩定化的能量供應;也有利于擴大探測范圍，實現大面積的高精度，持續性探測。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發明實施例提供的基于光電融合的光纖網絡氣體傳感系統的結構示意圖；
[0032]圖2為本發明實施例提供的傳感節點單元的結構示意圖；
[0033]圖3為本發明實施例提供的系統流程圖。
【具體實施方式】
[0034]本申請實施例通過提供一種基于光電融合的光纖網絡氣體傳感系統，解決現有技術中氣體檢測精度低，相互干擾、可靠性低的技術問題;達到了提升探測可靠性，擴大探測面積、降低氣體間相互干擾和傳輸信號間干擾的技術效果。
[0035]為解決上述技術問題，本申請實施例提供技術方案的總體思路如下:
[0036]—種基于光電融合的光纖網絡氣體傳感系統，包括:傳感節點單元、中心節點單元以及網絡節點;所述傳感節點單元通過所述網絡節點與所述中心節點單元通信；
[0037]所述傳感節點單元包括:
[0038]氣體傳感器陣列，直接探測各類氣體及其組分，獲得初級組分信息；
[0039]數據處理單元，與所述氣體傳感器陣列相連，接收所述初步組分信息并輸出校驗后的組分信息；
[0040]其中，所述數據處理單元采用神經網絡算法結構，接收所述氣體傳感器陣列輸出的初級組分信息輸入向量，通過BP神經網絡運算得到精確的定量氣體組分信息；可選擇BP神經網絡。
[0041]通過上述內容可以看出，廣泛通過氣體傳感器陣列實時監控復雜氣體環境中的各類氣體以及其組分信息；過程中受到氣體間的相互干擾導致氣體組分可能不夠精確，鑒于此，通過數據處理單元的BP神經網絡算法，自適應的修正校驗，達到更為精確的組分比例，從而克服復雜混合氣體環境中的相互干擾;通過光纖和光電或者電光轉換模塊的配合使用實現光電信號的融合使用，克服傳輸干擾，進一步優化探測系統，提升探測精度和可靠性；光電或者電光轉換模塊可選擇串口光貓。
[0042]為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細說明，應當理解本發明實施例以及實施例中的具體特征是對本申請技術方案的詳細的說明，而不是對本申請技術方案的限定，在不沖突的情況下，本申請實施例以及實施例中的技術特征可以相互組合。
[0043]參見圖1和圖2，本發明實施例提供的一種基于光電融合的光纖網絡氣體傳感系統，包括:傳感節點單元、中心節點單元以及網絡節點；所述傳感節點單元通過所述網絡節點與所述中心節點單元通信；
[0044]所述傳感節點單元包括:
[0045]氣體傳感器陣列，直接探測各類氣體及其組分，獲得初級組分信息；
[0046]數據處理單元，與所述氣體傳感器陣列相連，接收所述初步組分信息并輸出校驗后的組分信息；
[0047]其中，所述數據處理單元采用BP神經網絡算法結構，接收所述氣體傳感器陣列輸出的初級組分信息輸入向量，通過BP神經網絡運算得到精確的定量氣體組分信息。
[0048]所述氣體傳感器陣列采用電化學傳感器;具體的，針對甲烷、二氧化碳、硫化氫的等常規氣體，或者更進一步的，采用根據具體的使用環境，增設必要的針對性的，可選擇電化學式的氣體傳感器，實現針對性的探測，使得探測范圍更廣。
[0049 ]系統還包括:傳感器掃描電路;傳感器掃描電路與氣體傳感器陣列相連，將氣體傳感器陣列輸出的初級組分信息收集并發送給所述輸出處理單元。采用常規的數據采集電路、芯片或者裝置，以適應實際容量或者信號屬性的需求;優化系統的信號傳輸結構，提升效率和抗干擾能力。
[0050]所述系統還包括:模擬信息流收集處理電路;所述模擬信息流收集處理電路連接在所述傳感器掃描電路與所述數據處理單元之間；實現模擬信號向數字信號的轉換。可采用模數轉換電路或者成型的模數轉換器件
[0051]系統的信號傳輸采用光電融合模式，包括光電轉換模塊和電光轉換模塊分別應對廣電和電光轉換過程;具體可以采用串口光貓和光纖傳輸結合的形式;所述串口光貓連接在所述數據處理單元與所述網絡節點之間；將數據處理單元輸出的校驗后的組分信息，轉換成光信號輸出。
[0052]鑒于實際需要，本實施例還提供報警顯示模塊;所述報警顯示模塊與所述數據處理單元相連，顯示校驗后的組分信息；當檢測到危險氣體或者位線濃度可進行報警;根據實際的應用環境自行設計報警的標識和閾值。
[0053]所述網絡節點作為末端