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标题: 基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法 [打印本页]

作者: vdianwang 时间: 2024-4-13 13:11
标题: 基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法。

背景技术

随着我国数字化、智能化建设的发展，基础光纤网络作为通信系统的神经系统，承担新型数据流传输，因此基础光纤网络的数字化，智能化的需求更为迫切。为满足数字化、智能化通信的发展需求，国内开展了基础光纤网络自动化运维的相关探索，基于光耦合技术，并结合自动控制、计算机通信等技术，在光传输分配领域推广光纤远程自动交换设备。

光纤远程自动交换设备主要由控制部分和机械部分组成。其主要工作原理是通过控制系统，依据精准定位，操作机械部分对光纤配线架进行自动化跳纤操作，以达到光纤远程交换的目标。

光纤远程自动交换设备的出现，不仅可以远程采集基础光纤网络的监测数据，还可以利用机械臂代替人工跳纤，从而大大改善了基础光纤网络智能化运维检修能力，满足数字化、智能化通信的发展需求。

但从基础光纤网络的整体来看光纤远程自动交换设备还有一定的缺陷，该设备属于光纤链路的一部分，设备的检测定位部件只是从设备的操作控制设备考虑，对光缆线路及接入配线部分没有响应的检测和感知。当机械臂精准移动到指定的配线单元的端口位置时，并不能判别该位置配线端口的状态，不知道该配线端口是否已有光纤跳线或该端口是否是本次操作的真实目标，从而可能导致操作失败。

本发明主要针对这一情况，利用智能配线端口监测实时获取配线端口及光纤跳线的状态，并将该数据用于光纤远程自动交换设备的控制，从而将光纤远程自动交换设备接入到整个光传输链路中，使得光纤远程自动交换系统更稳定可靠。

因此，本发明提供了基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法。

发明内容

本发明基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法，对光纤远程自动交换设备的机械臂、ODF光配线架和光纤跳线进行相应的改进，并增加针对光纤配线管理的智能配线管理器，建立区域性自动化的基础光纤网络，实现了光通信网络智能化运维检修，进而为通信网络提供强有力的支撑。

本发明提供了基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法，包括：

步骤1：分别为每一光纤设备的光纤跳线设置无源RFID标签，以及为对应的机械臂设置相应的RFID读取器；

步骤2：控制预设ODF光配线架获取每一所述RFID读取器采集的标签数据，将所述标签数据传输到预设智能配线管理器中进行数据分析，得到不同光纤设备对应的实时状态；

步骤3：基于所述实时状态建立预设区域内的基础光纤网络，判断所述预设区域的网络总覆盖范围是否在预设覆盖范围内；

步骤4：若不一致，控制所述预设智能配线管理器调整每一光纤设备中光纤跳线的位置，直到所述基础光纤网络的覆盖范围与预设覆盖范围一致为止。

在一种可实施的方式中，

所述预设智能配线管理器分别与所述光纤设备的伺服控制器、RFID读取器和预设ODF光配线架内的端口采集检测设备连接。

在一种可实施的方式中，

所述步骤1.，包括：

步骤1.1.：分别将每一光纤设备的光纤跳线的指定连接器插头与预设ODF光配线架连接；

步骤1.2：在所述指定连接器插头上设置无源RFID标签，在每一光纤设备的机械臂上设置对应的RFID读取器；

步骤1.3：当在所述机械臂移动过程中控制所述RFID读取器采集对应无源RFID标签的频射数据，分别获取每一频射数据对应的数据值；

步骤1.4：提取数据值为空值的目标频射数据对应的异常光纤跳线，生成故障信息传输到所述预设智能配线管理器中。

在一种可实施的方式中，

还包括：

当所述所述预设智能配线管理器接收到所述故障信息时，根据所述故障信息确定目标光纤跳线对应的异常光纤设备；

获取所述异常光纤设备对应的设备历史运行信息；

解析所述设备历史运行信息，确定对应异常光纤设备的历史接入端口；

获取所述异常光纤设备的第一设备位置，结合所述历史接入端口建立设备补救措施，将所述设备补救措施传输到指定终端进行显示。

在一种可实施的方式中，

所述步骤2，包括：

步骤2.1：获取每一RFID读取器采集的频射数据，将所述频射数据输入到所述预设ODF光配线架中，根据所述频射数据读取对应光纤跳线在对应机械臂上的活动信息，结合每一光纤跳线对应的无源RFID标签的标签属性，为对应的光纤跳线建立标签数据；

步骤2.2.：将所述标签数据传输到预设智能配线管理器中，分别对每一标签数据进行时域分析以及分别对每一标签数据进行频域分析，得到每一标签数据对应的时域分析结果和频域分析结果；

步骤2.3：基于所述时域分析结果得到对应光纤设备的设备稳定子状态和设备阈值子状态，基于所述频域分析结果得到对应光纤设备的光纤跳线移动速度；

步骤2.4：分别统计每一光纤设备对应的设备稳定子状态、设备阈值子状态和光纤跳线移动速度，建立对应光纤设备的实时状态。

在一种可实施的方式中，

所述步骤3，包括：

步骤3.1：获取所述预设区域内包含的若干个光纤设备，获取每一光纤设备在所述预设区域内的第二设备位置，基于所述第二设备位置建立第一光纤设备分布图，将每一光纤设备对应的实时状态标记在所述第一光纤设备分布图中，建立第二光纤设备分布图；

步骤3.2：分别获取每一光纤设备对应的设备属性，基于所述设备属性得到每一光纤设备对应的光纤网络覆盖范围，基于所述实时状态得到不同光纤设备之间的连接信息，基于所述连接信息将具有连接关系的光纤网络覆盖范围进行修正，得到若干个修正光纤网络覆盖范围，分别将每一修正光纤网络覆盖范围标记在所述第二光纤设备分布图上，建立所述预设区域的基础光纤网络分布图；

步骤3.3.：基于所述光纤网络分布图得到所述预设区域内的若干条基础光纤网络，分别获取每一基础光纤网络对应的网络覆盖范围，建立所述所述预设区域的网络总覆盖范围，将所述网络总覆盖范围与所述预设覆盖范围标记在所述光纤网络分布图上，得到所述网络总覆盖范围与所述预设覆盖范围的重合范围；

步骤3.4：当所述重合范围在预设覆盖范围内时，确定所述网络总覆盖范围在所述预设覆盖范围内，反之，确定所述网络总覆盖范围在预设覆盖范围外。

在一种可实施的方式中，

所述步骤4，包括：

步骤4.1：当所述网络总覆盖范围在预设覆盖范围外时，绘制所述重合范围与所述覆盖范围之间的范围差，确定所述预设区域内的待修正子区域；

步骤4.2：基于每一光纤设备对应的实时状态确定对应光纤设备中光纤跳线对应的跳线位置，分别获取每一跳线位置与所述待修正子区域之间的距离，基于距离由低到高的顺序分别为每一光纤跳线建立调整权重；

步骤4.3：分别获取每一光纤跳线对应的可调节范围，获取可调节范围与所述待修正子区域重合的若干个目标光纤跳线；

步骤4.4.：基于每一所述目标光纤跳线对应的目标调整权重结合预设调整步长，在对应的可调节范围内循环调整每一目标光纤跳线对应的跳线位置，直到所述基础光纤网络的覆盖范围与预设覆盖范围一致为止。

在一种可实施的方式中，

还包括：

当所述网络总覆盖范围在预设覆盖范围内时，确定所述预设区域内每一光纤设备中的光纤跳线的位置为合理位置，生成第一反馈信息传输到所述预设智能配线管理器。

在一种可实施的方式中，

还包括：

当所述频射数据对应的数据值均为非空值时，确定所有的光纤设备的无源RFID标签无异常，生成第二反馈信息传输到所述预设智能配线管理器中。

在一种可实施的方式中，

还包括：

当所述基础光纤网络覆盖范围与预设覆盖范围一致时，获取所述预设区域对应的光纤设备分布信息并进行存储。

本发明可以实现的有益效果为：光纤远程自动交换设备虽然接入到ODF光配线架和光通信设备之间，但由于无法感知ODF光配线架的实时状态，因此无法应对端到端的光纤全链路环境下的管理操作，为了消除这一缺陷，需要对光纤远程自动交换设备的机械臂、ODF光配线架和光纤跳线进行相应的改进，并增加针对光纤配线管理的智能配线管理器，可以由RFID读取器采集无源RFID标签发出的标签数据，然后由预设ODF光配线架将数据传输到预设之内配线管理中进行数据分析，可以得到光纤设备的实时状态，从而可以建立预设区域内的网络总覆盖范围，进而判断网络总覆盖范围是否满足使用需求，在必要时通过调整光纤跳线的位置来弥补光纤远程自动交换设备在基础光纤网络全链路中的操作缺陷，完善了对基础光纤网络全链路多维度的维护和管理，满足了通信网络对于基础光纤网络运维高效性、可靠性、准确性、实时性、灵活性和兼容性的要求。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法的工作流程示意图；

图2为本发明实施例中基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法异常数据展示页的检测示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供了基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法，如图1所示，包括：

步骤1：分别为每一光纤设备的光纤跳线设置无源RFID标签，以及为对应的机械臂设置相应的RFID读取器；

步骤3：基于所述实时状态建立预设区域内的基础光纤网络，判断所述预设区域的网络总覆盖范围是否在预设覆盖范围内；

步骤4：若不一致，控制所述预设智能配线管理器调整每一光纤设备中光纤跳线的位置，直到所述基础光纤网络的覆盖范围与预设覆盖范围一致为止。

该实例中，光纤设备可以为光纤远程自动交换设备；

该实例中，光纤设备由主要由光栅计数器、伺服控制器、伺服电机、传动丝杠副、导轨、机械臂、机械手、步进电机等部分组成；

该实例中，预设智能配线管理器实时获取端口信息后，将端口信息与端口坐标信息进行匹配，匹配结果反馈给机械臂伺服控制系统，机械臂伺服控制系统依据匹配结果对机械臂跳纤操作的控制指令进行判别，当匹配结果与操作指令有冲突时，中止机械臂跳纤操作并提示错误信息，当机械臂跳纤操作顺利完成后，将端口坐标和端口信息传送给智能配线管理器进行端口信息更新；

该实例中，一个光纤跳线上设置一个无源RFID标签，一个机械臂上设置一个RFID读取器；

该实例中，无源RFID标签是一种在RFID读取器的读出范围之外时处于无源状态，在RFID读取器的读出范围之内时发出频射能量的标签；

该实例中，RFID读取器表示用来感应无源RFID标签的设备；

该实例中，预设ODF光配线架是为光纤通信机房设置的光纤配线设备，光纤远程自动交换设备接入ODF光配线架和光通信设备之间，设备通过控制部分和机械部分的有机结合，根据相关的控制指令，借助伺服电机驱动纤芯机械手臂，通过抓取纤芯连接器并完成一系列机械操作实现光纤远程自动交换，ODF光配线架一般会采用集中安装的模式，排列紧密，外部空间比较小，因此改造需要在ODF光配线架的熔纤盘内进行。在熔纤盘内设置端口采集检测电路板，电路板与智能配线管理器相连，由智能配线管理器对其进行供电和操作；

该实例中，预设智能配线管理器结合自动控制技术和边缘计算技术，每台预设智能配线管理器可以管理256个预设ODF光配线架的端口，预设智能配线管理器可级联，每个通信站最多可以级联8台；

该实例中，标签数据表示RFID读取器采集到的关于无源RFID标签的数据；

该实例中，一个光纤设备对应一个实时状态，且不同的光纤设置对应的实时状态可以相同；

该实例中，预设区域表示一个或若干个光纤设备所组成的网络所覆盖的区域；

该实例中，预设区域的网络总覆盖范围需要与预设覆盖范围一致，一般来说，预设覆盖范围大于预设区域的面积。

上述技术方案的工作原理以及有益效果：光纤远程自动交换设备虽然接入到ODF光配线架和光通信设备之间，但由于无法感知ODF光配线架的实时状态，因此无法应对端到端的光纤全链路环境下的管理操作，为了消除这一缺陷，需要对光纤远程自动交换设备的机械臂、ODF光配线架和光纤跳线进行相应的改进，并增加针对光纤配线管理的智能配线管理器，可以由RFID读取器采集无源RFID标签发出的标签数据，然后由预设ODF光配线架将数据传输到预设之内配线管理中进行数据分析，可以得到光纤设备的实时状态，从而可以建立预设区域内的网络总覆盖范围，进而判断网络总覆盖范围是否满足使用需求，在必要时通过调整光纤跳线的位置来弥补光纤远程自动交换设备在基础光纤网络全链路中的操作缺陷，完善了对基础光纤网络全链路多维度的维护和管理，满足了通信网络对于基础光纤网络运维高效性、可靠性、准确性、实时性、灵活性和兼容性的要求。

实施例2

在实施例1的基础上，所述基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法：

所述预设智能配线管理器分别与所述光纤设备的伺服控制器、RFID读取器和预设ODF光配线架内的端口采集检测设备连接。

上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了更好的感知光纤设备的实时状态，将光纤设备接入到预设智能配线管理器中，便于采集信息。

实施例3

在实施例1的基础上，所述基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法，所述步骤1，包括：

步骤1.1.：分别将每一光纤设备的光纤跳线的指定连接器插头与预设ODF光配线架连接；

步骤1.2：在所述指定连接器插头上设置无源RFID标签，在每一光纤设备的机械臂上设置对应的RFID读取器；

步骤1.3：当在所述机械臂移动过程中控制所述RFID读取器采集对应无源RFID标签的频射数据，分别获取每一频射数据对应的数据值；

步骤1.4：提取数据值为空值的目标频射数据对应的异常光纤跳线，生成故障信息传输到所述预设智能配线管理器中。

该实例中，在机械臂上加装RFID读取器，RFID读取器的读取范围为5-10mm，通过数据线将读取设备接入到预设智能配线管理器中，此时，RFID读取器会随机械臂进行精准移动，当其移动到ODF光配线架相应的配线端口时，RFID读取器先行接触配线端口，如果此时配线端口无光纤跳线连接，则会返回空值。如果此时配线端口有光纤跳线连接，RFID读取器会读取光纤跳线连接器的RFID标签信息，并将信息传回智能配线管理器；

该实例中，当频射数据的数据值为空值时表示无源RFID标签处于RFID读取器的读数范围外。

上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了分别为每一个光纤跳线设置一个无源RFID标签，以及检测无源RFID标签的有效性，分别为每一光纤跳线设置一个无源RFID标签，以及为机械臂设置RFID读取器，在机械臂移动的过程中采集无源RFID标签发出的频射数据，然后根据频射数据的数据值来判断光纤跳线是否发生异常，在其发生异常时生成故障信息传输到预设智能配线管理器中，等待重新设置。

实施例4

在实施例1的基础上，所述基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法，还包括：

当所述所述预设智能配线管理器接收到所述故障信息时，根据所述故障信息确定目标光纤跳线对应的异常光纤设备；

获取所述异常光纤设备对应的设备历史运行信息；

解析所述设备历史运行信息，确定对应异常光纤设备的历史接入端口；

获取所述异常光纤设备的第一设备位置，结合所述历史接入端口建立设备补救措施，将所述设备补救措施传输到指定终端进行显示。

该实例中，指定终端可以为相关人员使用的管理屏幕，或者其他具有显示功能且与预设智能配线管理器连接的屏幕。

上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了保证每一个光纤跳线上都能设置一个有效的无源RFID标签，当光纤设备上的无源RFID标签异常时，由预设智能配线管理器根据故障信息确定异常光纤设备的位置，结合其应该接入的接口，建立设备补救措施，提醒相关人员及时进行补救。

实施例5

在实施例1的基础上，所述基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法，所述步骤2，包括：

步骤2.4：分别统计每一光纤设备对应的设备稳定子状态、设备阈值子状态和光纤跳线移动速度，建立对应光纤设备的实时状态。

该实例中，活动信息表示将不同时刻下光纤跳线在机械臂上的位置进行连接组成的关于光纤跳线移动的信息；

该实例中，标签属性中包含了对应光纤跳线的特征，通过标签属性可以区分不同的光纤跳线；

该实例中，对标签数据进行时域分析的目的是：得到标签数据的稳定性、瞬态和稳态性能；

该实例中，对标签数据进行频域分析的目的是：得到标签数据的频率谱和相位谱。

上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了获取每一光纤设备的实时状态，先获取每一RFID读取器的频射数据，然后将频射数据输入到ODF光配线架中，在ODF光配线架中建立光纤跳线在机械臂上的活动信息，结合无源无源RFID标签的标签属性来建立光纤跳线的标签数据，由预设智能配线管理器对标签数据进行时域和频域分析，得到标签数据的若干个子状态，基于这些子状态建立光纤设备的实时状态，为后续判断网络覆盖范围做基础。

实施例6

在实施例1的基础上，所述基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法，其特征在于，所述步骤3，包括：

步骤3.4：当所述重合范围在预设覆盖范围内时，确定所述网络总覆盖范围在所述预设覆盖范围内，反之，确定所述网络总覆盖范围在预设覆盖范围外。

该实例中，每一个光纤设备在预设区域内的第二设备位置是固定的；

该实例中，第一设备分布图是根据每一光纤设备在预设区域内的分布位置来建立的分布图；

该实例中，第二设备分布图是将每一光纤设备的实时状态标记标记在第一设备分布图上后所得到的关于光纤设备的分布和实时状态的图像；

该实例中，由于不同的光纤设备进行了连接，所以具有连接关系的光纤设备所形成的网线网络覆盖范围会变大；

该实例中，修正光纤网络覆盖范围表示两个及两个以上具有连接关系的光纤设备所生成的光纤网络覆盖范围；

该实例中，基础光纤网络分布图中包含了若干条基础光纤网络；

该实例中，重合范围越大表示网络总覆盖范围越符合预设覆盖范围的要求。

上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了在预设区域内建立区域性自动化的基础光纤网络，实现光通信网络智能化运维检修，先获取预设区域内每一光纤设备对应的第二设备位置，结合每一光纤设备的实时状态建立光纤设备分布图，然后根据不同光纤设备之间的连接关系结合每一光纤设备的网光纤络覆盖范围来建立预设区域内的基础光纤网络分布图，进由此可以得到预设区域的网络总覆盖范围，然后将网络总覆盖范围与预设覆盖范围进行对比，确定网络总覆盖范围是否符合预设覆盖范围的要求，便于后续对光纤跳线的位置进行调整。

实施例7

在实施例1的基础上，所述基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法，所述步骤4，包括：

步骤4.1：当所述网络总覆盖范围在预设覆盖范围外时，绘制所述重合范围与所述覆盖范围之间的范围差，确定所述预设区域内的待修正子区域；

步骤4.3：分别获取每一光纤跳线对应的可调节范围，获取可调节范围与所述待修正子区域重合的若干个目标光纤跳线；

该实例中，待修正子区域的数量可以为一个或者多个；

该实例中，一个光纤跳线对应一个跳线位置；

该实例中，跳线位置与待修正子区域之间的距离越大，调整权重越大；

该实例中，预设调整步长为10厘米。

上述技术方案的工作原理以及有益效果：当网络总覆盖范围不符合预设覆盖范围的要求时，根据二者之间的范围差来确定待修正子区域，然后确定每一光纤跳线与待修正子区域之间的距离，进而在光纤跳线的可调节范围内循环调节目标光纤跳线，由于目标光纤跳线的位置发生了变化，那么对应的基础光纤网络的覆盖范围也发生了变化，进而可以将基础光纤网络的覆盖范围调整到与预设覆盖范围一致。

实施例8

在实施例1的基础上，所述基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法，还包括：

上述技术方案的工作原理以及有益效果：当预设区域内的光纤设备的光纤跳线位置合理时，生成反馈信息，预设智能配线管理器接收到反馈信息后对该预设区域停止检测。

实施例9

在实施例2的基础上，所述基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法，还包括：

当所述频射数据对应的数据值均为非空值时，确定所有的光纤设备的无源RFID标签无异常，生成第二反馈信息传输到所述预设智能配线管理器中。

上述技术方案的工作原理：当频射数据对应的数据值均为非空值时，表明所有的光纤设备的无源RFID标签无异，此时为了节约时间生成第二反馈信息，预设智能配线管理器接收第二反馈信息后完成对光纤设备的检测。

实施例10

在实施例1的基础上，所述基于光纤配线智能管理的自动化机械跳纤控制方法，还包括：

当所述基础光纤网络覆盖范围与预设覆盖范围一致时，获取所述预设区域对应的光纤设备分布信息并进行存储。

上述技术方案的工作原理以及有益效果：统计不同预设区域的光纤设备分布信息，便于相关人员随时查看预设区域内的设备信息。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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