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《基于光譜資源優(yōu)化與自愈技術(shù)的智能光纖傳感網(wǎng)絡(luò)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于光譜資源優(yōu)化與自愈技術(shù)的智能光纖傳感網(wǎng)絡(luò)研究Researchonspectralresourceoptimizationandself-healingtechnologyofintelligentopticalsensingnetwork領(lǐng)域：光學(xué)工程研究生：陳丞指導(dǎo)教師：桑梅副教授企業(yè)導(dǎo)師：趙建魁研究員天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一五年十二月摘要光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的容量與可靠性是光傳感網(wǎng)絡(luò)的兩大主要挑戰(zhàn)。通過各類復(fù)用技術(shù)的混合使用及多層拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計，能成倍擴大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量。光傳感網(wǎng)絡(luò)要求數(shù)據(jù)傳
2、輸?shù)膶崟r性、準確性，隨著系統(tǒng)容量的擴張，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的風(fēng)險增加。在故障出現(xiàn)后，系統(tǒng)能自動恢復(fù)并保持業(yè)務(wù)不中斷，即網(wǎng)絡(luò)的魯棒性，是衡量網(wǎng)絡(luò)可靠性的一大指標。本文旨在構(gòu)建一個智能化的光纖傳感網(wǎng)絡(luò)平臺，當(dāng)兩節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)通道發(fā)生故障時，能自動識別、定位故障，并切換到備用通道以實現(xiàn)自愈功能。為此，我們建立一個多網(wǎng)接入、多傳感模式融合、可擴展可靠的網(wǎng)絡(luò)模型，實現(xiàn)實時、快速、可靠、智能的實用化光纖傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。本文的主要內(nèi)容包括：1.針對目前國內(nèi)外對光傳感網(wǎng)絡(luò)在架構(gòu)方面存在的網(wǎng)絡(luò)可靠性、融合性的不足，提出構(gòu)建一種
3、大容量、可靠性強、能容納不同類型傳感器的異構(gòu)型光纖傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。分析常用光傳感網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)及其魯棒性，選擇可靠性較高的環(huán)型結(jié)構(gòu)作為傳感網(wǎng)主干層結(jié)構(gòu)。2.提出了環(huán)型智能光纖傳感網(wǎng)的主要框架設(shè)計方案，并通過仿真計算對系統(tǒng)可靠性進行分析。采用混合頻譜復(fù)用技術(shù)對系統(tǒng)光譜資源進行了分配，有效擴展光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量。3.針對提出的傳感網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計并搭建雙環(huán)智能傳感骨干網(wǎng)的硬件平臺。通過光電轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計及優(yōu)化，建立了主從機間穩(wěn)定的多機通信。在此基礎(chǔ)上，利用光開關(guān)的連接與通信協(xié)議設(shè)計，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的故障識
4、別與鏈路切換，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈功能。4.在8051單片機平臺上，調(diào)試主從機通信程序，實現(xiàn)系統(tǒng)自診斷、自愈、自檢、報警等智能功能。在測量環(huán)境中模擬故障情景，檢測系統(tǒng)的自愈成功率。針對分布式、分立式傳感器在傳感網(wǎng)內(nèi)的融合提出構(gòu)想方案。關(guān)鍵詞：光纖傳感網(wǎng)智能大容量自愈異構(gòu)性ABSTRACTTwomajorchallengesofopticalsensornetworkarecapacityandreliability.Thecapacityofnetworkcanbeexpandedbyseveraltim
5、esthroughutilizingvarioustypesofmultiplexingtechniquesandmulti-topologystructures.Opticalsensornetworkrequiresreal-timetransmissionanddataaccuracy.Withtheexpansionofcapacity,thenetworkappearstoincreasetheriskoffailure.Afterfailure,thenetworkcanautomatic
6、allyrestoreandmaintainuninterruptedbusiness,whichmeanstheabilityofnetworkrobustness,isamajorindicatorofnetworkreliability.Thearticleaimstobuildanintelligentfiber-opticsensornetworkplatform.Whenthereisfailureinthenetwork,thesystemcanautomaticallyidentify
7、andlocatethefailure,andachieveself-healingfunctionbyswitchingtosparechannel.Thesystemshowsamultipleaccess,multi-sensorfusion,scalableandreliablenetworkmodel,achievingareal-time,fast,reliable,intelligentandpracticalfiber-opticsensornetworksystem.Theartic
8、lemaincontentsinclude:1.Consideringtheexistingdeficienciesinreliabilityandvarioussensorfusionofnetworkarchitectureathomeandabroad,weproposeahybridopticalsensornetworkwithhighcapacityandreliability,andcanaccommodatedifferenttypeso
