一种基于射频识别标签的光电缆精确定位查找系统

技术领域

本发明涉及一种通讯查找系统。

背景技术

随着通信系统的不断发展，原有的光电缆系统特别是光缆不断增多，目前主要形式就是地埋、槽道及架空等方式敷设。而地埋方式，由于受到施工影响，经常会被损伤或者截断，其一个重要原因就是无法精确确定地埋光电缆的精确位置，目前采用的寻找方式，要不就是临时挖开，或者采用探地雷达的方式，但是其成本高，不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于射频识别标签的光电缆精确定位查找系统，通过该系统能够读取射频识别标签反射的信号，解算反射信号的时间差，从而找出查找设备与被查找光电缆的最短路径，进而确定被查找光电缆的精确位置。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于射频识别标签的光电缆精确定位查找系统，包括液晶显示器，所述液晶显示器与主控板相连，所述主控板与背板一相连，所述背板一上设置有插卡单元，所述背板一还与背板二以及专用面板相连，所述背板二与电源、电池以及锁相板相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，在光电缆内部的电缆上绕设射频识别标签，该标签还配套有一只读写设备，该读写设备内设置有查找系统，该系统采用插卡式设计，插卡单元上的每个插卡上包含完整的测试电路，将测试数据通过总线送给主控板，主控板CPU完成显示控制功能可以向射频识别标签发射信号，标签感应到信号后被激活，并反射信号，插卡单元接收到该反射信号，并将数据通过总线送给主控板，主控板CPU可以计算出发射路径和反射路径所经过时间，在使用时，操作人员手持读取设备电缆埋设的地方走动，读取设备实时发射信号并且接收信号，实时计算信号发射至收到反射信号的时间，读取设备计算出来的时间实时存储并且对其大小进行排序，当该时间不再变化后，则表示此事读取设备的正下方即为光电缆的埋设地，本发明可以用于光电缆的精确查找。

作为本发明的进一步改进，所述主控板包括AM335x芯片，所述AM335x芯片与LCD接口相连，所述AM335x芯片的1PPS接口与背板一的1PPS接口相连，所述AM335x芯片的IO接口与背板一的IO接口相连, 所述AM335x芯片的串口与背板一的串口相连，所述AM335x芯片的网口与背板一的网口相连，所述AM335x芯片的12C接口与背板一的12C接口相连, 所述AM335x芯片的USB接口与背板一的USB接口相连, 所述AM335x芯片的SPI接口与FPGA芯片的SPI接口相连，所述FPGA芯片的SPI接口与背板一的SPI接口相连，所述背板一的15V/0.1A输出接口与AM335x芯片的15V/0.1A输入接口相连，所述背板一的5V/2A输出接口与AM335x芯片的5V/2A输入接口相连，所述背板一的3.3V/0.1A输出接口与AM335x芯片的3.3V/0.1A输入接口相连。

这样，主控板由AM335x处理器完成数据处理，通过SPI总线与测量子卡传输数据，串口功能包含：TOD数据、接收机通信、锁相环通信、远程监控；网口用于远程监控，可以很好地处理接收机的通信信号和锁相环通信信号，能够实时计算出发射路径和反射路径所经过的时间，并进行比较排序，同时还能实时监测从光电缆的射频识别标签传来的关于光电缆的相关信息的数据，这些数据通过AM335x处理器完成数据处理并传至LCD进行显示。

作为本发明的进一步改进，所述插卡单元上设置有接收卡、测频率/脉冲卡、测B码卡、测E1/T1卡，测NTP/PTP卡，打时间戳卡、频率/脉冲输出卡、B码输出卡、E1/T1卡，所述插卡单元的15V/0.2A输入接口与背板一的15V/0.2A输出接口相连，所述插卡单元的5V/0.2A输入接口与背板一的5V/0.2A输出接口相连，所述插卡单元的3.3V/0.05A输入接口与背板一的3.3V/0.05A输出接口相连，所述插卡单元的1PPS输出接口与背板一的1PPS输入接口相连，所述插卡单元的SPI接口与背板一的SPI接口相连, 所述插卡单元的IO接口与背板一的IO接口相连, 所述插卡单元的串口接口与背板一的串口接口相连。

这样，接收机卡用于发射和接收信号，而打时间戳卡则用于记录发射信号的电波的瞬时时间，并对电波打上该时间标记，用于在电波反射回来后的识别和处理，并且插卡单元上具备其他扩展功能，能够根据实际需求增加扩展功能。

作为本发明的进一步改进，所述专用面板上的串口监控接口与背板一的串口监控接口相连，所述专用面板上的网口监控接口与背板一的网口监控接口相连，专用面板上的USB接口与背板一的USB接口相连，所述专用面板上的10MHz正弦输出接口与设置在背板一上的正弦转方波回路相连，正弦转方波回路与背板二上的外10MHz输入接口相连。

这样可以通过专用面板来进行背板之间的连接扩展，使得系统架构能够做大，扩展更多的功能。

作为本发明的进一步改进，所述锁相板上15V/2A接口与背板二的15V/2A接口相连，所述锁相板上5V/0.5A接口与背板二的5V/0.5A接口相连，所述锁相板上3.3V/0.05A接口与背板二的3.3V/0.05A接口相连，所述锁相板上10MHz方波输入接口与背板二的10MHz方波输出接口相连，所述锁相板上1PPS输入接口与背板二的1PPS输出接口相连，所述锁相板上10MHz方波输出接口与背板二的10MHz方波输入接口相连，所述锁相板上1PPS输出接口与背板二的1PPS输入接口相连，所述锁相板上串口通信接口与背板二的串口通信接口相连，所述锁相板上预留IO接口与背板二的预留IO接口相连，所述锁相板上10MHz正弦输出接口与背板二的10MHz正弦输入接口相连。

这样，锁相板可支持铷钟、恒温晶振(OCXO)，通过FPGA进行时间数据的处理，选择出精度最高的时间作为接收机卡发射的信号标记，提高了时间精度，使得计算结果更为准确。

作为本发明的进一步改进，所述接收机卡包括接收机，所述接收机的IPPS输出接口与背板一的IPPS输入接口相连，所述接收机的串口接口与ARM的串口接口相连，所述ARM的串口接口、10MHz接口、IPPS接口、SPI接口以及IO接口分别与背板一的ARM的串口接口、10MHz接口、IPPS接口、SPI接口以及IO接口相连，所述AMR与天线检测相连，所述天线检测与天线接口相连，所述天线接口与接收机相连，所述ARM与指示灯相连。

这样，接收机卡包含双模接收机、FPGA，接收机卡的秒通过专用IO送给背板一；板卡识别和解接收机由ARM完成。

作为本发明的进一步改进，所述背板二上设置有电源模块和电池管理模块，所述电源模块与电源相连，所述电池管理模块与电池相连，这样可以通过对电源和电池进行管理，支持交流和直流两种输入，自带开关、保险、指示灯，使用更加安全可靠。

附图说明

图1为本发明硬件总体框图。

图2为本发明主控板原理框图。

图3为本发明电源原理框图。

图4为本发明锁相板原理框图。

图5为本发明背板1原理框图。

图6为本发明背板2原理框图。

图7为本发明接收机卡原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如图1-7所示的一种基于射频识别标签的光电缆精确定位查找系统，包括液晶显示器，液晶显示器与主控板相连，主控板与背板一相连，背板一上设置有插卡单元，背板一还与背板二以及专用面板相连，背板二与电源、电池以及锁相板相连。

主控板包括AM335x芯片，AM335x芯片与LCD接口相连，AM335x芯片的1PPS接口与背板一的1PPS接口相连，AM335x芯片的IO接口与背板一的IO接口相连, AM335x芯片的串口与背板一的串口相连，AM335x芯片的网口与背板一的网口相连，AM335x芯片的12C接口与背板一的12C接口相连, AM335x芯片的USB接口与背板一的USB接口相连, AM335x芯片的SPI接口与FPGA芯片的SPI接口相连，FPGA芯片的SPI接口与背板一的SPI接口相连，背板一的15V/0.1A输出接口与AM335x芯片的15V/0.1A输入接口相连，背板一的5V/2A输出接口与AM335x芯片的5V/2A输入接口相连，背板一的3.3V/0.1A输出接口与AM335x芯片的3.3V/0.1A输入接口相连。

插卡单元上设置有接收卡、测频率/脉冲卡、测B码卡、测E1/T1卡，测NTP/PTP卡，打时间戳卡、频率/脉冲输出卡、B码输出卡、E1/T1卡，插卡单元的15V/0.2A输入接口与背板一的15V/0.2A输出接口相连，插卡单元的5V/0.2A输入接口与背板一的5V/0.2A输出接口相连，插卡单元的3.3V/0.05A输入接口与背板一的3.3V/0.05A输出接口相连，插卡单元的1PPS输出接口与背板一的1PPS输入接口相连，插卡单元的SPI接口与背板一的SPI接口相连, 插卡单元的IO接口与背板一的IO接口相连, 插卡单元的串口接口与背板一的串口接口相连。

专用面板上的串口监控接口与背板一的串口监控接口相连，专用面板上的网口监控接口与背板一的网口监控接口相连，专用面板上的USB接口与背板一的USB接口相连，专用面板上的10MHz正弦输出接口与设置在背板一上的正弦转方波回路相连，正弦转方波回路与背板二上的外10MHz输入接口相连。

述锁相板上15V/2A接口与背板二的15V/2A接口相连，锁相板上5V/0.5A接口与背板二的5V/0.5A接口相连，锁相板上3.3V/0.05A接口与背板二的3.3V/0.05A接口相连，锁相板上10MHz方波输入接口与背板二的10MHz方波输出接口相连，锁相板上1PPS输入接口与背板二的1PPS输出接口相连，锁相板上10MHz方波输出接口与背板二的10MHz方波输入接口相连，锁相板上1PPS输出接口与背板二的1PPS输入接口相连，锁相板上串口通信接口与背板二的串口通信接口相连，锁相板上预留IO接口与背板二的预留IO接口相连，锁相板上10MHz正弦输出接口与背板二的10MHz正弦输入接口相连。

接收机卡包括接收机，接收机的IPPS输出接口与背板一的IPPS输入接口相连，接收机的串口接口与ARM的串口接口相连，ARM的串口接口、10MHz接口、IPPS接口、SPI接口以及IO接口分别与背板一的ARM的串口接口、10MHz接口、IPPS接口、SPI接口以及IO接口相连，AMR与天线检测相连，天线检测与天线接口相连，天线接口与接收机相连，ARM与指示灯相连。

背板二上设置有电源模块和电池管理模块，电源模块与电源相连，电池管理模块与电池相连。

本发明中，接收机发射出查找信号，同时打时间戳卡记录该时间并对该查找信号打上该时间标记，使得该查找信号再被射频识别标签反射回来后，被接收机接收到，能被识别，锁相板上的铷钟进行高精度时间计时，查找信号和反射信号的时间输入至主控板，通过主控板上的AM335x处理器完成数据处理，计算出信号发射和信号接收的时间差，并进行排序，将最小时间差值和瞬时时间差值在LCD显示屏上显示，供查找人员进行数据比对，进而找出光电缆的精确位置。

工作时，操作人员手持带有查找系统的读取设备站在光电缆埋设的地方附近，读取设备打开，实时发射信号，标签感应到信号后被激活，并反射信号，读写设备接收到该反射信号，可以计算出发射路径和反射路径所经过时间，由于发射路径及反射路径所经过的时间基本固定，所以只有发射路径与接收路径重叠时，所经过的距离为最短，而发射设备发射信号后，可以根据接收设备接收到的时间，从而计算出最小的时间差，进而确定距离。

可以设定信号发射至收到反射的时间为△t，则△t=t1+t2,其中t1为发射至射频识别标签接收到的时间，t2为射频识别标签反射至读取设备的时间，操作人员不断地移动，读取设备实时发射并接受反射信号，计算出实时的△t并存储，当若干的△t中出现一个不再变化的最小值时，则会在读取设备上显示，此时该最小值对应的即为光电缆与读取设备之间的最小距离，即读取设备的正下方为光电缆的精确埋设位置。

本发明不局限于上述实施例，在本公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。