一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法和系统

技术领域

本发明属于数据采集技术领域，尤其涉及一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法和系统。

背景技术

工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态，通过对人、机、物、系统等的全面连接，构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径，是第四次工业革命的重要基石。

光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。

在当前的光纤设备中，为了保证光纤的稳定使用，需要对光纤进行检测，从而甄别光纤是否处于正常工作状态，但是当前的光纤检测主要是通过人工完成的，因此无法进行线上检测。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法，旨在解决背景技术第三部分中提出的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法，所述方法包括：

向光纤的一端发出检测光线，并在光纤的另一端进行接收，生成第一检测数据，切换光纤的检测端，重复上述的步骤，得到第二检测数据，所述第一检测数据包括第一次检测时的光线发出时间、光线接收时间、光线发出功率和光线接收功率，所述第二检测数据包括第二次检测时的光线发出时间、光线接收时间、光线发出功率和光线接收功率；

上传第一检测数据和第二检测数据，调取预设的光纤信息数据，计算光纤总长度；

根据第一检测数据和第二检测数据以及光纤总长度计算确定光纤异常点位；

调取第一检测数据和第二检测数据，并将计算光纤总长度以及确定光纤异常点位的相关数据存储于服务器中。

优选的，所述上传第一检测数据和第二检测数据，调取预设的光纤信息数据，计算光纤总长度的步骤，具体包括：

将第一检测数据和第二检测数据上传，并从中提取第一次检测时的光线发出时间和光线接收时间以及第二次检测时的光线发出时间和光线接收时间；

调取预设的光纤信息数据，并根据当前的光纤类型查询得到相应的理论功率损耗率；

计算两次光线收发的时间差并据此计算得到光纤的长度，并取均值，得到光纤总长度。

优选的，所述根据第一检测数据和第二检测数据以及光纤总长度计算确定光纤异常点位的步骤，具体包括：

调取第一检测数据中的光线发出功率和光线接收功率和第二检测数据中的光线发出功率和光线接收功率；

根据两次检测的光线发出功率和光线接收功率计算光纤异常点位与光纤端部之间的距离。

优选的，所述调取第一检测数据和第二检测数据，并将计算光纤总长度以及确定光纤异常点位的相关数据存储于服务器中的步骤，具体包括：

读取本次检测的时间数据，确定距离本次检测时间最短的一次历史检测；

调取该历史检测对应的数据，将该数据与本次检测的所有数据进行比对，确定差异值；

将差异值进行存储，并绘制光纤性能变化曲线。

优选的，数据存储时对被存储的数据进行加密处理。

优选的，当检测光线无法通过光纤时，则停止检测。

本发明实施例的另一目的在于提供一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集系统，所述系统包括：

光纤检测模块，用于向光纤的一端发出检测光线，并在光纤的另一端进行接收，生成第一检测数据，切换光纤的检测端，重复上述的步骤，得到第二检测数据，所述第一检测数据包括第一次检测时的光线发出时间、光线接收时间、光线发出功率和光线接收功率，所述第二检测数据包括第二次检测时的光线发出时间、光线接收时间、光线发出功率和光线接收功率；

长度计算模块，用于上传第一检测数据和第二检测数据，调取预设的光纤信息数据，计算光纤总长度；

异常定位模块，用于根据第一检测数据和第二检测数据以及光纤总长度计算确定光纤异常点位；

数据采集模块，用于调取第一检测数据和第二检测数据，并将计算光纤总长度以及确定光纤异常点位的相关数据存储于服务器中。

优选的，所述长度计算模块包括：

数据提取单元，用于将第一检测数据和第二检测数据上传，并从中提取第一次检测时的光线发出时间和光线接收时间以及第二次检测时的光线发出时间和光线接收时间；

数据查询单元，用于调取预设的光纤信息数据，并根据当前的光纤类型查询得到相应的理论功率损耗率；

数据计算单元，用于计算两次光线收发的时间差并据此计算得到光纤的长度，并取均值，得到光纤总长度。

优选的，所述异常定位模块包括：

数据调取单元，用于调取第一检测数据中的光线发出功率和光线接收功率和第二检测数据中的光线发出功率和光线接收功率；

距离计算单元，用于根据两次检测的光线发出功率和光线接收功率计算光纤异常点位与光纤端部之间的距离。

优选的，所述数据采集模块包括：

历史信息检测单元，用于读取本次检测的时间数据，确定距离本次检测时间最短的一次历史检测；

历史信息调取单元，用于调取该历史检测对应的数据，将该数据与本次检测的所有数据进行比对，确定差异值；

数据存储单元，用于将差异值进行存储，并绘制光纤性能变化曲线。

本发明实施例提供的一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法，通过在光纤的两端分别进行一次检测光线的收发，从而对检测数据进行主动采集，采集完成后上传至后台，按照预设的公式计算当前被检测光纤的功率损失情况，从而初步判断光纤的故障点位，辅助检测人员进行修复，避免了全程人工处理的繁琐步骤，并且可以将收录的数据进行存储。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的上传第一检测数据和第二检测数据，调取预设的光纤信息数据，计算光纤总长度的步骤的流程图；

图3为本发明实施例提供的根据第一检测数据和第二检测数据以及光纤总长度计算确定光纤异常点位的步骤的流程图；

图4为本发明实施例提供的调取第一检测数据和第二检测数据，并将计算光纤总长度以及确定光纤异常点位的相关数据存储于服务器中的步骤的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集系统的架构图；

图6为本发明实施例提供的一种长度计算模块的架构图；

图7为本发明实施例提供的一种异常定位模块的架构图；

图8为本发明实施例提供的一种数据采集模块的架构图。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。在当前的光纤设备中，为了保证光纤的稳定使用，需要对光纤进行检测，从而甄别光纤是否处于正常工作状态，但是当前的光纤检测主要是通过人工完成的，因此无法进行线上检测。

本发明实施例提供的一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法，通过在光纤的两端分别进行一次检测光线的收发，从而对检测数据进行主动采集，采集完成后上传至后台，按照预设的公式计算当前被检测光纤的功率损失情况，从而初步判断光纤的故障点位，辅助检测人员进行修复，避免了全程人工处理的繁琐步骤，并且可以将收录的数据进行存储。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集方法的流程图，所述方法包括：

S100，向光纤的一端发出检测光线，并在光纤的另一端进行接收，生成第一检测数据，切换光纤的检测端，重复上述的步骤，得到第二检测数据。

在本步骤中，利用检测光线进行检测，检测光线可以是红光，利用光纤的导光性，以合适的入射角将检测光线从光纤的一端射入，此时，记录本次检测光线的光线发出时间以及光线发出功率，并且在光纤的另一端对检测光线进行接收，此时记录本次检测光线的光线接收时间以及光线接收功率，然后掉转光纤的两端，即检测光线有A端和B端，第一次检测光线从A端进入，从B端射出，那么掉转光线之后，检测光线从B端进入，从A端射出，同样的，此时也需要对检测光线的功率和时间进行记录，得到第二检测数据，第二检测数据包括第二次检测时的光线发出时间、光线接收时间、光线发出功率和光线接收功率；当检测光线无法通过光纤时，则停止检测。

S200，上传第一检测数据和第二检测数据，调取预设的光纤信息数据，计算光纤总长度。

在本步骤中，计算被检测光纤的总长度，由于被检测光纤可能是处于弯折状态下，因此直接通过人工进行测量难度极大，误差也较高，可以根据检测光线在光纤内的传播时间来对光纤的长度进行估算，由于检测光线在光纤内并不是沿着直线传播的，其在光纤内是不断反射前进的，因此可以在此之前对光在光纤内的传播速度进行测量，如设置固定长度L的光纤，测量光线通过该光纤的时间，即可得到光纤在该种光纤内的传播速度，进而调取第一检测数据和第二检测数据中两次光线穿过光纤的时间差，即可计算得到两组光纤的总长度，采用取平均值的方式，即得到光纤总长度。

S300，根据第一检测数据和第二检测数据以及光纤总长度计算确定光纤异常点位。

在本步骤中，确定光纤异常点位，对于光纤而言，其可能存在熔接点熔接质量不合格的情况，这将会导致光线在此处的损耗加大，因此可以通过光线从正向和反向穿过光纤的损耗情况来对出现异常的点位进行估计，从而给检修人员以帮助，帮助其快速锁定异常点位。

S400，调取第一检测数据和第二检测数据，并将计算光纤总长度以及确定光纤异常点位的相关数据存储于服务器中。

在本步骤中，调取第一检测数据和第二检测数据中包含的所有数据，并且同时调取光纤总长度以及确定光纤异常点位的相关数据，所述相关数据为与确定异常点位所涉及到的参数、数据以及计算得到的数值等，上述信息需要进行存储，为了缩小数据存储量，可以采用存储变量的方式进行存储，如以第一次测量的数据为基础，进而确定第二次测量相较于第一次测量得到的数据的变化值，从而仅存储变化值即可，避免对全部数据进行存储导致的内存占用大的问题。

如图2所示，作为本发明的一个优选实施例，所述上传第一检测数据和第二检测数据，调取预设的光纤信息数据，计算光纤总长度的步骤，具体包括：

S201，将第一检测数据和第二检测数据上传，并从中提取第一次检测时的光线发出时间和光线接收时间以及第二次检测时的光线发出时间和光线接收时间。

在本步骤中，将第一检测数据和第二检测数据上传，上传至后台进行数据处理，并且，读取第一次检测时的光线发出时间和光线接收时间以及第二次检测时的光线发出时间和光线接收时间，通过两次检测的光线发出时间和光线接收时间就能计算得到两次检测光线穿过光纤所花费的时间。

S202，调取预设的光纤信息数据，并根据当前的光纤类型查询得到相应的理论功率损耗率。

S203，计算两次光线收发的时间差并据此计算得到光纤的长度，并取均值，得到光纤总长度。

在本步骤中，光纤信息数据即包括当前种类的光纤中光线传播的转换速度，由于光线在光纤中传播的路径非直线，因此将其转化为光线穿过单位长度光纤所花费的时间，上述数值即为光纤中光线传播的转换速度，并根据两次检测光线穿过光纤所花费的时间计算光纤的长度，通过取平均值得到光纤总长度。

如图3所示，作为本发明的一个优选实施例，所述根据第一检测数据和第二检测数据以及光纤总长度计算确定光纤异常点位的步骤，具体包括：

S301，调取第一检测数据中的光线发出功率和光线接收功率和第二检测数据中的光线发出功率和光线接收功率。

S302，根据两次检测的光线发出功率和光线接收功率计算光纤异常点位与光纤端部之间的距离。

在本步骤中，调取第一检测数据中的光线发出功率和光线接收功率和第二检测数据中的光线发出功率和光线接收功率，由于光线在光纤中传播时，将会存在损耗，因此光线的入射功率和出射功率不同，而光线在光纤中的正常传播损耗率是确定的，那么假如光纤中存在一个异常点，在此处会有额外的损耗，此时光线在光纤中存在三次损耗，如光纤被异常点划分为a段和b段，c为a段和b段的连接处，即c为异常点，那么损耗分为三部分，分别在a段、b段和c点，将c点的损耗值设为未知参数，a段的长度设置为未知参数，由于进行正反两次检测，因此可以得到两组方程和两个未知参数，进行二元方程求解即可，确定a段的长度，相应的异常点位c的位置也就相应确定了。

如图4所示，作为本发明的一个优选实施例，所述调取第一检测数据和第二检测数据，并将计算光纤总长度以及确定光纤异常点位的相关数据存储于服务器中的步骤，具体包括：

S401，读取本次检测的时间数据，确定距离本次检测时间最短的一次历史检测。

在本步骤中，读取本次检测的时间数据，即确定当前的日期，进而查阅历史数据，确定距离本次检测时间最短的一次历史检测。

S402，调取该历史检测对应的数据，将该数据与本次检测的所有数据进行比对，确定差异值。

在本步骤中，调取该历史检测对应的数据，具体的，将两次检测的，光线穿过光纤所用的时间，穿过光纤后功率的损失情况进行比对，从而计算得到差值。

S403，将差异值进行存储，并绘制光纤性能变化曲线。

在本步骤中，将差异值进行存储，并绘制光纤性能变化曲线，通过绘制光纤性能变化曲线，可以对光纤性能的变化进行评估，以便于及时对其进行检修和更换；数据存储时对被存储的数据进行加密处理。

如图5所示，为本发明实施例提供的一种基于工业互联网平台的光纤测试数据采集系统，所述系统包括：

光纤检测模块100，用于向光纤的一端发出检测光线，并在光纤的另一端进行接收，生成第一检测数据，切换光纤的检测端，重复上述的步骤，得到第二检测数据。

在本系统中，光纤检测模块100利用检测光线进行检测，检测光线可以是红光，利用光纤的导光性，以合适的入射角将检测光线从光纤的一端射入，此时，记录本次检测光线的光线发出时间以及光线发出功率，并且在光纤的另一端对检测光线进行接收，此时记录本次检测光线的光线接收时间以及光线接收功率，然后掉转光纤的两端，即检测光线有A端和B端，第一次检测光线从A端进入，从B端射出，那么掉转光线之后，检测光线从B端进入，从A端射出，同样的，此时也需要对检测光线的功率和时间进行记录，得到第二检测数据，第二检测数据包括第二次检测时的光线发出时间、光线接收时间、光线发出功率和光线接收功率。

长度计算模块200，用于上传第一检测数据和第二检测数据，调取预设的光纤信息数据，计算光纤总长度。

在本系统中，长度计算模块200计算被检测光纤的总长度，由于被检测光纤可能是处于弯折状态下，因此直接通过人工进行测量难度极大，误差也较高，可以根据检测光线在光纤内的传播时间来对光纤的长度进行估算，由于检测光线在光纤内并不是沿着直线传播的，其在光纤内是不断反射前进的，因此可以在此之前对光在光纤内的传播速度进行测量，如设置固定长度L的光纤，测量光线通过该光纤的时间，即可得到光纤在该种光纤内的传播速度，进而调取第一检测数据和第二检测数据中两次光线穿过光纤的时间差，即可计算得到两组光纤的总长度，采用取平均值的方式，即得到光纤总长度。

异常定位模块300，用于根据第一检测数据和第二检测数据以及光纤总长度计算确定光纤异常点位。

在本系统中，异常定位模块300确定光纤异常点位，对于光纤而言，其可能存在熔接点熔接质量不合格的情况，这将会导致光线在此处的损耗加大，因此可以通过光线从正向和反向穿过光纤的损耗情况来对出现异常的点位进行估计，从而给检修人员以帮助，帮助其快速锁定异常点位。

数据采集模块400，用于调取第一检测数据和第二检测数据，并将计算光纤总长度以及确定光纤异常点位的相关数据存储于服务器中。

在本系统中，数据采集模块400调取第一检测数据和第二检测数据中包含的所有数据，并且同时调取光纤总长度以及确定光纤异常点位的相关数据，所述相关数据为与确定异常点位所涉及到的参数、数据以及计算得到的数值等，上述信息需要进行存储，为了缩小数据存储量，可以采用存储变量的方式进行存储，如以第一次测量的数据为基础，进而确定第二次测量相较于第一次测量得到的数据的变化值，从而仅存储变化值即可，避免对全部数据进行存储导致的内存占用大的问题。

如图6所示，作为本发明的一个优选实施例，所述长度计算模块200包括：

数据提取单元201，用于将第一检测数据和第二检测数据上传，并从中提取第一次检测时的光线发出时间和光线接收时间以及第二次检测时的光线发出时间和光线接收时间。

在本模块中，数据提取单元201将第一检测数据和第二检测数据上传，上传至后台进行数据处理，并且，读取第一次检测时的光线发出时间和光线接收时间以及第二次检测时的光线发出时间和光线接收时间，通过两次检测的光线发出时间和光线接收时间就能计算得到两次检测光线穿过光纤所花费的时间。

数据查询单元202，用于调取预设的光纤信息数据，并根据当前的光纤类型查询得到相应的理论功率损耗率。

数据计算单元203，用于计算两次光线收发的时间差并据此计算得到光纤的长度，并取均值，得到光纤总长度。

在本模块中，光纤信息数据即包括当前种类的光纤中光线传播的转换速度，由于光线在光纤中传播的路径非直线，因此将其转化为光线穿过单位长度光纤所花费的时间，上述数值即为光纤中光线传播的转换速度，并根据两次检测光线穿过光纤所花费的时间计算光纤的长度，通过取平均值得到光纤总长度。

如图7所示，作为本发明的一个优选实施例，所述异常定位模块300包括：

数据调取单元301，用于调取第一检测数据中的光线发出功率和光线接收功率和第二检测数据中的光线发出功率和光线接收功率。

距离计算单元302，用于根据两次检测的光线发出功率和光线接收功率计算光纤异常点位与光纤端部之间的距离。

在本模块中，调取第一检测数据中的光线发出功率和光线接收功率和第二检测数据中的光线发出功率和光线接收功率，由于光线在光纤中传播时，将会存在损耗，因此光线的入射功率和出射功率不同，而光线在光纤中的正常传播损耗率是确定的，那么假如光纤中存在一个异常点，在此处会有额外的损耗，此时光线在光纤中存在三次损耗，如光纤被异常点划分为a段和b段，c为a段和b段的连接处，即c为异常点，那么损耗分为三部分，分别在a段、b段和c点，将c点的损耗值设为未知参数，a段的长度设置为未知参数，由于进行正反两次检测，因此可以得到两组方程和两个未知参数，进行二元方程求解即可，确定a段的长度，相应的异常点位c的位置也就相应确定了。

如图8所示，作为本发明的一个优选实施例，所述数据采集模块400包括：

历史信息检测单元401，用于读取本次检测的时间数据，确定距离本次检测时间最短的一次历史检测。

在本模块中，历史信息检测单元401读取本次检测的时间数据，即确定当前的日期，进而查阅历史数据，确定距离本次检测时间最短的一次历史检测。

历史信息调取单元402，用于调取该历史检测对应的数据，将该数据与本次检测的所有数据进行比对，确定差异值。

在本模块中，历史信息调取单元402调取该历史检测对应的数据，具体的，将两次检测的，光线穿过光纤所用的时间，穿过光纤后功率的损失情况进行比对，从而计算得到差值。

数据存储单元403，用于将差异值进行存储，并绘制光纤性能变化曲线。

在本模块中，数据存储单元403将差异值进行存储，并绘制光纤性能变化曲线，通过绘制光纤性能变化曲线，可以对光纤性能的变化进行评估，以便于及时对其进行检修和更换；数据存储时对被存储的数据进行加密处理。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。