基于光纤传输的智能家居温度监测系统!.pdfVIP

智能应用 基于光纤传输的智能家居温度监测系统 作者：王振宇、夏振飞、伍勇、赵一恺，中国矿业大学 文章摘要：提出了一种基于光纤传输的智能家居温度检测系统的设计方法，由温度传感器与单片机组成温度采集模块，采用准分布式传输 方式，用光纤进行温度数据的传输，可实时对家居温度进行监测，具有配置灵活性，准确性高等特点。 关键词：智能家居；光纤传输；准分布式；温度监测；激光器 引言 一根或几根光纤来传输多路信号送到主机进行检测，如图 1 目前，随着人们生活水平的提高以及计算机技术、通信 传输模块图所示。 技术、电子科学技术的发展，智能家居逐渐成为未来家居生 传感器 传感器 活的发展方向。智能家居不仅能提供安全、健康和舒适的生 活环境，而且用户能够远程监控自己的家居状态。 放大电路 光纤 与其他智能家居相比，基于光纤传输的智能家居具有三 传感器 传感器 大优势：更好的扩展性。我们着重研究基于光纤传输的温度 图 1 监测系统，其实它有更好的扩展性，完全可以拓展到其他方 面。只需要改变检测模块即可实现其他方面的监测。更强的 用户终端主机对接收到的信息进行实时监测和处理达到 实时性和互动性。该系统智能家居的传输线路应用光纤传输， 智能化安全化的目的。当有危险发出时，用户可以及时接收 传输速率快，将家居内部信息传输给用户终端服务器。当有 到报警信号并做出反应。 危险发出时，用户可以及时接收到报警信号并做出反应。更 2.温度采集与传输的系统组成和原理 好的经济性。该系统采用光纤传输，成本低。而且应用准分 布式光纤传输，可以同时传输多路信息送到终端。有力的降 ■ 2.1 系统结构 低了用户成本。 本文根据我们的研究对基于光纤传输的智能家居温度监 电信号 光信号 电信号 温度 尾纤式 光电 数据处 温 测系统的传感方式、系统设计框架、光电转化模块进行分析。 传感器 激光器 转换器 理模块 度 1.光纤传感系统与智能化设计 图 2 系统组成框图 光纤，以其良好的传导性、对传输信息的损耗较小、成 如图 2 所示，温度采集和传输主要由 4 个模块组成。 本低、抗干扰能力强等等优点，正逐步成为现代通信技术和 温度传感器：通过设计一个温度传感器模块电路实现对 传感技术中主要传输介质。光纤传感技术按照采集数据的结 室内温度进行采集，这个模块可以输出 0~3V 线性变化的电 构分类，主要可分为点式、准分布式和分布式等三种。点式 压，这样可以将温度的变化转换成电压的线性变化。 传感系统主要应用于小型的单点检测传输，具有结构简单等 尾纤式激光器：1550nm 尾纤式激光器是一种半导体激 特点，所以存在的缺陷也很明显；分布式光纤传感是指将光 光器，只有达到额定的工作电流才能驱动激光器发光。它的 纤作为传感元件和传输通道，基于 OTDR（光时域反射仪） 工作电流为 25mA~55mA。通过一个电压转电流模块可以将 技术，直接读取光纤在各个位置的形变及温度等有效信息， 温度传感器输出的电压转换成线性变化的电流，输出范围为 经过一系列处理之后得到该点的各项数据，具有实现连续无 0~20mA 的电流，在此基础上加入一个恒流源，即