多路光纤通信检测报警切换装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多路光纤通信检测报警切换装置，包括FPGA控制器、若干光纤收发模块、液晶显示和按键模块、短信发送模块、声光报警模块和RS485总线模块；各光纤收发模块的输入端与FPGA控制器的IO端口连接，液晶显示和按键模块与FPGA控制器的IO端口连接，短信发送模块与FPGA控制器的UART端口连接，声光报警模块与FPGA控制器的IO端口连接，RS485总线模块的输入端与FPGA控制器的IO端口连接，其输出端与RS485总线连接。本实用新型能同时监测主光纤和备用光纤的工作状态；在主光纤出现问题时，自动切换到完好的备用光纤，在备用光纤出现问题时，及时报警，提示用户排查问题。
【专利说明】多路光纤通信检测报警切换装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种多路光纤通信检测报警切换装置。
【背景技术】
[0002]在光纤通信现场应用中，通常会除主光纤外铺设一条或多条备用光纤。现有光纤监测装置大多在发送端发送持续性光信号，在接收端使用单片机系统监测是否有光信号，再通过判断哪个光纤口没有光信号报警。这种方案有几个缺陷:1.无法在主光纤出现故障的情况下，自动切换到一条完好的备用光纤通信。2.由于单片机1 口数目和处理能力限制，监测光纤数量一般在10对以下，不能应用于备用光纤比较多的场合。3.只能监测光纤通断，不能在光纤受污染，损耗增大，光功率下降的情况下预先报警。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是提供一种能进行主光纤到备用光纤自动切换且工作寿命长的多路光纤通信检测报警切换装置。
[0004]本实用新型提供的这种多路光纤通信检测报警切换装置，包括FPGA控制器、若干光纤收发模块、液晶显示和按键模块、短信发送模块、声光报警模块和RS485总线模块；各光纤收发模块的输入端与FPGA控制器的1端口连接，各光纤收发模块的输出端分别与各光纤连接；液晶显示和按键模块与FPGA控制器的1端口连接，短信发送模块与FPGA控制器的UART端口连接，声光报警模块与FPGA控制器的1端口连接，RS485总线模块的输入端与FPGA控制器的1端口连接，其输出端与RS485总线连接。
[0005]所述FPGA控制器采用Altera公司的型号为EP4CE40F23I7的FPGA芯片。所述光纤收发模块包括Intel公司的型号为LXT971A的PHY芯片和AVAGO公司的型号为HFBR-57E5APZ的光纤转换器。所述短信发送模块包括西门子公司的型号为TC35i的短信息发送模块。所述声光报警模块包括5V继电器和型号为LTE-1101的警报灯,所述FPGA控制器通过5V继电器驱动该警报灯进行声光报警。所述液晶显示和按键模块包括一个8位驱动的IXD模组和8个按键的键盘；该IXD模组采用3.3V、高亮、128*64分辨率的模组；8个按键接入所述FPGA控制器组成4X4矩阵键盘。所述RS485总线模块包括MAXM公司的型号为MAX13085的收发器和若干型号为TLP781的光耦；所述FPGA控制器通过该光耦进行隔离后使用该收发器将TTL电平转换为RS485电平，再与外部RS485总线连接。
[0006]本实用新型的每个通道都包含独立的PHY芯片和光纤收发模块，每个通道都可以独立进行信号收发，可以将从其中一个端口收到的信息，从另外一个端口转发出去。因此主光纤出现问题时，可以从备用光纤通道转发信息。此外本实用新型选用FPGA有300多个1口，可支持多达20个光纤通道端口，且FPGA具有所有通道并行处理的功能。本实用新型选用的型号为HFBR-57E5APZ光纤转换器具有监测收发光功率的功能，可提前预警。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的功能框图。
[0008]图2是本实用新型的FPGA控制器电路图。
[0009]图3是本实用新型的光纤收发模块电路图。
[0010]图4是本实用新型的液晶显不和按键|旲块电路图。
[0011]图5是本实用新型的短信发送模块电路图。
[0012]图6是本实用新型的声光报警模块电路图。
[0013]图7是本实用新型的RS485总线模块图。
[0014]图8是本实用新型的一种实施方式示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本实用新型包括FPGA控制器、若干光纤收发模块、液晶显示和按键模块、短信发送模块、声光报警模块和RS485总线模块。各光纤收发模块的输入端与FPGA控制器的1端口连接，各光纤收发模块的输出端分别与各光纤连接；液晶显示和按键模块与FPGA控制器的1端口连接，短信发送模块与FPGA控制器的UART端口连接，声光报警模块与FPGA控制器的1端口连接，RS485总线模块的输入端与FPGA控制器的1端口连接，其输出端与RS485总线连接。
[0016]光纤收发模块的光纤转换器不仅能进行光纤信号收发，还能监测光信号功率。液晶显示模块采用4.3寸真彩色TFT显示模组。按键模块采用型号为ZLG7289的按键管理芯片驱动。FPGA控制器通过AT命令集控制短信发送模块发送短消息。声光报警模块采用工业专用声光警报器，FPGA控制器通过继电器控制警报器。RS485总线模块实现半双工RS485通信，FPGA控制器通过1端口模拟串口时序控制RS485芯片。半双工RS485收发数据总线复用，容易实现在一条总线上挂载多台设备。
[0017]FPGA控制器驱动光纤收发模块中的光纤发送模块发送信号；而光纤收发模块中的光纤接收模块将接收到的光信号转换成电信号，传送给FPGA控制器解析处理。如果FPGA控制器不能正确解析报文，或者监测到光信号降低，则控制短信发送模块发送短信通知相关值班人员。该短信内容包括故障出现时间、故障通道、故障类型等。本实用新型的故障类型包括断芯报警、光功率下降报警、掉电报警三种类型。
[0018]三种报警类型的判断依据是:单条或多条光纤收不到任何有效信号判定为断芯报警，单条或多条光纤接收功率下降到预设门槛以下判定为光功率下降报警，所有通道同时消失光信号判定为掉电报警。发生报警时间后，FPGA控制器控制声光报警模块提醒现场工作人员，并通过RS485总线模块将故障信息报告给上层服务器。
[0019]如图2所示，本实用新型的FPGA控制器采用Altera公司的型号为EP4CE40F23I7的FPGA芯片。由于本实用新型可接入20路光纤，因此该FPGA的各个1端口共接入了这20个光纤接口的各种信号，下面仅以某个光纤通过光纤收发模块与该FPGA控制器的连接为例进行FPGA端口的接线说明，其余各个光纤通过对应的光纤收发模块接入本实用新型的FPGA控制器的1端口的接线与此类似。
[0020]FPGA 芯片的 Cl 脚、C2 脚、Dl 脚、D2 脚、El 脚、E2 脚、Fl 脚、F2 脚、G3 脚、G4 脚、Hl脚、H2脚、H6脚、H8脚、Tl脚、G21脚分别与光纤收发模块的PHY芯片Ul的对应管脚连接。
[0021]FPGA芯片的Jl脚、J2脚、J4脚、J5脚、J6脚分别与光纤收发模块的光纤转换器U2芯片的对应管脚连接。
[0022]FPGA 芯片的 V3 脚、V4 脚、AAl 脚、L6 脚、L7 脚、Ml 脚、M2 脚、M3 脚、M4 脚、M6 脚、M7脚、M8脚分别与液晶显示和按键模块中的液晶显示电路中各管脚连接；FPGA芯片的NI脚、N2脚、N5脚、N6脚、N7脚、N8脚、Pl脚、P2脚分别与液晶显示和按键模块的按键电路的对应管脚连接。
[0023]FPGA芯片的J7脚、J8脚、K7脚分别与短信发送模块的对应管脚连接。
[0024]FPGA芯片的B2脚与声光报警模块的对应管脚连接。
[0025]FPGA芯片的K8脚、L8脚、BI脚分别与RS485总线模块的对应管脚连接。
[0026]该FPGA控制器的外围电路包括JTAG接口 Pl和FLASH存储器。该FPGA控制器的K2脚与电源+3.3V连接；其K5脚与JTAG接口的I脚连接，用于传递测试时钟信号TCK，该K5脚还通过电阻R24接地；其K6脚与JTAG接口的9脚连接，用于传递测试数据输入信号TDI，该K6脚还通过电阻R27接地；其L2脚与JTAG接口的3脚连接，用于传递测试数据输出信号TD0，该L2脚还通过电阻R26接地；其L5脚与JTAG接口的5脚连接，用于传递测试模式选择信号TMS，该L5脚还通过电阻R25接地；其M17脚、M18脚和L18脚均接地。
[0027]FLASH存储器的I脚、2脚和9脚均与电源D3V3连接；其8脚通过电阻R21串联电阻R23与电源D3V3连接；其15脚与传递数据信号ASDO的管脚连接；其16脚通过电阻R22与传递时钟信号DCLK的管脚连接；其7脚与片选信号nCSO管脚连接；其10脚接地。电容C13接于电源D3V3和地之间。极性电容C14正极与电源D3V3连接，其负极接地。
[0028]JTAG接口 Pl的4脚与电源D3V3连接；其2脚和10脚均接地。
[0029]由于20通道网口需要的1 口线比较多，本实用新型可选用具有329个普通1的型号为EP4CE40F23I7的FPGA芯片；主时钟采用外部40M有源晶振Y2经FPGA控制器的内部锁相环生成，配置芯片FLASH存储器采用意法半导体公司型号为M25P64进行串行配置；同时兼具JTAG调试接口，该接口为10管脚接口。
[0030]FPGA控制器是本实用新型的核心控制器，所有光纤模块经转换电路后均接入FPGA的1端口，通过FPGA控制器实现多路选择软切换。FPGA控制器接收到外部装置的通信信号，自动选择一路完好的光纤作为主光纤，转发通信信号。在备用光纤上，光信号发送程序基于异步串口协议，每个端口每秒发送一帧报文，包含本地配置和状态信息。远端接收装置解析异步串口协议，如果远端监测装置无法正确解析报文，或者监测到光信号降低到预设门槛以下，就进行报警，并自动切换主/备光纤。
[0031]如图3所示，本实用新型共配备了 20个与光纤连接的光纤收发模块。下面就一个光纤收发模块的电路连接为例进行说明。
[0032]光纤收发模块包括PHY芯片Ul和光纤转换器U2。PHY芯片Ul的55脚通过电阻R4与FPGA芯片的Tl脚连接，用于传递MAC层发送时钟信号MAC_TXCLK ;其57脚与FPGA芯片的Cl脚连接，用于传递MAC层发送数据信号一 MAC_TXD0 ;其58脚与FPGA芯片的C2脚连接，用于传递MAC层发送数据信号二 MAC_TXD1 ;其59脚与FPGA芯片的Dl脚连接，用于传递MAC层发送数据信号三MAC_TXD2 ;其60脚与FPGA芯片的D2脚连接，用于传递MAC层发送数据信号四MAC_TXD3 ;其56脚与FPGA芯片的El脚连接，用于传递MAC层发送使能信号MAC_TXEN ;其52脚通过电阻R7与FPGA芯片的G21脚连接，用于传递MAC层接收时钟信号MAC_RXCLK ;其48脚与FPGA芯片的E2脚连接，用于传递MAC层接收数据信号一 MAC_RXD0 ；其47脚与FPGA芯片的Fl脚连接，用于传递MAC层接收数据信号二 MAC_RXD1 ;其46脚与FPGA芯片的F2脚连接，用于传递MAC层接收数据信号三MAC_RXD2 ;其45脚与FPGA芯片的G3脚连接，用于传递MAC层接收数据信号四MAC_RXD3 ;其49脚与FPGA芯片的G4脚连接，用于传递MAC层接收数据有效信号MAC_RXDV ;其53脚与FPGA芯片的Hl脚连接，用于传递MAC层接收数据错误信号MAC_RXERR ;其43脚与FPGA芯片的H8脚连接，用于传递MAC层存储器控制信号MAC_MDC ;其42脚与FPGA芯片的H2脚连接，用于传递MAC层双向管理指令信号MAC_MD1 ;其64脚通过电阻Rl I与电源+3.3V连接；其4脚与FPGA芯片的Hl脚连接，用于传递MAC层复位信号MAC_RESET ;其5脚通过电阻R15接地；其6脚通过电阻R16接地；其33脚通过电阻R17接地；其32脚通过电阻R18接地；其I脚与晶振Yl的3脚连接；其26脚通过电阻R19接地，该管脚还通过电阻R14与电源+3.3V连接；其12脚、13脚和14脚均分别通过电阻Rl3与电源+3.3V连接；其22脚与电源AVCC_MAC连接；其17脚通过电阻RlO接地；其19脚通过电阻R2串联电容C2与电源+3.3V连接，该19脚用于传递双向流动输出正信号TD+ ;其20脚通过电阻R3串联电阻Rl与电源+3.3V连接，该20脚用于传递双向流动输出负信号TD-，电阻Rl的不与电源连接端与电容C2的不与电源连接端连接；PHY芯片Ul的23脚通过电阻R5与电源+3.3V连接，该23脚通过电阻R9接地，该23脚用于传递双向流动输入正信号RD+ ;其20脚通过电阻R6与电源+3.3V连接，该23脚通过电阻R8接地，该20脚用于传递双向流动输入负信号RD-，电容C6与电容C7并联后接于电源+3.3V和地之间；PHY芯片Ul的21脚与电源AVCC_MAC连接，极性电容Cl与电容C4并联后接于电源AVCC_MAC和地之间，电感LI接于电源AVCC_MAC和电源+3.3V之间，电容C5接于电源+3.3V和地之间；PHY芯片Ul的8脚、40脚和51脚均与电源+3.3V连接，电容C3接于电源+3.3V和地之间；PHY芯片Ul的3脚、7脚、11脚、15脚、16脚、25脚、18脚、34脚、35脚、39脚、41脚、50脚、61脚、接地。
[0033]光纤转换器U2的12脚与PHY芯片Ul的20脚连接，用于传递双向流动输入负信号RD-;其13脚与PHY芯片Ul的23脚连接，用于传递双向流动输入正信号RD+ ;其15脚与接收电源VccR连接；其16脚与发送电源VccT连接；其18脚与PHY芯片Ul的19脚连接，用于传递双向流动输出负信号TD-;其19脚与PHY芯片Ul的20脚连接，用于传递双向流动输出正信号TD+ ;其3脚通过排阻RPl中的一个电阻接地；其4脚与FPGA芯片的J5脚连接，用于传递串行数据信号SDA ;其5脚与FPGA芯片的J4脚连接，用于传递串行数据时钟信号SCL ;其3脚至5脚分别通过排阻RPPl中的各个电阻与电源+3.3V连接；其8脚通过电阻R12与电源+3.3V连接；其I脚、6脚、9脚、10脚、11脚、14脚、17脚、20脚均接地。
[0034]每个光纤端口通过一个光纤收发模块接入FPGA控制器，各光纤收发模块的电路图几乎是一样的。其中 MAC_TXD0、MAC_TXD1、MAC_TXD2、MAC_TXD3、MAC_TXEN、MAC_RXD0、MAC_RXD1、MAC_RXD2、MAC_RXD3、MAC_RXDV、MAC_RXERR、MAC_TXCLK、MAC_RXCLK、SDA 共 14 个信号，每路光纤信号端口都有，分别接到不同的1 口，共占用FPGA控制器的14X20=280个
1 口。
[0035]而20个光纤所接各光纤收发模块中的MAC_MD1、MAC_MDC、MAC_RESET、SCL这4个信号复用，接到相同的FPGA的1 口。
[0036]本实用新型的各路光纤信号可通过PHY芯片的地址管脚ADDRO至地址管脚ADDR4接不同的逻辑电平进行寻址访问。FPGA控制器从而可选择任一路光纤信号接入或转出等操作。
[0037]晶振Yl的I脚与电源+3.3V连接；其4脚与电源+3.3V连接；电容Cll接于电源+3.3V和地之间。
[0038]光纤收发模块的PHY芯片Ul采用Intel公司的型号为LXT971A的PHY芯片。该模块的光纤转换器采用AVAGO公司的型号为HFBR-57E5APZ的一体化模块；该模块集成了光纤收发，同时能够监测收发功率，FPGA通过IIC接口读取功率信息。晶振Yl采用25MHZ/50ppm的晶振。
[0039]为了区分各个光纤的接入端口，各光纤收发模块在其中的PHY芯片的寻址端口(ADD0至ADD4管脚)所接电平有所不同，该芯片其余接线类似。这20个光纤收发模块中除了各光纤转换器的四个管脚复用，均接于相同的FPGA控制器的四个1端口外，模块中PHY芯片和光纤转换器的其余各信号均与FPGA控制器的不同的1端口连接。这四个复用的管脚为:用于传递MAC层双向管理指令信号MAC_MD10的管脚、用于传递MAC层存储器控制信号MAC_MDC的管脚、用于传递MAC层复位信号MAC_RESET的管脚和用于传递串行数据时钟信号SCL的管脚。
[0040]如图4所示,液晶显示和按键模块包括液晶显示电路和按键电路。
[0041 ] 液晶显示电路包括IXD模组和液晶接口 P3，液晶接口 P3与该IXD模组连接；该接口 P3的2脚与电源+3.3V连接，该2脚还通过可变电阻RWl接地；该接口的3脚与可变电阻RWl的滑动端连接；其4脚与FPGA芯片的V3脚连接，用于传递液晶屏写数据/写命令切换信号LCD_RS ;其5脚与FPGA芯片的AAl脚连接，用于传递液晶屏读/写信号LCD_RW ;其6脚与FPGA芯片的L6脚连接，用于传递液晶屏使能信号LCD_EN ;其7脚与FPGA芯片的L7脚连接，用于传递液晶屏数据和命令信号一 LCD_DB0 ;其8脚与FPGA芯片的Ml脚连接，用于传递液晶屏数据和命令信号二 LCD_DB1 ;其9脚与FPGA芯片的M2脚连接，用于传递液晶屏数据和命令信号三LCD_DB2 ;其10脚与FPGA芯片的M3脚连接，用于传递液晶屏数据和命令信号四LCD_DB3 ;其11脚与FPGA芯片的M4脚连接，用于传递液晶屏数据和命令信号五LCD_DB4 ;其12脚与FPGA芯片的M6脚连接，用于传递液晶屏数据和命令信号六LCD_DB5 ；其13脚与FPGA芯片的M7脚连接，用于传递液晶屏数据和命令信号七LCD_DB6 ;其14脚与FPGA芯片的M8脚连接，用于传递液晶屏数据和命令信号八LCD_DB0 ;其15脚电源+3.3V连接；其17脚与FPGA芯片的V4脚连接，用于传递液晶屏复位信号LCD_RST ;其19脚与电源+5V连接；其I脚和20脚接地。
[0042]按键电路包括8个按键和按键接口 P2，按键接口 P2分别与这8个按键连接；该接口 P2的I脚与FPGA芯片的NI脚连接，用于传递一号按键信号KEYO ;其2脚与FPGA芯片的N2脚连接，用于传递二号按键信号KEYl ;其3脚与FPGA芯片的N5脚连接，用于传递三号按键信号KEY2 ;其4脚与FPGA芯片的N6脚连接，用于传递四号按键信号KEY3 ;其5脚与FPGA芯片的N7脚连接，用于传递五号按键信号KEY4，该5脚还通过电阻R28与电源+3.3连接，同时该管脚还通过电容C15接地；其6脚与FPGA芯片的N8脚连接，用于传递六号按键信号KEY5，该6脚还通过电阻R29与电源+3.3连接，同时该管脚还通过电容C16接地；其7脚与FPGA芯片的Pl脚连接，用于传递七号按键信号KEY6，该7脚还通过电阻R30与电源+3.3连接，同时该管脚还通过电容C17接地；其8脚与FPGA芯片的P2脚连接，用于传递五号按键信号KEY7，该8脚还通过电阻R31与电源+3.3连接，同时该管脚还通过电容C18接地。
[0043]本实用新型的FPGA控制器通过8位并行总线驱动IXD模组。IXD模组选用3.3V、高亮、128X64分辨率模组。8个按键接入FPGA控制器的1端口组成4X4矩阵键盘。
[0044]如图5所示，短信发送模块包括信息发送芯片ICl和SM卡槽E1。信息发送芯片ICl的电源管脚BATT+ (I脚至5脚)均与电源+4.2V连接；其接地管脚GND (6脚至10脚)均接地；其控制管脚IGT (15脚)与FPGA芯片的J7脚连接，用于传递短信发送控制命令TC35_IGT ;其接收数据管脚RXDO (18脚)与FPGA芯片的J8脚连接，用于传递接收数据信号TC35_RXD ;其发送数据管脚TXDO (19脚)与FPGA芯片的K7脚连接，用于传递发送数据信号TC35_TXD ;其无线收发复位管脚CCRST (25脚)与SM卡槽El的2脚连接，用于传递无线收发复位信号CCRST ;其无线收发1管脚CC1 (26脚)与SM卡槽El的6脚连接，用于传递无线收发1信号CC1 ;其无线收发时钟管脚CCCLK (27脚)与SM卡槽El的3脚连接，用于传递无线收发时钟信号CCCLK ;其无线收发电源管脚CCVCC (28脚)与SIM卡槽El的I脚连接，用于传递无线收发电源信号CCVCC ;其无线收发接地管脚CCGND (29脚)与SIM卡槽El的4脚连接，用于传递无线收发复位信号CCGND，该无线收发接地管脚CCGND还直接接地；信息发送芯片ICl的同步信号管脚SYNC (32脚)通过电阻R42与三极管Q2的基极连接，该三极管的集电极通过电阻R41与红外发射管D2的阴极连接，该红外发射管的阳极与电源VCC连接；该三极管Q2的发射极接地。
[0045]FPGA控制器通过UART接口驱动信息发送芯片ICl，再通过发送AT命令集，初始化和控制该芯片发送短信。
[0046]本实用新型的信息发送芯片ICl可采用西门子公司的型号为TC35i的信息发送模块。本实用新型的SIM卡槽El支持GSM制式的普通手机卡。
[0047]如图6所示，声光报警模块包括5V继电器RLl和声光警报灯L4。该继电器RLl的线圈正极端与电源+5V连接；其负极端与三极管Ql的集电极连接；其触点公共端均与声光警报灯L4的电源端连接；其常开触点与电源+20V连接。声光警报灯L4的负极端接地。三极管Ql的基极通过电阻R32与FPGA芯片的B2脚连接，用于传递报警信号ALARM ;该三极管的发射极接数字帝。二极管Dl的阳极与5V继电器RLl的负极端连接，其阴极与该继电器的正极端连接。
[0048]FPGA控制器通过5V继电器驱动声光警报灯进行声光报警。
[0049]本实用新型的声光警报灯可采用东兰电气的型号为LTE-1101的警报灯；该警报灯为直流20V驱动，功率10W，报警效果非常醒目。
[0050]如图7所示，RS485总线模块包括RS485收发器U7、光耦U6、光耦U8和光耦U9。RS485收发器U7的I脚与光耦U6的阴极端连接；其2脚和3脚均与光耦U8的集电极端连接；其4脚与光耦U9的集电极端连接；其5脚与485总线地GND_485连接；其6脚通过电阻R36与485电源+5V_485连接，该6脚还与RS485总线连接，用于传递信号485A ;其7脚通过电阻R39与485总线地GND_485连接，该7脚还与RS485总线连接，用于传递信号485B ；其8脚与485电源+5V_485连接，电容C19接于485电源+5V_485和485总线地GND_485之间。
[0051]光耦U6的阳极端通过电阻R34与485电源+5V_485连接；其集电极端通过电阻R33与电源+3.3连接，该集电极端还与FPGA芯片的K8脚连接，用于传递RS485接收数据信号RS485_RXD ;光耦U6的射极端接数字地。
[0052]光耦U8的集电极端通过电阻R35与485电源+5V_485连接；其射极端与485总线地GND_485连接；其阳极端通过电阻R37与电源+3.3连接；其阴极端与FPGA芯片的L8脚连接，用于传递RS485发送使能信号RS485_DE。
[0053]光耦U9的集电极端通过电阻R38与485电源+5V_485连接；其射极端与485总线地GND_485连接；其阳极端通过电阻R40与电源+3.3连接；其阴极端与FPGA芯片的BI脚连接，用于传递RS485发送数据信号RS485_TXD。
[0054]FPGA控制器与RS485总线模块之间首先通过多个光耦进行隔离，然后使用RS485收发器将TTL电平转换为RS485电平，再与外部总线相连。
[0055]本实用新型的RS485收发器可采用MAXM公司的型号为MAX13085的收发器；光耦均可采用型号为TLP781的光耦。
[0056]假设外部通信装置A和外部通信装置B通过光纤通信，中间铺设长距离通信光缆，其中包含主光纤和备用光纤。可在外部通信装置A和外部通信装置B就近位置接入本实用新型。如图8所示，外部通信装置A和外部通信装置B与本实用新型的接线类似。外部通信装置A的通信端口 Pa连接本实用新型的监测端口 Pl，本实用新型的监测端口 P2连接主光纤，端口 P3?P20连接备用光纤。监测主光纤相当于把本实用新型串接入通信线路，外部通信装置A的主光纤端口 Pa接入端口 Pl，再从端口 P2转接入通信线路，占用Pl和P2两对监测端口。监测备用光纤只需要一对监测端口。假设现场应用主光纤数目为η对，备用光纤数目为m对，只要n*2+m ( 20，即可使用本实用新型。如果需要监测更多端口，可以将多台本实用新型并联使用。某些只需要监测备用光纤并报警的场合，不需要自动切换主备光纤，可以将主光纤不经过本实用新型直接通信，而将备用光纤接入本实用新型进行监测即可。
【权利要求】
1.一种多路光纤通信检测报警切换装置，其特征在于，该装置包括FPGA控制器、若干光纤收发模块、液晶显示和按键模块、短信发送模块、声光报警模块和RS485总线模块；各光纤收发模块的输入端与FPGA控制器的1端口连接，各光纤收发模块的输出端分别与各光纤连接；液晶显示和按键模块与FPGA控制器的1端口连接，短信发送模块与FPGA控制器的UART端口连接，声光报警模块与FPGA控制器的1端口连接，RS485总线模块的输入端与FPGA控制器的1端口连接，其输出端与RS485总线连接。
2.根据权利要求1所述的多路光纤通信检测报警切换装置，其特征在于，所述FPGA控制器采用Altera公司的型号为EP4CE40F23I7的FPGA芯片。
3.根据权利要求1所述的多路光纤通信检测报警切换装置，其特征在于，所述光纤收发模块包括Intel公司的型号为LXT971A的PHY芯片和AVAGO公司的型号为HFBR-57E5APZ的光纤转换器。
4.根据权利要求1所述的多路光纤通信检测报警切换装置，其特征在于，所述短信发送模块包括西门子公司的型号为TC35i的短信息发送模块。
5.根据权利要求1所述的多路光纤通信检测报警切换装置，其特征在于，所述声光报警模块包括5V继电器和型号为LTE-1101的警报灯，所述FPGA控制器通过5V继电器驱动该警报灯进行声光报警。
6.根据权利要求1所述的多路光纤通信检测报警切换装置，其特征在于，所述液晶显示和按键模块包括一个8位驱动的LCD模组和8个按键的键盘；该LCD模组采用3.3V、高亮、128*64分辨率的模组；8个按键接入所述FPGA控制器组成4X4矩阵键盘。
7.根据权利要求1所述的多路光纤通信检测报警切换装置，其特征在于，所述RS485总线模块包括MAX頂公司的型号为MAX13085的收发器和若干型号为TLP781的光耦；所述FPGA控制器通过该光耦进行隔离后使用该收发器将TTL电平转换为RS485电平，再与外部RS485总线连接。
【文档编号】H04B10/038GK204145498SQ201420551840
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】张凯, 费新国, 郭晟伟, 唐戈彦, 刘忠仁, 陈维, 钟广平, 王军 申请人:国家电网公司, 国网湖南省电力公司, 湖南省电力公司东江水力发电厂