基于无线网络的自由空间光通信设备监控系统和监控方法与流程

本发明涉及无线网络监控系统和方法，特别涉及一种基于无线网络的自由空间光通信设备监控系统和方法。

背景技术：

光信号不仅可以在光纤中传播，也能在空气里传播，而且更加方便快捷。在业内，无线光通信的正式称谓叫FSO(自由空间光通信)，其与光纤通信相比，这种通信方式极具成本上的优势。

自由空间光通信在军事和民用领域都有着广泛的应用前景。自由空间光通信光路的对准是系统中重要的一环。如何对自由空间光通信设备进行光路对准是其中必须解决的一个问题。

传统的光路对准采取手动调整或通过外接一个手持终端来控制。但是这些对准方式精度不高，效率低，不便携。而且不能对设备进行远程监控。

现在应用比较多的FSO系统的网络化管理是使用了基于SNMP(Simple Network Management Protocol)的网管代理设备,这需要FSO设备提供一个光纤接口，通过所在的光纤链路建立一个支持TCP/IP的网络协议，再利用基于SNMP的通用网管平台或网络上的监控软件来管理FSO设备。但是这种网络设备管理方式存在组网复杂、网管的成本高等一些不足的地方。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出一种基于无线网络的自由空间光通信设备监控系统和方法，实现自由空间光通信设备的远程状态控制与调整，并达到集中控制多个设备的目的，解决现有技术存在的自动化不高、人工依赖性强等问题。

本发明提出的一种基于无线网络的自由空间光通信设备监控系统，包括自由空间光通信设备(1)、互联网(6)、服务器和监控平台(7)，其中：

所述自由空间光通信设备(1)以无线方式和服务器相连，服务器通过互联网(6)和监控平台(7)相连；

所述服务器包括依序相连的通信服务器(3)、数据库服务器(4)和WEB服务器(5)；通信服务器(3)用于通过移动通信网络(2)接收来自自由空间光通信设备数据；数据库服务器(4)用于存储和处理所述自由空间光通信设备数据；WEB服务器(5)用于通过互联网(6)与监控平台(7)通信；

工作时，所述自由空间光通信设备(1)通过移动通信网络(2)向服务器实时发送数据；所述通信服务器(3)接收来自空间光通信设备数据，采用数据库服务器(4)存储和处理所述空间光通信设备现场数据，并采用WEB服务器(5)通过互联网(6)与监控平台(7)通信；监控平台通过互联网从服务器获取自由空间光通信设备数据或向服务器发送对自空间光通信设备的调控指令。

进一步的，所述监控平台为计算机或移动监控终端。

进一步的，所述服务器和监控平台两者构成B/S架构，其中B为监控平台，S为服务器；服务器用于使采集的数据在web网页上动态实时显示，实现可视化操作和控制，并实现历史数据的存储、比较，有利于故障预测和设备维护。

进一步的，所述自由空间光通信设备，其包括：光学天线(8)、光收发模块(11)、微处理器(12)和跟踪模块(13)；其中：光学天线(8)承载在跟踪模块(11)上并与光收发模块(11)相连接；所述微处理器(12)分别与光收发模块(11)和跟踪模块(13)相连；所述光学天线(8)包括发射天线(9)和接收天线(10)，发射天线(9)用于扩束准直；接收天线(10)用于增大接收面积，减少背景光干扰，压缩接收视野，以达到将信号光耦合到光收发模块(11)的目的；所述光收发模块(11)用于将来自光学天线(8)的光信号转换成电信号传输到微处理器(12)，微处理器(12)用于对数据进行处理；所述跟踪模块(13)用于对光路的对准；跟踪模块(13)通过接收微处理器(12)的调整指令对光学天线(8)进行调整。

进一步的，所述自由空间光通信设备还包括无线通信模块(14)；该模块与微处理器模块相连，用于将光通信设备通过无线方式和服务器相连。

基于本发明提出的监控系统使用方法为：

使用者登录网站出现登入页面进行用户名以及密码的验证，如果验证错误则弹出错误提示信息，如果通过验证则根据权限设置判断是否拥有管理者权限；进入远程监控系统主界面后，会出现各个子模块菜单：设备信息管理模块、定位信息模块、备忘记录模块、数据库维护模块、用户管理模块和帮助模块；所述设备信息管理模块包含了各个自由空间光通信设备的实时参数信息，如果发现通信异常可以根据参数显示的光功率数据发送调整信息对自由空间光通信设备进行调节；所述定位信息模块用于以可视化地图方式显示光通信设备位置和当前自由空间光通信设备的数据信息；备忘记录模块用于完成数据的日常备份和故障信息的管理；数据库维护模块用于实现数据库的备份、还原、导出、清空功能；用户管理模块用于实现登入退出和用户设置功能。

本发明另一方面提供一种基于无线网络的自由空间光通信设备监控方法，其特征在于包括如下步骤：

所述自由空间光通信设备通过移动通信网络向服务器实时发送数据；

所述服务器通过互联网向监控平台发送数据；

用户通过监控平台对所述自由空间光通信设备的进行远程监测与调节。

本发明的基于无线网络的自由空间光通信设备监控系统和方法的有益效果在于，其有效地克服了现有技术存在的光通信设备对准精度不高，对准效率低，不能对设备进行远程监控等缺陷，该系统和方法可直接在互联网上获得自由空间光通信设备的现场数据，实现对自由空间光通信设备的远程监控及管理，不受现场配线、自由空间光通信设备空间位置的限制。同时现场配置(包括安装设备及布线、供电等)简单、成本低，数据传输方便、完整、可靠、安全、适用范围广。

附图说明

图1为本发明的基于无线网络的自由空间光通信设备远程监管系统结构示意图；

图2为本发明的自由空间光通信设备结构示意图；

图3为本发明的远程监控网页的系统流程图。

附图标记说明：

1、自由空间光通信设备，2、移动通信网络，3、通信服务器，4、数据库服务器，5、WEB服务器，6、互联网7、监控终端，8、光学天线9、发射天线，10、接收天线，11、光收发模块，12、微处理器，13、跟踪模块，14、通信模块。

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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

图1为本发明优选实施例的基于无线网络的自由空间光通信设备监管系统结构示意图。

如图所示，该系统包括：自由空间光通信设备1；由通信服务器3、数据库服务器4和WEB服务器5组成的服务器；以及通过互联网6从所述服务器获取自由空间光通信设备数据的监控平台7。其中，自由空间光通信设备通过移动通信网络向所述监控平台发送自由空间光通信设备现场数据，所述移动通信网络包括GPRS/3G/4G等网络。

自由空间光通信设备管理人员或监控人员可通过监控平台7登录自由空间光通信设备监控系统，并通过互联网6向服务器发送自由空间光通信设备控制信息。服务器中的WEB服务器5将这个控制信息通过通信服务器3发送到移动通信网络2，再把这个请求通过移动通信网络2发送到自由空间光通信设备1，然后自由空间光通信设备1响应这个请求对设备进行调整。

该监控平台7具有供监控人员进行自由空间光通信设备数据交互的窗口，并为客户提供进行远程数据访问的功能，具体为察看自由空间光通信设备1收发光功率、自由空间光通信设备1故障数据纪录与分析、获取自由空间光通信设备1的地理位置以及查看自由空间光通信设备1档案等。通过这种方式用户可以查看到实时的自由空间光通信设备1运行参数等数据，直接通过互联网5获得自由空间光通信设备1的运行记录、设备设置参数、地理位置、故障记录、维护记录、统计报表等数据，实现对自由空间光通信设备1的远程监控及科学管理。

上述服务器和监控平台7采用B/S(Browser/Server，浏览器/服务器)软件结构。

当自由空间光通信设备通信中断或发生故障时，自由空间光通信设备1将故障信息通过移动通信网络2传输到服务器的通信服务器3，与之连接的数据库服务器4存储这个空间光通信设备故障数据，并且把这个故障数据通过WEB服务器5经由互联网6在监控平台7上给出报警信息，方便维修人员随时随地得知自由空间光通信设备的故障状态，从而及时对故障自由空间光通信设备进行处理。

监控平台7的计算机无须安装专用软件，管理者或使用者只要通过互联网登录自由空间光通信设备监控系统的网站，在网站上就可以直接查询一台或多台自由空间光通信设备的运行情况。只要是授权的客户都可以随时登陆网站进行监控，不受监控地点的限制，并且可监控的自由空间光通信设备数量和地区都不受限制。

监控平台7的移动设备也可以安装专用软件登入监控系统对自由空间光通信设备运行情况进行监控。

图2为本发明自由空间光通信设备结构示意图。在传统的自由空间光通信设备中集成了无线通信模块，通过集成的无线通信模块可以让设备与远程的监控平台进行数据交互。

如图所示，该设备包括：由发射天线9和接收天线10组成的光学天线8；光收发模块11；微处理器12和与之相连的跟踪模块13，无线通信模块14。

接收天线10用于增大接受面积，减少背景光干扰，压缩接收视野，将接收到的信号光耦合到光收发模块11中；光收发模块11将光信号转换成电信号传输到微处理器12；微处理器12对数据进行处理，然后将光功率等信息传输给无线通信模块14。通信模块14将设备数据信息发送到图1中的移动通信网络2。

跟踪模块13用于对光路的对准。跟踪模块13通过接收微处理器12的调整指令对光学天线进行调整。

图3为本发明远程监控系统的软件流程图。

如图所示，使用者登录网站出现登入页面进行用户名以及密码的验证，如果验证错误则弹出错误提示信息，如果通过验证则根据权限设置判断是否拥有管理者权限；进入远程监控系统主界面后，会出现各个子模块菜单：设备信息管理、定位信息、备忘记录、数据库维护、用户管理、帮助。

上述设备信息管理模块包含了各个自由空间光通信设备的实时参数信息，如果发现通信异常可以根据参数显示的光功率数据发送调整信息对自由空间光通信设备进行调节。点击定位信息会弹出一个网页地图，在地图上会将所有录入系统中的自由空间光通信设备标注出来，点击标注点会弹出当前自由空间光通信设备的数据窗口。备忘记录模块完成数据的日常备份和故障信息的管理。数据库维护模块包含数据库的备份、还原、导出、清空。用户管理模块包含重新登入和用户设置两个部分，重新登入后会重新进入登入界面进行选择。

本领域的技术人员容易理解，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。