一種通信電纜安全維護服務系統的製作方法
2023-05-21 12:19:11
本發明涉及一種通信電纜安全維護服務系統，屬於通信技術領域。
背景技術：
通信電纜故障大部分是由於通信電纜附件故障引起的，而電纜接頭是通信電纜系統安全運行中最薄弱的環節。其主要原因是由於製作時受到環境不利因素的影響以及製作工藝的限制。通信電纜連接接頭的質量直接關係到通信電纜運行的安全，因此，有必要採用合適的方式針對通信電纜予以安全維護，特別是需要針對通信電纜的連接接頭進行安全監測維護。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種通信電纜安全維護服務系統，通過針對通信電纜接頭進行安全監測，並採用合適的方式予以安全維護，減少通信電纜接頭問題造成的通信電纜故障，減少對通信電纜造成的安全影響。
為了實現上述目的，本發明的技術方案如下。
本發明採用如下技術方案實現。
一種通信電纜安全維護服務系統，包括多個設置在電纜接頭表面用於檢測電纜接頭信號感應的監測終端，若干個與所述監測終端無線通信連接的數據採集器，與所述數據採集器連接的維護計算機；所述監測終端包括：控制器、設置在電纜接頭表面的信號感應傳感器、EEPROM存儲器、無線傳輸晶片、時鐘日曆晶片和與所述無線傳輸晶片連接的天線，其中，所述信號感應傳感器、所述EEPROM存儲器、所述無線傳輸晶片和所述時鐘日曆晶片均連接所述控制器；所述EEPROM存儲器的埠SDA、埠SDL以及防寫埠WP分別通過上拉電阻與所述控制器的P1.5埠、P1.6埠和P1.7埠連接；所述數據採集器包括殼體及設置在殼體內的電路板，電路板包括：天線；連接所述天線的無線傳輸晶片；連接所述無線傳輸晶片的控制器；以及連接在所述控制器與所述維護計算機之間的接口電路；所述接口電路包括：與所述控制器相連的接口晶片，以及連接在所述接口晶片與所述維護計算機之間的RS-485接口。
通信電纜安全維護服務系統，包括多個設置在電纜接頭表面用於檢測電纜接頭信號感應的監測終端；用於採集各個監測終端數據的數據採集器，數據採集器與監測終端之間採用無線通信的方式。數據採集器連接維護計算機，數據採集器採集的數據以有線通信的形式傳送給維護計算機。監測終端包括由單片機MSP430F149實現的控制器、設置在電纜接頭表面的信號感應傳感器，該信號感應傳感器採用數位訊號感應傳感器，其連接在控制器的P1.0和P1.1數據埠；與控制器相連的EEPROM存儲器；與控制器相連的無線傳輸晶片和時鐘日曆晶片，無線傳輸晶片採用挪威Nordic公司研製的nRF401無線收發器，單片機MSP430F149自帶的串行通信埠可直接與nRF401無線收發器進行通信，單片機MSP430F149的P4.7、P4.6埠發出的控制信號通過nRF401無線收發器的串行外圍設備接口CS、RF_PWR來設定射頻工作頻段和輸出功率；而時鐘日曆晶片採用Philips公司推出的一款工業級具有I2C總線接口的低功耗多功能時鐘/日曆、型號是PCF8563的晶片；且無線傳輸晶片連接天線。EEPROM存儲器選擇了ATMEL公司的AT24C256晶片作為數據存儲單元核心晶片，其埠SDA、埠SDL以及防寫埠WP分別與單片機MSP430F149的P1.5～P1.7埠通過上拉電阻連接，單片機MSP430F149通過埠P1.7來控制AT24C256晶片的防寫開關。當P1.7在輸入狀態時，由於上拉電阻的作用，防寫埠WP保持高電平，電流消耗近似為0。需要寫入的時候，將P1.7埠設置為輸出狀態，輸出低電平，使防寫埠WP引腳電位變成0，消耗電流約為0.3mA，寫入結束後，P1.7埠重新變為輸入狀態，對AT24C256晶片進行防寫。
電纜一般埋在地面之下，因此，監測終端也設置在地面之下，而天線則通過導線設置與地面之上。
由信號感應傳感器檢測電纜接頭表面的信號感應，信號感應數據存儲在EEPROM存儲器之中，再由無線傳輸晶片將信號感應數據以及時鐘日曆晶片提供信號感應檢測的日曆與時間信息無線發送給數據採集器。
數據採集器為工作人員攜帶的便攜終端設備，包括殼體及設置在殼體內的電路板。其中，數據採集器的電路板具體包括：天線；連接天線的無線傳輸晶片，也是挪威Nordic公司研製的nRF401無線收發器實現；連接無線傳輸晶片的控制器，該控制器也是使用單片機SP430F149實現；連接控制器的接口晶片，接口晶片使用MAX485晶片，以及連接接口晶片MAX485的RS-485接口，通過RS-485接口連接維護計算機。
數據採集器採用Maxim公司生產的MAX485晶片作為RS485通信收發器，MAX485具有RS-485通信協議，傳輸距離＞1km、傳輸速率達250kb/s。控制器通過RS-485總線方式與維護計算機相連，維護計算機發出遙控指令、採集數據，構成主從式RS-485通信應用系統。
維護計算機可顯示出由各個監測終端傳送的現場監測點的信號感應值和報警狀態，從各個監測點傳來的數據可經過現場巡檢設備信號感應值的判斷，因此，維護計算機主要進行信號感應異常率的分析，若某一點的信號感應異常率明顯高於其他監測點，同時該值也高於歷史數據，就能分析出該處電纜接頭可能出現故障。維護計算機還在線修改現場各監測終端的信號感應上限設定值，也可離線通過無線傳輸對某個監測信號感應設定值直接進行修改。
本發明的有益效果在於：本發明採用無線傳輸技術實現了通信電纜接頭處的信號感應監測，系統結構簡單、安裝和維護非常方便，並可及時判斷故障點，有效地避免了隱患事故的發生，提高通信電纜的使用安全性。
附圖說明
圖1是本發明實施例中所使用模型串行化工具的架構圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式進行描述，以便更好的理解本發明。
實施例
如圖1所示，通信電纜安全維護服務系統，包括多個設置在電纜接頭表面用於檢測電纜接頭信號感應的監測終端；用於採集各個監測終端數據的數據採集器，數據採集器與監測終端之間採用無線通信的方式。數據採集器連接維護計算機，數據採集器採集的數據以有線通信的形式傳送給維護計算機。監測終端包括由單片機MSP430F149實現的控制器、設置在電纜接頭表面的信號感應傳感器，該信號感應傳感器採用數位訊號感應傳感器，其連接在控制器的P1.0和P1.1數據埠；與控制器相連的EEPROM存儲器；與控制器相連的無線傳輸晶片和時鐘日曆晶片，無線傳輸晶片採用挪威Nordic公司研製的nRF401無線收發器，單片機MSP430F149自帶的串行通信埠可直接與nRF401無線收發器進行通信，單片機MSP430F149的P4.7、P4.6埠發出的控制信號通過nRF401無線收發器的串行外圍設備接口CS、RF_PWR來設定射頻工作頻段和輸出功率；而時鐘日曆晶片採用Philips公司推出的一款工業級具有I2C總線接口的低功耗多功能時鐘/日曆、型號是PCF8563的晶片；且無線傳輸晶片連接天線。EEPROM存儲器選擇了ATMEL公司的AT24C256晶片作為數據存儲單元核心晶片，其埠SDA、埠SDL以及防寫埠WP分別與單片機MSP430F149的P1.5～P1.7埠通過上拉電阻連接，單片機MSP430F149通過埠P1.7來控制AT24C256晶片的防寫開關。當P1.7在輸入狀態時，由於上拉電阻的作用，防寫埠WP保持高電平，電流消耗近似為0。需要寫入的時候，將P1.7埠設置為輸出狀態，輸出低電平，使防寫埠WP引腳電位變成0，消耗電流約為0.3mA，寫入結束後，P1.7埠重新變為輸入狀態，對AT24C256晶片進行防寫。
電纜一般埋在地面之下，因此，監測終端也設置在地面之下，而天線則通過導線設置與地面之上。
由信號感應傳感器檢測電纜接頭表面的信號感應，信號感應數據存儲在EEPROM存儲器之中，再由無線傳輸晶片將信號感應數據以及時鐘日曆晶片提供信號感應檢測的日曆與時間信息無線發送給數據採集器。
數據採集器為工作人員攜帶的便攜終端設備，包括殼體及設置在殼體內的電路板。其中，數據採集器的電路板具體包括：天線；連接天線的無線傳輸晶片，也是挪威Nordic公司研製的nRF401無線收發器實現；連接無線傳輸晶片的控制器，該控制器也是使用單片機SP430F149實現；連接控制器的接口晶片，接口晶片使用MAX485晶片，以及連接接口晶片MAX485的RS-485接口，通過RS-485接口連接維護計算機。
數據採集器採用Maxim公司生產的MAX485晶片作為RS485通信收發器，MAX485具有RS-485通信協議，傳輸距離＞1km、傳輸速率達250kb/s。控制器通過RS-485總線方式與維護計算機相連，維護計算機發出遙控指令、採集數據，構成主從式RS-485通信應用系統。
維護計算機可顯示出由各個監測終端傳送的現場監測點的信號感應值和報警狀態，從各個監測點傳來的數據可經過現場巡檢設備信號感應值的判斷，因此，維護計算機主要進行信號感應異常率的分析，若某一點的信號感應異常率明顯高於其他監測點，同時該值也高於歷史數據，就能分析出該處電纜接頭可能出現故障。維護計算機還在線修改現場各監測終端的信號感應上限設定值，也可離線通過無線傳輸對某個監測信號感應設定值直接進行修改。
以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護範圍。