本發(fā)明涉及光纖傳感，具體涉及基于弱光纖光柵陣列的銀行機(jī)房溫度監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著各大銀行數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作愈發(fā)深入，金融科技產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為了銀行業(yè)務(wù)不可或缺的一部分，而數(shù)據(jù)中心機(jī)房作為科技發(fā)展的基石，其實(shí)體安全更是至關(guān)重要。為了保證機(jī)房環(huán)境正常，往往需要對(duì)機(jī)房溫度等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以防未知風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。

2、目前銀行機(jī)房溫度監(jiān)測(cè)常用的是傳統(tǒng)電傳感器搭建的監(jiān)控系統(tǒng)，受傳統(tǒng)電傳感器工作原理及制作材料限制，其本身就存在易腐蝕損耗、抗外界干擾能力弱等缺點(diǎn)。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度監(jiān)控，需要在機(jī)房六個(gè)面部署數(shù)量極大的傳感器，會(huì)導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)搭建成本激增。若為了節(jié)約成本而降低傳感器部署密度，又會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率不夠，響應(yīng)不及時(shí)等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于弱光纖光柵陣列的銀行機(jī)房溫度監(jiān)控系統(tǒng)及方法，以實(shí)現(xiàn)提高抗外界干擾能力、降低成本和保證準(zhǔn)確率的目的。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種基于弱光纖光柵陣列的銀行機(jī)房溫度監(jiān)控系統(tǒng)，

4、所述系統(tǒng)包括：光纖光柵陣列、解調(diào)系統(tǒng)和處理器；所述光纖光柵陣列部署在銀行機(jī)房?jī)?nèi)各個(gè)墻壁表面，所述光纖光柵陣列由多個(gè)光柵構(gòu)成；

5、所述解調(diào)系統(tǒng)，用于生成多個(gè)不同出射波長(zhǎng)的訪(fǎng)問(wèn)脈沖；針對(duì)每一所述訪(fǎng)問(wèn)脈沖，發(fā)送至所述光纖光柵陣列中的每一個(gè)光柵；接收所述光纖光柵陣列中每一所述光柵反射的反射脈沖，并解調(diào)每一組所述反射脈沖得到多個(gè)光譜數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的反射時(shí)間差；將各個(gè)所述光譜數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的所述反射時(shí)間差發(fā)送至所述處理器；

6、所述光纖光柵陣列，用于向所述解調(diào)系統(tǒng)輸出多組反射脈沖；每一組所述反射脈沖由對(duì)應(yīng)的所述光柵反射不同出射波長(zhǎng)的所述訪(fǎng)問(wèn)脈沖得到；

7、所述處理器，用于針對(duì)每一所述光譜數(shù)據(jù)，進(jìn)行高斯擬合，得到反射波長(zhǎng)，基于每一所述光譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述反射時(shí)間差，確定所述光譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述光柵；監(jiān)測(cè)各個(gè)光柵對(duì)應(yīng)的所述光譜數(shù)據(jù)的所述反射波長(zhǎng)的變化，得到所述銀行機(jī)房的溫度變化情況。

8、優(yōu)選的，所述解調(diào)系統(tǒng)包括：掃描激光器、soa模塊、edfa模塊、光纖環(huán)形器、光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集卡和脈沖發(fā)生器；

9、所述掃描激光器，用于生成多個(gè)不同出射波長(zhǎng)的光信號(hào)并輸出給所述soa模塊；

10、所述soa模塊，用于利用所述脈沖發(fā)生器輸出的脈沖信號(hào)，對(duì)各個(gè)所述光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，得到各個(gè)待放大的訪(fǎng)問(wèn)脈沖，并將各個(gè)待放大的訪(fǎng)問(wèn)脈沖輸入所述edfa模塊；

11、所述edfa模塊將各個(gè)待放大的訪(fǎng)問(wèn)脈沖進(jìn)行放大處理，得到各個(gè)訪(fǎng)問(wèn)脈沖，并將各個(gè)所述訪(fǎng)問(wèn)脈沖輸入所述光纖環(huán)形器；

12、所述光纖環(huán)形器，用于針對(duì)每一所述訪(fǎng)問(wèn)脈沖，發(fā)送至所述光纖光柵陣列中的每一個(gè)光柵；接收所述光纖光柵陣列中每一所述光柵反射的反射脈沖，并將各組所述反射脈沖輸入所述光電探測(cè)器；

13、所述光電探測(cè)器，用于將各組所述反射脈沖轉(zhuǎn)換為各個(gè)電信號(hào)，并將各個(gè)所述電信號(hào)輸入所述數(shù)據(jù)采集卡；

14、所述數(shù)據(jù)采集卡，用于基于各個(gè)所述電信號(hào)和所述脈沖發(fā)生器輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行采集處理，得到多個(gè)光譜數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的反射時(shí)間差；將各個(gè)所述光譜數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的所述反射時(shí)間差發(fā)送至所述處理器。

15、優(yōu)選的，所述處理器還用于：

16、確定各個(gè)所述光譜數(shù)據(jù)是否受串?dāng)_影響和陰影效應(yīng)影響；

17、若是，則針對(duì)每一受所述串?dāng)_影響和所述陰影效應(yīng)影響的所述光譜數(shù)據(jù)，利用逐層補(bǔ)償算法進(jìn)行串?dāng)_抑制處理，得到處理后的所述光譜數(shù)據(jù)。

18、優(yōu)選的，用于針對(duì)每一受所述串?dāng)_影響和所述陰影效應(yīng)影響的所述光譜數(shù)據(jù)，利用逐層補(bǔ)償算法進(jìn)行串?dāng)_抑制處理，得到處理后的所述光譜數(shù)據(jù)，具體用于：

19、按照各個(gè)所述光柵對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)，對(duì)各個(gè)所述光柵進(jìn)行分層；

20、計(jì)算所述訪(fǎng)問(wèn)脈沖被第i層所述光柵反射導(dǎo)致第i層之后的各層的所述反射脈沖減少的第一光強(qiáng)；i為正整數(shù)；

21、計(jì)算第i層所述光柵的所述反射脈沖經(jīng)一階多次反射后，與第i+1層的所述反射脈沖疊加的第二光強(qiáng)；

22、將前i層對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述第一光強(qiáng)和各個(gè)所述第二光強(qiáng)按照時(shí)分復(fù)用串?dāng)_產(chǎn)生原理進(jìn)行累加，得到累加結(jié)果；

23、針對(duì)第i層的每一受串?dāng)_影響的所述光譜數(shù)據(jù)，利用所述累加結(jié)果對(duì)所述光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行串?dāng)_抑制，得到串?dāng)_抑制后的所述光譜數(shù)據(jù)；

24、計(jì)算陰影效應(yīng)補(bǔ)償，并基于陰影效應(yīng)補(bǔ)償對(duì)串?dāng)_抑制后的所述光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，得到處理后的所述光譜數(shù)據(jù)。

25、優(yōu)選的，所述處理器還用于：

26、基于所述銀行機(jī)房的溫度變化情況，生成所述銀行機(jī)房?jī)?nèi)各個(gè)位置的溫度變化曲線(xiàn)。

27、優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括：顯示器；

28、所述顯示器，用于展示各個(gè)位置的所述溫度變化曲線(xiàn)。

29、本發(fā)明實(shí)施例第二方面公開(kāi)了一種基于弱光纖光柵陣列的銀行機(jī)房溫度監(jiān)控方法，應(yīng)用于本發(fā)明實(shí)施例第一方面公開(kāi)的任一所述的基于弱光纖光柵陣列的銀行機(jī)房溫度監(jiān)控系統(tǒng)，所述方法包括：

30、利用解調(diào)系統(tǒng)生成多個(gè)不同出射波長(zhǎng)的訪(fǎng)問(wèn)脈沖，并針對(duì)每一所述訪(fǎng)問(wèn)脈沖，發(fā)送至所述光纖光柵陣列中的每一個(gè)光柵；

31、利用解調(diào)系統(tǒng)接收所述光纖光柵陣列中每一所述光柵反射的反射脈沖，解調(diào)每一組所述反射脈沖得到多個(gè)光譜數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的反射時(shí)間差，并將各個(gè)所述光譜數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的所述反射時(shí)間差發(fā)送至處理器；每一組所述反射脈沖由對(duì)應(yīng)的所述光柵反射不同出射波長(zhǎng)的所述訪(fǎng)問(wèn)脈沖得到；

32、利用所述處理器針對(duì)每一所述光譜數(shù)據(jù)，進(jìn)行高斯擬合，得到反射波長(zhǎng)；

33、利用所述處理器和每一所述光譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述反射時(shí)間差，確定所述光譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述光柵；

34、利用所述處理器監(jiān)測(cè)各個(gè)光柵對(duì)應(yīng)的所述光譜數(shù)據(jù)的所述反射波長(zhǎng)的變化，得到所述銀行機(jī)房的溫度變化情況。

35、優(yōu)選的，所述解調(diào)系統(tǒng)包括：掃描激光器、soa模塊、edfa模塊、光纖環(huán)形器、光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集卡和脈沖發(fā)生器；

36、相應(yīng)的，所述利用解調(diào)系統(tǒng)生成多個(gè)不同出射波長(zhǎng)的訪(fǎng)問(wèn)脈沖，并針對(duì)每一所述訪(fǎng)問(wèn)脈沖，發(fā)送至所述光纖光柵陣列中的每一個(gè)光柵，包括：

37、利用所述掃描激光器生成多個(gè)不同出射波長(zhǎng)的光信號(hào)并輸出給所述soa模塊，所述soa模塊利用所述脈沖發(fā)生器輸出的脈沖信號(hào)，對(duì)各個(gè)所述光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，得到各個(gè)待放大的訪(fǎng)問(wèn)脈沖；

38、將各個(gè)待放大的訪(fǎng)問(wèn)脈沖輸入所述edfa模塊進(jìn)行放大處理，得到各個(gè)訪(fǎng)問(wèn)脈沖，并將各個(gè)所述訪(fǎng)問(wèn)脈沖輸入所述光纖環(huán)形器；

39、所述光纖環(huán)形器針對(duì)每一所述訪(fǎng)問(wèn)脈沖，發(fā)送至所述光纖光柵陣列中的每一個(gè)光柵；

40、相應(yīng)的，所述利用解調(diào)系統(tǒng)接收所述光纖光柵陣列中每一所述光柵反射的反射脈沖，解調(diào)每一組所述反射脈沖得到多個(gè)光譜數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的反射時(shí)間差，并將各個(gè)所述光譜數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的所述反射時(shí)間差發(fā)送至處理器，包括：

41、利用所述光纖環(huán)形器接收所述光纖光柵陣列中每一所述光柵反射的反射脈沖，并將各組所述反射脈沖輸入所述光電探測(cè)器；

42、所述光電探測(cè)器將各組所述反射脈沖轉(zhuǎn)換為各個(gè)電信號(hào)，并將各個(gè)所述電信號(hào)輸入所述數(shù)據(jù)采集卡；

43、所述數(shù)據(jù)采集卡基于各個(gè)所述電信號(hào)和所述脈沖發(fā)生器輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行采集處理，得到多個(gè)光譜數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的反射時(shí)間差，并將各個(gè)所述光譜數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的所述反射時(shí)間差發(fā)送至所述處理器。

44、優(yōu)選的，所述方法還包括：

45、利用所述處理器確定各個(gè)所述光譜數(shù)據(jù)是否受串?dāng)_影響和陰影效應(yīng)影響；

46、若是，則針對(duì)每一受所述串?dāng)_影響和所述陰影效應(yīng)影響的所述光譜數(shù)據(jù)，利用逐層補(bǔ)償算法進(jìn)行串?dāng)_抑制處理，得到處理后的所述光譜數(shù)據(jù)。

47、優(yōu)選的，所述針對(duì)每一受所述串?dāng)_影響和所述陰影效應(yīng)影響的所述光譜數(shù)據(jù)，利用逐層補(bǔ)償算法進(jìn)行串?dāng)_抑制處理，得到處理后的所述光譜數(shù)據(jù)，包括：

48、按照各個(gè)所述光柵對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)，對(duì)各個(gè)所述光柵進(jìn)行分層；

49、計(jì)算所述訪(fǎng)問(wèn)脈沖被第i層所述光柵反射導(dǎo)致第i層之后的各層的所述反射脈沖減少的第一光強(qiáng)；i為正整數(shù)；

50、計(jì)算第i層所述光柵的所述反射脈沖經(jīng)一階多次反射后，與第i+1層的所述反射脈沖疊加的第二光強(qiáng)；

51、將前i層對(duì)應(yīng)的各個(gè)所述第一光強(qiáng)和各個(gè)所述第二光強(qiáng)按照時(shí)分復(fù)用串?dāng)_產(chǎn)生原理進(jìn)行累加，得到累加結(jié)果；

52、針對(duì)第i層的每一受串?dāng)_影響的所述光譜數(shù)據(jù)，利用所述累加結(jié)果對(duì)所述光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行串?dāng)_抑制，得到串?dāng)_抑制后的所述光譜數(shù)據(jù)；

53、計(jì)算陰影效應(yīng)補(bǔ)償，并基于陰影效應(yīng)補(bǔ)償對(duì)串?dāng)_抑制后的所述光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，得到處理后的所述光譜數(shù)據(jù)。

54、基于上述本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于弱光纖光柵陣列的銀行機(jī)房溫度監(jiān)控系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括：光纖光柵陣列、解調(diào)系統(tǒng)和處理器；所述光纖光柵陣列部署在銀行機(jī)房?jī)?nèi)各個(gè)墻壁表面，所述光纖光柵陣列由多個(gè)光柵構(gòu)成；所述解調(diào)系統(tǒng)，用于生成多個(gè)不同出射波長(zhǎng)的訪(fǎng)問(wèn)脈沖；針對(duì)每一所述訪(fǎng)問(wèn)脈沖，發(fā)送至所述光纖光柵陣列中的每一個(gè)光柵；接收所述光纖光柵陣列中每一所述光柵反射的反射脈沖，并解調(diào)每一組所述反射脈沖得到多個(gè)光譜數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的反射時(shí)間差；將各個(gè)所述光譜數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的所述反射時(shí)間差發(fā)送至所述處理器；所述光纖光柵陣列，用于向所述解調(diào)系統(tǒng)輸出多組反射脈沖；每一組所述反射脈沖由對(duì)應(yīng)的所述光柵反射不同出射波長(zhǎng)的所述訪(fǎng)問(wèn)脈沖得到；所述處理器，用于針對(duì)每一所述光譜數(shù)據(jù)，進(jìn)行高斯擬合，得到反射波長(zhǎng)，基于每一所述光譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述反射時(shí)間差，確定所述光譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述光柵；監(jiān)測(cè)各個(gè)光柵對(duì)應(yīng)的所述光譜數(shù)據(jù)的所述反射波長(zhǎng)的變化，得到所述銀行機(jī)房的溫度變化情況。在本方案中，使用光纖作為傳感器，其性質(zhì)十分穩(wěn)定，排除了除溫度以外的其他因素對(duì)溫度監(jiān)測(cè)的影響，準(zhǔn)確度高；使用光信號(hào)作為信號(hào)傳輸媒介，光信號(hào)傳播速度快，使得光纖傳感器響應(yīng)速度快；同時(shí)采用tdm和wdm技術(shù)，可以在保證系統(tǒng)搭建成本較低的情況下，使得傳感器監(jiān)測(cè)精度精確到厘米級(jí)。