基于无线通信技术的智能光交控制系统设计

罗红艳

(苏州工业职业技术学院 电子与通信工程系，江苏 苏州 215104)

基于无线通信技术的智能光交控制系统设计

罗红艳

(苏州工业职业技术学院 电子与通信工程系，江苏 苏州 215104)

在通信全业务运营时代，光缆交接箱作为配线层与主干层的主要连接设备，是光纤物理网络的关键环节.利用无线通信技术和传感器技术，提出一种智能光交控制系统设计方案，实现对光交的智能网管监控.

全业务；光缆交接箱；无线通信

随着我国通信全业务运营时代的到来，基于通信网络和终端的涵盖电信、互联网、多媒体及金融等多领域、多行业的综合通信服务需求日益增多，各运营商因此也在不断地扩大通信基础设施建设.光缆交接箱(以下简称光交箱)作为综合业务接入区的重要组成部分，其数量与规模越来越大.光交箱的科学设计与管理将直接影响光缆主干的利用率，减少光缆接头引入的开拨次数，可有效提高光缆的可靠性与有效性，是建立稳定可靠的光纤物理网络的关键环节.传统光交箱的内部构成主要包括配线单元、直熔单元、绕线架等主要构件，能够固定内部光缆，实现端接、配纤，并可利用跳纤将配线层光缆接入主干层光缆[1].但无法记录箱体开启和关闭时间，无法核对新增入网跳纤，不具备维护管理日志的功能，维护效率低.

本文利用无线通信技术和传感器技术，设计一种智能光交控制系统.系统的设计目标主要包括：实现对大量光交箱开箱权限的智能管理，监测巡检人员的到岗时间及频率，实时监测光交箱的工作状态.系统设计的主要思路是在保持传统光交箱内部构件基本功能不变的基础上，对箱体进行智能改造，主要包括利用无线通信技术完成智能光交控制系统的架构设计，并在此基础上采用模块化设计，完成系统的硬件设计.同时为了保证系统各模块间的协调工作，对整个系统进行分层部署以完成软件平台设计.

1 智能光交控制系统架构

智能光交控制系统的整体架构主要包括管理端中心机房所在的中心管理平台、移动无线网络、光交箱门禁系统三部分构成.系统工作时由巡检人员持智能门禁钥匙开启光交箱门，其相应的身份识别信息将通过移动基站经移动无线网络、虚拟专用网络(VPN)上传至管理平台[2].平台收到信息后通过对本地数据库的信息检索与比对，发送授权信息，光交箱智能门禁系统开启.系统架构如图1所示.

图1 智能光交控制系统架构

2 智能光交控制系统硬件设计

智能光交控制系统硬件构成主要包括系统核心控制设备、授权设备、智能钥匙和智能锁具.其中核心控制设备主要由传感器模块、控制模块、无线通信模块和电源模块构成，如图2所示.

图2 系统硬件原理图

系统工作时，由认证服务器控制授权设备对合法钥匙进行身份认定，当巡检人员持智能钥匙开启光交箱锁具时，由智能锁具获取钥匙的身份信息，并将此信息通过系统核心控制模块的无线通信模块经基站上传至认证服务器，对该钥匙进行鉴权.认证通过后，认证服务器发送控制信息至光交箱控制模块，实现箱门的开启.如果认证未通过，认证服务器同样发送控制信息至光交箱控制模块，拒绝开启箱门，并发送相应的报警信息.

系统硬件设计时，传感器模块可以根据光交箱的安装环境和技术要求选择门禁传感器、温度传感器、湿度传感器、电压传感器、烟雾传感器和振动传感器；主控模块可以采用超微控制器将传感器采集到的模拟信号进行A/D转换，然后将其传送到认证服务器[3-4]；无线通信模块可以根据该光交箱所属通信运营商的网络类型决定，可以是GPRS无线模块，也可以是CDMA或WCDMA、TDSCDMA模块；系统的电源模块可以采用箱体供电或钥匙供电模式，其中供电电源可以根据光交箱的地理环境选择太阳能电池组或干电池供电；对于箱体上安装的智能锁具，为最大化地提高其适应环境和安全性，可以重点考虑驱动电压不超过12 V、工作温度为-20°～65°、具有防水防冻功能的电子锁具.

3 智能光交控制系统软件平台设计

智能光交控制系统软件部署主要分为接入设备层、业务分配、基础服务平台、基础管理平台及云服务平台，如图3所示.接入设备通过WebService数据接口传输数据信息，实现管理平台对光交箱信息管理、门禁管理、报警管理、智能钥匙权限管理、开关门历史记录等业务模块的控制；基础服务平台主要包括权限服务、认证服务、日志服务、数据交换服务及异常情况处理服务等模块；基础管理平台主要负责系统的虚拟化管理、网络管理、数据库管理、应用系统管理和设备故障监控、数据备份与恢复；光交箱的相关数据信息将通过云服务平台完成相应的存储与应用.

图3 系统软件平台设计

系统应用过程如下：①管理员预先通过业务分配层对各维护人员进行身份验证并划分权限；②维护人员将智能钥匙插入箱体时，通过数据接口进入基础服务层进行身份验证，获取权限；③成功登录系统平台后，箱体开启，平台将自动记录该智能光交箱的开启时间与关闭时间，进而统计该维护人员的到岗时间及维护频率；④在远程管理端，管理员通过基础管理层远程监控各智能光交箱的信息编号，工作状态是否正常，所在地址及所属维护班组等信息，并能够依据查询条件进行门禁日志的查询，实现多台光交箱实时状态的远程监控.一旦某光交箱的工作状态发生异常，或出现非法开门等现象，传感器模块将自动通过基础服务与基础管理平台发送故障告警信息给管理员，提醒其及时采取措施进行处理.整个应用过程管理软件的界面显示情况如图4所示.

图4 管理软件应用界面

4 结论

本设计是基于无线通信技术的智能光交控制系统具备信息查询、权限管理、告警日志管理、巡检状态轮询等功能.与传统光交箱相比，其主要创新点在于通过无线通信模块实现了智能网管监控，能够便捷地实现对光交箱体的远程控制.总体来看，该设计不但能够维持传统光交箱的线路端接、配纤接入等基本功能，还能够对箱体的日常维护实现远程监督、监控，既提高了传输维护人员的工作效率，又帮助运营企业轻松实现了代维监管的作用，并能在一定程度上避免光交设备由于非法开启引起的财产损失现象.因此，整个智能光交系统在线路安全、光纤线缆维护服务质量及资源利用、提高通信运营企业的工作效率、规范维护队伍的作业流程等多方面都具有一定的实际意义和推广价值.

[1]杨定宇. 光缆交接箱在光网络中的应用 [J]. 电信快报，2013(5)：28-29.

[2]刘真富. 基于物联网的无线智能家居监控系统[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2013.

[3]盛国林. 基于物联网技术的大型仪器设备管理系统的设计与实现[D]. 济南：山东大学，2011.

[4]戴敏，谢椿. 基于Zigbee技术的无线门禁系统设计[J]. 嵌入式与SOC，2011(27)：87-88.

(责任编辑：沈凤英)

The Design of Intelligent Cable Transfer Box Based on Wireless Internet Technology

LUO Hong-yan
(Department of Electronics and Tele-communications Engineering，Suzhou Institute of Industrial Technology，Suzhou 215104，China)

In the tele-communication era of full-service operations，cable transfer box as the mainconnecting wiring layer and the backbone layer is the key to physical fiber network. This paper uses the wireless communication technology and sensor technology and presents an intelligent light control system design，which implements the intelligent network management and monitoring of cable transfer.

full-service access network；cable transfer box；wireless communication

TN929.1

A

1008-5475(2014)03-0036-03

2014-05-25；

2014-06-20

罗红艳(1978-)，女，河南平顶山人，讲师，硕士， 主要从事光传输运行维护、数字通信技术研究.