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DTS传感主机智能云监控系统的设计与实现

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分布式光纤温度传感(Distributed optical fiber Temperature Sensing system,DTS)技术采用通信光纤本身作为传感和信号传输介质,由于可以实现大范围高精准度的温度测量,在众多领域获得广泛应用.针对分布式光纤温度传感主机在野外长期使用过程中面临的智能管控能力的不足,采用STM32F429 处理器为核心,设计了应用于DTS的远程云监控模块,以实现低功耗、全时监控、长效检测能力的提升.系统软件部分采用直接存储器访问(DMA)的方式搬运数据,结合RS-232、单总线、SPI协议及 4G无线通信进行数据传输,并利用数据预处理算法实现了异常变化温度数据准确上传,并大大减少数据通信流量.模块的电源管理功能可实现电池续航时间提高 3.7 倍～6.6 倍,整体功耗小于 12 W.户外长期测试结果表明,基于STM32 的DTS远程云监控模块具备工作稳定、数据完整、功耗低等优势,提升了DTS传感主机野外应用的可靠性.
Design and Implementation of Remote Cloud Monitoring System for Distributed Optical Fiber Temperature Sensing Hosts
Distributed temperature sensor(Distributed optical fiber Temperature Sensing system,DTS)technology uses the communication fiber itself as the sensing and signal transmission medium,because it can achieve a wide range of high-precision temperature measure-ments,and has been widely used in many fields.In order to improve the intelligent control capability of distributed optical fiber tempera-ture sensing host in the field for a long time,a remote cloud monitoring module for DTS is designed using STM32F429 processor as the core.Its software part adopts direct memory access(DMA)to move data,combines RS-232,single bus,SPI protocol and 4G wireless com-munication for data transmission,and uses data preprocessing algorithms to accurately upload abnormal temperature data and greatly reduce data communication traffic.The power management function of the module can improve the battery life by 3.7 to 6.6 times,and the overall power consumption is less than 12 W.Outdoor long-term test results show that the DTS remote cloud monitoring module based on STM32 has the advantages of stable operation,complete data and low power consumption,which improves the reliability of DTS sensing host field applications.

distributed optical fiber temperature measurementembedded systemsremote controllow power consumption

张洋、胡洲畅、杨爽、孙苗、庞涛、汤玉泉、张志荣

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安徽大学物质科学与信息技术研究院,安徽 合肥 230601

中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室,安徽 合肥 230031

中国科学技术大学研究生院科学岛分院,安徽 合肥 230026

合肥师范学院物理与材料工程学院,安徽 合肥 230601

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分布式光纤测温 嵌入式系统 远程控制 低功耗

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ZKBB202102YZJJ2020QN3YZJJ2022QN022021021

2024

10.3969/j.issn.1005-9490.2024.04.001

电子器件
东南大学

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CSTPCD
影响因子：0.569
ISSN：1005-9490
年,卷(期)：2024.47(4)