一种网元端口状态检测、定位系统及方法与流程

1.本发明涉及网元端口智能化管理技术领域，特别涉及一种网元端口状态检测、定位系统及方法。


背景技术：

2.通常，在运营商机房和户外网络设施柜体内存在大量的网络设备节点(称为网元)，这些网元端口由于缺乏有效的管理手段，使得整个网络中端口的占用情况无法排查和统计，尤其是纯无源的光网络节点端口，造成了网络端口资源的大量空闲浪费以及设备的过量冗余部署。此外，当网元中某个端口发生故障时，由于网元端口过度密集排布，将极大降低运维人员寻找到指定端口的速度和准确度。
3.相关技术中通过在每一个需要管理的网元上加装配线端口盘，在多个配线端口盘的上游配置一个智能配线管理盘，通过智能配线管理盘一方面以有线方式提供配线端口盘所选电源，另一方面轮询采集所有与其连接的配线端口盘的端口信息，端口的操作通过管理侧首先下发指令到配线管理盘，再由配线管理盘下发到每一个配线端口盘，从而实现对该盘位指定端口的操作。该方案虽然能够实时管理端口信息，但是每一个端口盘都需要通过电源和通信线缆连接到管理盘，线路较为错综复杂，部署困难，另外所有设备均为有源设备，需要额外的供电单元。
4.另一些技术通过终端设备如手机对当前端口区域进行图像采集，图像数据通过图像增强处理模块进行图像数据处理与分析或上传到后端管理平台进行智能化图像处理后反馈到前端，以获取拍摄区域端口的插拔状态。该方案主要存在的技术缺陷包括：首先端口插拔识别的准确度依赖于后台图像处理的样品量以及算法的先进性。其次部分端口可能由于线缆遮挡完全导致无法精确识别，存在一定的识别误区。此外该方案无法实现端口的定位指示功能。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种网元端口状态检测、定位系统及方法，可实现端口状态数据的准确读取以及目标端口所在位置的精确指示。
6.一方面，本发明实施例提供了一种网元端口状态检测、定位系统，其特征在于，其包括：
7.射频终端，其用于根据需要触发网元端口管理单元工作并向对应网元端口管理单元进行数据读或写操作，基于所述数据读或写操作实现端口状态检测或定位；
8.采用无源方式工作的网元端口管理单元，其与至少一个端口的实际物理地址存在映射关系；
9.所述网元端口管理单元在端口状态检测工况下，用于在工作时将采集到的端口状态写入指定区域；
10.所述网元端口管理单元在端口定位工况下，用于在工作时读取所述指定区域内的
端口信息，并根据读取的端口信息使对应端口显明指示信号。
11.一些实施例中，所述射频终端还用于在所述端口状态检测工况下，通过射频方式识别网元端口管理单元的标签并根据需要从网元端口管理单元的指定区域读取端口状态。
12.一些实施例中，所述射频终端还用于在所述端口状态检测工况下：
13.发射载波能量场触发区域内所有网元端口管理单元工作；
14.遍历区域内所有网元端口管理单元并读取对应指定区域内的端口状态数据，并确认读取失败的端口状态数据对应的网元端口管理单元；
15.若存在所述读取失败的端口状态数据对应的网元端口管理单元，则重新触发网元端口管理单元工作后遍历所述读取失败的端口状态数据对应的网元端口管理单元并读取对应指定区域内的端口状态数据。
16.一些实施例中，所述射频终端还用于在所述端口定位工况下，根据所述映射关系将待定位端口的端口信息写入对应的网元端口管理单元的指定区域并根据需要触发所述对应的网元端口管理单元工作。
17.一些实施例中，其包括与所述网元端口管理单元电连接的端口插拔感知开关，其设于端口与端子接触位置，用于感知端子是否从端口插入或拔出；
18.所述网元端口管理单元固定于网元上，一个或多个插拔感知开关与所述网元端口管理单元内的网元端口标签电连接；
19.所述射频终端用于无线驱动所述网元端口标签正常工作并对所述网元端口标签中的内容进行读或写操作。
20.一些实施例中，所述网元端口管理单元包括无源电子标签电路、能量蓄积电路以及采集与指示处理电路；
21.所述无源电子标签包含一射频感应天线,天线通过阻抗匹配电路后与电子标签集成芯片的两个天线引脚连接；
22.所述电子标签集成芯片的电源输出引脚连接于能量蓄积电路，且所述电子标签集成芯片用于从天线获取射频场能量为所述能量蓄积电路的储能器件充电；
23.所述能量蓄积电路在蓄积电压到达指定值时自动持续提供所述微功耗处理器以及采集与指示处理电路正常电源电压一定时间；
24.所述采集与指示处理电路包括一微功耗处理器和若干采集与指示外围装置，且所述采集与指示外围装置包含若干端口指示灯和插拔感知开关；
25.所述微功耗处理器的一个或多个gpio口与所述插拔感知开关连接，所述微功耗处理器的一个或多个gpio口通过电子开关后与所述的一个或多个端口指示灯连接，且所述端口指示灯与网元端口一一对应；
26.所述采集与指示处理电路通过固定的通信接口与所述无源电子标签连接用于二者之间的信息交互。
27.另一方面，本发明实施例还提供一种网元端口状态检测、定位方法，其特征在于，其包括步骤：
28.根据需要触发网元端口管理单元工作并向对应网元端口管理单元进行数据读或写操作；
29.基于所述数据读或写操作完成端口状态检测或定位；
30.所述网元端口管理单元采用无源方式工作且与至少一个端口的实际物理地址存在映射关系。
31.一些实施例中，在端口状态检测工况下，所述网元端口管理单元用于在工作时将采集到的端口状态写入指定区域；
32.所述根据需要触发网元端口管理单元工作并向对应网元端口管理单元进行数据读或写操作，包括步骤：
33.发射载波能量场触发区域内所有网元端口管理单元工作；
34.遍历区域内所有网元端口管理单元并读取对应指定区域内的端口状态数据，并确认读取失败的端口状态数据对应的网元端口管理单元；
35.若存在所述读取失败的端口状态数据对应的网元端口管理单元，则重新触发网元端口管理单元工作后遍历所述读取失败的端口状态数据对应的网元端口管理单元并读取对应指定区域内的端口状态数据。
36.一些实施例中，在端口状态检测工况下，还包括步骤：
37.设置循环操作阈值；
38.在所述重新触发网元端口管理单元工作之前使计数器加1并判断计数器数值是否达到所述预设循环阈值，若是，则停止重新触发网元端口管理单元并结束检测。
39.一些实施例中，在端口定位工况下，所述网元端口管理单元用于在工作时读取所述指定区域内的端口信息，并根据读取的端口信息使对应端口显明指示信号；
40.所述根据需要触发网元端口管理单元工作并向对应网元端口管理单元进行数据读或写操作，包括步骤：
41.根据所述映射关系采用射频方式将待定位端口的端口信息写入对应的网元端口管理单元的指定区域；
42.根据需要触发所述对应的网元端口管理单元工作。
43.本发明实施例提供了一种网元端口状态检测、定位系统及方法，本发明实施例中，一个网元端口管理单元可与多个端口的实际物理地址存在映射关系，用于实现单标签下多个端口的检测和定位指示。同时，考虑实际odn应用供电源难的问题，提出了一种采用无源方式工作的网元管理单元，在不需要额外电源的情况下，实现对网元端口插拔状态的无线快速批量采集、准确读取以及目标端口所在位置的精确指示。
附图说明
44.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1为本发明实施例提供的一种网元端口状态检测、定位系统工作示意图；
46.图2为本发明实施例提供一种网元端口管理单元示意图；
47.图3为本发明实施例提供的网元端口管理单元电路图；
48.图4为本发明实施例提供的一种网元端口状态检测、定位方法流程示意图；
49.图5为为本发明实施例提供的一种网元端口状态检测方法流程示意图；
50.图6为为本发明实施例提供的一种网元端口状态定位方法流程示意图；
51.图7为本发明实施例提供的一种网元端口状态检测方法流程示意图；
52.图8为本发明实施例提供的一种网元端口状态定位方法流程示意图。
具体实施方式
53.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
54.如图1所示，本发明是实施例提供一种网元端口状态检测、定位系统，其特征在于，其包括：
55.射频终端，其用于根据需要触发网元端口管理单元工作并向对应网元端口管理单元进行数据读或写操作，基于所述数据读或写操作实现端口状态检测或定位；
56.采用无源方式工作的网元端口管理单元，其与至少一个端口的实际物理地址存在映射关系；
57.所述网元端口管理单元在端口状态检测工况下，用于在工作时将采集到的端口状态写入指定区域；
58.所述网元端口管理单元在端口定位工况下，用于在工作时读取所述指定区域内的端口信息，并根据读取的端口信息使对应端口显明指示信号。
59.需要说明的是，网元端口管理单元采用无源方式工作，即工作时无需提供额外电源，可采用微功耗控制器和超高频无源射频识别结合，实现网元端口管理单元的无源方式工作。
60.本发明实施例中，一个网元端口管理单元可与多个端口的实际物理地址存在映射关系，用于实现单标签下多个端口的检测和定位指示。同时，考虑实际odn应用供电源难的问题，提出了一种采用无源方式工作的网元管理单元，在不需要额外电源的情况下，实现对网元端口插拔状态的无线快速批量采集、准确读取以及目标端口所在位置的精确指示。
61.进一步地，如图2所示，还包括与网元端口管理单元电连接的端口插拔感知开关，其设于端口与端子接触位置，用于感知端子是否从端口插入或拔出；
62.网元端口管理单元固定于网元上，一个或多个插拔感知开关与所述网元端口管理单元内的网元端口标签电连接；
63.所述射频终端用于无线驱动所述网元端口标签正常工作并对所述网元端口标签中的内容进行读或写操作。
64.进一步地，如图2所示，
65.网元端口管理单元包括无源电子标签电路、能量蓄积电路、采集与指示处理电路；
66.所述无源电子标签包含一射频感应天线,天线通过阻抗匹配电路后与电子标签集成芯片的两个天线引脚连接；
67.所述电子标签集成芯片的电源输出引脚连接于能量蓄积电路，且所述电子标签集成芯片用于从天线获取射频场能量为所述能量蓄积电路的储能器件充电；
68.所述能量蓄积电路在蓄积电压到达指定值时自动持续提供所述微功耗处理器以
及采集与指示处理电路正常电源电压一定时间；
69.所述采集与指示处理电路包括一微功耗处理器和若干采集与指示外围装置，且所述采集与指示外围装置包含若干端口指示灯和插拔感知开关；
70.所述微功耗处理器的一个或多个gpio口与所述插拔感知开关连接，所述微功耗处理器的一个或多个gpio口通过电子开关后与所述的一个或多个端口指示灯连接，且所述端口指示灯与网元端口一一对应；
71.所述采集与指示处理电路通过固定的通信接口与所述无源电子标签连接用于二者之间的信息交互。
72.本实施例中，考虑到无线供电的缺点在于供电效率低，到达电路的能耗在微安级，提出一种微功耗控制器和超高频无源射频识别电路结合的方法，可有效解决网元管理单元无源方式工作的问题，从而克服odn应用供电问题。
73.一些实施例中，在端口状态检测工况下，射频终端用于通过射频方式识别网元端口管理单元的标签并根据需要从网元端口管理单元的指定区域读取端口状态。
74.进一步地，在端口状态检测工况下，射频终端用于：
75.发射载波能量场触发区域内所有网元端口管理单元工作；
76.遍历区域内所有网元端口管理单元并读取对应指定区域内的端口状态数据，并确认读取失败的端口状态数据对应的网元端口管理单元；
77.若存在所述读取失败的端口状态数据对应的网元端口管理单元，则重新触发网元端口管理单元工作后遍历所述读取失败的端口状态数据对应的网元端口管理单元并读取对应指定区域内的端口状态数据。
78.一些实施例中，在端口定位工况下，射频终端还用于根据所述映射关系将待定位端口的端口信息写入对应的网元端口管理单元的指定区域并根据需要触发所述对应的网元端口管理单元工作。
79.如图2、3所示，在一个具体的实施例中，一种网元端口状态检测、定位系统，该系统包括手持式射频识别手持终端、网元端口管理单元以及与网元端口管理单元电连接的端口插拔感知开关，射频识别手持终端选用了超高频频段的2w大功率rfid(射频识别)手持式读写器。
80.其中，网元端口管理单元包括电子标签电路、能量蓄积电路、采集与指示处理电路，网元端口管理单元的电子标签电路中射频天线采用了915mhz的pcb偶极子天线，偶极子的两个天线馈电点p1、p2通过lcl射频匹配电路与网元端口管理单元电子标签芯片ic1的rf 和rf-引脚连接；电子标签芯片ic1的vdd引脚通过一二极管d1后与网元端口管理单元的能量蓄积电路的一电解电容c2正极连接，电解电容c2负极接地，电解电容正极与电压检测芯片ic3的输入引脚vin连接。电压检测芯片检测电压为2.5v,当电解电容两端电压大于2.5v时，电压检测芯片ic3输出高电平给到稳压芯片ic4的使能引脚en，ic4的输入引脚vin与电解电容的正极连接，稳压芯片ic4使能后稳定输出2.2v电压给到vmcu电源网络；vmcu网络一方面与电子标签芯片ic1的vio引脚连接，用于提供电子标签芯片ic1的输入输出口电压，另一方面vmcu电源网络提供网元端口管理单元采集与指示处理电路所需的电源，，vmcu电源与单片机ic2的vdd引脚连接用于提供单片机ic1所需电源；单片机的gpio0至gpio11共12个io口与nmos管mos1-mos12的栅极连接，用于控制mos的开关，mos管漏极与vmcu网络连接，
mos管源极与发光二极管d2-d12的阳极连接，发光二极管的阴极通过100k限流电阻r1-r12后接到地网络。发光二极管可优选威视半导体的低功耗发光二极管sml-p11mt。单片机ic2的gpio12-gpio24引脚与网元面板的12个开关组件连接，开关组件的另一端通过1m限流电阻r13-r24后与vmcu网络连接。单片机ic2选用silabs的低功耗mcu芯片efm32zg222。单片机ic2的spi接口与射频标签芯片ic1的spi接口一一对应连接，用于单片机与标签芯片的数据交互。
81.如图4所示，本发明实施例还提供一种网元端口状态检测、定位方法，包括步骤：
82.s100:根据需要触发网元端口管理单元工作并向对应网元端口管理单元进行数据读或写操作；
83.s200:基于所述数据读或写操作完成端口状态检测或定位；
84.所述网元端口管理单元采用无源方式工作且与至少一个端口的实际物理地址存在映射关系。
85.可以理解的是，网元端口管理单元采用无源方式工作，即工作时无需提供额外电源，可采用微功耗控制器和超高频无源射频识别结合，实现网元端口管理单元的无源方式工作。本发明实施例中，一个网元端口管理单元可与多个端口的实际物理地址存在映射关系，用于实现单标签下多个端口的检测和定位指示。同时，考虑实际odn应用供电源难的问题，提出了一种采用无源方式工作的网元管理单元，在不需要额外电源的情况下，实现对网元端口插拔状态的无线快速批量采集、准确读取以及目标端口所在位置的精确指示。
86.如图5所示，一些实施例中，在端口状态检测工况下，所述网元端口管理单元用于在工作时将采集到的端口状态写入指定区域，s100包括步骤：
87.s110:发射载波能量场触发区域内所有网元端口管理单元工作；
88.s120:遍历区域内所有网元端口管理单元并读取对应指定区域内的端口状态数据，并确认读取失败的端口状态数据对应的网元端口管理单元；
89.s130:若存在所述读取失败的端口状态数据对应的网元端口管理单元，则重新触发网元端口管理单元工作后遍历所述读取失败的端口状态数据对应的网元端口管理单元并读取对应指定区域内的端口状态数据。
90.进一步地，在端口状态检测工况下，还设置循环操作阈值，并在每次重新触发网元端口管理单元工作之前使计数器加1并判断计数器数值是否达到所述预设循环阈值，若是，则停止重新触发网元端口管理单元并结束检测。
91.如图6所示，一些实施例中，在端口定位工况下，网元端口管理单元用于在工作时读取所述指定区域内的端口信息，并根据读取的端口信息使对应端口显明指示信号；s100包括步骤：
92.s140:根据所述映射关系采用射频方式将待定位端口的端口信息写入对应的网元端口管理单元的指定区域；
93.s150:根据需要触发所述对应的网元端口管理单元工作。
94.如图7所示，在一个具体的实施例中，网元端口状态检测方法包括：
95.步骤s1：在进行所述网元端口管理单元初装时，通过超高频rfid手持终端读取网元端口管理单元电子标签芯片的4字节标签id，并与所述网元端口管理单元所在的实际物理位置进行绑定，网元端口管理单元的实际物理位置信息包括网元所在的地理位置、柜体
位置、机框位置，将端口实际物理位置与网元电子标签id进行绑定建立映射关系表，转到步骤s2执行。
96.步骤s2：当需要对所在柜体内网元进行端口插拔状态统计操作时，通过rfid手持终端定向天线在有效通信距离内对准网元所在方向，通过所述射频识别手持终端应用软件盘询所有网元端口管理单元标签id，所述射频识别手持终端对读取到的网元端口标签id进行重复过滤，并存储到电子标签预操作列表，跳转到步骤s3执行。
97.步骤s3：所述射频识别手持终端以300ms为周期发送射频载波场激活所在区域的网元端口管理单元正常工作，跳转到步骤s4执行
98.步骤s4：所述网元端口管理单元被激活后，网元端口管理单元的微功耗处理器采集网元的端口插拔状态信息，所述微功耗处理器通过指定的接口协议将所述插拔状态信息写入所述网元端口管理单元的电子标签集成芯片的指定用户a区，跳转到步骤s5执行。
99.步骤s5：判断操作失败列表是否为空，若为空，则遍历所有标签，循环读取所有标签的用户a区内容并解析，若解析为初始数据，则表示网元端口管理单元写入失败，此时将对应电子标签存入标签操作失败列表；若解析为修改数据，则表示该标签采集成功，成功读取完标签，对该标签用户a区进行擦除操作，确保下一次有初始数据和修改数据的判断；若操作失败列表非空，循环读取读取操作失败列表中所有标签的用户a区内容并解析，解析到一个标签上报的修改数据，则将该标签从操作失败列表中删除，并将该标签用户a区擦除跳转到步骤s6执行；
100.步骤s6：判断循环操作次数是否达到上限，若未达到上限，则循环操作次数加1并跳转到步骤s3进行；若循环操作次数达到上限值，记录失败列表的标签，结束完成读取操作。
101.需要说明过的是，这里涉及到初始数据和修改数据的判断，判断原则是全ff为初始数据，非全ff为修改数据，标签在读取完一个标签后如果是非全ff的数据，则表示该标签端口数据采集成功，此时终端会额外对该标签有一个写用户a区的操作将该区域再次写为全ff，以保证下次初始数据和修改数据的判断。
102.如图8所示，一个具体的实施例中，一种网元端口定位方法，该方法包含以下步骤：
103.步骤s01:射频识别手持终端收到后台管理系统具体的端口工单指示，射频识别手持终端通过端口位置与网元端口管理单元的电子标签id映射表中查询到需要操作的具体网元端口管理单元，射频识别手持终端将具体需要操作的端口信息和对应网元端口管理单元电子标签id号，进行组包，数据包组装成无源超高频rfid写标签用户区数据的帧格式，其中端口信息为用户区数据内容，转译完成转到步骤s02执行。
104.步骤s02：射频识别手持终端开启盘存电子标签模式，采集射频场附近的网元端口管理单元，若5s内采集到步骤s01指定的网元端口管理单元的标签序列号，跳转到步骤s03执行；若5s内未采集到标签序列号，返回未找到指定网元端口管理单元，结束操作。
105.步骤s03：射频识别手持终端对指定网元端口管理单元进行标签用户区写操作，写入步骤s01转译的数字报文到网元端口管理单元电子标签指定的用户区内，转到步骤s04执行。
106.步骤s04：所述射频识别手持终端周期性发送射频载波场激活所在区域的网元端口管理单元正常工作，指定的网元端口管理单元被成功激活后，网元端口管理单元内的微
功耗处理器读取电子标签芯片用户存储区的数据内容，读取完成写入0xff清空用户区数据，转到步骤s05执行。
107.步骤s05：网元端口管理单元内的微功耗处理器解析读取的用户区数据，通过用户区数据判定需要操作的端口，微功耗处理器以200ms为周期操作对应端口指示灯闪烁，运维人员通过指示灯找到对应网元的端口后结束对应的定位指示操作。
108.本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读存储介质上，计算机可读存储介质可以包括计算机可读存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。
109.需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
110.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。