CN217883478U - 网络通讯*** - Google Patents

Abstract

本申请提供一种网络通讯***，包括：井上设备和井下通信设备；所述井下通信设备包括：安装在各电机车上的第一工业网关以及井下网元，所述第一工业网关上搭载有Mesh设备；所述各电机车安装有数据采集设备，所述电机车上安装的第一工业网关的Mesh设备用于将安装在所述电机车上的数据采集设备采集的数据，通过所述各电机车上的Mesh设备构成的无线网络，传输至所述井下网元；所述井下网元用于将接收到的数据传输至所述井上设备；所述井上设备，用于接收所述井下网元发送的数据，进行数据处理。本方案能够保证电机车运行的数据向井上传输。

Description

网络通讯***

技术领域

本申请涉及通讯技术领域，尤其涉及一种网络通讯***。

背景技术

随着智慧矿山概念的推进，越来越多的矿山企业从依赖人工作业的传统矿山向自动化控制的智慧矿山转型。智慧矿山中可以基于网络通讯技术将井下载货的电机车的运行数据，传送至井上的监控设备，监控设备基于电机车的运行状况，以对电机车进行控制，进而实现对井下设备的智能化管理。

相关技术中，在围绕着电机车的环形车轨的墙壁上敷设光纤，以形成光纤环网，为保证井下网络的稳定性，避免因线路的故障造成的网络中断，常常采用环网冗余设计。并在环网的多个预定位置安装有交换机及网关，通过多个交换机及网关为预定位置的设备提供网络。

然而，井下的环境复杂，冗余的光纤造成了安装负担，尤其在一些距离井口延伸较远的环境恶劣的地方，很难敷设光纤，这样则限制了井下网络的覆盖，进而难以保证电机车运行的数据向井上传输。

实用新型内容

本申请提供一种网络通讯***，旨在解决井下环境下，电机车的运行数据无法向井上进行传输的技术问题。

本申请提供了一种网络通讯***，包括：井上设备和井下通信设备；所述井下通信设备包括：安装在各电机车上的第一工业网关以及井下网元，所述第一工业网关上搭载有Mesh设备；所述各电机车安装有数据采集设备，所述电机车上安装的第一工业网关的Mesh设备用于将安装在所述电机车上的数据采集设备采集的数据，通过所述各电机车上的Mesh设备构成的无线网络，传输至所述井下网元；所述井下网元用于将接收到的数据传输至所述井上设备；所述井上设备，用于接收所述井下网元发送的数据，进行数据处理。

可选的，所述***还包括：井上网元；所述井上网元与所述井下网元和所述井上设备连接，所述井上网元用于将所述井下网元发送的数据传输给所述井上设备。

可选的，所述井上网元包括第一基站，所述井下网元包括第二基站，所述第一基站与所述第二基站之间通过无线技术进行通讯。

可选的，所述井上网元包括第一基站，所述井下网元包括第二基站，所述井下通信设备还包括，连接所述第一基站和所述第二基站的光纤。

可选的，所述井下网元包括第二工业网关，所述第二工业网关搭载有Mesh设备；所述网络通讯***还包括连接在所述第二工业网关和所述井上设备之间的光纤。

可选的，所述井下网元位于所述电机车车轨的出口处的预定范围内。

可选的，所述各电机车上的第一工业网关集成有WIFI模块。

可选的，相邻的所述第一工业网关之间的距离不超过100米。

可选的，所述电机车上安装的第一工业网关的Mesh设备与所述电机车上安装的数据采集设备电连接，所述第一工业网关的Mesh设备用于通过所述电连接获取所述数据采集设备采集的数据。

可选的，所述电机车上安装的第一工业网关与所述电机车的供电设备连接，所述供电设备用于向所述第一工业网关供电。

本申请提供一种网络通讯***，包括：井上设备和井下通信设备；井下通信设备包括：安装在各电机车上的第一工业网关以及井下网元，第一工业网关上搭载有Mesh设备，可将安装在所述电机车上的数据采集设备采集的数据，通过所述各电机车上的Mesh设备构成的无线网络，传输至井下网元，以使井下网元将接收到的数据传输至所述井上设备进行处理。本方案通过安装在各电机车上的搭载有Mesh设备的第一工业网关，构成无线Mesh网络，进而能够保证电机车运行的数据向井上输出。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请实施例的实施例，并与说明书一起用于解释本申请实施例的原理。

通过上述附图，已示出本申请实施例明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请实施例构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请实施例的概念。

图1为相关技术中的井下网络通讯***的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的一种网络通讯***的结构示意图；

图3为本申请实施例一提供的另一种网络通讯***的结构示意图；

图4为本申请实施例二提供的一种网络通讯***的结构示意图；

图5为本申请实施例二提供的另一种网络通讯***的结构示意图。

附图标记

11-光纤环网；

12-交换机；

13-网关；

14-井上监控设备；

21-环形车轨；

22-电机车；

23-第一工业网关；

24-井下网元；

241-第二工业网关；

242-第二基站；

25-主井；

26-运输出口；

31-井上设备；

32-井上网元；

321-第一基站。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

随着智慧矿山概念的推进，越来越多的矿山企业从依赖人工作业的传统矿山向自动化控制的智慧矿山转型。智慧矿山中可以基于网络通讯技术将井下载货的电机车的运行参数，传送至井上的监控设备，监控设备基于电机车的运行状况，以对电机车进行调度，进而实现对井下设备的智能化管理。

实际应用中，一般在会井下设置环形车轨，以方便电机车循环运行。相关技术中，在围绕着电机车的环形车轨的墙壁上敷设光纤，以形成光纤环网，为保证井下网络的稳定性，避免因线路的故障造成的网络中断，常常采用环网冗余设计。并在环网的多个预定位置安装有交换机及网关，通过多个交换机及网关为预定位置的设备提供网络。电机车上需要配置信号输出设备，信号输出设备随着电机车的运行，与最近的网关实现通讯，以使电机车的运行数据输出。

图1为相关技术中的井下网络通讯***的结构示意图，如图1所示，井下的沿车轨的巷道的墙壁上敷设有光纤，形成光纤环网11，并在沿着光纤环网11设置6个网关13，每个网关13配有一台交换机12，井下的设备依据就近接入相应的网关13，以实现井下设备与井上监控设备14的通讯。然而，井下的环境复杂，冗余的光纤造成了安装负担，尤其在一些距离井口延伸较远的环境恶劣的地方，很难敷设光纤，这样则限制了井下网络的覆盖，进而难以保证电机车22运行数据的实时输出。

下面将对本申请实施例中涉及的专业词汇做相关的介绍。

无线Mesh网络：无线Mesh网络(网状网络)也称为多跳网络。在无线Mesh网络中任何设备和节点都可同时作为路由器，网络中每个节点都能发送和接收信号，每个节点都能与一个或多个节点直接进行通讯。这样当客户端的最近接入点由于流量过大而导致拥塞时，数据可以自动重新路由到一个通讯流量较小的邻近节点进行传输，依此类推，数据还可以根据网络情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止，这也就形成了多跳访问。

与传统的交换式网络相比，无线Mesh网络去掉了节点之间的布线需求，但仍具有分布式网络所提供的冗余机制和重新路由功能。在Mesh网络里，如果要添加新的设备时，无线Mesh网络可以自动进行自我配置，并确定最佳的多跳传输路径，添加或移动设备时，网络能够自动发现拓扑变化，并自动重新调整通讯路由，以获取最有效的传输路径。

下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，各术语应在本领域内做广义理解。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

实施例一

图2为本申请实施例一提供的一种网络通讯***的结构示意图；如图2所示，本实施例提供的网络通讯***包括：井上设备31和井下通信设备。其中井下通信设备包括：安装在各电机车22上的第一工业网关23以及井下网元24，第一工业网关23上搭载有Mesh设备。

本实施例中，电机车22为用于运输物料的有轨电车。在每辆电机车22上安装一个第一工业网关23，在安装时，可以统一将第一工业网关23安装于车头或车位，以方便后续对电机车22之间距离的统计。

第一工业网关23具有传输数据的功能，第一工业网关23上搭载有Mesh设备，利用Mesh设备的自组织及自愈特性，各电机车22上的Mesh设备可以构成沿车轨区域内的无线Mesh网络。也就是说各第一工业网关23之间可以实现自动无缝漫游，自动连接信号最强的第一工业网关23，以实现最优路径的传输。这样即使非视距的环境下，也能保证井下的网络质量。

对于各第一工业网关23的Mesh设备之间的无线传输方式可以采用WIFI技术。示例性的，各电机车22上的第一工业网关23集成有WIFI模块。

本示例中，第一工业网关23上还集成有WIFI模块，基于WIFI模块实现各第一工业网关23的Mesh设备之间的无线通讯。WIFI模块提供的WIFI通讯方式不需要加设集中网关13、协调器等设备，只要各设备之间符合WIFI协议，则可以实现基于WIFI技术的无线通讯。

因而本实示例中，通过在第一工业网关23上集成WIFI模块，使得第一工业网关23的Mesh设备之间，基于WIFI技术建立了方便、快捷的通讯方式。

值得说明的是，相邻的第一工业网关23之间的距离不能超过Mesh设备的覆盖范围，以避免Mesh设备之间网络的中断。

一个示例中，相邻的第一工业网关23之间的距离不超过100米，这样则能够保证Mesh设备之间的信号的强度。其中相邻的第一工业网关23指的是位于车轨上的前后相邻的车辆。实际应用中，可以通过控制电机车22之间的距离，以实现对相邻的第一工业网关23之间距离的约束。

各电机车22上安装有数据采集设备，数据采集设备用于采集电机车22的运行数据，作为示例，数据采集设备可以包括数据采集卡以及传感器，数据采集卡与传感器连接，负责采集传感器采样的数据。各电机车22的运行数据可以包括：电机车22的速度、质量、位移、电量及故障报警等信息。

继续参照图1，电机车22上的第一工业网关23的Mesh设备将数据采集设备采集的数据，通过各电机车22上的Mesh设备构成的无线网络，传输至井下网元24。

本实施例中，Mesh设备具有获取及传输数据的功能，Mesh设备可以包括Mesh路由器。一个示例中，电机车22上安装的第一工业网关23的Mesh设备与电机车22上安装的数据采集设备电连接，第一工业网关23的Mesh设备用于通过电连接获取数据采集设备采集的数据。

本示例中，第一工业网关23的Mesh设备与数据采集设备电连接，以通过Mesh设备直接获取数据采集设备采集的数据。每个Mesh设备与其所在的电机车22上的数据采集设备连接，也就是说每辆电机车22上的数据采集设备发出的数据只能由该电机车22上的Mesh设备发出，这样后续接收数据时，通过定位Mesh设备则可以确定对应的电机车22的运行数据，以方便后期对数据的处理。

而且，本示例中，Mesh设备直接通过电连接获取数据采集设备采集的数据，而无需再使用无线的信号发射装置，这样降低了网络通讯***的成本，而且电连接相比于无线连接，不会受其他环境因素的干扰，输出的数据更加可靠。当然将第一工业网关23安装在电机车22内，使得第一工业网关23的Mesh设备与电机车22保持相对静止，为第一工业网关23的Mesh设备能够与数据采集设备的电连接提供了基础。

本实施例中的井下网元24可以将接收到的数据传输至井上设备31。其中，井下网元24为具有接收及传输数据的功能的设备，各第一工业网关23上发出的数据，均由最优路径发送至井下网元24。井下网元24需要分别与第一工业网关23及井上设备31进行通讯。第一工业网关23与井下网元24之间相对运动，因此第一工业网元与井下网元24之间只能为无线的通讯方式。因而井下网元24的安装位置影响着井下网络信号的强弱。

一个示例中，井下网元24位于电机车22车轨的运输出口26的预定范围内。

实际应用中，电机车22在环形车轨21上运行，在靠近井口的轨道上设置有运输出口26，电机车22行至运输出口26时，将电机车22内的物料倒出，由其他装置运至井上。电机车22继续沿环形车轨21循环运输。本示例中，井下网元24设置在运输出口26的预定范围内，预定范围是指靠近运输出口26，且不影响正常运输，同时又能实现与各电机车22上的第一工业网关23通讯的范围，具体可依据井下实际情况设定。

对于井下网元24，图3为本申请实施例一提供的另一种网络通讯***的结构示意图，如图3所示，一个示例中，井下网元24包括第二工业网关241网关13，第二工业网关241网关13搭载有Mesh设备；网络通讯***还包括连接在第二工业网关241网关13和井上设备31之间的光纤。

可以理解，本示例中，第二工业网关241网关13与第一工业网关23的结构类似，在井下通讯设备中，第二工业网关241网关13作为井下的主网关13，各电机车22上的第一工业网关23作为副网关13。设置在井下的第二工业网关241网关13与井上设备31之间通过光纤进行通讯，也就是说第二工业网关241网关13将接收的由Mesh设备发出的数据，直接通过光纤输送至井上设备31。

本示例中，通过光纤连接来实现第二工业网关241网关13和井上设备31的通讯，原理简单，且光纤通讯受外界因素的干扰性少。

对于井上设备31，其具有接收数据及分析数据的功能，可以作为网络通讯设备的上位机。

此外，在上述示例的基础上，一个示例中，电机车22上安装的第一工业网关23与电机车22的供电设备连接，供电设备用于向第一工业网关23供电。

实际应用中，供电设备可以为蓄电池，电机车22通过蓄电池供电。本示例的方案利用了电机上的供电设备，对第一工业网关23进行供电。无需另行配置为第一工业网关23供电的装置，节省了电机车22上的安装空间，同时提高了资源的利用率。

值得说明的是，本实施例提供的网络通讯***同样适用于一些非环形车轨的场景，比如平行布置的双向车轨，这种场景下，只要各第一工业网关23之间的距离满足Mesh设备的覆盖范围要求，同样可以为电机车22的运行的数据的通讯提供可靠的网络环境。

本实施例的使用过程：电机车22在环形车轨上运行，安装在各电机车22的数据采集设备采集对应的电机车22运行的数据。各电机车22上的Mesh设备将采集的数据，通过各电机车22上的Mesh设备构成的无线网络，传输至井下网元24。井下网元24在将接收的数据传输至井上设备31。井上设备31对接收的数据进行处理，以实现对电机车22的监控。

本实施例提供的网络通讯***，包括：井上设备31和井下通信设备；井下通信设备包括：安装在各电机车22上的第一工业网关23以及井下网元24，第一工业网关23上搭载有Mesh设备。电机车22上安装的第一工业网关23的Mesh设备用于将电机车22的运行数据，通过各电机车22上的Mesh设备构成的无线网络，传输至井下网元24。井下网元24用于将接收到的数据传输至井上设备31；井上设备31，用于接收井下网元24发送的数据，进行数据处理。本方案通过安装在各电机车22上的搭载有Mesh设备的第一工业网关23，构成无线Mesh网络，进而能够保证电机车22运行的数据向井上输出。

实施例二

图4为本申请实施例二提供的一种网络通讯***的结构示意图，如图4所示，在上述实施例的基础上，本实施例提供的网络通讯***还包括：井上网元32；井上网元32与井下网元24和井上设备31连接，井上网元32用于将井下网元24发送的数据传输给井上设备31。

本实施例中，井上网元32为具有接收及传输数据功能的通讯设备。

图5为本申请实施例二提供的另一种网络通讯***的结构示意图，如图5所示，一个示例中，井上网元32包括第一基站321，井下网元24包括第二基站242，第一基站321与第二基站242之间通过无线技术进行通讯。

其中，第一基站321和第二基站242可以为5G无线基站，5G无线基站之间可以实现远距离的无线通讯。继续参照图5，实际应用中，可以将第二基站242设置在主井25附近，主井25内的障碍物较少，以降低第二基站242与第一基站321之间通讯信号的衰减。本示例中，不用额外安装其他有线装置来实现第一基站321和第二基站242之间的通讯，进而降低了网络通讯***的安装负担。

此外第二基站242相对于第二工业网关241网关13来说，信号的辐射范围更广，进而增强了第一工业网关23与第二基站242之间的通讯信号。同时降低了第二基站242与第一工业网关23所在轨道之间的距离约束性，使得第二基站242的位置的选择更为自由。

对于井上的第一基站321，同样也可以基于无限通讯技术，与井上设备31进行通讯，这样则使得井上设备31的使用也更为灵活，方便。

另一个示例中，井上网元32包括第一基站321，井下网元24包括第二基站242，井下通信设备还包括，连接第一基站321和第二基站242的光纤。

本示例通过光纤实现第一基站321及第二基站242间点对点二的通讯，实际应用中，光纤可以顺着井口进行敷设，这样则避免由于井下环境的恶劣导致的网络虚弱，进而保证了数据的输出。

本实施例提供的网络通讯***设置了井上网元32，进而实现了通过井上网元32将井下网元24获取的数据输送至井上设备31的通讯方式，这样则使得井上网元32和井上设备31可以选择有线或无线的通讯方式，进而使得整个网络通讯***的布置更为灵活。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种网络通讯***，其特征在于，包括：井上设备和井下通信设备；所述井下通信设备包括：安装在各电机车上的第一工业网关以及井下网元，所述第一工业网关上搭载有Mesh设备；

所述各电机车安装有数据采集设备，所述电机车上安装的第一工业网关的Mesh设备用于将安装在所述电机车上的数据采集设备采集的数据，通过所述各电机车上的Mesh设备构成的无线网络，传输至所述井下网元；所述井下网元用于将接收到的数据传输至所述井上设备；

所述井上设备，用于接收所述井下网元发送的数据，进行数据处理。

2.根据权利要求1所述的网络通讯***，其特征在于，所述***还包括：井上网元；所述井上网元与所述井下网元和所述井上设备连接，所述井上网元用于将所述井下网元发送的数据传输给所述井上设备。

3.根据权利要求2所述的网络通讯***，其特征在于，所述井上网元包括第一基站，所述井下网元包括第二基站，所述第一基站与所述第二基站之间通过无线技术进行通讯。

4.根据权利要求2所述的网络通讯***，其特征在于，所述井上网元包括第一基站，所述井下网元包括第二基站，所述井下通信设备还包括，连接所述第一基站和所述第二基站的光纤。

5.根据权利要求1所述的网络通讯***，其特征在于，所述井下网元包括第二工业网关，所述第二工业网关搭载有Mesh设备；所述网络通讯***还包括连接在所述第二工业网关和所述井上设备之间的光纤。

6.根据权利要求1-5任一项所述的网络通讯***，其特征在于，所述井下网元位于所述电机车的车轨的运输出口的预定范围内。

7.根据权利要求1-5任一项所述的网络通讯***，其特征在于，所述各电机车上的第一工业网关集成有WIFI模块。

8.根据权利要求1-5任一项所述的网络通讯***，其特征在于，相邻的所述第一工业网关之间的距离不超过100米。

9.根据权利要求1-5任一项所述的网络通讯***，其特征在于，所述电机车上安装的第一工业网关的Mesh设备与所述电机车上安装的数据采集设备电连接，所述第一工业网关的Mesh设备用于通过所述电连接获取所述数据采集设备采集的数据。

10.根据权利要求1-5任一项所述的网络通讯***，其特征在于，所述电机车上安装的第一工业网关与所述电机车的供电设备连接，所述供电设备用于向所述第一工业网关供电。

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