(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610835548.7
(22)申请日 2016.09.21
(71)申请人 深圳市虹鹏能源科技有限责任公司
地址 518054 广东省深圳市南山区南海大
道东华工业厂房5栋609
(72)发明人 徐亚平 马俊 程平 杨雄平
黄建 周建杰 周瑞 唐东 彭根
郭圣文
(51)Int.Cl.
H04L 29/08(2006.01)
(54)发明名称一种隧道无线组网与隧道施工及营运远程监控系统(57)摘要本发明公开了一种隧道无线组网与隧道施工及营运远程监控系统，包括中央控制器，中央控制器内设有数据模组采集器和WIFI模块，数据模组采集器通过CAN总线与动力模组能量管理系统双向信号连接，数据模组采集器通过WIFI模块连接设置在隧道内的AP，AP信号连接WIFI网关，WIFI网关通过internet网络连接远程监控终端，数据模组采集器还连接设置在轨道电机车上的传感器设备，本发明设计新颖，实现远程实时监控动力模组状况以及轨道电机车运行状况信息，还能采集机车实时定位信息，机车进出轨道次数及载重信息，提高机车运行可靠性， 为轨道电机车的智能控制提供支撑。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 106254530 A 2016.12.21
C N 106254530
A
1.一种隧道无线组网与隧道施工及营运远程监控系统，包括中央控制器(1)，其特征在于：所述中央控制器(1)内设有数据模组采集器(2)和WIFI模块(3)，所述数据模组采集器
(2)通过CAN总线与动力模组能量管理系统(4)双向信号连接，所述数据模组采集器(2)通过WIFI模块(3)连接设置在隧道内的AP(5)，所述AP(5)信号连接WIFI网关(6)，所述WIFI网关(6)通过internet网络(7)连接远程监控终端(8)，所述数据模组采集器(2)还连接设置在轨道电机车上的传感器设备。
2.根据权利要求1所述的一种隧道无线组网与隧道施工及营运远程监控系统，其特征在于：所述数据模组采集器(2)还通过无线射频网络(9)连接设置在隧道内的多个无线信标，所述多个无线信标包括第一无线信标(10)、第二无线信标(11)、第三无线信标(12)、第N 无线信标，N为大于3的整数，相邻两个无线信标之间间距为90米-110米。
3.根据权利要求1所述的一种隧道无线组网与隧道施工及营运远程监控系统，其特征在于：所述传感器设备包括红外探头(13)、超声探头(14)、视频传感器(15)以及轨道电机车车轮辅助位置传感器(16)。
4.根据权利要求2所述的一种隧道无线组网与隧道施工及营运远程监控系统，其特征在于：所述无线射频网络(9)采用2.4G无线射频的传输通道。
5.实现权利要求1所述的一种隧道无线组网与隧道施工及营运远程监控系统的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：
A、将数据模组采集器通过双CAN总线和动力模组能量管理系统之间通信连接；
B、动力模组能量管理系统把检测到动力模组动态SO
C、放电电压电流以及温度等信息通过双CAN总线传输给数据模组采集器；
C、数据模块采集器上装有无线WiFi信号发射装置，将收集到的动力模组状态信息发送给最近的AP，一级级向前发送给WiFi网关，最后经intertnet网络传送给远程监控终端；
D、轨道电机车运行状态信息、进出次数及载重吨位信息发送给数据模组采集器，从而发送给远程监控系统。
权 利 要 求 书1/1页CN 106254530 A
一种隧道无线组网与隧道施工及营运远程监控系统
技术领域
[0001]本发明涉及远程监控技术领域，具体为一种隧道无线组网与隧道施工及营运远程监控系统。
背景技术
[0002]随着城市化进程的推进，为引导城市结构调整、优化空间布局、提高土地使用效率，我国不断推进城市轨道交通的建设，各地方政府也积极筹备，提交城市轨道交通建设规划。这都将为城市轨道交通各子行业带来巨大的市场需求。
[0003]牵引机车作为轨道交通建设中的重要设备，是轨道车辆运输的一种牵引设备，在轨道交通基础建设中，发挥着重要作用，广泛使用在隧道掘进时长距离、吨位物料运输。目前大部分隧道运输机车都是轨道电机车，采用新能源动力模组供给直流电源是研究和发展的主流。
[0004]隧道存在电磁环境复杂、结构复杂、湿度大等恶劣条件，导致施工人员间通信、轨道电机车设备与施工人员间的通信、轨道电机车运行状况监控、轨道电机车与施工人员的定位都面临着很大的挑战。
[0005]轨道电机车采用新能源动力模组提供电源，对动力模组进行安全监控及有效管理，提高新能源动力模组的使用效率，达到增加续驶里程，延长其使用寿命，提高动力模组的可靠性的目的尤为重要。如何有效的远程监控动力模组剩余电量SOC、放电电流电压、温度等信息，保证SOC维持在合理的工作范围内，防止过放电对动力模组的损伤，提高动力模组使用寿命，而且可以对故障动力模块单体做出早期预测预警，防止因动力单体模块损坏发现不及时造成的动力模组寿命降低。这都需要建立在隧道和地面间的通信基础上。[0006]无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它利用射频传输技术进行数据的传送，为用户提供无线宽带接入服务。WLAN的发展，解决了有线网络布线困难的问题，打破了宽带接入的地域限制，满足了用户移动数据通信的需要。WLAN网络具有组网灵活、可扩展性强、兼容性好的优点，因而深受用户的喜爱，在市场的推动下，近年以来WLAN业务得到了快速的发展。逐渐成为宽带接入的有效手段之一。在隧道环境中，充斥着复杂的电磁波，多经效应、其他干扰源的存在使的实现无线信道中的高速数据传输比有线信道中困难，WLAN需要采用合适的调制技术以保证数据高
速、稳定、安全的传送。WLAN的网络拓扑结构可分为两类，一类是无中心拓扑结构，另一类是有中心拓扑。无中心拓扑的网络中任意两个站点均可直接通信。有中心拓扑的结构中，无线做为中心站点，负责控制网络中所有站点的访问和通信，有中心拓扑结构是目前应用得最为广泛的一种组网方式。中心站点接入有线网络，站点就可实现以无线方式接入有线网络，与有线网络中的主机进行通信。目前已有的隧道建设轨道电机车大部分无法实现动力模组与运行状态远程监控，轨道电机车故障率居高不下，大大影响施工进度；目前大部分隧道无线局域网建设不完善，信号传输质量差，实用性低；目前已有的隧道建设轨道电机车数据采集传输系统不完善，很难有效实时远程页面显示，不能及时准确进行故障预警。
发明内容
[0007]本发明的目的在于提供一种隧道无线组网与隧道施工及营运远程监控系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种隧道无线组网与隧道施工及营运远程监控系统，包括中央控制器，所述中央控制器内设有数据模组采集器和WIFI模块，所述数据模组采集器通过CAN总线与动力模组能量管理系统双向信号连接，所述数据模组采集器通过WIFI模块连接设置在隧道内的AP，所述AP信号连接WIFI网关，所述WIFI 网关通过internet网络连接远程监控终端，所述数据模组采集器还连接设置在轨道电机车上的传感器设备。
[0009]优选的，所述数据模组采集器还通过无线射频网络连接设置在隧道内的多个无线信标，所述多个无线信标包括第一无线信标、第二无线信标、第三无线信标、第N无线信标，N 为大于3的整数，相邻两个无线信标之间间距为90米一110米。
[0010]优选的，所述传感器设备包括红外探头、超声探头、视频传感器以及轨道电机车车轮辅助位置传感器。
[0011]优选的，所述无线射频网络采用2.4G无线射频的传输通道。
[0012]优选的，其使用方法包括以下步骤：
[0013]A、将数据模组采集器通过双CAN总线和动力模组能量管理系统之间通信连接；[0014]B、动力模组能量管理系统把检测到动力模组动态SOC、放电电压电流以及温度等信息通过双CAN总线传输给数据模组采集器；
[0015]C、数据模块采集器上装有无线WiFi信号发射装置，将收集到的动力模组状态信息发送给最近的AP，一级级向前发送给WiFi网关，最后经intertnet网络传送给远程监控终端；
[0016]D、轨道电机车运行状态信息、进出次数及载重吨位信息发送给数据模组采集器，从而发送给远程监控系统。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0018](1)本发明设计新颖，实现远程实时监控动力模组状况以及轨道电机车运行状况信息，还能采集机车实时定位信息，机车进出轨道次数及载重信息，提高机车运行可靠性，为轨道电机车的智能控制提供支撑。
[0019](2)本发明采用的数据模组采集器，能够实现新能源动力模组和轨道电机车运行数据等信息的实时准确采集与发送，进一步提高了远程监控效率。
附图说明
[0020]图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
[0021]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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
[0022]请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种隧道无线组网与隧道施工及营运远程监控系统，包括中央控制器1，所述中央控制器1内设有数据模组采集器2和WIFI模块3，所述数据模组采集器2通过CAN总线与动力模组能量管理系统4双向信号连接，所述数据模组采集器2通过WIFI模块3连接设置在隧道内的AP5，所述AP5信号连接WIFI网关6，所述WIFI网关6通过internet网络7连接远程监控终端8，所述数据模组采集器2还连接设置在轨道电机车上的传感器设备；传感器设备包括红外探头13、超声探头14、视频传感器15以及轨道电机车车轮辅助位置传感器16。传感器设备将采集到机车在隧道里的每日往返次数据、机车载重数据，通过模组数据采集器经无线WiFi网络、Internet传递给远程监控服务器。这样，每辆轨道电机车日运输情况、周运输情况、月运输情况经过统计分析后，可以通过具体数据形式和柱状图形式显示在监控界面。便于隧道工程管理人员随时查看，从而更好地把握生产进度、制定更科学的施工管理措施，实现隧道施工科学管理，在安全生产生产的前提下，尽可能提高施工效率。
[0023]本实施例中，数据模组采集器2还通过无线射频网络9连接设置在隧道内的多个无线信标，所述多个无线信标包括第一无线信标10、第二无线信标11、第三无线信标12、第N无线信标，N为大于3的整数，相邻两个无线信标之间间距为90米-110米，无线射频网络9采用2.4G无线射频的传输通道，2.4G无线射频网络是一种高可靠的无线数据通信网络，采用2.4G无线射频的传输通道，通过自己设定的上层通信协议，约定中对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守。通信距离从几百米到几公里，且支持无限扩展，主要用于距离短
、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。
[0024]本发明的使用方法包括以下步骤：
[0025]A、将数据模组采集器通过双CAN总线和动力模组能量管理系统之间通信连接；[0026]B、动力模组能量管理系统把检测到动力模组动态SOC、放电电压电流以及温度等信息通过双CAN总线传输给数据模组采集器；
[0027]C、数据模块采集器上装有无线WiFi信号发射装置，将收集到的动力模组状态信息发送给最近的AP，一级级向前发送给WiFi网关，最后经intertnet网络传送给远程监控终端；
[0028]D、轨道电机车运行状态信息、进出次数及载重吨位信息发送给数据模组采集器，从而发送给远程监控系统。
[0029]本发明设计新颖，实现远程实时监控动力模组状况以及轨道电机车运行状况信息，还能采集机车实时定位信息，机车进出轨道次数及载重信息，提高机车运行可靠性，为轨道电机车的智能控制提供支撑；本发明采用的数据模组采集器，能够实现新能源动力模组和轨道电机车运行数据等信息的实时准确采集与发送，进一步提高了远程监控效率。[0030]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域
的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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