一种基于手机的盾构机无线数据采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于手机的盾构机无线数据采集系统，包括盾构上位机、交换机、无线路由器、手机和远程监控服务器；盾构上位机、交换机、无线路由器设置在隧道内的盾构机上，盾构上位机与交换机相连接，交换机与无线路由器相连接；远程监控服务器设置在远程监控中心，手机移动设置在隧道内、外；手机与交换机通过无线局域网相连接，远程监控服务器和手机通过移动网络相连接，实现远程监控服务器对盾构上位机上的数据无线采集。本发明专利技术使手机在隧道内利用WiFi信号采集盾构上位机中的数据，当手机带到隧道外时可通过移动网络将采集的数据传输到远程监控服务器，将无线路由器即时数据传输和手机应用于盾构机中，实现了数据的无线传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及盾构机数据采集的
，具体涉及一种基于手机的盾构机无线数据采集系统。
技术介绍
在没有网络支持的环境下，盾构机施工的历史数据无法准确、及时、可靠的传送到地面。盾构机在隧道内的施工环境没有任何无线电信号，种种原因使盾构机与地面在没有接入网络的情况下，其掘进参数很难收集到地面，目前通常采用人工转存的办法，其工作繁琐且可靠性差。一般的盾构项目通常采用有线或光纤的方式将隧道内盾构机的数据传输到地面，再通过互联网将数据发送到远程监控中心。有线传输方式铺设线缆及维护成本较高，并且在小型工程项目和特定客观条件下难以实现。对于不要求即时数据采集的项目，采用无线数据传输的方法更便捷。但是，在现有的盾构机施工中，无线网络传输数据难以在隧道内实现长距离通讯。无线路由器在即时数据传输中的应用很普遍，但是应用于盾构机及类似特殊工况下设备的巡检数据传递和数据采集是前所未有的。如何利用无线路由器搭建无线网络链路，将盾构机的数据从隧道内自动地传递到远程监控中心，并且既要保证数据完整、准确无丢失，又要安全、高效无重复的采集是现在需要解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于手机的盾构机无线数据采集系统，使用交换机和无线路由为手机提供WiFi信号，通过互联网作为信号传输的中介，实现非实时数据采集，解决了无网络环境下数据文件的传递问题。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是:一种基于手机的盾构机无线数据采集系统，包括盾构上位机、交换机、无线路由器、手机和远程监控服务器；所述盾构上位机、交换机、无线路由器设置在隧道内的盾构机上，盾构上位机与交换机相连接，交换机与无线路由器相连接；所述远程监控服务器设置在远程监控中心，手机移动设置在隧道内、外；所述手机与交换机通过无线路由器形成的无线局域网相连接，远程监控服务器和手机通过移动网络相连接，实现远程监控服务器对盾构上位机上的数据无线采集。所述盾构上位机设有至少一个，盾构上位机均与交换机相连接。所述无线路由器和手机均支持IEEE802.11标准，无线路由器上设有无线网络的接入点，手机内设有WLAN网络模块和移动网络模块，WLAN网络模块与无线路由器上的无线网络接入点相匹配，手机通过移动网络与远程监控服务器。所述远程监控服务器和手机上设有GPRS/3G/4G网络，远程监控服务器与手机通过GPRS/3G/4G网络实现数据传输。所述交换机为以太网交换机。所述盾构上位机上设有盾构数据存储模块和盾构数据发送模块，手机上设有手机数据采集模块、远程数据传输模块，远程监控服务器上设有远程数据采集模块和远程数据存储模块；所述盾构数据存储模块与盾构数据发送模块相连接，盾构数据发送模块与交换机相连接；所述交换机与手机数据采集模块相连接，手机数据采集模块与盾构数据发送模块、远程数据传输模块相连接，远程数据传输模块与远程数据采集模块相连接，远程数据采集模块与远程数据存储模块相连接。所述手机上的手机数据采集模块通过UDP协议与盾构上位机上的盾构数据发送模块实现握手；所述手机上的远程数据传输模块通过UDP协议与远程监控服务器上的远程数据采集模块实现握手。其工作方法为:1)盾构上位机上的盾构数据存储模块采集盾构机掘进时的状态与参数信息，并将数据信息传送至盾构上位机上的盾构数据发送模块； 2)手机由携带者带入隧道内的盾构机附近，打开手机上的WLAN网络模块，WLAN网络模块自动搜寻无线路由器发出的无线路由信号，检测到无线路由信号后进行网络链路测试，实现与无线路由器的连接；手机上的手机数据采集模块通过UDP协议向盾构上位机发出握手信息，盾构上位机的盾构数据发送模块响应手机的握手信息，握手成功； 3)握手成功后，手机上的数据采集模块根据自身的数据清单向盾构上位机发出盾构数据文件获取列表请求信息，盾构上位机的盾构数据发送模块收到手机数据采集模块发送的请求信息后将和自身的数据清单进行比对，确定需要更新的数据文件，并就将这些数据文件打包通过交换机发送给手机上的手机数据采集模块； 4)手机上的手机数据采集模块接收数据文件成功后，将即时通过UDP协议向盾构上位机的盾构数据发送模块发送数据文件更新成功信息，并将新采集的数据文件信息更新到手机上的手机数据采集模块；盾构上位机上的盾构数据发送模块收到数据文件更新成功信息后，更新盾构上位机上存储的历史数据文件清单； 5)手机数据采集模块将采集的数据信息发送至手机上的远程数据传输模块； 6)手机被带到隧道外的GPRS/3G/4G移动网络覆盖区域，手机上的移动网络模块测试与远程监控服务服务器的网络链路；当验证网络通讯正常后，手机上的远程数据传输模块将以UDP协议向远程监控服务器的远程数据采集模块发出握手信息；远程监控服务器的远程数据采集模块响应手机的握手信息，握手成功； 7)手机和远程监控服务器握手成功后，远程数据传输模块根据自身的数据文件清单向远程监控服务器上的远程数据采集模块发送数据传输信息，远程监控服务器上的远程数据采集模块收到数据传输信息后和自身存储的数据文件清单进行对比，并将需要采集的数据文件信息以UDP协议发送到远程数据传输模块；手机上的远程数据传输模块收到远程监控服务器上的远程数据采集模块发送的需要采集的数据文件信息后将相关的数据文件由手机传送到远程监控服务器，完成数据采集。本专利技术由交换机将盾构上位机与无线路由器通过以太网连接在一齐，形成无线WiFi信号，手机利用WiFi信号采集盾构上位机中的数据；当手机带到隧道外时可通过GPRS/3G/4G网络将采集的盾构机历史数据传输到盾构机的远程监控服务器，实现非实时盾构数据的无线采集，从而在无人工干预的情况下，实现数据的自动传输、存档和校验等工作。本专利技术首次将无线路由器即时数据传输和手机应用于盾构机中，实现了数据的无线传输。【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的原理框图。【具体实施方式】下面通过附图和实施例具体描述一下本专利技术。—种基于手机的盾构机无线数据采集系统，如图1所示，包括盾构上位机2、交换机3、无线路由器4、手机5和远程监控服务器6，所述盾构上位机2、交换机3、无线路由器4设置在隧道内进行掘进的盾构机I上。远程监控服务器6设置在远程监控中心，手机5移动设置在隧道内、外，可以游走于隧道内、外。盾构上位机2与交换机3相连接，交换机3与无线路由器4相连接。盾构上位机2设有至少一个，所有的盾构上位机2均可以通过交换机3传输数据。交换机3为以太网交换机，无线路由器4形成无线局域网。现有主流的无线路由器4都支持IEEE802.11标准，具有一个无线网络的接入点，即无线AP功能。通过设置无线路由器4的无线AP功能，组建一个无线局域网从而实现了无线路由器的WiFi信号。手机5为当前主流的智能手机，支持IEEE802.11标准。手机5设有WLAN网络模块和移动网络模块，WLAN网络模块可以自动搜寻到盾构机I上的无线路由器4发出无线路由信号，并连接到无线路由器4的无线局域网中，无线局域网内设有无线路由信号(无线WiFi信号)，手机5上WLAN网络模块检测到无线WiFi信号后进行网络链路测试。移动网络模块测试与远程监控服务服务器6的网络链路，实现与远程监控服务器6的连接。手机5上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于手机的盾构机无线数据采集系统，其特征在于，包括盾构上位机（2）、交换机（3）、无线路由器（4）、手机（5）和远程监控服务器（6）；所述盾构上位机（2）、交换机（3）、无线路由器（4）设置在隧道内的盾构机（1）上，盾构上位机（2）与交换机（3）相连接，交换机（3）与无线路由器（4）相连接；所述远程监控服务器（6）设置在远程监控中心，手机（5）移动设置在隧道内、外；所述手机（5）与交换机（3）通过无线路由器（4）形成的无线局域网相连接，远程监控服务器（6）和手机（5）通过移动网络相连接，实现远程监控服务器（6）对盾构上位机（2）上的数据无线采集。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志洪，徐受天，吕翔，孙伟，高博，曾翔，张鹏，李莉，王双旺，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41