一种堆取料机无线通讯系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种堆取料机无线通讯系统及方法，属于以太网通讯领域。该堆取料机无线通讯系统包括：车载定向天线，所述车载定向天线通过车载天线支架设于堆取料机上，并与车载无线接入点连接，通过有线电缆或光缆接入车载以太网络；地面定向天线，所述地面定向天线通过地面天线支架设于堆取料机运行轨道终点处，并与地面无线接入点连接，通过有线连接接入地面以太网络，其中，所述车载定向天线与地面定向天线相对设置，且所述车载定向天线的平面中心垂线和地面定向天线的平面中心垂线与虚拟基准线重合。根据本发明专利技术的堆取料机无线通讯系统参与的设备最少，成本最低，维护最为方便，并实现了数据的稳定有效传输。

A wireless communication system and method for stacker reclaimer

The invention relates to a wireless communication system and method for a stacker reclaimer, belonging to the field of Ethernet communication. The wireless communication system of the stacker reclaimer includes: a vehicle mounted directional antenna, the vehicle mounted directional antenna is arranged on the stacker reclaimer through a vehicle mounted antenna bracket, and is connected with the vehicle mounted wireless access point, and is connected to the vehicle mounted Ethernet network through a wired cable or optical cable; a ground oriented antenna, the ground oriented antenna is arranged at the end of the stacker reclaimer running track through a ground antenna bracket, and is connected with the ground The wireless access point is connected and connected to the ground Ethernet network through a wired connection, wherein the vehicle mounted directional antenna is set opposite to the ground-based directional antenna, and the plane center vertical line of the vehicle mounted directional antenna and the plane center vertical line of the ground-based directional antenna coincide with the virtual reference line. The wireless communication system of the stacker reclaimer according to the invention has the least equipment, the lowest cost, the most convenient maintenance, and realizes the stable and effective transmission of data.

【技术实现步骤摘要】
一种堆取料机无线通讯系统及方法
本专利技术涉及以太网通讯领域，具体涉及一种堆取料机无线通讯系统及方法。
技术介绍
堆取料机又叫做斗轮堆取料机、堆料机和取料机，是一种新型高效率连续装卸机械。它主要用于散货专业码头、钢铁厂、大型火力发电厂和矿山等的散料堆场装卸铁矿石(砂)、煤炭、砂子等场所。该机因其作业效率高，在国内外得到广泛应用。堆取料机采用拖缆的方式为堆取料机提供电力及通讯连接，其中控制系统使用两类线缆实现移动堆取料机与地面控制系统之间的数据连接：1.工业电缆连接堆取料机机载PLC与地面PLC控制系统之间的开关量接点；2.以太网光缆在机载与地面控制系统之间传递控制和监控数据。工业电缆连接提供控制系统所需要的关键性开关量接点的连接，一般无法替代。随着科学技术的进步，堆取料机需要安装更多新的系统。这些系统(例如全地形激光扫描仪)完全依赖以太网通讯在堆取料机与地面控制系统之间传递监控数据。因此以太网通讯显得越来越重要。为了适合电缆拖拽盘卷的特点，堆取料机使用的以太网光缆对抗拉抗压性能、弯曲性能、甚至抗腐蚀性能方面都有较高要求。这些特殊需求使得光缆成本高、自重大。光缆自重大必然要带来能源的浪费。长时间对线缆的拖拽卷曲对光缆本身以及设备都会造成磨损。尽管使用特种光缆，仍然不能避免光缆内部的光纤在拉拽的作用下造成熔接点的断开，从而造成通讯的中断。如果光缆断开或者需要更换，则更加费时费力。更有许多堆取料机因自身的结构或者现场环境的限制而不允许使用以太网光缆。与有线以太网通讯相比，另外一种以太网的通讯技术----无线以太网通讯技术，正在快速发展并且被广泛应用。无线以太网通讯有着通讯路径简单直观、安装较为简单、成本较低、维护方便等优点。为了将无线以太网技术应用到堆取料机上，近些年来曾有不少尝试。但这些尝试都因为无线通讯速率低、数据传输不稳定、数据传输滞后时间长而导致无线以太网通讯系统无法完全独立承担车载与地面之间的以太网通讯任务。有些堆取料机尽管安装了无线通讯设备，但最终还是要依靠有线光缆执行数据传输任务，测试结果应该是完全失败的。
技术实现思路
本专利技术设计了一套在堆取料机上应用无线以太网通讯系统的完整的方法，使用这套方案可以使无线以太网通讯完全独立地进行以太网数据的通讯，为车载控制系统与地面控制系统之间提供稳定的数据通讯。本专利技术首次将冗余无线通讯技术应用到堆取料机的无线通讯系统中。采用两对独立通讯的无线通讯线路，依据采用的协议的不同，该结构或者可以确保两条无线通讯线路中至少有一条处于通讯状态，或者保证在两条线路中至少有一条线路的数据可以到达对方系统，从而达到零丢包的通讯效果。根据本专利技术的第一方面，提供一种堆取料机无线通讯系统，所述无线通讯系统包括：车载定向天线，所述车载定向天线通过车载天线支架设于堆取料机上，并与车载无线接入点连接，通过有线电缆或光缆接入车载以太网络；地面定向天线，所述地面定向天线通过地面天线支架设于堆取料机运行轨道终点处，并与地面无线接入点连接，通过有线连接接入地面以太网络；其中，所述车载定向天线与地面定向天线相对设置，且所述车载定向天线的平面中心垂线和对应设置的地面定向天线的平面中心垂线与虚拟基准线重合。这里，定向天线的平面中心垂线定义为定向天线平面上穿过中心点且垂直于平面的垂线。进一步地，所述车载定向天线与地面定向天线为相同尺寸的矩形平面，矩形平面的中心点为天线信号射出点，无线信号可近似认为沿着无线平面中心垂线射出。进一步的，所述车载定向天线和地面定向天线的HPBW出射角在15～20°之间。进一步的，所述车载天线支架和地面天线支架为相同结构，包括：圆杆部件，用于固定车载定向天线和地面定向天线；方形金属部件，圆杆部件固定在方形金属部件的第一侧面上，与之相对的第二侧面用于固定在堆取料机上或轨道终点处；圆杆部件通过上连接部件和下连接部件固定于所述方形金属部件的第一侧面上，所述圆杆部件的垂线与车载定向天线和地面定向天线的两条平面中心线之一平行，其中，所述圆杆部件能够通过调节上连接部件和下连接部件进行位置校正，从而保证圆杆部件在一个方向上垂直于水平面。这里，圆杆部件的垂线定义为穿过圆杆部件上下圆面中心点的直线，定向天线的平面中心线定义为定向天线平面上过平面中心点且与与平面的两个互相垂直的边缘平行的直线，一个定向天线包括水平和竖直两条平面中心线。进一步的，所述上连接部件包括上螺栓和下螺杆，所述下连接部件包括下螺杆和下螺栓。进一步的，方形金属部件的第一侧面在下螺栓处开有圆孔，并在上螺栓处开有弧形长条孔，所述上螺栓能够在弧形长条孔中滑动。螺杆在弧形长条孔中滑动，可以在一个方向上调整圆杆部件对水平面垂直。进一步的，所述圆孔和弧形长条孔之间设有弹性部件，通过调整上螺栓在弧形长条孔的位置以及通过调整上螺杆和下螺杆相对于第一侧面的距离，对所述圆杆部件进行位置校正，从而保证圆杆部件在另一个方向上垂直于水平面。进一步的，所述方形金属部件为方管。进一步的，所述弹性部件为弹簧片。进一步的，所述车载定向天线和地面定向天线的外形应为平面正四边形，平面四边形便于测试定位及调整。天线背面设有支撑部件，所述支撑部件包括转动部件和抱箍部件，所述转动部件实现车载定向天线和地面定向天线的水平转动和竖直转动；所述抱箍部件用于在圆杆部件上紧固天线。定向天线平面部件与支撑部件结合的效果是，抱箍所固定的圆杆部件的垂线与定向天线平面的竖直平面中心线平行。所述堆取料机包括：悬臂斗轮堆取料机、桥式斗轮堆取料机、门式斗轮堆取料机；门式刮板取料机，滚筒混匀取料机；以及回转堆料机，混匀堆料机，摇臂堆料机。当应用于悬臂斗轮堆取料机时，所述车载定向天线通过车载天线支架设于堆取料机的第一门架上或能够保证车载定向天线与地面定向天线之间无阻隔、不受遮挡的位置。进一步的，所述车载定向平板天线与地面定向平板天线设于距离地面2.5m至3.5米处。进一步地，所述地面定向天线通过地面天线支架设于堆取料机运行轨道终点处的电气杆上。进一步地，所述地面定向天线通过地面天线支架设于堆取料机运行轨道终点处的墙壁上。根据本专利技术的第二方面，提供一种堆取料机无线通讯方法，其特征在于，所述方法采用根据以上任一方面所述的无线通讯系统进行通讯，所述方法包括：在堆取料机上通过车载天线支架安装车载定向天线，将车载定向天线与车载无线接入点连接，通过有线电缆或光缆将车载无线接入点接入车载以太网络；在堆取料机运行轨道终点处通过地面天线支架安装地面定向天线，将地面定向天线与地面无线接入点连接，通过有线电缆或光缆将地面无线接入点接入地面以太网络；通过调整车载天线支架，使得车载定向天线的平面垂直于水平面；通过调整地面天线支架，使得地面定向天线的平面垂直于水平面；将车载定向天线与地面定向天线相对设置，调整车载定向天线与地面定向天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种堆取料机无线通讯系统，其特征在于，所述无线通讯系统包括：/n车载定向天线，所述车载定向天线通过车载天线支架设于堆取料机上，并与车载无线接入点连接，通过有线电缆或光缆接入车载以太网络；/n地面定向天线，所述地面定向天线通过地面天线支架设于堆取料机运行轨道终点处，并与地面无线接入点连接，通过有线连接接入地面以太网络，/n其中，所述车载定向天线与地面定向天线相对设置，且所述车载定向天线的平面中心垂线和地面定向天线的平面中心垂线与虚拟基准线重合。/n

【技术特征摘要】
1.一种堆取料机无线通讯系统，其特征在于，所述无线通讯系统包括：
车载定向天线，所述车载定向天线通过车载天线支架设于堆取料机上，并与车载无线接入点连接，通过有线电缆或光缆接入车载以太网络；
地面定向天线，所述地面定向天线通过地面天线支架设于堆取料机运行轨道终点处，并与地面无线接入点连接，通过有线连接接入地面以太网络，
其中，所述车载定向天线与地面定向天线相对设置，且所述车载定向天线的平面中心垂线和地面定向天线的平面中心垂线与虚拟基准线重合。


2.根据权利要求1所述的堆取料机无线通讯系统，其特征在于，所述车载定向天线和地面定向天线的HPBW出射角在15～20°之间，也可以采用小于此出射角的定向天线。


3.根据权利要求1所述的堆取料机无线通讯系统，其特征在于，所述车载定向天线通过车载天线支架设于堆取料机的第一门架上或能够保证车载定向天线与地面定向天线之间无阻隔、不受遮挡的位置。


4.根据权利要求1所述的堆取料机无线通讯系统，其特征在于，所述地面定向天线通过地面天线支架设于堆取料机运行轨道终点处的电气杆上。


5.根据权利要求1所述的堆取料机无线通讯系统，其特征在于，所述地面定向天线通过地面天线支架设于堆取料机运行轨道终点处的墙壁上。


6.一种堆取料机无线通讯方法，其特征在于，所述方法采用根据权利要求1至5中任一项所述的无线通讯系统进行通讯，所述方法包括：
在堆取料机运行轨道终点处安装地面天线支架，并将地面定向天线安装在所述地面天线支架上；
在堆取料机上安装车载天线支架，并将车载定向天线安装在所述车载天线支架上；
调整车载定向天线与地面定向天线的平面，使所述车载定向天线的平面中心垂线和地面定向天线的平面中心垂线与虚拟基准线重合；
将车载定向天线与车载无线接入点连接，通过有线电缆或光缆将车载无线接入点接入车载以太网络；
将地面定向天线与地面无线接入点连接，通过有线电缆或光缆将地面无线接入点接入地面以太网络；
启动车载定向天线与地面定向平板天线，实现堆取料机无线通讯，
其中，在堆取料机行进过程中，所述车载定向天线的平面中心垂线和地面定向天线的平面中心垂线与虚拟基准线始终保持重合。


7.一种堆取料机无线通讯系统，其特征在于，所述无线通讯系统包括：
第一车载定向天线和第二车载定向天线，所述第一车载定向天线和第二车载定向天线分别通过车载天线支架设于堆取料机上，并分别与车载无线接入点连接，所述车载无线接入点与车载冗余管理交换机连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋蓝，塔拉，刘冀川，高振亮，
申请(专利权)人：北京德百利泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11