一种无线多频段数据贯通自组网融合通信装置及方法制造方法及图纸

一种无线多频段数据贯通自组网融合通信装置及方法，装置：中心控制模块分别与无线通信模块和有线通信模块连接；方法一：建立无线自组织网络；融合通信；构建多链网络；数据分类；判断并移除冗余数据；附加设备ID及时间信息；输出数据；方法二：发送获取设备地址请求；若响应请求，则返回设备地址信息，网络连接正常；若未响应请求，通过切换通信方式进行紧急修复，并再次发送请求；若响应请求，则紧急修复成功，并生成诊断报告，上传设备ID、时间和故障通信方式信息；若仍未响应，则紧急修复失败，并生成故障报告，上传故障设备ID、时间和故障通信方式信息。该装置及方法具有强大的网络管理与数据贯通功能，可实现多种设备间的自组网和融合通信。

【技术实现步骤摘要】
一种无线多频段数据贯通自组网融合通信装置及方法
本专利技术属于矿山通信
，具体涉及一种无线多频段数据贯通自组网融合通信装置。
技术介绍
煤矿环境的特殊性给井下有线通信设备及其各类配套线路的铺设造成了较大限制，同时，煤矿通信必须采用比地面更为严苛的电气与结构标准，这使得有线通信网络铺设困难，难以覆盖到所有设备。随着无线传感器网络技术的发展，其在煤矿井下的应用日渐增多。但是，如果使用单一的无线网络并不能满足大型矿井多功能协同通信的速度与规模要求。因此需要配备不同频段的无线通信设备以及多种有线通信系统。目前，大部分煤矿是按照单系统规划，比如千兆网络系统、无线通信系统、人员定位系统、控制系统等。每套系统都需要配套对应的一个或多个设备，每套系统需要铺设对应线缆。并且，不同有线通信系统具有不同的接口，例如网路光口、网络电口、RS-485、RS-422、CAN总线等等，同一接口还存在多种协议，如ModbusRTU，ModbusTCP，ModbusASCII等等多种，这样就需要多种设备来处理不同接口。大量复杂的线路与多套设备的并行，大大增加了通信系统的成本，导致了井下可利用空间的减少，间接导致了煤矿生产安全性的降低。对于目前已经存在的井下多功能融合通信网关，存在网络管理功能薄弱、与矿用本安型手机交互过少、无法进行视频融合通信、无法与传感器节点进行深度联动等缺陷。而在数据方面，随着大数据与机器学习技术的发展与应用，井下设备健康检测技术也逐渐成熟，其中纵向维度的历史贯通与横向的数据匹配对于健康检测同等重要，但是由于井下设备数量大、种类多，并且技术要求的采样频率极高，庞大数据量难以有效存储、历史数据查询困难的问题亟待解决。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供无线多频段数据贯通自组网融合通信装置及方法，该装置及方法具有强大的网络管理与数据贯通功能，可实现多种设备间的自组网和融合通信。为了实现上述目的，本专利技术提供一种无线多频段数据贯通自组网融合通信装置，包括中心控制模块、无线通信模块和有线通信模块；所述无线通信模块由2.4G无线发射模块、5.8G无线发射模块、无线信号接收模块、射频识别模块和无线通信控制模块组成；所述2.4G无线发射模块用于根据无线通信控制模块的控制进行2.4GHz频段的无线信号的发射；所述5.8G无线发射模块用于根据无线通信控制模块的控制进行5.8GHz频段的无线信号的发射；所述无线信号接收模块用于接收外部设备发射出的2.4G无线信号或5.8G无线信号，并将接收的信号处理后发送给无线通信控制模块；所述射频识别模块用于对井下设备附带的电子标签进行识别，并将识别结果发送给无线通信控制模块；所述无线通信控制模块用于对接收的信号进行处理及用于对信号进行转换，并将处理后和转换后的信号发送给中心控制模块，并用于根据中心控制模块的控制将需要发出的信息通过2.4G无线发射模块或5.8G无线发射模块发送给外部设备；所述有线通信模块由电力线载波通信接口、RS-485通信接口、CAN总线接口、光纤接口、电力接口和有线通信控制模块；所述电力线载波通信接口用于接收外部设备发出的载波信号，并将载波信号发送给有线通信控制模块，并用于根据有线通信控制模块的控制将需要发送的信息通过电缆传输到外部设备；所述RS-485通信接口用于接收外部设备发送的电信号，并将电信号发送给有线通信控制模块，并用于根据有线通信控制模块的控制将需要发送的信息通过RS-485总线电缆传输到外部设备；所述CAN总线接口用于接收外部设备发送的电信号，并将电信号发送给有线通信控制模块，并用于根据有线通信控制模块的控制将需要发送的信息通过电缆传输到外部设备；所述光纤接口包括千兆光纤接口以及百兆光纤接口，用于通过光纤与外部设备进行连接，并用于根据有线通信控制模块的控制接收和发送以太网光信号；所述电力接口包括千兆电力接口以及百兆电力接口，用于通过通信电缆与外部设备进行连接，并用于根据有线通信控制模块的控制接收和发送以太网电信号；所述有线通信控制模块用于对接收的信号进行处理及用于对信号进行转换，并将处理后和转换后的信号发送给中心控制模块，并用于根据中心控制模块的控制将需要发出的信息通过电力线载波通信接口或RS-485通信接口或CAN总线接口或光纤接口或电力接口发送给外部设备；所述中心控制模块用于对无线通信模块和有线通信模块所接收的信号进行处理，并用于对无线通信模块和有线通信模块进行控制。作为一种优选，所述中心控制模块、无线通信控制模块和有线通信控制模块均安装在防爆壳体的内部。作为一种优选，所述中心控制模块、无线通信控制模块和有线通信控制模块的核心均采用单片机。本专利技术中，通过使有线通信模块连接多种有线通信接口，能实现多种不同类型有线通信设备的接入，同时，由于有线通信控制模块具有信号处理和转换功能，可以实现多种有线通信设备的互联互通；通过使无线通信模块能同时连接不同频段的无线设备，同时，由于无线通信控制模块具有信号处理和转换功能，可以实现多种无线通信设备的互联互通；通过中心控制模块的设置，能实现对有线通信模块和无线通信模块的控制，并能根据所需要通信的目标设备选择相应的接口进行数据的传输，还能有效建立有线通信模块和无线通信模块的连接，进而实现无线自组织网络的建立，并能实现有线设备与无线设备之间的交互通信。本专利技术还提供了一种无线多频段数据贯通自组网融合通信方法，包括以下步骤：S10：利用有线通信模块与有线设备建立通信连接，利用无线通信模块与无线设备建立通信连接，并建立无线自组织网络；S11：将VoIP技术与Wi-Fi自组网技术以及多种通讯协议相融合，实现无线自组织网络内的各种设备与其他设备之间的数据的通信融合和数据传输；S12：在各个有线设备和无线设备间构建数据链接，实现不同设备间的数据互传与信息互通，构建起多链网络；S13：根据入网设备的类型和ID进行数据的分类；S14：对于已分类的数据，判断并移除冗余数据；S15：对每条数据附加设备ID信息及传输时间信息，以实现多来源多类型数据的纵向维度的历史数据匹配与横向维度的数据关联，并通过精细化历史数据，为分析反演设备的历史运行状态提供数据依托；S16：输出数据。本方法通过网络管理、信息处理与转换、融合通信，将有线通信的高速、稳定的优势与无线通信灵活、网络容量大的优势相结合，构建适用于井下多设备、多人员的多信道、多频段的贯通组网，有效的实现了音频及视频的融合通信，以及井下全设备、人员的协同管理与高速稳定通信。同时，通过数据贯通与简化的方法，将大批量、多种类数据进行简化融合并利用数据标签对其进行存储，实现了多来源多类型数据的纵向维度的历史匹配贯通与横向维度的体量匹配贯通，保证了上位机无损检测、健康监测与寿命预测的可靠运行。本专利技术还提供了一种无线多频段数据贯通自组网融合通信方法，包括以下步骤：S20：向通信范围内的有线设备和无线设备发送获取设备地址请求；S21：判别有线设备和无线设备是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线多频段数据贯通自组网融合通信装置，包括中心控制模块、无线通信模块和有线通信模块；/n其特征在于；/n所述无线通信模块由2.4G无线发射模块、5.8G无线发射模块、无线信号接收模块、射频识别模块和无线通信控制模块组成；所述2.4G无线发射模块用于根据无线通信控制模块的控制进行2.4GHz频段的无线信号的发射；所述5.8G无线发射模块用于根据无线通信控制模块的控制进行5.8GHz频段的无线信号的发射；所述无线信号接收模块用于接收外部设备发射出的2.4G无线信号或5.8G无线信号，并将接收的信号处理后发送给无线通信控制模块；所述射频识别模块用于对井下设备附带的电子标签进行识别，并将识别结果发送给无线通信控制模块；所述无线通信控制模块用于对接收的信号进行处理及用于对信号进行转换，并将处理后和转换后的信号发送给中心控制模块，并用于根据中心控制模块的控制将需要发出的信息通过2.4G无线发射模块或5.8G无线发射模块发送给外部设备；/n所述有线通信模块由电力线载波通信接口、RS485通信接口、CAN总线接口、光纤接口、电力接口和有线通信控制模块；所述电力线载波通信接口用于接收外部设备发出的载波信号，并将载波信号发送给有线通信控制模块，并用于根据有线通信控制模块的控制将需要发送的信息通过电缆传输到外部设备；所述RS485通信接口用于接收外部设备发送的电信号，并将电信号发送给有线通信控制模块，并用于根据有线通信控制模块的控制将需要发送的信息通过RS485总线电缆传输到外部设备；所述CAN总线接口用于接收外部设备发送的电信号，并将电信号发送给有线通信控制模块，并用于根据有线通信控制模块的控制将需要发送的信息通过电缆传输到外部设备；所述光纤接口包括千兆光纤接口以及百兆光纤接口，用于通过光纤与外部设备进行连接，并用于根据有线通信控制模块的控制接收和发送以太网光信号；所述电力接口包括千兆电力接口以及百兆电力接口，用于通过通信电缆与外部设备进行连接，并用于根据有线通信控制模块的控制接收和发送以太网电信号；所述有线通信控制模块用于对接收的信号进行处理及用于对信号进行转换，并将处理后和转换后的信号发送给中心控制模块，并用于根据中心控制模块的控制将需要发出的信息通过电力线载波通信接口或RS485通信接口或CAN总线接口或光纤接口或电力接口发送给外部设备；/n所述中心控制模块用于对无线通信模块和有线通信模块所接收的信号进行处理，并用于对无线通信模块和有线通信模块进行控制。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无线多频段数据贯通自组网融合通信装置，包括中心控制模块、无线通信模块和有线通信模块；
其特征在于；
所述无线通信模块由2.4G无线发射模块、5.8G无线发射模块、无线信号接收模块、射频识别模块和无线通信控制模块组成；所述2.4G无线发射模块用于根据无线通信控制模块的控制进行2.4GHz频段的无线信号的发射；所述5.8G无线发射模块用于根据无线通信控制模块的控制进行5.8GHz频段的无线信号的发射；所述无线信号接收模块用于接收外部设备发射出的2.4G无线信号或5.8G无线信号，并将接收的信号处理后发送给无线通信控制模块；所述射频识别模块用于对井下设备附带的电子标签进行识别，并将识别结果发送给无线通信控制模块；所述无线通信控制模块用于对接收的信号进行处理及用于对信号进行转换，并将处理后和转换后的信号发送给中心控制模块，并用于根据中心控制模块的控制将需要发出的信息通过2.4G无线发射模块或5.8G无线发射模块发送给外部设备；
所述有线通信模块由电力线载波通信接口、RS485通信接口、CAN总线接口、光纤接口、电力接口和有线通信控制模块；所述电力线载波通信接口用于接收外部设备发出的载波信号，并将载波信号发送给有线通信控制模块，并用于根据有线通信控制模块的控制将需要发送的信息通过电缆传输到外部设备；所述RS485通信接口用于接收外部设备发送的电信号，并将电信号发送给有线通信控制模块，并用于根据有线通信控制模块的控制将需要发送的信息通过RS485总线电缆传输到外部设备；所述CAN总线接口用于接收外部设备发送的电信号，并将电信号发送给有线通信控制模块，并用于根据有线通信控制模块的控制将需要发送的信息通过电缆传输到外部设备；所述光纤接口包括千兆光纤接口以及百兆光纤接口，用于通过光纤与外部设备进行连接，并用于根据有线通信控制模块的控制接收和发送以太网光信号；所述电力接口包括千兆电力接口以及百兆电力接口，用于通过通信电缆与外部设备进行连接，并用于根据有线通信控制模块的控制接收和发送以太网电信号；所述有线通信控制模块用于对接收的信号进行处理及用于对信号进行转换，并将处理后和转换后的信号发送给中心控制模块，并用于根据中心控制模块的控制将需要发出的信息通过电力线载波通信接口或...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曙东，周公博，姚磊，孙亮，刘阳，周坪，王惟，刘年胜，何贞志，张传生，朱真才，王立兵，刘鑫，
申请(专利权)人：徐州科瑞矿业科技有限公司，中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32