本发明专利技术公开了一种矿用通信网络维护协议、系统及其设计方法，所述矿用通信网络维护协议设计方法包括以下步骤：在矿井中布置通信节点，所述通信节点包括主节点和从节点，建立所述主节点和所述从节点之间的通信网络，所述通信网络的通信协议包括应用层、网络层、链路层、MAC层以及物理层，其中，所述通信协议的网络层具有主节点控制规则和从节点重置规则以实现矿用通信网络的自维护功能。采用本发明专利技术的方法使得当从节点接入错误网络，可以自动脱离现网络，并自主加入正确网络；当从节点故障，主节点可以在线监测并定位到相应节点，并把损坏节点踢出网络，并且主节点能够自主维护从节点档案，并更新路由，且以上过程完全不需要人员干预。预。预。
【技术实现步骤摘要】
矿用通信网络维护协议、系统及其设计方法
[0001]本专利技术涉及通信领域，具体公开了一种矿用通信网络维护协议、系统及其设计方法。
技术介绍
[0002]矿井下是一个特殊的工作环境，在矿井下的无线信道不同于一般的地面无线通信信道，具有如下特点：
[0003](1)井下空间窄小，无线电磁波在空间中传播，会遇到多次反射，使得信号经过多条路径到达接收端，从而存在频率选择性衰落。
[0004](2)矿井纵横可达几十到上百公里且空间狭小、巷道倾斜、有拐弯和分支、巷道表面粗糙，所以对多通信节点的网络，维护和保养困难。
[0005](3)井下空间有限、机电设备相对集中、功率大，因此电磁干扰严重，所以矿井无线通信系统工作频率选择上应考虑这些干扰源，应尽量选择高频或甚高频作为系统工作频率。
[0006]由于矿井下无线信道的特殊性，制约了矿井无线通信系统的发展。迄今为止，我国矿井下主要以有线通信方式为主。国内外矿井无线通信方式主要有漏泄通信、感应通信、透地通信、PHS通信、3G通信系统等。其中透地通信系统存在着设备体积大、重量重、信道容量小、地面设备功率大、地面天线布置困难、单向通信等问题，因此不宜用作煤矿井下无线通信系统；漏泄通信系统存在着带宽窄、抗灾变能力差、大量的串联中继导致可靠性差、不具备冗余功能等问题，因此不宜作煤矿井下无线通信系统；PHS通信系统与3G通信系统存在着基站控制器和基站非本质安全型防爆、系统不具备冗余功能、抗灾变能力差、带宽窄、井下基站至地面最大通信距离不满足井下通信大于10公里的要求等问题。
[0007]所以亟需一种适应矿进信道应用的无线通信协议。
技术实现思路
[0008]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种矿用通信网络维护协议设计方法，至少部分解决现有技术中存在的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提出一种矿用通信网络维护协议设计方法，所述矿用通信网络维护协议设计方法包括以下步骤：
[0010]在矿井中布置通信节点，所述通信节点包括主节点和从节点，建立所述主节点和所述从节点之间的通信网络，所述通信网络的通信协议包括应用层、网络层、链路层、MAC层，以及物理层；
[0011]其中，所述通信协议的网络层具有主节点控制规则和从节点重置规则以实现矿用通信网络的自维护功能。
[0012]优选地，所述主节点控制规则包括：
[0013]所述主节点查询MAT中所述从节点的状态，若所述从节点状态为“1”，所述主节点
将所述从节点踢出所述通信网络。
[0014]优选地，所述从节点重置规则包括：
[0015]所述主节点查询SIB中所述从节点的状态，若所述从节点状态为“1”，设置NIB属性中的NXPMODULETYPE属性为未定义，所述从节点离开所述通信网络。
[0016]优选地，所述主节点控制规则中所述主节点将所述从节点踢出所述通信网络的步骤为：
[0017]所述主节点的应用层发送删除命令通知所述主节点的网络层进行所述从节点删除操作；
[0018]所述主节点的网络层接收到删除命令后向所述主节点的MAC层发出Kick命令；
[0019]所述主节点的MAC层通过无线网络将Kick命令传输给所述从节点的MAC层；
[0020]所述从节点的MAC层接收到Kick命令后向所述从节点的网络层发送离网及复位命令；
[0021]所述从节点的网络层接收到离网及复位命令后通知所述从节点的应用层进行离网操作并通知所述从节点的MAC层进行复位操作；
[0022]所述从节点的应用层进行离网操作；所述从节点的MAC层进行复位操作并向所述从节点的网络层返回复位操作完成信息。
[0023]优选地，所述主节点的MAC层发送Kick命令后通知所述主节点的网络层踢出完成；所述主节点的网络层接收到踢出完成信息后通知所述主节点的应用层将MAT中的所述从节点的对应条目删除，从而维护MAT。
[0024]优选地，所述从节点重置规则中所述从节点离开所述通信网络的步骤为：
[0025]所述从节点的应用层发送重置命令通知所述从节点的网络层进行重置；
[0026]所述从节点的网络层接收到重置命令后设置NIB中的NXPMODULETYPE属性为未定义并向所述从节点的MAC层发送离网命令；
[0027]所述从节点的MAC层接收到离网命令进行离网操作并向所述从节点的网络层返回离网完成信息；
[0028]所述从节点的网络层接收到离网完成信息后向所述从节点的MAC层发送复位命令；
[0029]所述从节点的MAC层接收到复位命令进行复位操作后向所述从节点的网络层返回复位完成完成信息；
[0030]所述从节点的网络层接收到复位完成信息后通知所述从节点的应用层重置操作完成。
[0031]优选地，所述主节点的MAC层通过无线网络获取离网完成信息后通知所述主节点的网络层所述从节点的离网状态，所述主节点的网络层接收到所述从节点的离网状态后通知所述主节点的应用层将MAT中的所述从节点的对应条目删除。
[0032]优选地，所述从节点的状态包括：“0”表示无效；“1”表示未激活；“2”表示激活；“3”表示有效；
[0033]所述从节点状态变化规则为：
[0034]当所述从节点未接入网络但存在于MAT中时，所述从节点的状态为“3”；
[0035]当网络层与应用终端正常通信时，所述从节点的状态为“2”；
[0036]当网络层与应用终端非正常通信时间超过240MIN，且非正常通信时间按预设步长降低至0MIN时，所述从节点初始状态为“1”；
[0037]当所述从节点不存在于MAT中时，所述从节点的状态为“0”[0038]此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种矿用通信网络维护协议，所述矿用通信网络维护协议的网络层中插入采用如上所述的矿用通信网络维护协议设计方法设计的规则。
[0039]此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种矿用通信系统，所述矿用通信系统采用矿用通信网络进行通信，所述矿用通信网络采用如上所述的矿用通信网络。
[0040]本专利技术包括以下优点：
[0041]1、从节点接入错误网络，可以自动脱离现网络，并自主加入正确网络。
[0042]2、从节点故障(损坏或掉电)，主节点可以在线监测并定位到相应节点，并把损坏节点踢出网络。
[0043]3、主节点自主维护从节点档案，并更新路由。
[0044]以上过程完全不需要人员干预。
附图说明
[0045]图1为本专利技术优选实施例一种矿用通信网络维护协议设计方法流程图；
[0046]图2为网络协议结构图；
[0047]图3为本专利技术优选实施例主节点控制规则时序图；
[0048]图4为本专利技术优选实施例从节点重置规则时序图。
具体实施方式
[0049]下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
[0050]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种矿用通信网络维护协议设计方法，其特征在于，所述矿用通信网络维护协议设计方法包括以下步骤：在矿井中布置通信节点，所述通信节点包括主节点和从节点，建立所述主节点和所述从节点之间的通信网络，所述通信网络的通信协议包括应用层、网络层、链路层、MAC层，以及物理层；其中，所述通信协议的网络层具有主节点控制规则和从节点重置规则以实现矿用通信网络的自维护功能。2.根据权利要求1所述的一种矿用通信网络自维护协议的设计方法，其特征在于，所述主节点控制规则包括：所述主节点查询MAT中所述从节点的状态，若所述从节点状态为“1”，所述主节点将所述从节点踢出所述通信网络。3.根据权利要求1所述的一种矿用通信网络自维护协议设计方法，其特征在于，所述从节点重置规则包括：所述主节点查询SIB中所述从节点的状态，若所述从节点状态为“1”，设置NIB属性中的NXPMODULETYPE属性为未定义，所述从节点离开所述通信网络。4.根据权利要求2所述的一种矿用通信网络维护协议设计方法，其特征在于，所述主节点控制规则中所述主节点将所述从节点踢出所述通信网络的步骤为：所述主节点的应用层发送删除命令通知所述主节点的网络层进行所述从节点删除操作；所述主节点的网络层接收到删除命令后向所述主节点的MAC层发出Kick命令；所述主节点的MAC层通过无线网络将Kick命令传输给所述从节点的MAC层；所述从节点的MAC层接收到Kick命令后向所述从节点的网络层发送离网及复位命令；所述从节点的网络层接收到离网及复位命令后通知所述从节点的应用层进行离网操作并通知所述从节点的MAC层进行复位操作；所述从节点的应用层进行离网操作；所述从节点的MAC层进行复位操作并向所述从节点的网络层返回复位操作完成信息。5.根据权利要求4所述的一种矿用通信网络维护协议设计方法，其特征在于，所述主节点的MAC层发送Kick命令后通知所述主节点的网络层踢出完成；所述主节点的网络层接收到踢出完成信息后通知所述主节点的应用层将MAT中的所述从节点的对应条目删除，从而维护MA...
【专利技术属性】
技术研发人员：谷志茹，陈顺科，
申请(专利权)人：株洲信通智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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