基于TSN的矿井巡检机器人通信系统及其通信方法技术方案

本发明专利技术公开了基于TSN的矿井巡检机器人通信系统及其通信方法，基于TSN的矿井巡检机器人通信系统使用了5G通信技术，并且将TSN网络在矿井巡检场景中进行了落地，从而基于TSN网络提升了矿井巡检结果的有效性和可靠度。络提升了矿井巡检结果的有效性和可靠度。络提升了矿井巡检结果的有效性和可靠度。

【技术实现步骤摘要】
基于TSN的矿井巡检机器人通信系统及其通信方法


[0001]本专利技术涉及矿井巡检领域，尤其涉及基于TSN的矿井巡检机器人通信系统及其通信方法。

技术介绍

[0002]时间敏感网络(TSN：Time Sensitive Networking)指的是IEEE802.1工作组中的TSN任务组正在开发的一套协议标准。该标准定义了以太网数据传输的时间敏感机制，为标准以太网增加了确定性和可靠性，以确保以太网能够为关键数据的传输提供稳定一致的服务级别。通过在矿井巡检场景中引入TSN网络，可以进一步提升矿井巡检结果的有效性和可靠度。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了基于TSN的矿井巡检机器人通信系统及其通信方法。
[0004]本申请实施例第一方面，提供基于TSN的矿井巡检机器人通信系统，所述通信系统包括：
[0005]多个矿井巡检机器人，每一所述矿井巡检机器人包括运动组件、运动控制组件、图像采集组件和信号发射组件，其中，所述运动控制组件用于控制所述运动组件在矿井内部沿预设路径自动移动，所述图像采集组件用于采集所述矿井内部的图像信息，所述信号发射组件用于基于所述图像信息生成对应的发送序列，并向距离所述矿井巡检机器人最近的预设信号转接点传输所述发送序列；
[0006]多个预设信号转接点，每一所述预设信号转接点自身对应唯一的巡检数据处理网，所述巡检数据处理网包括多个预设信号转接点和唯一一个数据处理网元，每一所述预设信号转接点用于向对应的数据处理网元发送接收到的信息；所述巡检数据处理网内部使用5G标准通信；
[0007]每一所述数据处理网元与对应的第一转换器通信连接，所述第一转换器用于完成所述数据处理网元与对应的第一TSN交换机之间的协议转换，所述第一TSN交换机输出的数据经由TSN网络达到第二TSN交换机，所述第二TSN交换机与数据处理中心之间设置有第二转换器，所述第二转换器用于实现协议逆转换。
[0008]在一个实施例中，所述矿井巡检机器人内设置有多个发射天线，所述信号发射组件用于支持所述多个发射天线各自独立发射信号，允许多个所述发射天线同时发送信号。
[0009]在一个实施例中，每一所述巡检数据处理网包括固定采集点、数据传输点、预设信号转接点和数据处理网元，所述固定采集点通过所述数据传输点或所述预设信号转接点向所述数据处理网元传输数据，所述固定采集点设置于矿井内部，用于采集所述矿井内部的物理信息。
[0010]本申请实施例第二方面，提供一种通信方法，所述通信方法基于前述的基于TSN的矿井巡检机器人通信系统实施，所述方法包括由任一所述矿井巡检机器人执行下述操作：
[0011]确定基础序列i的取值范围为从1到ST的整数，由多个QAM符号组成，并且任一QAM符号处于Discrete affine Fourier transform domain，ST为所述矿井巡检机器人的发射天线数；
[0012]确定行数为SR，列数为ST的矩阵M中每一元素m
mn
对应的值，其中，SR为对应的预设信号转接点的接收天线数，其中，C表示由所述矿井巡检机器人与所述预设信号转接点组成的系统对应的时延参数，表示由所述矿井巡检机器人与所述预设信号转接点组成的系统对应的频移参数；
[0013]基于基础序列和矩阵M确定发送序列，并向所述预设信号转接点传输所述发送序列。
[0014]在一个实施例中，所述基于基础序列和矩阵M确定发送序列，并向所述预设信号转接点传输所述发送序列，包括：
[0015]针对每一个序号i，将矩阵M中列元素为序号i的元素的最大值，确定为序号i对应的参考指标参数I
i
，将所述基础序列中对应的位置作为第一位置；
[0016]将所述基础序列中属于区间并且不属于所述第一位置的其他位置，确定为第二位置；
[0017]在所述基础序列中，第一位置插入导频符号，在所述第二位置插入保护符号，在其他位置插入有效信息，得到对应的发送序列，并向所述预设信号转接点传输所述发送序列。
[0018]在一个实施例中，所述确定基础序列之前，所述通信方法还包括：
[0019]图像采集组件获取到图像信息，对所述图像信息进行无损压缩处理，得到压缩后的目标图像信息。
[0020]在一个实施例中，所述在所述基础序列中，第一位置插入导频符号，在所述第二位置插入保护符号，在其他位置插入有效信息，得到对应的发送序列，并向所述预设信号转接点传输所述发送序列之前，所述通信方法还包括：基于所述目标图像信息确定所述有效信息。
[0021]在一个实施例中，所述通信方法还包括：
[0022]所述预设信号转接点基于获取到的序列恢复所述目标图像信息，将所述目标图像信息传输至对应的数据处理网元。
[0023]本申请实施例公开了基于TSN的矿井巡检机器人通信系统及其通信方法，基于TSN的矿井巡检机器人通信系统使用了5G通信技术，并且将TSN网络在矿井巡检场景中进行了落地，从而基于TSN网络提升了矿井巡检结果的有效性和可靠度。
附图说明
[0024]图1是本专利技术提供的基于TSN的矿井巡检机器人通信系统的框架示意图；
[0025]图2是本专利技术提供的通信方法流程图；
[0026]图3是本专利技术提供的发送序列确定方法示意图。
具体实施方式
[0027]需要首先提出的是，本申请实施例对于重点内容进行重点阐述，对于本申请实施例并未阐述的内容均是本领域技术人员可以根据现有技术可以在不付出创造性劳动的情况下所获知的，因此并不会影响本申请实施例的实施。以及执行任何数据处理的时候使用的数据除了本申请实施例特别提出的之外，也必然包括可以基于数据处理动作和数据处理结果可以毫无疑义确定的其他数据，或者本领域技术人员根据现有技术可以在不付出创造性劳动的情况下即可确定出的其他数据，比如未详细言明的位置信息、时间信息、网络地址信息等，这些可以被视为是隐含公开内容。
[0028]本专利技术实施例公开了基于TSN的矿井巡检机器人通信系统，该系统中各种类型的节点各司其职，从而自动化完成矿井巡检任务。请参考图1，其示出基于TSN的矿井巡检机器人通信系统的框架示意图。该系统首先包括多个矿井巡检机器人，每一所述矿井巡检机器人包括运动组件、运动控制组件、图像采集组件和信号发射组件，其中，所述运动控制组件用于控制所述运动组件在矿井内部沿预设路径自动移动，所述图像采集组件用于采集所述矿井内部的图像信息，所述信号发射组件用于基于所述图像信息生成对应的发送序列，并向距离所述矿井巡检机器人最近的预设信号转接点传输所述发送序列。本申请实施例中运动控制组件的控制逻辑、预设路径的设置和图像信息的采集控制都可以使用现有技术，本申请实施例不做赘述。
[0029]该系统还包括多个预设信号转接点，每一所述预设信号转接点自身对应唯一的巡检数据处理网，所述巡检数据处理网包括多个预设信号转接点和唯一一个数据处理网元，每一所述预设信号转接点用于向对应的数据处理网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于TSN的矿井巡检机器人通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：多个矿井巡检机器人，每一所述矿井巡检机器人包括运动组件、运动控制组件、图像采集组件和信号发射组件，其中，所述运动控制组件用于控制所述运动组件在矿井内部沿预设路径自动移动，所述图像采集组件用于采集所述矿井内部的图像信息，所述信号发射组件用于基于所述图像信息生成对应的发送序列，并向距离所述矿井巡检机器人最近的预设信号转接点传输所述发送序列；多个预设信号转接点，每一所述预设信号转接点自身对应唯一的巡检数据处理网，所述巡检数据处理网包括多个预设信号转接点和唯一一个数据处理网元，每一所述预设信号转接点用于向对应的数据处理网元发送接收到的信息；所述巡检数据处理网内部使用5G标准通信；每一所述数据处理网元与对应的第一转换器通信连接，所述第一转换器用于完成所述数据处理网元与对应的第一TSN交换机之间的协议转换，所述第一TSN交换机输出的数据经由TSN网络达到第二TSN交换机，所述第二TSN交换机与数据处理中心之间设置有第二转换器，所述第二转换器用于实现协议逆转换。2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述矿井巡检机器人内设置有多个发射天线，所述信号发射组件用于支持所述多个发射天线各自独立发射信号，允许多个所述发射天线同时发送信号。3.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，每一所述巡检数据处理网包括固定采集点、数据传输点、预设信号转接点和数据处理网元，所述固定采集点通过所述数据传输点或所述预设信号转接点向所述数据处理网元传输数据，所述固定采集点设置于矿井内部，用于采集所述矿井内部的物理信息。4.一种通信方法，其特征在于，所述通信方法基于权利要求1
‑
3中任意一项所述的基于TSN的矿井巡检机器人通信系统实施，所述方法包括由任一所述矿井巡检机器人执行下述操作：确定基础序列i的取值范围为从1到ST的整数，由多个QAM符号组成，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建军，张庆铭，
申请(专利权)人：浙江华络通信设备有限公司，
类型：发明
国别省市：