一种巷道无线冗余中继环形网络系统单元和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种巷道无线冗余中继环形网络系统单元以及系统，包括用于监测无线基站和无线接入终端的运行状态和传输的数据，并对网络系统内的设备进行管理的基站管理器，用于传输用户端与无线基站之间的用户数据的无线接入终端，用于接收用户数据，并在判定用户数据为第一次接收的数据时向无线基站的信号覆盖区域内的无线基站和/或无线接入终端进行转发的无线基站，多个无线基站依次布置形成首尾相接的环形网络；相邻两个无线基站的距离小于或等于无线基站的信号覆盖区域半径的1/2。该环形网络系统单元使得一个或多个无线基站出现故障时，该巷道无线冗余中继环形网络系统仍可以正常通信，保证了施工进度和施工安全。保证了施工进度和施工安全。保证了施工进度和施工安全。

【技术实现步骤摘要】
一种巷道无线冗余中继环形网络系统单元和系统


[0001]本专利技术涉及巷道无线通信
，具体涉及一种巷道无线冗余中继环形网络系统单元及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着矿山、地铁、隧道等各种巷道的不断开发建设，面向工业应用的移动终端种类和数量也越来越多，巷道无线通信技术越来越受到人们的关注。巷道环境空间狭长闭塞，弯曲起伏，导致无线信号衰减较大，因此在巷道中实现远距离无线覆盖难度较大。目前，巷道内的无线覆盖方式主要采用多个无线小基站分段覆盖，无线基站通过光缆连接至中心基站，无线终端在多个小基站之间无线漫游。这种无线星形组网方式，网络结构简单，安装复杂，维护难度较大，尤其是矿山井下作业区域进行变动的时候，无线基站就要不断拆除，再重新布置，从而增加设备维护工作量，降低了系统可靠性。尤其是当其中一个或多个基站出现故障时，将导致整个网络无法通信，影响施工进度和施工安全。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出了一种巷道无线冗余中继环形网络系统单元，解决了现有无线网络系统因出现一个或多个无线基站出现故障而会导致整个网络无法通信的问题。
[0004]本专利技术采用的技术手段如下：
[0005]一种巷道无线冗余中继环形网络系统单元，包括基站管理器、无线接入终端以及多个无线基站；
[0006]所述基站管理器，用于监测无线基站和无线接入终端的运行状态和传输的数据，并对网络系统内的设备进行管理；
[0007]所述无线接入终端，用于传输用户端与无线基站之间的用户数据；
[0008]所述无线基站，用于接收所述用户数据，并在判定所述用户数据为第一次接收的数据时向所述无线基站的信号覆盖区域内的无线基站和/或无线接入终端进行转发；
[0009]多个所述无线基站依次布置形成首尾相接的环形网络；
[0010]相邻两个所述无线基站的距离小于或等于所述无线基站的信号覆盖区域半径的1/2。
[0011]进一步地，所述无线基站还用于在判定所述用户数据为第一次接收的数据时延时设定时间T后向所述无线基站的信号覆盖区域内的无线基站和/或无线接入终端进行转发。
[0012]进一步地，所述设定时间T为：
[0013][0014]式中，M为接收到当前用户数据的无线基站的编号，M0为发出当前用户数据的无线基站的编号，T0由公式(2)进行计算：
[0015][0016]式中，k为无线基站的数量，L为数据包长度，D为数据包时间间隔，V为空中通讯速率。
[0017]一种巷道无线冗余中继环形网络系统，包括多个本专利技术公开的巷道无线冗余中继环形网络系统单元，多个所述巷道无线冗余中继环形网络系统单元依次布置形成首尾相接的环形网络。
[0018]进一步地，相邻两个所述巷道无线冗余中继环形网络系统单元中包括至少一对通过通信线缆连接的无线基站。
[0019]进一步地，相邻两个所述巷道无线冗余中继环形网络系统单元包括至少一对通过无线连接的无线基站。
[0020]进一步地，相邻两个所述巷道无线冗余中继环形网络系统单元包括至少一个通过通信线缆或无线连接的无线基站。
[0021]与现有技术比较，本专利技术所述的巷道无线冗余中继环形网络系统单元具有以下优点，由于具有多个无线基站，多个所述无线基站依次布置形成首尾相接的环形网络，相邻两个所述无线基站的距离小于或等于所述无线基站的信号覆盖区域半径的1/2，使得一个或多个无线基站出现故障时，该巷道无线冗余中继环形网络系统仍可以正常通信，保证了施工进度和施工安全。
附图说明
[0022]图1为本专利技术公开的巷道无线冗余中继环形网络系统单元的示意图；
[0023]图2为本专利技术公开的巷道无线冗余中继环形网络系统单元中一个或多个无线基站信号出现故障后用户数据传输的示意图；
[0024]图3为本专利技术公开的基站管理器/无线基站的结构原理图；
[0025]图4为本专利技术公开的无线接入终端的结构原理图；
[0026]图5为本专利技术公开的巷道无线冗余中继环形网络系统的第一种实施例的结构示意图；
[0027]图6为本专利技术公开的巷道无线冗余中继环形网络系统的第二种实施例的结构示意图；
[0028]图7为本专利技术公开的巷道无线冗余中继环形网络系统的第三种实施例的结构示意图；
[0029]图8为本专利技术公开的巷道无线冗余中继环形网络系统的第二种实施例的中一个或多个无线基站出现故障时用户数据传输的示意图。
[0030]图中：1、基站管理器，2、无线接入终端，20、无线收发单元，21、MCU处理器单元，22、通讯接口单元，23、电源管理单元，24、无线接入终端显示单元，3、无线基站，30、无中心分布式冗余无线收发T/R单元，31、无中心分布式冗余处理器MCU单元,32、冗余通讯接口COM单元,33、冗余电源管理单元,34、无线基站显示单元。
具体实施方式
[0031]如图1和图2所示为一种巷道无线冗余中继环形网络系统单元，包括基站管理器1、无线接入终端2以及多个无线基站3；
[0032]所述基站管理器1，用于监测无线基站和无线接入终端的运行状态和传输的数据，并对网络系统内的设备进行管理；
[0033]所述无线接入终端2，用于传输用户端与无线基站之间的用户数据；
[0034]所述无线基站3，用于接收所述用户数据，并在判定所述用户数据为第一次接收的数据时向所述无线基站的信号覆盖区域内的无线基站和/或无线接入终端进行转发；
[0035]多个所述无线基站依次布置形成首尾相接的环形网络；
[0036]相邻两个所述无线基站的距离小于或等于所述无线基站的信号覆盖区域半径的1/2。
[0037]具体地，如图3所示，无线基站是构建本专利技术所述环形网络的关键装置，由硬件电路和嵌入式软件构成。硬件电路由无中心分布式冗余处理器MCU单元31、无中心分布式冗余无线收发T/R单元30、冗余通讯接口COM单元32、冗余电源管理单元33和无线基站显示单元34等。无线收发单元实现无线基站之间的无线互联，无线收发单元T/R-1～T/R-n工作时须采用频分复用、时分复用或者码分复用方式，相互之间不能产生干扰，工作方式由MCU控制。通讯接口单元可以实现多环组网方式无线基站之间的有线连接，显示单元显示与本机有关的信息，嵌入式软件由C语言编写的硬件驱动程序和网络通讯协议组成。
[0038]从图中的硬件结构看出，无中心分布式冗余处理器单元包含n个并列的MCU处理器，此n个MCU没有中心，实现的功能相同，而且互为备份，形成冗余MCU，同时，无中心分布式冗余无线收发单元T/R，此n个T/R没有中心，实现的功能相同，而且互为备份，形成冗余T/R，冗余通讯接口单元具有两个相同的通讯接口COM-A和COM-B，这两个接口并行工作，互为备份，形成冗余接口。每个MCU均可以通过SPI总线和UART总线控制T/R-1～T/R-n和COM-A/B，每个T/R均可通过SPI总线受MCU-1～MCU-n控制，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种巷道无线冗余中继环形网络系统单元，其特征在于：包括基站管理器、无线接入终端以及多个无线基站；所述基站管理器，用于监测无线基站和无线接入终端的运行状态和传输的数据，并对网络系统内的设备进行管理；所述无线接入终端，用于传输用户端与无线基站之间的用户数据；所述无线基站，用于接收所述用户数据，并在判定所述用户数据为第一次接收的数据时向所述无线基站的信号覆盖区域内的无线基站和/或无线接入终端进行转发；多个所述无线基站依次布置形成首尾相接的环形网络；相邻两个所述无线基站的距离小于或等于所述无线基站的信号覆盖区域半径的1/2。2.根据权利要求1所述的巷道无线冗余中继环形网络系统单元，其特征在于：所述无线基站还用于在判定所述用户数据为第一次接收的数据时延时设定时间T后向所述无线基站的信号覆盖区域内的无线基站和/或无线接入终端进行转发。3.根据权利要求2所述的巷道无线冗余中继环形网络系统单元，其特征在于：所述设定时间T为：式中，M为接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，李者，郭培新，
申请(专利权)人：大连金盛义电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：