基于5G网络回传的矿井巡检方法及矿井巡检装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于5G网络回传的矿井巡检方法及矿井巡检装置，通过对5G矿井巡检网络进行结构设计和分类设计，保证了各个节点的负载均衡，不同类型节点之间的高度功能性解耦，对节点的位置和类型分布都提出了约束方式从而确保矿井巡检网络可以在提供强大的数据处理能力以及数据通信能力的基础上，最大限度降低通信成本，尤其适用于矿井巡检领域。尤其适用于矿井巡检领域。尤其适用于矿井巡检领域。

【技术实现步骤摘要】
基于5G网络回传的矿井巡检方法及矿井巡检装置


[0001]本专利技术涉及矿井5G移动无线网络的回传网设计领域，尤其涉及基于5G网络回传的矿井巡检方法及矿井巡检装置。

技术介绍

[0002]5G技术要求对于网络吞吐量，端到端时延都提出了更高要求，并且随着软件定义网络和分布式计算的发展，相关技术提出了将上层功能下沉到网络边缘，从而提供更靠近用户的数据处理能力以及数据存储能力的构想，也就是依赖于边缘计算降低网络传输的整体压力，即通过多边接入边缘计算(MEC，Multi
‑
access Edge Computing)缩短端到端传输距离。但是边缘计算技术较为新颖，成熟度也并不高，尤其是将其与实际的应用场景适配环节，需要根据MEC相关理论进行具体的落地，目前在矿井巡检领域尚缺乏成熟的落地方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了基于5G网络回传的矿井巡检方法及矿井巡检装置，从而提供一种应用于在矿井巡检领域下成熟可用的巡检方案。
[0004]本申请实施例第一方面，提供基于5G网络回传的矿井巡检方法，所述方法包括：
[0005]激活5G矿井巡检网络，所述5G矿井巡检网络包括多个移动巡检节点、多个固定巡检节点、多个第一预设节点、多个第二预设节点、多个巡检数据处理节点、多个第一类边缘计算节点和至少一个第二类边缘计算节点，其中，所述移动巡检节点配置于在矿井中移动的矿井巡检车辆，所述固定巡检节点固设于矿井内部，所述5G矿井巡检网络中具备通信连接关系的任意两个节点之间基于5G技术进行通信；
[0006]任一所述移动巡检节点执行下述操作：
[0007]按照第一预设频率采集图像信息，将对所述图像信息的处理结果传输至距离所述矿井巡检车辆最近的第一预设节点；
[0008]所述第一预设节点将所述处理结果传输至所述巡检数据处理节点。
[0009]在一个具体的实施方式中，所述方法还包括：
[0010]任一所述固定巡检节点执行下述操作：
[0011]按照第二预设频率采集对应的物理信号，将所述物理信号进行预处理，并将预处理结果经由可选择路径传输至对应的巡检数据处理节点。
[0012]在一个具体的实施方式中，所述5G矿井巡检网络不存在孤立节点，并且任意时刻下任一所述移动巡检节点有自身唯一对应的一个第一预设节点，任一所述第一预设节点有自身唯一对应的一个巡检数据处理节点，任一所述固定巡检节点对应唯一一个第一预设节点和唯一一个第二预设节点，任一巡检数据处理节点对应至少一个第二预设节点，每一所述第二预设节点有自身唯一对应的一个巡检数据处理节点，任一所述第一类边缘计算节点对应至少一个巡检数据处理节点，每一所述巡检数据处理节点有自身唯一对应的一个第一类边缘计算节点，任一所述第二类边缘计算节点对应多个第一类边缘计算节点，每一所述
第一类边缘计算节点有自身唯一对应的一个第二类边缘计算节点。
[0013]在一个具体的实施方式中，所述方法还包括：
[0014]任一所述巡检数据处理节点执行下述操作：
[0015]按照第三预设频率提取获取到的目标数据，所述目标数据包括图像信息处理结果和/或物理信号预处理结果；
[0016]对所述目标数据进行封装处理，将封装包发送至对应的第一类边缘计算节点，并且删除本地的所述封装包和所述目标数据；
[0017]任一所述第一类边缘计算节点执行下述操作：
[0018]按照第四预设频率提取获取到的封装包，根据封装包来源进行封装包分类，将封装包分类结果传输至对应的第二类边缘计算节点。在一个具体的实施方式中，所述方法还包括：
[0019]任一所述第二类边缘计算节点执行下述操作：
[0020]实时对获取到的数据包进行数据融合，得到每一数据包对应的数据融合结果；
[0021]对所述数据融合结果进行边缘计算处理；
[0022]向所述数据融合结果对应的封装包来源反馈边缘计算结果。
[0023]在一个具体的实施方式中，所述5G矿井巡检网络中每一巡检数据处理节点对应于一个巡检基础单元，所述巡检基础单元包括巡检数据处理节点以及最终将数据传输至该巡检数据处理节点的各其他节点，所述巡检基础单元中有S0个节点为第一预设节点，S1个其他类型的节点，所述巡检基础单元对应的通信状态矩阵可以被表示为一个(S0+S1)行，S0列的矩阵M，对于矩阵M的任意通信状态元素m
ij
而言，只有当下标为i的节点中的数据经由下标为j的第一预设节点进行传输的情况下m
ij
才能取值为1，否则为0。
[0024]在一个具体的实施方式中，确定各节点组分别对应的目标链路长度，具体步骤包括，针对任意节点组(Note
i
,Note
j
)，分别确定节点组(Note
i
,Note
j
)对应的第一链路以及节点组(Note
i
,Note
j
)对应的第二链路，所述第一链路为下标为i的节点经由下标为j的第一预设节点将数据传输至巡检数据处理节点的耗能最低链路，所述第二链路为所述下标为i的节点在不经由下标为j的第一预设节点将数据传输至巡检数据处理节点的耗能最低链路；将所述第一链路和所述第二链路中的最短链路长度确定为所述节点组(Note
i
,Note
j
)对应的目标链路长度；
[0025]针对任一节点组(Note
i
,Note
j
)，在所述通信状态矩阵中查询对应的通信状态元素m
ij
；将所述通信状态元素m
ij
和节点组(Note
i
,Note
j
)对应的目标链路长度的乘积确定为所述节点组(Note
i
,Note
j
)的指标耗能参数；
[0026]以各节点组分别对应的指标耗能参数总和最小化为约束条件，部署所述巡检基础单元。
[0027]本申请实施例的第二方面，提供基于5G网络回传的矿井巡检装置，所述装置包括5G矿井巡检网络和矿井巡检车辆，所述装置执行上述方法。
[0028]本申请实施例通过对5G矿井巡检网络进行结构设计和分类设计，保证了各个节点的负载均衡，不同类型节点之间的高度功能性解耦，对节点的位置和类型分布都提出了约束方式从而确保矿井巡检网络可以在提供强大的数据处理能力以及数据通信能力的基础上，最大限度降低通信成本，尤其适用于矿井巡检领域。
附图说明
[0029]图1是本专利技术提供的5G矿井巡检网络多类型节点的示意图；
[0030]图2是本专利技术提供的5G矿井巡检网络的数据传输示意图。
具体实施方式
[0031]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，因此并不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于5G网络回传的矿井巡检方法，其特征在于，所述方法包括：激活5G矿井巡检网络，所述5G矿井巡检网络包括多个移动巡检节点、多个固定巡检节点、多个第一预设节点、多个第二预设节点、多个巡检数据处理节点、多个第一类边缘计算节点和至少一个第二类边缘计算节点，其中，所述移动巡检节点配置于在矿井中移动的矿井巡检车辆，所述固定巡检节点固设于矿井内部，所述5G矿井巡检网络中具备通信连接关系的任意两个节点之间基于5G技术进行通信；任一所述移动巡检节点执行下述操作：按照第一预设频率采集图像信息，将对所述图像信息的处理结果传输至距离所述矿井巡检车辆最近的第一预设节点；所述第一预设节点将所述处理结果传输至所述巡检数据处理节点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：任一所述固定巡检节点执行下述操作：按照第二预设频率采集对应的物理信号，将所述物理信号进行预处理，并将预处理结果经由可选择路径传输至对应的巡检数据处理节点；不同的固定巡检节点采集的物理信号相同或不同。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述5G矿井巡检网络不存在孤立节点，并且任意时刻下任一所述移动巡检节点有自身唯一对应的一个第一预设节点，任一所述第一预设节点有自身唯一对应的一个巡检数据处理节点，任一所述固定巡检节点对应唯一一个第一预设节点和唯一一个第二预设节点，任一巡检数据处理节点对应至少一个第二预设节点，每一所述第二预设节点有自身唯一对应的一个巡检数据处理节点，任一所述第一类边缘计算节点对应至少一个巡检数据处理节点，每一所述巡检数据处理节点有自身唯一对应的一个第一类边缘计算节点，任一所述第二类边缘计算节点对应多个第一类边缘计算节点，每一所述第一类边缘计算节点有自身唯一对应的一个第二类边缘计算节点。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：任一所述巡检数据处理节点执行下述操作：按照第三预设频率提取获取到的目标数据，所述目标数据包括图像信息处理结果和/或物理信号预处理结果；对所述目标数据进行封装处理，将封装包发送至对应的第一类边缘计算节点，并且删除本地的所述封装包和所述目标数据；任一所述第一类边缘计算节点执行下述操作：按照第四预设频率提取获取到的封装包，根据封装包来源进行封装包分类，将封装包分类结果传输至对应的第二类边缘计算节点。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：任一所述第二类边缘计算节点执行下述操作：实时对获取到的数据包进行数据融合，得到每一数据包对应的数据融合结果...

【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：