一種基于手機(jī)的盾構(gòu)機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及盾構(gòu)機(jī)數(shù)據(jù)采集的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于手機(jī)的盾構(gòu)機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)支持的環(huán)境下，盾構(gòu)機(jī)施工的歷史數(shù)據(jù)無(wú)法準(zhǔn)確、及時(shí)、可靠的傳送到地面。盾構(gòu)機(jī)在隧道內(nèi)的施工環(huán)境沒(méi)有任何無(wú)線電信號(hào)，種種原因使盾構(gòu)機(jī)與地面在沒(méi)有接入網(wǎng)絡(luò)的情況下，其掘進(jìn)參數(shù)很難收集到地面，目前通常采用人工轉(zhuǎn)存的辦法，其工作繁瑣且可靠性差。一般的盾構(gòu)項(xiàng)目通常采用有線或光纖的方式將隧道內(nèi)盾構(gòu)機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛?，再通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。有線傳輸方式鋪設(shè)線纜及維護(hù)成本較高，并且在小型工程項(xiàng)目和特定客觀條件下難以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于不要求即時(shí)數(shù)據(jù)采集的項(xiàng)目，采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǜ憬?。但是，在現(xiàn)有的盾構(gòu)機(jī)施工中，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)難以在隧道內(nèi)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離通訊。
[0003]無(wú)線路由器在即時(shí)數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用很普遍，但是應(yīng)用于盾構(gòu)機(jī)及類似特殊工況下設(shè)備的巡檢數(shù)據(jù)傳遞和數(shù)據(jù)采集是前所未有的。如何利用無(wú)線路由器搭建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鏈路，將盾構(gòu)機(jī)的數(shù)據(jù)從隧道內(nèi)自動(dòng)地傳遞到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，并且既要保證數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確無(wú)丟失，又要安全、高效無(wú)重復(fù)的采集是現(xiàn)在需要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于手機(jī)的盾構(gòu)機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使用交換機(jī)和無(wú)線路由為手機(jī)提供WiFi信號(hào)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)作為信號(hào)傳輸?shù)闹薪椋瑢?shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，解決了無(wú)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下數(shù)據(jù)文件的傳遞問(wèn)題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于手機(jī)的盾構(gòu)機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括盾構(gòu)上位機(jī)、交換機(jī)、無(wú)線路由器、手機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器；所述盾構(gòu)上位機(jī)、交換機(jī)、無(wú)線路由器設(shè)置在隧道內(nèi)的盾構(gòu)機(jī)上，盾構(gòu)上位機(jī)與交換機(jī)相連接，交換機(jī)與無(wú)線路由器相連接；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器設(shè)置在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，手機(jī)移動(dòng)設(shè)置在隧道內(nèi)、外；所述手機(jī)與交換機(jī)通過(guò)無(wú)線路由器形成的無(wú)線局域網(wǎng)相連接，遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器和手機(jī)通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器對(duì)盾構(gòu)上位機(jī)上的數(shù)據(jù)無(wú)線采集。
[0006]所述盾構(gòu)上位機(jī)設(shè)有至少一個(gè)，盾構(gòu)上位機(jī)均與交換機(jī)相連接。
[0007]所述無(wú)線路由器和手機(jī)均支持IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)線路由器上設(shè)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)，手機(jī)內(nèi)設(shè)有WLAN網(wǎng)絡(luò)模塊和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模塊，WLAN網(wǎng)絡(luò)模塊與無(wú)線路由器上的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)相匹配，手機(jī)通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器。
[0008]所述遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器和手機(jī)上設(shè)有GPRS/3G/4G網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器與手機(jī)通過(guò)GPRS/3G/4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0009]所述交換機(jī)為以太網(wǎng)交換機(jī)。
[0010]所述盾構(gòu)上位機(jī)上設(shè)有盾構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，手機(jī)上設(shè)有手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊，遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器上設(shè)有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述盾構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊相連接，盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊與交換機(jī)相連接；所述交換機(jī)與手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊相連接，手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊與盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊相連接，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連接。
[0011]所述手機(jī)上的手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)UDP協(xié)議與盾構(gòu)上位機(jī)上的盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊實(shí)現(xiàn)握手；所述手機(jī)上的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊通過(guò)UDP協(xié)議與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器上的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)握手。
[0012]其工作方法為:1)盾構(gòu)上位機(jī)上的盾構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采集盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)的狀態(tài)與參數(shù)信息，并將數(shù)據(jù)信息傳送至盾構(gòu)上位機(jī)上的盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；
2)手機(jī)由攜帶者帶入隧道內(nèi)的盾構(gòu)機(jī)附近，打開(kāi)手機(jī)上的WLAN網(wǎng)絡(luò)模塊，WLAN網(wǎng)絡(luò)模塊自動(dòng)搜尋無(wú)線路由器發(fā)出的無(wú)線路由信號(hào)，檢測(cè)到無(wú)線路由信號(hào)后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)鏈路測(cè)試，實(shí)現(xiàn)與無(wú)線路由器的連接；手機(jī)上的手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)UDP協(xié)議向盾構(gòu)上位機(jī)發(fā)出握手信息，盾構(gòu)上位機(jī)的盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊響應(yīng)手機(jī)的握手信息，握手成功；
3)握手成功后，手機(jī)上的數(shù)據(jù)采集模塊根據(jù)自身的數(shù)據(jù)清單向盾構(gòu)上位機(jī)發(fā)出盾構(gòu)數(shù)據(jù)文件獲取列表請(qǐng)求信息，盾構(gòu)上位機(jī)的盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊收到手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的請(qǐng)求信息后將和自身的數(shù)據(jù)清單進(jìn)行比對(duì)，確定需要更新的數(shù)據(jù)文件，并就將這些數(shù)據(jù)文件打包通過(guò)交換機(jī)發(fā)送給手機(jī)上的手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊；
4)手機(jī)上的手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊接收數(shù)據(jù)文件成功后，將即時(shí)通過(guò)UDP協(xié)議向盾構(gòu)上位機(jī)的盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送數(shù)據(jù)文件更新成功信息，并將新采集的數(shù)據(jù)文件信息更新到手機(jī)上的手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊；盾構(gòu)上位機(jī)上的盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊收到數(shù)據(jù)文件更新成功信息后，更新盾構(gòu)上位機(jī)上存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)文件清單；
5)手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊將采集的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至手機(jī)上的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊；
6)手機(jī)被帶到隧道外的GPRS/3G/4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域，手機(jī)上的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模塊測(cè)試與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)鏈路；當(dāng)驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)通訊正常后，手機(jī)上的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊將以UDP協(xié)議向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)出握手信息；遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊響應(yīng)手機(jī)的握手信息，握手成功；
7)手機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器握手成功后，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊根據(jù)自身的數(shù)據(jù)文件清單向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器上的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸信息，遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器上的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊收到數(shù)據(jù)傳輸信息后和自身存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)文件清單進(jìn)行對(duì)比，并將需要采集的數(shù)據(jù)文件信息以UDP協(xié)議發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊；手機(jī)上的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊收到遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器上的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的需要采集的數(shù)據(jù)文件信息后將相關(guān)的數(shù)據(jù)文件由手機(jī)傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器，完成數(shù)據(jù)采集。
[0013]本發(fā)明由交換機(jī)將盾構(gòu)上位機(jī)與無(wú)線路由器通過(guò)以太網(wǎng)連接在一齊，形成無(wú)線WiFi信號(hào)，手機(jī)利用WiFi信號(hào)采集盾構(gòu)上位機(jī)中的數(shù)據(jù)；當(dāng)手機(jī)帶到隧道外時(shí)可通過(guò)GPRS/3G/4G網(wǎng)絡(luò)將采集的盾構(gòu)機(jī)歷史數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉軜?gòu)機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)盾構(gòu)數(shù)據(jù)的無(wú)線采集，從而在無(wú)人工干預(yù)的情況下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸、存檔和校驗(yàn)等工作。本發(fā)明首次將無(wú)線路由器即時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和手機(jī)應(yīng)用于盾構(gòu)機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例具體描述一下本發(fā)明。
[0017]—種基于手機(jī)的盾構(gòu)機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，如圖1所示，包括盾構(gòu)上位機(jī)2、交換機(jī)3、無(wú)線路由器4、手機(jī)5和遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器6，所述盾構(gòu)上位機(jī)2、交換機(jī)3、無(wú)線路由器4設(shè)置在隧道內(nèi)進(jìn)行掘進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)I上。遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器6設(shè)置在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，手機(jī)5移動(dòng)設(shè)置在隧道內(nèi)、外，可以游走于隧道內(nèi)、外。
[0018]盾構(gòu)上位機(jī)2與交換機(jī)3相連接，交換機(jī)3與無(wú)線路由器4相連接。盾構(gòu)上位機(jī)2設(shè)有至少一個(gè)，所有的盾構(gòu)上位機(jī)2均可以通過(guò)交換機(jī)3傳輸數(shù)據(jù)。交換機(jī)3為以太網(wǎng)交換機(jī)，無(wú)線路由器4形成無(wú)線局域網(wǎng)?，F(xiàn)有主流的無(wú)線路由器4都支持IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，具有一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)，即無(wú)線AP功能。通過(guò)設(shè)置無(wú)線路由器4的無(wú)線AP功能，組建一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)線路由器的WiFi信號(hào)。
[0019]手機(jī)5為當(dāng)前主流的智能手機(jī)，支持IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)。手機(jī)5設(shè)有WLAN網(wǎng)絡(luò)模塊和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模塊，WLAN網(wǎng)絡(luò)模塊可以自動(dòng)搜尋到盾構(gòu)機(jī)I上的無(wú)線路由器4發(fā)出無(wú)線路由信號(hào)，并連接到無(wú)線路由器4的無(wú)線局域網(wǎng)中，無(wú)線局域網(wǎng)內(nèi)設(shè)有無(wú)線路由信號(hào)(無(wú)線WiFi信號(hào))，手機(jī)5上WLAN網(wǎng)絡(luò)模塊檢測(cè)到無(wú)線WiFi信號(hào)后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)鏈路測(cè)試。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模塊測(cè)試與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)服務(wù)器6的網(wǎng)絡(luò)鏈路，實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器6的連接。手機(jī)5上的WLAN網(wǎng)絡(luò)模塊與無(wú)線路由器4的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)相匹配，手機(jī)5通過(guò)WLAN網(wǎng)絡(luò)模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線WLAN上網(wǎng)，打開(kāi)手機(jī)5的WLAN網(wǎng)絡(luò)模塊，在無(wú)線路由器4的信號(hào)發(fā)送范圍內(nèi)搜索到無(wú)線路由器4設(shè)置的無(wú)線局域網(wǎng)，手機(jī)5可以加入到該無(wú)線局域網(wǎng)。因此，手機(jī)5和交換機(jī)3之間通過(guò)無(wú)線路由器4提供的WiFi信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器6和手機(jī)5通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模塊相連接，間接地實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器6對(duì)隧道內(nèi)盾構(gòu)機(jī)I的遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)米集。
[0020]盾構(gòu)上位機(jī)2上還設(shè)有盾構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，手機(jī)5內(nèi)還設(shè)有手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊，遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器6設(shè)有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。如圖2所示，盾構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊相連接，盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊與交換機(jī)3相連接。交換機(jī)3與手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊相連接，手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊與盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊相連接，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊相連接，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連接。
[0021]盾構(gòu)上位機(jī)2與設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)I上的各個(gè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連接，盾構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊可以采集盾構(gòu)機(jī)I掘進(jìn)時(shí)的狀態(tài)與參數(shù)信息。例如，推進(jìn)系統(tǒng)的刀盤參數(shù)、導(dǎo)向系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、泡沫系統(tǒng)等各個(gè)系統(tǒng)傳感器參數(shù)值和消耗品統(tǒng)計(jì)值以及盾構(gòu)機(jī)I的報(bào)警信息等數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在盾構(gòu)上位機(jī)I上。一般地，盾構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊將這些信息以天為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)存貯，一天的掘進(jìn)歷史數(shù)據(jù)為一個(gè)數(shù)據(jù)文件，這些數(shù)據(jù)文件將被存貯到指定的目錄中，從而便于進(jìn)行收集和傳輸。盾構(gòu)上位機(jī)2的盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊與手機(jī)5上手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊相匹配。在手機(jī)5與無(wú)線路由器4建立WiFi信號(hào)實(shí)現(xiàn)通訊后，手機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，并使盾構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊向手機(jī)發(fā)送請(qǐng)求的數(shù)據(jù)文件。
[0022]手機(jī)5在有電話卡通信信號(hào)的環(huán)境中打開(kāi)GPRS/3G/4G網(wǎng)絡(luò)后，連接到了公共移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，而遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器6也接入到了公共移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，這樣通過(guò)公共移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在手機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器6之間建立了網(wǎng)絡(luò)。手機(jī)5的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器6上的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊向匹配，手機(jī)5中遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊通過(guò)公共移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將及時(shí)的將手機(jī)5獲取的盾構(gòu)數(shù)據(jù)信息上傳到遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器6上的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊將數(shù)據(jù)傳送至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)。因此，手機(jī)5可以實(shí)現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)下的數(shù)據(jù)傳輸功