[发明专利]一种基于手机的盾构机无线数据采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及盾构机数据采集的技术领域，具体涉及一种基于手机的盾构机无线数据采集系统。

背景技术

在没有网络支持的环境下，盾构机施工的历史数据无法准确、及时、可靠的传送到地面。盾构机在隧道内的施工环境没有任何无线电信号，种种原因使盾构机与地面在没有接入网络的情况下，其掘进参数很难收集到地面，目前通常采用人工转存的办法，其工作繁琐且可靠性差。一般的盾构项目通常采用有线或光纤的方式将隧道内盾构机的数据传输到地面，再通过互联网将数据发送到远程监控中心。有线传输方式铺设线缆及维护成本较高，并且在小型工程项目和特定客观条件下难以实现。对于不要求即时数据采集的项目，采用无线数据传输的方法更便捷。但是，在现有的盾构机施工中，无线网络传输数据难以在隧道内实现长距离通讯。

无线路由器在即时数据传输中的应用很普遍，但是应用于盾构机及类似特殊工况下设备的巡检数据传递和数据采集是前所未有的。如何利用无线路由器搭建无线网络链路，将盾构机的数据从隧道内自动地传递到远程监控中心，并且既要保证数据完整、准确无丢失，又要安全、高效无重复的采集是现在需要解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于手机的盾构机无线数据采集系统，使用交换机和无线路由为手机提供WiFi信号，通过互联网作为信号传输的中介，实现非实时数据采集，解决了无网络环境下数据文件的传递问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种基于手机的盾构机无线数据采集系统，包括盾构上位机、交换机、无线路由器、手机和远程监控服务器；所述盾构上位机、交换机、无线路由器设置在隧道内的盾构机上，盾构上位机与交换机相连接，交换机与无线路由器相连接；所述远程监控服务器设置在远程监控中心，手机移动设置在隧道内、外；所述手机与交换机通过无线路由器形成的无线局域网相连接，远程监控服务器和手机通过移动网络相连接，实现远程监控服务器对盾构上位机上的数据无线采集。

所述盾构上位机设有至少一个，盾构上位机均与交换机相连接。

所述无线路由器和手机均支持IEEE802.11标准，无线路由器上设有无线网络的接入点，手机内设有WLAN网络模块和移动网络模块，WLAN网络模块与无线路由器上的无线网络接入点相匹配，手机通过移动网络与远程监控服务器。

所述远程监控服务器和手机上设有GPRS/3G/4G网络，远程监控服务器与手机通过GPRS/3G/4G网络实现数据传输。

所述交换机为以太网交换机。

所述盾构上位机上设有盾构数据存储模块和盾构数据发送模块，手机上设有手机数据采集模块、远程数据传输模块，远程监控服务器上设有远程数据采集模块和远程数据存储模块；所述盾构数据存储模块与盾构数据发送模块相连接，盾构数据发送模块与交换机相连接；所述交换机与手机数据采集模块相连接，手机数据采集模块与盾构数据发送模块、远程数据传输模块相连接，远程数据传输模块与远程数据采集模块相连接，远程数据采集模块与远程数据存储模块相连接。

所述手机上的手机数据采集模块通过UDP协议与盾构上位机上的盾构数据发送模块实现握手；所述手机上的远程数据传输模块通过UDP协议与远程监控服务器上的远程数据采集模块实现握手。

其工作方法为：1）盾构上位机上的盾构数据存储模块采集盾构机掘进时的状态与参数信息，并将数据信息传送至盾构上位机上的盾构数据发送模块；

2）手机由携带者带入隧道内的盾构机附近，打开手机上的WLAN网络模块，WLAN网络模块自动搜寻无线路由器发出的无线路由信号，检测到无线路由信号后进行网络链路测试，实现与无线路由器的连接；手机上的手机数据采集模块通过UDP协议向盾构上位机发出握手信息，盾构上位机的盾构数据发送模块响应手机的握手信息，握手成功；

3）握手成功后，手机上的数据采集模块根据自身的数据清单向盾构上位机发出盾构数据文件获取列表请求信息，盾构上位机的盾构数据发送模块收到手机数据采集模块发送的请求信息后将和自身的数据清单进行比对，确定需要更新的数据文件，并就将这些数据文件打包通过交换机发送给手机上的手机数据采集模块；

4）手机上的手机数据采集模块接收数据文件成功后，将即时通过UDP协议向盾构上位机的盾构数据发送模块发送数据文件更新成功信息，并将新采集的数据文件信息更新到手机上的手机数据采集模块；盾构上位机上的盾构数据发送模块收到数据文件更新成功信息后，更新盾构上位机上存储的历史数据文件清单；