[發明專利]一種針對水電工程施工質量實時監控系統的混合通信系統

在審

• 申請號: 201810278325.4
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108322553A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 王曉玲;劉明輝;禹旺;佟大威;吳斌平
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W4/38;H04W4/80
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉子文

1.一種針對水電工程施工質量實時監控系統的混合通信系統，其特征在于，包括采用電信運營商的公用無線數傳通訊方式的公用網絡，還搭建有工區自建網絡，所述工區自建網絡包括壩區無線通訊網絡和工區無線通訊網絡；

所述壩區無線通訊網絡僅限于在水電工程壩體施工區范圍內使用，由流動站設備、基準站與定位補償系統、網絡系統、信號轉換中繼站和數據庫服務器組成，所述流動站設備包括安裝于施工機械上的衛星定位設備、傳感器設備、數據處理設備和運輸機械上的集成無線射頻(RFID)設備，所述數據處理設備為CPU中央處理器；所述基準站與定位補償系統通過實時差分技術提高機械定位精度，所述信號轉換中繼站作為信號連接節點用于信號轉換；所述數據庫服務器包括系統服務端和數據庫，所述系統服務端用于數據的解析、派送，所述數據庫用于數據的存儲；所述網絡系統選用專用無線數傳通訊網絡以滿足現場施工質量實時監控自主通信要求，其中專用無線數傳通訊網絡由無線數據發送端(DTU)與無線數據接收端構成，包括無線數傳電臺、無線保真(WIFI)以及紫蜂通信(Zigbee)三種通訊方式中的至少一種；

所述壩區無線通訊網絡數據傳輸流程為：通過流動站設備、基準站與定位補償系統實時獲取施工機械作業位置坐標及狀態信息，獲取的信息以電磁波形式通過網絡系統發送至信號轉換中繼站，經信號轉換將數據傳輸至后方數據庫服務器，通過系統服務端對數據進行解析與派送，并最終寫入數據庫中；

所述工區無線通訊網絡用于供水電工程整個工區內使用，工區無線通訊網絡的應用范圍大于壩區無線通訊網絡，包括流動站設備、網絡系統、信號處理器和數據庫服務器；所述流動站設備包括安裝于運輸機械上的北斗車載定位模塊、車輛裝卸料傳感器和數據處理設備，其中數據處理設備為定制的CPU中央處理器；所述信號處理器連接數據庫服務器，用于處理信號負荷，防止信號相互干擾；所述網絡系統包括北斗車載數據發送模塊與北斗數據接收端，其中北斗車載數據發送模塊與北斗車載定位模塊作為統一集成車載終端安裝于運輸機械，所述北斗數據接收端作為單獨模塊連接至信號處理器，所述數據庫服務器與上述壩區無線通訊網絡中的數據庫服務器相同；

所述工區無線通訊網絡的數據傳輸流程為：通過流動站設備實時采集車輛位置坐標及車輛空滿載狀態信息，將上述信息提交至數據處理設備，數據處理設備將上述信息“IP”數據化并壓縮成數據包提交至北斗車載數據發送模塊，北斗車載數據發送模塊根據數據處理設備的指令將數據包調整為北斗通訊信號發送至北斗數據接收端，信號處理器將北斗通訊信號加工處理后發送至數據庫服務器中，數據庫服務器的系統服務端對所接收數據進行解析和派送，并存儲至數據庫中，實現基于北斗通信的大數據的實時傳輸。

2.根據權利要求1所述一種針對水電工程施工質量實時監控系統的混合通信系統，其特征在于，所述壩區無線通訊網絡內的流動站設備內的傳感器設備包括振動傳感器和加速度傳感器。

3.根據權利要求2所述一種針對水電工程施工質量實時監控系統的混合通信系統，其特征在于，所述衛星定位設備的接收范圍包括美國GPS系統、俄羅斯GLONASS系統及中國北斗系統；結合基準站與定位補償系統的實時差分技術，衛星定位設備使施工機械的水平定位精度為1-2cm，垂直定位精度為2-3cm。

4.根據權利要求1所述一種針對水電工程施工質量實時監控系統的混合通信系統，其特征在于，所述壩區無線通訊網絡中的無線數據發送端(DTU)每秒上傳一組數據，工作頻率為300～350MHz，傳輸速率為512～256Kbps，固定傳輸距離≤50km。

5.根據權利要求1所述一種針對水電工程施工質量實時監控系統的混合通信網絡，其特征在于，所述壩區無線通訊網絡中的基準站和無線數據接收端安裝于無遮蔽的山頂或屋頂。

6.根據權利要求1所述一種針對水電工程施工質量實時監控系統的混合通信系統，其特征在于，所述工區無線通訊網絡中北斗統一集成車載終端具有GPS/RDSS雙模定位功能，定位精度為20m，數據傳輸間隔1min，單次通信能力最大256bt。

7.根據權利要求1所述一種針對水電工程施工質量實時監控系統的混合通信系統，其特征在于，隧洞內只采用壩區無線通訊網絡。