[發明專利]一種基于無線測距的施工隧道安全步距測量系統及方法

在審

• 申請號: 201910207796.0
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN109916291A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 梁紅軍;張文浪;趙子龍;黃松;殷旭東
• 申請（專利權）人: 陜西公眾電氣股份有限公司
• 主分類號: G01B7/14
• 分類號: G01B7/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于無線測距的施工隧道安全步距測量系統及方法，包括一標定端，對周邊存在的無線網絡搜索，并主動與測距端進行TOF測距及數據通訊；一測距端，用于無線網絡組網主基站，并用于TOF測距的錨節點與標定端的距離測量，同時通過隧道內網絡連接到上位機，接收上位機下發的參數數據以及上傳標定端和測距端的采集數據至服務器；所述上位機，通過TCP/IP協議訪問串口服務器的參數數據以及標定端和測距端的采集數據，將獲取到的參數數據以及標定端和測距端的采集數據進行緩存，并按照周期T進行處理，并由上位機分發至用戶；本發明采用星型網絡，組網簡單，替換方便，使用戶使用更加方便，適應性更強。

技術領域

本發明涉及施工隧道安全步距測量技術，尤其是一種基于無線測距的施工隧道安全步距測量系統及方法。

背景技術

當前常見無線安全步距測距方法通常有激光測距、超聲波測距、全站儀測距等方法，然而以上的方法經過實地實驗測試，在掌子面及二襯臺車不斷前移的過程中逐漸使其變得不準確甚至無法使用。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種基于無線測距的施工隧道安全步距測量系統及方法，其具體的技術方案如下：

一種基于無線測距的施工隧道安全步距測量系統，包括

一標定端，對周邊存在的無線網絡搜索，并主動與測距端進行TOF測距及數據通訊；

一測距端，用于無線網絡組網主基站，并用于TOF測距的錨節點與標定端的距離測量，同時通過隧道內網絡連接到上位機，接收上位機下發的參數數據以及上傳標定端和測距端的采集數據至服務器；

所述上位機，通過TCP/IP協議訪問串口服務器的參數數據以及標定端和測距端的采集數據，將獲取到的參數數據以及標定端和測距端的采集數據進行緩存，并按照周期T進行處理，并由上位機分發至用戶。

進一步地，所述標定端以JN5168作為主控芯片，該主控芯片內設置有自組網模塊，以及設置有帶TOF測距引擎模塊。

進一步地，所述自組網模塊為基于802.15.4協議無線自組網模塊。

本發明還提供了一種施工隧道安全步距測量方法，包括標定端、測距端以及上位機，所述標定端與測距端進行自組網，形成無線通信網絡，測距端進行參數下發及距離數據預處理，并將數據通過串口服務器上傳到上位機，上位機軟件將數據進行緩存，并按照周期T對所有緩存的數據采用預定算法進行處理，并由上位機分發至用戶，

所述測距端在TOF正向測距中，本地節點會向遠程節點發送Poll數據包，遠程節點收到這個數據包以后，發送應答ACK數據包，飛行時間測量為以T_TOT表示本地節點從發出Poll數據包到收到應答數據包花費的時間；T_TAT表示遠程節點收到poll到發出應答數據包所花費的時間，無線數據在空中傳輸花費的時間T_T0F可以用下列公式計算得到：

進一步地，還包括標定端對測距端網絡的搜尋，其具體的步驟包括，根據設定的休眠數據進行休眠定期醒來，加載所有預先設定的工作參數，包括網絡信息，采集次數，采集間隔,根據無線網絡信息搜索對應的無線網絡是否存在，若存在，接入目標無線網絡，以備測距，若不存在則當前無法找到目標無線網絡，進行休眠。

進一步地，還包括當標定端連接到該測距端的無線網絡后請求配置參數，其具體的步驟包括，上位機下發數據到測距端，當標定端連接到該測距端的無線網絡后請求配置參數，測距端收到請求后將數據通過無線下發到標定端。

進一步地，所述標定端還包括對電池電量檢測，標定端采用亞硫酸鋰電池供電，系統根據配置參數常處于低功耗休眠模式，休眠前進行電量檢測，并將數據上傳到上位機，用戶可根據電量信息提前更換標定端。