一種在隧道內進行無線通信的系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種在隧道內進行無線通信的系統，系統包括：隧道機器人、多個AP、交換機、管理服務器；其中，隧道機器人內部配置有第一網卡和第二網卡，用于利用第一網卡和第二網卡輪流與各AP建立無線網絡連接，通過建立的無線網絡連接向管理服務器傳輸數據；多個AP，配置于隧道內部，各AP分別通過饋線與定向天線連接，并通過光纖干線分別與交換機連接，多個AP用于通過交換機經由光纖干線與配置于隧道外部的管理服務器建立網絡連接，將隧道機器人發送的數據轉發給管理服務器。本實用新型實現了低成本的隧道內網絡數據傳輸，并可保持數據傳輸的及時性和流暢性。
【專利說明】
一種在隧道內進行無線通信的系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于計算機及無線網絡技術領域，尤其涉及一種在隧道內進行無線通信的系統。
【背景技術】
[0002]隨著城市化的建設發展，城市用電負荷高速增長、土地資源稀缺、居民對城市景觀、居住環境提出更高的要求。傳統的城市架空線輸電方式已不符合城市發展趨勢，使用電力隧道作為敷設城市高壓電纜的通道，已成為城市發展的潮流。
[0003]電力隧道內部的運行環境較為復雜，且陰暗潮濕，空氣流通不暢，不利于維護人員展開巡檢工作，為有效監測隧道內環境參數和電纜狀況，排除安全隱患，隧道巡檢機器人的使用成為維護電力隧道安全運行的必要手段。為了保證隧道機器人在整條隧道中能夠與控制中心機房進行正常通信，向控制中心機房傳輸視頻圖像、語音、控制指令及環境監測數據，現有技術中主要采用以下兩種通信方法:1、使用泄露電纜對隧道進行信號覆蓋，無線信號通過電纜槽孔向外界輻射;2、使用微蜂窩聯合組網方式進行覆蓋。
[0004]然而，上述第一種方法在距離比較長時，信號衰減比較大，并且由于泄露電纜價額昂貴，因此通信成本也比較高。上述第二種方法通信按流量計算，使用費用也較高。因此現有技術存在著造價成本高、通信不穩定等缺陷。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型提供一種在隧道內進行無線通信的系統，旨在解決現有技術中存在的造價成本高、通信不穩定等技術問題，實現了低成本的隧道內網絡數據傳輸，并可保持數據傳輸的及時性和流暢性。
[0006]本實用新型提供一種在隧道內進行無線通信的系統，所述系統包括:隧道機器人、多個無線訪問接入點AP、交換機以及管理服務器;其中，所述隧道機器人內部配置有第一網卡和第二網卡，所述隧道機器人用于在隧道內控制第一網卡與第一 AP建立第一無線網絡連接，通過所述第一無線網絡連接向管理服務器傳輸數據，并控制第二網卡掃描AP，按照預置的路線行進，根據所述隧道機器人行進的方向，確定第二AP以及網絡切換點，當檢測到所述隧道機器人到達所述網絡切換點時，控制所述第二網卡與所述第二 AP建立第二無線網絡連接，并斷開所述第一無線網絡連接，通過所述第二無線網絡連接向所述管理服務器傳輸所述數據，并控制所述第一網卡掃描所述AP;所述多個AP，配置于所述隧道內部，各所述AP分別通過饋線與定向天線連接，并通過光纖干線分別與所述交換機連接，所述多個AP用于通過所述交換機經由所述光纖干線與配置于所述隧道外部的所述管理服務器建立網絡連接，將所述隧道機器人發送的所述數據轉發給所述管理服務器。
[0007]從上述本實用新型實施例可知，通過在隧道內布置多個無線訪問接入點，隧道機器人在沿預置路線執行巡檢任務的過程中，利用第一網卡與第二網卡交替與沿途的多個無線訪問接入點分別建立網絡連接，并切換新建立的網絡連接向管理服務器傳輸數據，相較于現有技術，本實用新型一方面由于利用無線訪問接入點進行無線連接，因此具有成本低的優點，另一方面，通過利用雙網卡輪流交替接入無線網絡，可以保持數據傳輸的及時性和流暢性。
【附圖說明】
[0008]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0009]圖1是本實用新型實施例提供的在隧道內進行無線通信的系統的結構示意圖；
[0010]圖2是本實用新型實施例提供的在隧道內進行無線通信的系統的應用環境圖；
[0011]圖3是本實用新型實施例提供的在隧道內進行無線通信的系統中網絡切換點指示裝置的設置示意圖。
【具體實施方式】
[0012]為使得本實用新型的實用新型目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而非全部實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0013]請參閱圖1，本實用新型實施例提供的在隧道內進行無線通信的系統的結構示意圖。如圖1所示，該系統包括:隧道機器人101、多個無線訪問接入點AP102、交換機103以及管理服務器104。
[0014]其中，隧道機器人101內部配置有第一網卡和第二網卡，用于在隧道內控制第一網卡與第一 AP建立第一無線網絡連接，通過第一無線網絡連接向管理服務器104傳輸數據，并控制第二網卡掃描AP102，按照預置的路線行進，根據隧道機器人101行進的方向，確定第二AP以及網絡切換點，當檢測到隧道機器人101到達網絡切換點時，控制第二網卡與第二AP建立第二無線網絡連接，并斷開第一無線網絡連接，通過第二無線網絡連接向管理服務器104傳輸數據，并控制第一網卡掃描AP102。
[0015]多個AP102，配置于隧道內部，且相鄰兩個AP102之間的信號覆蓋重疊區域的信號質量滿足預置通信標準，多個AP102通過饋線與定向天線連接，并通過光纖干線分別與交換機103連接，用于通過交換機103經由光纖干線與配置于隧道外部的管理服務器104建立網絡連接，將隧道機器人101發送的數據轉發給管理服務器104。
[0016]結合圖2，具體地，在隧道中布置多個AP102，各AP102通過光纖干線與交換機103連接，通過交換機103將隧道機器人101發送的數據轉發給隧道外部的管理服務器104，管理服務器104再經由電力專網，將接收的數據基于遠動通訊規約上報給電力管理系統105，以便電力管理系統105的各管理平臺對上述數據進行處理。
[0017]各AP102通過饋線與定向天線連接，通過定向天線收發無線射頻信號，從而使得無線信號覆蓋整條隧道。AP在隧道中布局時，為了保證通信質量要求，需使得相鄰AP信號覆蓋重疊區域信號質量符合預置標準。
[0018]優選地，將整條隧道按照預置的距離分割為多個隧道段，并在每個隧道段中配置一名隧道機器人101，隧道機器人101用于在各自所屬隧道段內循環往返執行巡檢任務，拍攝所屬隧道段內的隧道畫面并通過與各AP102建立的無線網絡，發送給管理服務器104。
[0019]由于隧道機器人101傳輸音視頻流，控制指令等信息對實時性、通信帶寬要求較高，使用單網卡切換無線網絡耗時較長，容易導致隧道機器人101與控制中心斷開連接，且重連過程較長，無法滿足實際需求。為了解決上述實時性的問題，保持數據傳輸的及時性和流暢性，每名隧道機器人101內部都配置有第一網卡和第二網卡。并且，優選地，軟件平臺使用Centos 7.0操作系統，無線網絡配置工具使用￥口3_8即口1;[03111:開源工具。
[0020]隧道機器人101在開始執行巡檢任務時，首先對第一網卡的互聯網協議IP地址、第一網卡的媒體訪問控制MAC地址以及第二網卡的MAC地址進行配置，隧道機器人101可以將第一網卡的MAC地址和第二網卡的MAC地址設置為一致，也可以設置為不一致。當隧道機器人101進入隧道到達預置行進路線的起點后，例如:隧道口，或指定巡檢隧道段內的第一個網絡切換點，控制第一網卡與布置在預置路線起點附近的第一 AP建立第一無線網絡連接，并在網絡連接成功建立后通過第一無線網絡連接向管理服務器104傳輸數據，如傳輸拍攝的隧道內情況的音視頻數據。同時，控制第二網卡持續掃描AP102。
[0021]隧道機器人101中配置有網絡切換點列表，該列表中記載了布置在預置的行進路線上的各網絡切換點的位置，以及各網絡切換點各自對應的AP ο與網絡切換點對應的AP是距離該網絡切換點最近的AP。隧道機器人101在按照預置的行進路線行進的同時，根據行進的方向以及網絡切換點列表中的各網絡切換點的位置，確定行進的方向上，距離自身最近的網絡切換點及該網絡切換點對應的AP，即需要通過第二網卡接入的第二 AP。
[0022]隧道機器人101根據行進的速度以及確定出的行進方向上距離自身最近的網絡切換點的位置，實時檢測自身與該網絡切換點之間的距離變化，當檢測到自身與該網絡切換點之間的距離為O或接近O時，控制第二網卡與第二 AP建立第二無線網絡連接，并斷開第一無線網絡連接，同時配置第二網卡的IP地址，然后通過第二無線網絡連接向管理服務器104傳輸數據，并控制第一網卡掃描AP。然后隧道機器人101繼續行進，根據行進的方向確定下一個網絡切換點和對應的AP，并當檢測到自身到達下一個網絡切換點時，控制第一網卡與該網絡切換點對應的AP建立網絡連接，斷開第二無線網絡連接，通過建立的網絡連接向管理服務器104傳輸數據，同時控制第二網卡掃描AP，如此循環往復，直至到達預置路線的終點，然后沿路返回，并在途中繼續重復上述操作。
[0023]進一步地，若第二網卡在隧道機器人101到達網絡切換點時未掃描到第二AP，則隧道機器人101控制第二網卡與掃描到的行進方向上信號最強的AP建立第二無線網絡連接，同時，向管理服務器104發送報警信息，以通知管理服務器104第二AP發生故障，無法提供網絡連接。可以理解地，若第二網卡也未掃描到除了第二 AP之外的其他AP，則隧道機器人101保持第一無線網絡連接繼續行進，直至第二網卡掃描到行進方向上可提供網絡連接且信號最強的AP，并與該AP建立第二無線網絡連接。
[0024]進一步地，為了避免因第一網卡和第二網卡有不同的MAC地址和IP地址，而造成隧道機器人101與控制中心的管理服務器104通信的斷開以及重連，以及因隧道機器人101的IP地址的改變，導致的管理服務器104的區分困難的增加，在本實施例中，第一網卡和第二網卡具有相同的MAC地址和IP地址。具體地，隧道機器人可在控制第一網卡與第一 AP建立第一無線網絡連接之前，配置第一網卡和第二網卡的MAC地址的時候，將第一網卡的MAC地址和第二網卡的MAC地址配置為一致，其中，隧道機器人可以按照用戶自定義的MAC地址配置第一網卡和第二網卡的MAC地址，也可以按照第一網卡的真實MAC地址配置第二網卡的MAC地址，或者按照第二網卡的真實MAC地址配置第一網卡的MAC地址。在控制第二網卡與第二AP成功建立第二無線網絡連接，并斷開第一網絡連接后，隧道機器人101按照第一網卡的IP地址，設置第二網卡的IP地址，同時清除第一網卡的IP地址，然后再通過第二無線網絡連接向管理服務器傳輸數據。這樣，對于鏈路層以上的協議棧來說，無論哪塊網卡進行數據通信，均被認為是同一塊網卡，連接不會斷開進行重連。
[0025]需要說明的是，在實際應用中，上述第一網卡的MAC地址和IP地址以及第二網卡的MAC地址和IP地址存在以下4種設置方式:
[0026]1、將第一網卡的MAC地址和第二網卡的MAC地址設置為一致，將第一網卡的IP地址和第二網卡的IP地址設置為不一致；
[0027]2、將第一網卡的MAC地址和第二網卡的MAC地址設置為不一致，將第一網卡的IP地址和第二網卡的IP地址設置為一致；
[0028]3、將第一網卡的MAC地址和第二網卡的MAC地址設置為一致，將第一網卡的IP地址和第二網卡的IP地址設置為一致；
[0029]4、將第一網卡的MAC地址和第二網卡的MAC地址設置為不一致，將第一網卡的IP地址和第二網卡的IP地址設置為不一致。
[0030]優選為上述第3種設置方式。
[0031]進一步地，該系統還包括:用于輔助隧道機器人101確定網絡切換點的多個網絡切換點指示裝置，各網絡切換點指示裝置分別設置于隧道內相鄰兩個AP之間的信號重疊區域，距離相鄰兩個AP之間的中心點預置距離的位置，且各相鄰兩個網絡切換點標簽之間的距離至少為4米。例如圖3所示，若在相鄰兩個APl和AP2之間設置兩個網絡切換點指示裝置，則將這兩個網絡切換點指示裝置分別設置在相鄰兩個APl和APl之間的中心點的左右兩側SI和S2處。
[0032]具體地，網絡切換點裝置可以但不限于包括:切換點指示燈或切換點廣播裝置。其中，切換點指示燈可設置在隧道內與網絡切換點列表中記錄的網絡切換點的位置對應的位置，例如:隧道內對應位置的墻體上、地面上，隧道機器人101可根據實時拍攝的隧道內的畫面中的切換點指示燈的位置變化，分析自身與行進方向上距離自身最近的切換點指示燈之間的距離，從而判斷是否到達網絡切換點，并根據行進日志以及網絡切換點列表，確定到達的是第幾個網絡切換點以及對應的AP。或者，通過切換點廣播裝置利用藍牙、無線保真等近距離通信技術在預置范圍內(如0.5米)發送包含所屬網絡切換點信息的無線廣播，隧道機器人101可在監聽到切換點廣播裝置發送的該無線廣播時，根據廣播信號的強弱變化，確定是否到達網絡切換點，根據廣播信號中攜帶網絡切換點信息以及預置的網絡切換點列表，確定當前到達的網絡切換點對應的AP。通過網絡切換點裝置的輔助可以幫助隧道機器人更快地確定即將到達的網絡切換點及對應的AP。
[0033]本實用新型實施例提供的在隧道內進行無線通信的系統，通過在隧道內布置多個無線訪問接入點，隧道機器人在沿預置路線執行巡檢任務的過程中，利用第一網卡與第二網卡交替與沿途的多個無線訪問接入點分別建立網絡連接，并切換新建立的網絡連接向管理服務器傳輸數據，相較于現有技術，本實用新型一方面由于利用無線訪問接入點進行無線連接，因此具有成本低的優點，另一方面，通過利用雙網卡輪流交替接入無線網絡，可以保持數據傳輸的及時性和流暢性。
[0034]以上為對本實用新型所提供的在隧道內進行無線通信的系統的描述，對于本領域的技術人員，依據本實用新型實施例的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
【主權項】
1.一種在隧道內進行無線通信的系統，其特征在于，所述系統包括:隧道機器人、多個無線訪問接入點AP、交換機以及管理服務器； 其中，所述隧道機器人內部配置有第一網卡和第二網卡，所述隧道機器人用于在隧道內控制第一網卡與第一 AP建立第一無線網絡連接，通過所述第一無線網絡連接向管理服務器傳輸數據，并控制第二網卡掃描AP，按照預置的路線行進，根據所述隧道機器人行進的方向，確定第二AP以及網絡切換點，當檢測到所述隧道機器人到達所述網絡切換點時，控制所述第二網卡與所述第二 AP建立第二無線網絡連接，并斷開所述第一無線網絡連接，通過所述第二無線網絡連接向所述管理服務器傳輸所述數據，并控制所述第一網卡掃描所述AP; 所述多個AP，配置于所述隧道內部，各所述AP分別通過饋線與定向天線連接，并通過光纖干線分別與所述交換機連接，所述多個AP用于通過所述交換機經由所述光纖干線與配置于所述隧道外部的所述管理服務器建立網絡連接，將所述隧道機器人發送的所述數據轉發給所述管理服務器。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括:用于輔助所述隧道機器人確定所述網絡切換點的多個網絡切換點指示裝置，各所述網絡切換點指示裝置，分別設置于所述隧道內相鄰兩個所述AP之間的信號重疊區域，距離相鄰兩個所述AP之間的中心點預置距離的位置。3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，相鄰兩個所述網絡切換點指示裝置之間的距離至少為4米。4.根據權利要求2或3所述的系統，其特征在于，所述網絡切換點指示裝置包括:切換點指示燈或切換點廣播裝置。5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一網卡的媒體訪問控制MAC地址與所述第二網卡的MAC地址一致，所述第一網卡的互聯網協議IP地址與所述第二網卡的IP地址一致。
【文檔編號】H04W16/20GK205545955SQ201620042162
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月15日
【發明人】彭志遠, 馬永超, 李亞東
【申請人】深圳市朗馳欣創科技股份有限公司