CN105119613B - 在矿井无网络状态下进行数据传输的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在矿井无网络状态下进行数据传输的装置和方法，包括RFID读卡器和相应的RFID卡，以及与RFID读卡器通过ISM波段的无线电波连接的移动终端；RFID卡贴在矿井设备表面、人员工作卡或矿井巷道壁上；移动终端与服务器无线连接，从RFID读卡器接收RFID卡的当前信息，并发送至服务器。本申请基于手机移动互联网、WIFI、蓝牙、RFID技术的数据获取及传输技术，实现在矿井下数据信息的及时获取与传输，为矿下设备、矿下生产环境、矿工人身安全的管理、监控提供了方便。

Description

在矿井无网络状态下进行数据传输的方法

技术领域

本发明涉及无网络状态环境下数据信息的传输技术领域，特别地，涉及一种在矿井无网络状态下进行数据传输的装置和方法。

背景技术

在矿山信息化建设、数字化和自动化方面，业内进行了许多必要的基础建设工作，包括矿山井下安全避险六大系统、机车运输智能化信号系统、OA系统、企业信息化、财务信息化系统等各方面。并且，在矿山的生产过程中，已经并建立了部分设备运行工况的在线监测系统，用于生产安全数据的监测。

但目前矿山数据的获取，主要还是依靠井下布网、建立基站、以及人工手抄等方式进行。这种情况下，接线多，接线复杂，保护功能简单，不能进行信息交互，智能程度低，已经远远不能满足现代化的矿山需要。第一，由于矿井下特殊环境的原因，这些基础设备(如基站、中继站、信号放大站等)需要有专人定期进行维护和保养。第二，矿井下只有主干巷道覆盖有网络设施，而主干巷道只占整个矿井下总巷道的10％，因此有大量巷道网络无法覆盖，很多数据信息无法及时进行获取和传送，导致用户对大部分区域的情况无法及时掌握。

例如，中国专利CN103982240提供了“一种矿井人员定位兼无线通信综合系统”，包括基于WIFI的无线基站、矿用WIFI本安手机、RFID射频卡和GIS信息系统计算机；RFID射频卡安装在矿井重点区域的巷道壁上；基于WIFI的无线基站安装在井下巷道壁上，并接入井下工业以太环网连接到井上服务器；矿用WIFI手机内置有用于接收RFID射频卡信息的RFID射频识别装置，并将接收到的数据发送至基于WIFI的无线基站，再通过以太网传输到井上的GIS信息系统计算机。该技术就使用了wifi无线基站，由于矿井下坑道多分布广，想要在所有坑道安装WIFI无线基站，不仅投入巨大，而且矿井下的环境极其复杂，且坑道会随着矿石开采不断变化，因此想要所有坑道覆盖WIFI基站，面临的建设成本和维护成本也很高；同时该技术也只是解决了人员定位兼无线通讯的功能，未为矿山井下其它数据(如气体数据、风压数据、坑道顶板情况等安全数据)进行有效的获取和传输提供技术解决方案。

因此，在矿井的无网络环境情况下，如何有效及时的获取和传输安全信息、设备数据等，成为矿山安全建设一个急需解决的问题。

发明内容

本发明目的在于提供在矿井无网络状态下进行数据传输的装置和方法，以解决矿井下快速自动获取设备信息的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种在矿井无网络状态下进行数据传输的装置，包括RFID 读卡器和相应的RFID卡，以及与所述RFID读卡器通过ISM波段的无线电波连接的移动终端；所述RFID卡贴在矿井设备表面、人员工作卡或矿井巷道壁上；

所述移动终端与服务器无线连接，从RFID读卡器接收RFID卡的当前信息，并发送至服务器。

优选的，所述ISM波段的无线电波包括蓝牙。

利用上述的装置实现的在矿井无网络状态下进行数据传输的方法，包括步骤：

A、在网络环境下，将服务器上的设备、人员、位置、巷道状态等系统数据实时同步并存储在移动终端；

B、在无网络环境的巷道时，移动终端通过ISM波段的无线电波与RFID读卡器连接，读取RFID卡上的设备ID、巷道位置、人员位置信息；

C、移动终端将获得的设备ID与存储信息匹配，并找到该设备ID所匹配的位置信息、设备安全点检查信息等数据；同时，可将传感器中的数据，以及人工记录的监测数据保存到移动终端中；

D、当移动终端到达有3G/4G网络或有WIFI网络环境下，移动终端将连接服务器，上传监测数据并保存至服务器。

优选的，移动终端在进入井下无网络环境之前，移动终端会自动获取监测数据的方法具体为：

移动终端自动发起与服务器的P2P对接信号，对接成功后，采用Web Service协议将获取的数据信息，以XML文件格式传送到服务器。

优选的，在无网络环境下，通过采用该技术设计的移动终端软件查看从服务器上同步下来的保存在移动终端SQLite下的相关数据。

优选的，在井下无网络环境的情况下，移动终端通过所集成的RFID读卡器，读取装有 RFID卡的设备或安全确认点信息，根据RFID卡号与保存在移动终端SQLite下的相关数据，进行数据比对，并获取匹配的位置或设备信息。

优选的，步骤C中获取设备或位置信息后，即使在无网络环境的状态下，利用移动终端设备录入现场数据，包括：安全点确认信息、领导巡查信息、设备故障信息、巡查路径等。

优选的，移动终端将从服务器和RFID卡获得的数据均存储在SQLite数据存储中。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供一种基于手机移动互联网、WIFI、蓝牙、RFID技术的数据获取及传输技术，实现在矿井下数据信息的及时获取与传输，为矿下设备、矿下生产环境、矿工人身安全的管理、监控提供了方便。不仅能有效的满足现有矿山管理的需要，同时有效的降低了系统的建设成本以及维护成本，提高了矿山安全管理效果，能大规模应用于矿山企业。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的系统结构示意图之一；

图2是本发明优选实施例的结构示意图之二；

图3是本发明优选实施例的传输方法步骤流程图之一；

图4是本发明优选实施例的传输方法步骤流程图之二；其中，1、RFID卡，2、RFID读卡器，3、移动终端，4、服务器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1，一种在矿井无网络状态下进行数据传输的装置，包括RFID读卡器2和相应的 RFID卡1，以及与所述RFID读卡器2通过ISM波段的无线电波连接的移动终端3；所述RFID 卡1贴在矿井设备表面、人员工作卡或矿井巷道壁上；在网络环境下，所述移动终端3与服务器4无线连接，从RFID读卡器2接收RFID卡1的当前信息，并发送至服务器4。

RFID读卡器2可通过蓝牙、ZigBee或其他近距离无线电波数据传输手段与移动终端3连接并传送数据，以适应矿井下的无网络情况。蓝牙使用的是2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF 无线电波。移动终端3可包括智能手机、智能手表、平板、PDA等终端设备。

利用上述装置，RFID卡1上的信息可通过RFID读卡器2、移动终端3传送至服务器4，将矿井深处的实时信息直接传送至地面，以利于监控、管理、掌握井下的设备、巷道和人员的位置情况。

在上述装置的基础上，参见图2和图3，矿井无网络状态下进行数据传输的方法包括以下步骤：

A、在网络环境下，将服务器上的设备、人员、位置、巷道状态等系统数据实时同步并存储在在移动终端，以便查看；

可利用第三(或第四)代移动通信技术，或高频无线电信号作为传输通道；

B、在无网络环境的巷道时，移动终端通过ISM波段的无线电波与RFID读卡器连接，读取RFID卡上的ID信息；

利用ISM波段的无线电波的通信技术可包括蓝牙、ZigBee等。RFID读卡器可固定在矿井下，或者跟随移动终端在无网络状态下的矿井中和有网络环境中移动。RFID读卡器与移动终端为两个单独设备，也可为一个集成设备。

C、通过已采集的RFID卡号与移动终端上存储的信息进行匹配，获得关联的设备，并通过(如蓝牙、WIFI、ZIGBEEG)通信手段，将手机与设备进行连接，实现近场控制或采集设备监测数据并缓存在手机存储中

D、在网络环境下，移动终端连接服务器，上传监测数据并保存至服务器。

这样，访问服务器即可得到矿井下的实时数据了。

以下为详细说明上述装置和方法的具体实施例。

实施例一、

A、在矿井设备表面或矿井巷道壁上，设置相应的RFID卡，通过RIFD卡确认位置或设备信息；

B、矿井设备开启近场通信(如开启蓝牙、WIFI、ZIGBEEG)服务，等待手机的接入请求；

C、手机将服务器上的设备、人员及相关联数据通过WebService服务接口同步缓存到手机SQLITE离线数据中；

D、工作人员随身携带移动式RFID读卡器或含RFID读卡功能的专业手持机进入无网络覆盖的矿井下；

E、通过随身蓝牙读卡器采集RFID卡号；通过获取到RFID卡号与手机中的数据信息匹配，并找到该ID所匹配的设备；

F、手机通过(蓝牙、WIFI、ZigBee)等通信协议连接设备，采集对应设备的监控数据，并保存到手机SQLite数据库中；

G、工作人员携手机离开无网络环境，进入有网络环境，手机自动通过WIFI及移动网络搜索单元，搜索网络信号，并建立网络连接，同时创建连接后将自动发起与服务器的P2P对接信号，对接成功后，将采用WebService协议将获取的数据信息传送到服务器后台；

H、用户可通过浏览器及时查看所传输上来的井下数据。

可以理解的是，上述实施例采用的手机可以用智能手表、平板、PDA等其他智能终端等同替代。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.在矿井无网络状态下进行数据传输的方法，其特征在于，包括步骤：

A、在网络环境下，将服务器上的设备、人员、位置、巷道状态系统数据实时同步并存储在移动终端；

B、在无网络环境的巷道时，移动终端通过ISM波段的无线电波与RFID读卡器连接，读取RFID卡上的设备ID、巷道位置、人员位置信息；在井下无网络环境的情况下，移动终端通过所集成的RFID读卡器，读取装有RFID卡的设备或安全确认点信息，根据RFID卡号与保存在移动终端SQLite下的相关数据，进行数据比对，并获取匹配的位置或设备信息；

C、移动终端将获得的设备ID与存储信息匹配，并找到该设备ID所匹配的位置信息、设备安全点检查信息数据；同时，将从RFID卡上读取的监测数据保存到移动终端中；

D、当移动终端到达有3G/4G网络或有WIFI网络环境下，移动终端将连接服务器，上传监测数据并保存至服务器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，移动终端在再次进入井下无网络环境之前，移动终端会连接服务器，上传监测数据的方法具体为：

移动终端自动发起与服务器的P2P对接信号，对接成功后，采用Web Service协议将获取的数据信息，以XML文件格式传送到服务器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在无网络环境下，通过移动终端软件查看从服务器上同步下来的保存在移动终端SQLite下的相关数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C中获取设备或位置信息后，在无网络环境的状态下，利用移动终端设备向RFID卡录入现场数据，包括：安全点确认信息、领导巡查信息、设备故障信息、巡查路径。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，移动终端将从服务器和RFID卡获得的数据均存储在SQLite数据存储中。