CN118018992A

CN118018992A - 煤矿井下的基站通信方法、装置和煤矿井下通信系统

Info

Publication number: CN118018992A
Application number: CN202410216167.5A
Authority: CN
Inventors: 鞠晨; 李飞; 郭爱军; 张森浪; 徐楠
Original assignee: Shendong Coal Branch of China Shenhua Energy Co Ltd; Guoneng Shendong Coal Group Co Ltd
Current assignee: Shendong Coal Branch of China Shenhua Energy Co Ltd; Guoneng Shendong Coal Group Co Ltd
Priority date: 2024-02-27
Filing date: 2024-02-27
Publication date: 2024-05-10

Abstract

本申请提供了一种煤矿井下的基站通信方法、装置和煤矿井下通信系统。该方法包括：在第一BLE基站开启的情况下，控制第一BLE基站发出第一类型广播；在第二BLE基站开启的情况下，控制第二BLE基站获取第一BLE基站发出的第一类型广播，以使得第一BLE基站和第二BLE基站建立通信连接；在第一BLE基站和第二BLE基站之间已经建立通信连接的情况下，控制第一BLE基站和第二BLE基站之间停止使用第一类型广播通信，控制第一BLE基站发出第二类型广播。该方案解决了现有技术中布设通信基站的通信效率较差的问题。

Description

煤矿井下的基站通信方法、装置和煤矿井下通信系统

技术领域

本申请涉及矿用网络应用技术领域，具体而言，涉及一种煤矿井下的基站通信方法、装置、计算机程序产品和煤矿井下通信系统。

背景技术

矿井应急救援时首先会在相对安全区域设置指挥中心，根据需要从指挥中心向灾害发生区域布设通信设备，当前矿井救援通信设备有两种，一是通过有线方式从指挥机向灾害区域延伸依次布设通信基站；二是通过wifi以桥接或mesh连接的方式从指挥机延伸依次布设基站。

有线连接通信基站的方式缺点是线缆布设工作量大，消耗救援人员体能，增大救援负担；基于wifi的无线连接方案缺点是wifi芯片功耗高，基站所携带电池一般仅能支持wifi连接保持十几个小时，救援场景更换电池难度大，不利于后续救援工作，因此，目前布设通信基站的通信效率较差。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种煤矿井下的基站通信方法、装置、计算机程序产品和煤矿井下通信系统，以至少解决现有技术中布设通信基站的通信效率较差的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种煤矿井下的基站通信方法，包括：在第一BLE基站开启的情况下，控制所述第一BLE基站发出第一类型广播，其中，所述第一BLE基站与井下指挥机电连接，所述井下指挥机用于实现井上和井下的实时通信，所述第一类型广播用于发送包括多台基站的基站信息；在第二BLE基站开启的情况下，控制所述第二BLE基站获取所述第一BLE基站发出的所述第一类型广播，以使得所述第一BLE基站和所述第二BLE基站建立通信连接；在所述第一BLE基站和所述第二BLE基站之间已经建立通信连接的情况下，控制所述第一BLE基站和所述第二BLE基站之间停止使用所述第一类型广播通信，控制所述第一BLE基站发出第二类型广播，其中，所述第二类型广播用于标识基站已经作为BLE从机连接。

可选地，在控制所述第一BLE基站发出第二类型广播之后，所述方法还包括：控制所述第二BLE基站发出所述第一类型广播；在第三BLE基站开启的情况下，控制所述第三BLE基站获取所述第二BLE基站发出的所述第一类型广播，以使得所述第二BLE基站和所述第三BLE基站建立通信连接；控制所述第二BLE基站将所述第三BLE基站的基站信息发送到所述第一BLE基站，控制所述第二BLE基站将所述第一BLE基站的基站信息发送到所述第三BLE基站；控制所述第三BLE基站发出所述第一类型广播，其中，所述第三BLE基站发出的所述第一类型广播至少包括所述第一BLE基站的基站信息、所述第二BLE基站的基站信息和所述第三BLE基站的基站信息。

可选地，在控制所述第一BLE基站发出第二类型广播之后，所述方法还包括：获取第i台BLE基站发送的所述第一类型广播，其中，所述第i台BLE基站发送的所述第一类型广播中包括所有与所述第i台BLE基站已建立通信连接的基站信息，i≥3；根据所述第i台BLE基站发送的所述第一类型广播的基站信息的数量，确定所述第i台BLE基站是否与新BLE基站建立连接，其中，所述新BLE基站为从未与任何BLE基站建立通信连接的基站。

可选地，根据所述第i台BLE基站发送的所述第一类型广播的基站信息的数量，确定所述第i台BLE基站是否与新BLE基站建立连接，包括：在所述第i台BLE基站发送的所述第一类型广播满足第一预设条件的情况下，确定所述第i台BLE基站不与所述新BLE基站建立连接，其中，所述第一预设条件为所述第一类型广播中包括第i-2台BLE基站的基站信息、第i-1台BLE基站的基站信息、所述第i台BLE基站的基站信息、第i+1台BLE基站的基站信息和第i+2台BLE基站的基站信息；在所述第i台BLE基站发送的所述第一类型广播满足第二预设条件的情况下，确定所述第i台BLE基站与所述新BLE基站建立连接，其中，所述第二预设条件为所述第一类型广播中包括所述第i-2台BLE基站的基站信息、所述第i-1台BLE基站的基站信息、所述第i台BLE基站的基站信息。

可选地，在根据所述第i台BLE基站发送的所述第一类型广播的基站信息的数量，确定所述第i台BLE基站是否与新BLE基站建立连接之后，所述方法还包括：获取所述第i台BLE基站与第i-1台BLE基站之间的第一信号强度；获取所述第i台BLE基站与所述第i-1台BLE基站之间的第一通信失败率；获取所述第i台BLE基站与第i+1台BLE基站之间的第二信号强度；获取所述第i台BLE基站与所述第i+1台BLE基站之间的第二通信失败率；在所述第一信号强度小于信号强度阈值和/或所述第一通信失败率大于失败率阈值，并且，所述第二信号强度小于所述信号强度阈值和/或所述第二通信失败率大于所述失败率阈值的情况下，确定所述第i台BLE基站与所述第i-1台BLE基站以及所述第i+1台BLE基站之间通信已断开。

可选地，在确定所述第i台BLE基站与所述第i-1台BLE基站以及所述第i+1台BLE基站之间通信已断开之后，所述方法还包括：控制所述第i-1台BLE基站发出所述第一类型广播。

可选地，在确定所述第i台BLE基站与所述第i-1台BLE基站以及所述第i+1台BLE基站之间通信已断开之后，所述方法还包括：控制所述第i+1台BLE基站扫描所述第i-1台BLE基站发出的所述第一类型广播，以使得所述第i+1台BLE基站和所述第i-1台BLE基站之间建立通信连接；在所述第i+1台BLE基站和所述第i-1台BLE基站之间已经建立通信连接的情况下，控制所述第i+1台BLE基站和所述第i-1台BLE基站之间停止使用所述第一类型广播通信，控制所述第i-1台BLE基站发出所述第二类型广播。

根据本申请的另一方面，提供了一种煤矿井下的基站通信装置，包括：第一控制单元，用于在第一BLE基站开启的情况下，控制所述第一BLE基站发出第一类型广播，其中，所述第一BLE基站与井下指挥机电连接，所述井下指挥机用于实现井上和井下的实时通信，所述第一类型广播用于发送包括多台基站的基站信息；第二控制单元，用于在第二BLE基站开启的情况下，控制所述第二BLE基站获取所述第一BLE基站发出的所述第一类型广播，以使得所述第一BLE基站和所述第二BLE基站建立通信连接；第三控制单元，用于在所述第一BLE基站和所述第二BLE基站之间已经建立通信连接的情况下，控制所述第一BLE基站和所述第二BLE基站之间停止使用所述第一类型广播通信，控制所述第一BLE基站发出第二类型广播，其中，所述第二类型广播用于标识基站已经作为BLE从机连接。

根据本申请的再一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现任意一种所述方法的步骤。

根据本申请的又一方面，提供了一种煤矿井下通信系统，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的煤矿井下的基站通信方法。

应用本申请的技术方案，对于基站布设时候不按照有线的顺序要求可以进行布设，只需要其中一个基站与井下指挥机电连接即可，其他的基站可以通过BLE的方式建立通信连接，通过广播的方式来互相告知基站的信息，这样信息可以上传至指挥机中，以便于指挥机获取网络拓扑结构，另外基站中都是基于BLE建立连接的，BLE发送广播时候的功耗较低，对于设备工作时候的影响较小，因此本方案提出的BLE快速布设方法可以应用于井下救援中，可以快速搭建通信网络，保证了通信效率。

附图说明

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

图1示出了根据本申请的实施例中提供的一种执行煤矿井下的基站通信方法的移动终端的硬件结构框图；

图2示出了根据本申请的实施例提供的一种煤矿井下的基站通信方法的流程示意图；

图3示出了井下指挥机和第一BLE基站连接的示意图；

图4示出了第一BLE基站和第二BLE基站连接的示意图；

图5示出了第三BLE基站连接的示意图；

图6示出了第i台BLE基站连接的示意图；

图7示出了网络断开连接的示意图；

图8示出了网络愈合的示意图；

图9示出了根据本申请的实施例提供的一种煤矿井下的基站通信装置的结构框图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

102、处理器；104、存储器；106、传输设备；108、输入输出设备。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，以下对本申请实施例涉及的部分名词或术语进行说明：

BLE：Bluetooth Low Energy蓝牙低功耗。

主机：为BLE连接中的主机角色，也可称为中心设备(central)。

从机：为BLE连接中的从机角色，也可称为外围设备(peripheral)。

广播：为BLE的广播行为(advertising)。

扫描：为BLE的扫描行为(scan)，用于获取空中BLE广播消息。

建立连接：两个BLE设备分别作为主机和从机建立BLE连接。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中布设通信基站的通信效率较差，为解决如上的问题，本申请的实施例提供了一种煤矿井下的基站通信方法、装置、计算机程序产品和煤矿井下通信系统。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本申请实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图1是本发明实施例的一种煤矿井下的基站通信方法的移动终端的硬件结构框图。如图1所示，移动终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，其中，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的设备信息的显示方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本实施例中提供了一种运行于移动终端、计算机终端或者类似的运算装置的煤矿井下的基站通信方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2是根据本申请实施例的一种煤矿井下的基站通信方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S201，在第一BLE基站开启的情况下，控制上述第一BLE基站发出第一类型广播，其中，上述第一BLE基站与井下指挥机电连接，上述井下指挥机用于实现井上和井下的实时通信，上述第一类型广播用于发送包括多台基站的基站信息；

具体地，目前矿井应急救援时普遍采用有线方式布设通信基站，少部分方案使用wifi进行无线桥架组网，而本方案中是通过BLE来进行组网的。

具体地，第一BLE基站是首台BLE基站，在救援的时候从井下指挥机向巷道深度依次布设BLE基站，首台BLE基站与井下指挥机有线连接，并发出第一类型广播(也可简称为A类广播)。

具体地，A类广播可以是无线局域网(Wi-Fi)广播、ZigBee广播、RFID广播、NFC广播，当然，也可以是其他任何可行的广播。

步骤S202，在第二BLE基站开启的情况下，控制上述第二BLE基站获取上述第一BLE基站发出的上述第一类型广播，以使得上述第一BLE基站和上述第二BLE基站建立通信连接；

具体地，第二BLE基站是在第一BLE基站后布设的基站，后续的基站依次作为BLE主机与前一台基站建立连接。

步骤S203，在上述第一BLE基站和上述第二BLE基站之间已经建立通信连接的情况下，控制上述第一BLE基站和上述第二BLE基站之间停止使用上述第一类型广播通信，控制上述第一BLE基站发出第二类型广播，其中，上述第二类型广播用于标识基站已经作为BLE从机连接。

具体地，前一台基站作为从机连接成功后停止发送A类广播，改为发送第二类型广播(也可简称为B类广播)，B类广播仅用于与终端类设备连接，A类广播的名称中还包括本基站临近基站的编号，为了便于基站意外断开后网络实现自愈合，A类广播中至少包含本基站上行两台基站和下行两台基站的信息。

具体地，B类广播可以是传统无线电广播、BLE广播、蓝牙Mesh网络广播、Z-Wave广播、LoRaWAN广播，当然，也可以是其他任何可行的广播。

第二基站与第一基站建立连接后双方通过BLE连接机制进行通信，而非基于第二类型广播进行通信，此处第一基站变更广播类型主要是为了(1)与第一类型广播区别，以此辨别该基站是否已作为BLE从机被连接，后续开启的新基站不会尝试连接第二类型广播基站；(2)第二类型广播可便于非基站节点，例如终端节点作为主机接入该网络，终端节点可以扫描第二类型广播并与最近的基站节点建立连接。

通过本实施例，对于基站布设时候不按照有线的顺序要求可以进行布设，只需要其中一个基站与井下指挥机电连接即可，其他的基站可以通过BLE的方式建立通信连接，通过广播的方式来互相告知基站的信息，这样信息可以上传至指挥机中，以便于指挥机获取网络拓扑结构，另外基站中都是基于BLE建立连接的，BLE发送广播时候的功耗较低，对于设备工作时候的影响较小，因此本方案提出的BLE快速布设方法可以应用于井下救援中，可以快速搭建通信网络，保证了通信效率。

具体地，1号BLE基站(即第一BLE基站)通过有线连接井下指挥机，1号基站启动后发送A类广播，如图3所示。救援人员前进一段距离后放置并启动2号基站(即第二BLE基站)，2号基站开启扫描，获取1号基站的A类广播，由于1号基站未与其他基站连接，因此1号基站发出的A类广播名称中下行1基站编号为空，2号基站与1号基站建立连接，1号基站记录N₂为下行1基站编号，并改为发送B类广播，2号基站记录N₁为上行1基站编号，并发送A类广播，如图4所示。

具体实现过程中，在控制上述第一BLE基站发出第二类型广播之后，上述方法还包括以下步骤：控制上述第二BLE基站发出上述第一类型广播；在第三BLE基站开启的情况下，控制上述第三BLE基站获取上述第二BLE基站发出的上述第一类型广播，以使得上述第二BLE基站和上述第三BLE基站建立通信连接；控制上述第二BLE基站将上述第三BLE基站的基站信息发送到上述第一BLE基站，控制上述第二BLE基站将上述第一BLE基站的基站信息发送到上述第三BLE基站；控制上述第三BLE基站发出上述第一类型广播，其中，上述第三BLE基站发出的上述第一类型广播至少包括上述第一BLE基站的基站信息、上述第二BLE基站的基站信息和上述第三BLE基站的基站信息。

该方案中，在继续铺设基站的情况下，如果铺设到了第三台BLE基站，第三台BLE基站获取到第二台BLE基站的第一类型广播，第二台BLE基站作为中间设备，来传递第一台BLE基站和第三台BLE基站的基站信息，这样每个基站都可以记录自身临近基站的信息，以便于井下指挥机指挥。

具体地，后续称呼上行与本基站直接相连的基站为上行1基站，上行1基站的上行直连基站为本基站的上行2基站，下行直接相连的基站为下行1基站，下行1基站的下行直连基站为本基站的下行2基站，假设1号基站实际编号为N₁，2号基站为N₂，以此类推i号基站为N_i，则i号基站发送的A类广播中至少包含N_i-2、N_i-1、N_i+1和N_i+2四台基站的编号(1号和2号基站由于上行基站未达到2个，所以相关信息为空)。

具体地，救援人员等待2号基站连接成功后继续前进一段距离后放置并启动3号基站(第三BLE基站)，3号基站识别到2号基站的A类广播后，与2号基站建立连接，连接完成后，2号基站记录N₃为下行1基站编号，并将N₃发送给1号基站，将N₁发送给3号基站，改为发送B类广播，1号基站收到N₃编号后将N3记录为下行2基站编号，3号基站记录N₂为上行1基站编号，收到N₁编号后记录N₁为上行2基站编号，然后开始发送A类广播，如图5所示。

本方案中主要应用于应急救援场合。现有基于蓝牙多连接级联的方式每个节点在启动之前需要预先设置自身的上行节点和下行节点MAC或地址编号，但本方案中未与井下指挥机建立连接的节点均不需要配置上行和下行节点的地址编号，只会通过扫描搜索公共的A类设备名称进行连接，同一时间在网络中只会存在一个发出A类广播的节点，各节点在第一次建立连接后才会记录上行和下行的节点(下行节点信息也需要被下行节点连接后才会记录)，此外布设过程需要逐个启动节点，等待前序节点建立连接完成后才能启动下一个节点，以免出现节点异常连接。

当设备由于异常原因与上行或下行节点断开连接后不会丢失上下行节点的信息，只有操作人员手动配置后才会初始化为未建立过连接的状态，以便由于异常情况导致的无线节点损坏后损坏节点的前后节点建立连接。

在级联网络中，各节点与上行和下行多个节点会通过广播心跳包的方式获取上下行多级节点的信息，例如i节点可以保持i-3、i-2、i-1、i+1、i+2、i+3节点的连接情况，便于相邻多个节点同时损坏时网络自动愈合。

具体地，本方案中，无线网络建立连接过程中对设备顺序无要求，只需要依次布置并启动设备即可建立线型骨干网络连接。骨干网络中各基站基于BLE建立连接，整体功耗较低，最远的基站保持A类广播，可随时根据需要延伸网络，并且发送广播消息功耗较低，对设备工作时间影响较小。

本申请的上述实施例，无线基站基于BLE建立连接和通信，功耗相对wifi技术较低，基站电池可支持BLE连接保持100个小时以上，降低救援时网络维护的工作量。无线基站布设时对设备顺序无要求，尤其适合应急救援等时效性要求较高的场景。

具体实现过程中，在控制上述第一BLE基站发出第二类型广播之后，上述方法还包括以下步骤：获取第i台BLE基站发送的上述第一类型广播，其中，上述第i台BLE基站发送的上述第一类型广播中包括所有与上述第i台BLE基站已建立通信连接的基站信息，i≥3；根据上述第i台BLE基站发送的上述第一类型广播的基站信息的数量，确定上述第i台BLE基站是否与新BLE基站建立连接，其中，上述新BLE基站为从未与任何BLE基站建立通信连接的基站。

该方案中，可以根据第一类型广播中传递的信息来确定广播的基站是否可以连接，避免出现新启动的基站连接异常，避免出现网络混乱的情况。

具体地，若启动后i号基站未被其他基站连接过，则Ni+1和Ni+2为空，新启动的基站会根据A类广播名称中的信息判断发出广播的基站是否可被连接，只有Ni+1为空的广播基站可被新启动基站连接。

具体地，救援人员前进过程中以上述步骤中方式依次放置启动基站，基站与前一台基站建立连接，若共计放置i+2个基站，这网络连接如图6所示。

具体地，本申请的上述方案中，无线基站布设时无顺序要求，相临基站建立连接后通过BLE数据包相互告知上行基站和下行基站的信息，用于每个基站记录自身临近基站的信息，且可将该信息通过心跳包上传至指挥机，便于指挥机获取网络拓扑。

具体实现过程中，根据上述第i台BLE基站发送的上述第一类型广播的基站信息的数量，确定上述第i台BLE基站是否与新BLE基站建立连接，可以通过以下步骤实现：在上述第i台BLE基站发送的上述第一类型广播满足第一预设条件的情况下，确定上述第i台BLE基站不与上述新BLE基站建立连接，其中，上述第一预设条件为上述第一类型广播中包括第i-2台BLE基站的基站信息、第i-1台BLE基站的基站信息、上述第i台BLE基站的基站信息；在上述第i台BLE基站发送的上述第一类型广播满足第二预设条件的情况下，确定上述第i台BLE基站与上述新BLE基站建立连接，其中，上述第二预设条件为上述第一类型广播中包括上述第i-2台BLE基站的基站信息、上述第i-1台BLE基站的基站信息、上述第i台BLE基站的基站信息。

该方案中，只有在本基站的下行基站的基站信息为空的情况下，证明该本基站的下行没有与任何的基站建立过连接，此时将本基站的与新基站建立连接，进一步避免新启动的基站连接异常，进一步避免出现网络混乱的情况。

第一类型广播中只需有i+1基站信息就不可被新BLE基站连接，因为有i+1基站信息说明已被i+1基站连接过，新基站只能连接没有被下行基站连接过的基站。若在建立连接初期i+1基站就发生故障，则需要手动清除i基站中的i+1基站信息，新基站才能连接i基站，并替代成为i+1基站。包含i+2基站信息只是为了如果出现i+1基站异常断开时，i+2基站可以快速连接i基站。

在一些实施例上，在根据上述第i台BLE基站发送的上述第一类型广播的基站信息的数量，确定上述第i台BLE基站是否与新BLE基站建立连接之后，上述方法还包括以下步骤：获取上述第i台BLE基站与第i-1台BLE基站之间的第一信号强度；获取上述第i台BLE基站与上述第i-1台BLE基站之间的第一通信失败率；获取上述第i台BLE基站与第i+1台BLE基站之间的第二信号强度；获取上述第i台BLE基站与上述第i+1台BLE基站之间的第二通信失败率；在上述第一信号强度小于信号强度阈值和/或上述第一通信失败率大于失败率阈值，并且，上述第二信号强度小于上述信号强度阈值和/或上述第二通信失败率大于上述失败率阈值的情况下，确定上述第i台BLE基站与上述第i-1台BLE基站以及上述第i+1台BLE基站之间通信已断开。

该方案中，可以通过基站与上行基站的信号强度和通信失败率来确定基站与上行基站的连接是否已经断开，可以通过基站与下行基站的信号强度和通信失败率来确定基站与下行基站的连接是否已经断开，进而后续可以在通信断开的情况下实现愈合。

具体地，信号强度阈值可以是-110dBm，或者-120dBm，或者其他任何可行的信号强度阈值。失败率阈值可以是5％，或者3％，或者其他任何可行的通信失败率。

在一些实施例上，在确定上述第i台BLE基站与上述第i-1台BLE基站以及上述第i+1台BLE基站之间通信已断开之后，上述方法还包括以下步骤：控制上述第i-1台BLE基站发出上述第一类型广播。

该方案中，如果确定通信已断开，原来发送第二类型广播的基站不再继续发送第二类型广播，改为发送第一类型广播，来寻找下行或者上行的基站，进而后续可以实现多个故障基站跨站连接。

具体地，(5)假设由于意外情况第i号基站故障与前后基站断开连接，则i-1基站由于i基站与其断开连接，则改为发送A类广播，广播名称中包含N_i为下行1基站，N_i+1为下行2基站，i+1基站由于i基站与其断开连接，则改为扫描A类广播，网络连接如图7所示。

在一些实施例上，在确定上述第i台BLE基站与上述第i-1台BLE基站以及上述第i+1台BLE基站之间通信已断开之后，上述方法还包括以下步骤：控制上述第i+1台BLE基站扫描上述第i-1台BLE基站发出的上述第一类型广播，以使得上述第i+1台BLE基站和上述第i-1台BLE基站之间建立通信连接；在上述第i+1台BLE基站和上述第i-1台BLE基站之间已经建立通信连接的情况下，控制上述第i+1台BLE基站和上述第i-1台BLE基站之间停止使用上述第一类型广播通信，控制上述第i-1台BLE基站发出上述第二类型广播。

该方案中，在基站出现故障的时候，正常运行的基站可以越过故障的基站建立连接，故障基站的上行基站和下行基站可以实现愈合的功能。

具体地，i+1基站扫描获取i-1基站和i+2基站两个A类广播，由于识别到i-1基站A类广播名称中包含N_i+1为下行2基站编号，因此i+1基站选择与i-1基站建立连接，实现网络快速愈合，建立连接后网络如图8所示。

具体地，本方案的骨干链路中基站建立连接后会完善上行和下行基站信息，当出现单点设备故障时，上行基站和下行基站临近基站信息实现自愈合功能。因此，本申请的无线链路中单个节点异常故障后，故障节点上下行设备节点具备自愈合功能。

具体地，本申请的方案中，A类广播中至少包含本基站上行两台基站和下行两台基站的信息，便于单台基站故障时网络自行愈合。具体包含的基站信息数量也可根据单个基站可连接的最远基站数量增加，当出现多个基站同时故障时，正常运行的基站可越过多个故障基站建立连接，例如假设第i个基站最远可以与第i+3个基站建立连接，则A类广播信息中可以包含下行三台基站信息，当i+1和i+2基站同时发生故障时，便于i基站与i+3基站建立连接。

新启动的基站根据A类广播名称中的信息判断发出广播的基站是否可被连接，只有下行1基站编号为空的广播基站可被新启动基站连接(下行1基站编号为空时后续下行基站编号必定为空)，避免新启动的基站连接异常故障断开的基站，从而出现网络连接混乱的情况。

具体地，本方案可以实现无线节点稳定快速建立连接，对基站布设时无顺序要求，且各节点保持网络连接的情况下可低功耗运行，单个基站异常故障时网络可自行愈合。

本方案可基于BLE多连接实现基站快速布设，并且通过基站建立连接后共享临近基站信息和广播名称包含临近基站拓扑信息的方式实现网络自愈合功能，从而达到在矿井巷道应急救援场景中快速稳定搭建无线骨干网络的目的。

本申请实施例还提供了一种煤矿井下的基站通信装置，需要说明的是，本申请实施例的煤矿井下的基站通信装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于煤矿井下的基站通信方法。该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

以下对本申请实施例提供的煤矿井下的基站通信装置进行介绍。

图9是根据本申请实施例的一种煤矿井下的基站通信装置的结构框图。如图9所示，该装置包括：

第一控制单元10，用于在第一BLE基站开启的情况下，控制上述第一BLE基站发出第一类型广播，其中，上述第一BLE基站与井下指挥机电连接，上述井下指挥机用于实现井上和井下的实时通信，上述第一类型广播用于发送包括多台基站的基站信息；

第二控制单元20，用于在第二BLE基站开启的情况下，控制上述第二BLE基站获取上述第一BLE基站发出的上述第一类型广播，以使得上述第一BLE基站和上述第二BLE基站建立通信连接；

第三控制单元30，用于在上述第一BLE基站和上述第二BLE基站之间已经建立通信连接的情况下，控制上述第一BLE基站和上述第二BLE基站之间停止使用上述第一类型广播通信，控制上述第一BLE基站发出第二类型广播，其中，上述第二类型广播用于标识基站已经作为BLE从机连接。

具体实现过程中，上述装置还包括第四控制单元、第五控制单元、第六控制单元和第七控制单元，第四控制单元用于在控制上述第一BLE基站发出第二类型广播之后，控制上述第二BLE基站发出上述第一类型广播；第五控制单元用于在第三BLE基站开启的情况下，控制上述第三BLE基站获取上述第二BLE基站发出的上述第一类型广播，以使得上述第二BLE基站和上述第三BLE基站建立通信连接；第六控制单元用于控制上述第二BLE基站将上述第三BLE基站的基站信息发送到上述第一BLE基站，控制上述第二BLE基站将上述第一BLE基站的基站信息发送到上述第三BLE基站；第七控制单元用于控制上述第三BLE基站发出上述第一类型广播，其中，上述第三BLE基站发出的上述第一类型广播至少包括上述第一BLE基站的基站信息、上述第二BLE基站的基站信息和上述第三BLE基站的基站信息。

具体实现过程中，上述装置还包括第一获取单元和第一确定单元，第一获取单元用于在控制上述第一BLE基站发出第二类型广播之后，获取第i台BLE基站发送的上述第一类型广播，其中，上述第i台BLE基站发送的上述第一类型广播中包括所有与上述第i台BLE基站已建立通信连接的基站信息，i≥3；第一确定单元用于根据上述第i台BLE基站发送的上述第一类型广播的基站信息的数量，确定上述第i台BLE基站是否与新BLE基站建立连接，其中，上述新BLE基站为从未与任何BLE基站建立通信连接的基站。

具体实现过程中，第一确定单元包括第一确定模块和第二确定模块，第一确定模块用于在上述第i台BLE基站发送的上述第一类型广播满足第一预设条件的情况下，确定上述第i台BLE基站不与上述新BLE基站建立连接，其中，上述第一预设条件为上述第一类型广播中包括第i-2台BLE基站的基站信息、第i-1台BLE基站的基站信息、上述第i台BLE基站的基站信息；第二确定模块用于在上述第i台BLE基站发送的上述第一类型广播满足第二预设条件的情况下，确定上述第i台BLE基站与上述新BLE基站建立连接，其中，上述第二预设条件为上述第一类型广播中包括上述第i-2台BLE基站的基站信息、上述第i-1台BLE基站的基站信息、上述第i台BLE基站的基站信息。

在一些实施例上，上述装置还包括第二获取单元、第三获取单元、第四获取单元、第五获取单元和第二确定单元，第二获取单元用于在根据上述第i台BLE基站发送的上述第一类型广播的基站信息的数量，确定上述第i台BLE基站是否与新BLE基站建立连接之后，获取上述第i台BLE基站与第i-1台BLE基站之间的第一信号强度；第三获取单元用于获取上述第i台BLE基站与上述第i-1台BLE基站之间的第一通信失败率；第四获取单元用于获取上述第i台BLE基站与第i+1台BLE基站之间的第二信号强度；第五获取单元用于获取上述第i台BLE基站与上述第i+1台BLE基站之间的第二通信失败率；第二确定单元用于在上述第一信号强度小于信号强度阈值和/或上述第一通信失败率大于失败率阈值，并且，上述第二信号强度小于上述信号强度阈值和/或上述第二通信失败率大于上述失败率阈值的情况下，确定上述第i台BLE基站与上述第i-1台BLE基站以及上述第i+1台BLE基站之间通信已断开。

在一些实施例上，上述装置还包括第八控制单元，第八控制单元用于在确定上述第i台BLE基站与上述第i-1台BLE基站以及上述第i+1台BLE基站之间通信已断开之后，控制上述第i-1台BLE基站发出上述第一类型广播。

在一些实施例上，上述装置还包括第九控制单元和第十控制单元，第九控制单元用于在确定上述第i台BLE基站与上述第i-1台BLE基站以及上述第i+1台BLE基站之间通信已断开之后，控制上述第i+1台BLE基站扫描上述第i-1台BLE基站发出的上述第一类型广播，以使得上述第i+1台BLE基站和上述第i-1台BLE基站之间建立通信连接；第十控制单元用于在上述第i+1台BLE基站和上述第i-1台BLE基站之间已经建立通信连接的情况下，控制上述第i+1台BLE基站和上述第i-1台BLE基站之间停止使用上述第一类型广播通信，控制上述第i-1台BLE基站发出上述第二类型广播。

上述煤矿井下的基站通信装置包括处理器和存储器，上述第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决现有技术中布设通信基站的通信效率较差的问题。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述计算机可读存储介质所在设备执行上述煤矿井下的基站通信方法。

具体地，煤矿井下的基站通信方法包括：

本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述煤矿井下的基站通信方法。

具体地，煤矿井下的基站通信方法包括：

本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：

本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

一种计算机程序产品，包括非易失性计算机可读存储介质，上述非易失性计算机可读存储介质存储计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现本申请各个实施例中上述方法的步骤：

本申请还提供一种煤矿井下通信系统，包括一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，上述一个或多个程序被存储在上述存储器中，并且被配置为由上述一个或多个处理器执行，上述一个或多个程序包括用于执行任意一种上述的煤矿井下的基站通信方法。

具体地，煤矿井下的基站通信方法包括：

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的煤矿井下的基站通信方法，对于基站布设时候不按照有线的顺序要求可以进行布设，只需要其中一个基站与井下指挥机电连接即可，其他的基站可以通过BLE的方式建立通信连接，通过广播的方式来互相告知基站的信息，这样信息可以上传至指挥机中，以便于指挥机获取网络拓扑结构，另外基站中都是基于BLE建立连接的，BLE发送广播时候的功耗较低，对于设备工作时候的影响较小，因此本方案提出的BLE快速布设方法可以应用于井下救援中，可以快速搭建通信网络，保证了通信效率。

2)、本申请的煤矿井下的基站通信装置，对于基站布设时候不按照有线的顺序要求可以进行布设，只需要其中一个基站与井下指挥机电连接即可，其他的基站可以通过BLE的方式建立通信连接，通过广播的方式来互相告知基站的信息，这样信息可以上传至指挥机中，以便于指挥机获取网络拓扑结构，另外基站中都是基于BLE建立连接的，BLE发送广播时候的功耗较低，对于设备工作时候的影响较小，因此本方案提出的BLE快速布设方法可以应用于井下救援中，可以快速搭建通信网络，保证了通信效率。

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

Claims

1.一种煤矿井下的基站通信方法，其特征在于，包括：

在第一BLE基站开启的情况下，控制所述第一BLE基站发出第一类型广播，其中，所述第一BLE基站与井下指挥机电连接，所述井下指挥机用于实现井上和井下的实时通信，所述第一类型广播用于发送包括多台基站的基站信息；

在第二BLE基站开启的情况下，控制所述第二BLE基站获取所述第一BLE基站发出的所述第一类型广播，以使得所述第一BLE基站和所述第二BLE基站建立通信连接；

在所述第一BLE基站和所述第二BLE基站之间已经建立通信连接的情况下，控制所述第一BLE基站和所述第二BLE基站之间停止使用所述第一类型广播通信，控制所述第一BLE基站发出第二类型广播，其中，所述第二类型广播用于标识基站已经作为BLE从机连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在控制所述第一BLE基站发出第二类型广播之后，所述方法还包括：

控制所述第二BLE基站发出所述第一类型广播；

在第三BLE基站开启的情况下，控制所述第三BLE基站获取所述第二BLE基站发出的所述第一类型广播，以使得所述第二BLE基站和所述第三BLE基站建立通信连接；

控制所述第二BLE基站将所述第三BLE基站的基站信息发送到所述第一BLE基站，控制所述第二BLE基站将所述第一BLE基站的基站信息发送到所述第三BLE基站；

控制所述第三BLE基站发出所述第一类型广播，其中，所述第三BLE基站发出的所述第一类型广播至少包括所述第一BLE基站的基站信息、所述第二BLE基站的基站信息和所述第三BLE基站的基站信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在控制所述第一BLE基站发出第二类型广播之后，所述方法还包括：

获取第i台BLE基站发送的所述第一类型广播，其中，所述第i台BLE基站发送的所述第一类型广播中包括所有与所述第i台BLE基站已建立通信连接的基站信息，i≥3；

根据所述第i台BLE基站发送的所述第一类型广播的基站信息的数量，确定所述第i台BLE基站是否与新BLE基站建立连接，其中，所述新BLE基站为从未与任何BLE基站建立通信连接的基站。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第i台BLE基站发送的所述第一类型广播的基站信息的数量，确定所述第i台BLE基站是否与新BLE基站建立连接，包括：

在所述第i台BLE基站发送的所述第一类型广播满足第一预设条件的情况下，确定所述第i台BLE基站不与所述新BLE基站建立连接，其中，所述第一预设条件为所述第一类型广播中包括第i-2台BLE基站的基站信息、第i-1台BLE基站的基站信息、所述第i台BLE基站的基站信息、第i+1台BLE基站的基站信息；

在所述第i台BLE基站发送的所述第一类型广播满足第二预设条件的情况下，确定所述第i台BLE基站与所述新BLE基站建立连接，其中，所述第二预设条件为所述第一类型广播中包括所述第i-2台BLE基站的基站信息、所述第i-1台BLE基站的基站信息、所述第i台BLE基站的基站信息。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在根据所述第i台BLE基站发送的所述第一类型广播的基站信息的数量，确定所述第i台BLE基站是否与新BLE基站建立连接之后，所述方法还包括：

获取所述第i台BLE基站与第i-1台BLE基站之间的第一信号强度；

获取所述第i台BLE基站与所述第i-1台BLE基站之间的第一通信失败率；

获取所述第i台BLE基站与第i+1台BLE基站之间的第二信号强度；

获取所述第i台BLE基站与所述第i+1台BLE基站之间的第二通信失败率；

在所述第一信号强度小于信号强度阈值和/或所述第一通信失败率大于失败率阈值，并且，所述第二信号强度小于所述信号强度阈值和/或所述第二通信失败率大于所述失败率阈值的情况下，确定所述第i台BLE基站与所述第i-1台BLE基站以及所述第i+1台BLE基站之间通信已断开。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定所述第i台BLE基站与所述第i-1台BLE基站以及所述第i+1台BLE基站之间通信已断开之后，所述方法还包括：

控制所述第i-1台BLE基站发出所述第一类型广播。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在确定所述第i台BLE基站与所述第i-1台BLE基站以及所述第i+1台BLE基站之间通信已断开之后，所述方法还包括：

控制所述第i+1台BLE基站扫描所述第i-1台BLE基站发出的所述第一类型广播，以使得所述第i+1台BLE基站和所述第i-1台BLE基站之间建立通信连接；

在所述第i+1台BLE基站和所述第i-1台BLE基站之间已经建立通信连接的情况下，控制所述第i+1台BLE基站和所述第i-1台BLE基站之间停止使用所述第一类型广播通信，控制所述第i-1台BLE基站发出所述第二类型广播。

8.一种煤矿井下的基站通信装置，其特征在于，包括：

第一控制单元，用于在第一BLE基站开启的情况下，控制所述第一BLE基站发出第一类型广播，其中，所述第一BLE基站与井下指挥机电连接，所述井下指挥机用于实现井上和井下的实时通信，所述第一类型广播用于发送包括多台基站的基站信息；

第二控制单元，用于在第二BLE基站开启的情况下，控制所述第二BLE基站获取所述第一BLE基站发出的所述第一类型广播，以使得所述第一BLE基站和所述第二BLE基站建立通信连接；

第三控制单元，用于在所述第一BLE基站和所述第二BLE基站之间已经建立通信连接的情况下，控制所述第一BLE基站和所述第二BLE基站之间停止使用所述第一类型广播通信，控制所述第一BLE基站发出第二类型广播，其中，所述第二类型广播用于标识基站已经作为BLE从机连接。

9.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述方法的步骤。

10.一种煤矿井下通信系统，其特征在于，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1至7中任意一项所述的煤矿井下的基站通信方法。