專(zhuān)利名稱(chēng)：巖土工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于IEEE 802. 1 la無(wú)線傳輸協(xié)議和Wi-Fi、WLAN無(wú)線接入技 術(shù)及微波通訊技術(shù)的高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸裝置，尤其涉及一種巖土工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)高速遠(yuǎn)程無(wú) 線傳輸裝置。
背景技術(shù)：
巖土工程監(jiān)測(cè)是巖土工程的一個(gè)重要組成部分，在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行各階段均發(fā) 揮著重要的作用，是確保巖土工程施工和運(yùn)行安全必不可少的技術(shù)措施，是完善巖土工程 設(shè)計(jì)方法的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)以及施工和運(yùn)行技術(shù)決策的重要依據(jù)。近年來(lái)安全監(jiān)測(cè)在水利水 電、工民建、鐵路交通、煤炭礦山和軍工等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用與發(fā)展，并日益受到工程技 術(shù)人員和各級(jí)工程決策機(jī)構(gòu)的重視。因此，巖土工程監(jiān)測(cè)技術(shù)的革新和監(jiān)測(cè)設(shè)備的發(fā)明，將 有力地推動(dòng)巖土工程的發(fā)展。 由于巖土工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多樣性，無(wú)法也不可能在工程設(shè)計(jì)階段準(zhǔn)確無(wú) 誤地預(yù)測(cè)工程施工和運(yùn)行過(guò)程中的狀況，工程事故和災(zāi)害仍不時(shí)發(fā)生。及時(shí)、準(zhǔn)確地在事故 前獲得工程變形或破壞信息并據(jù)此進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，采取有效的防范措施以避免災(zāi)害的發(fā) 生是巖土工程安全監(jiān)測(cè)的主要目的?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，促進(jìn)了監(jiān)測(cè)技術(shù)手段的更 新?lián)Q代，如測(cè)量機(jī)器人、自動(dòng)GPS、地面三維激光掃描為代表的現(xiàn)代地面測(cè)量技術(shù)正逐步替 代經(jīng)緯儀、全站儀等傳統(tǒng)的人工觀測(cè)技術(shù)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化；以測(cè)斜儀、沉降儀和應(yīng)變計(jì)等 為代表的地下觀測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)也正逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化，監(jiān)測(cè)工作將向?qū)崟r(shí)、連 續(xù)、高效、動(dòng)態(tài)、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。有線網(wǎng)絡(luò)通訊、無(wú)線移動(dòng)通訊和衛(wèi)星通訊等多 種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，也逐步為工程變形觀測(cè)監(jiān)測(cè)信息的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的集 成提供了基礎(chǔ)。 雖然，我國(guó)目前的監(jiān)測(cè)技術(shù)和監(jiān)測(cè)設(shè)備均取得了很大的進(jìn)步，但我國(guó)大量的巖土 工程安全監(jiān)測(cè)仍主要采用經(jīng)緯儀、全站儀、測(cè)斜儀、沉降儀和應(yīng)變計(jì)等傳統(tǒng)的人工光學(xué)測(cè) 量、電磁測(cè)量方法和手工記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)方法，使監(jiān)測(cè)工作仍十分艱苦和繁重，尤其在條件艱 苦、環(huán)境惡劣的環(huán)境下連續(xù)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)的連續(xù)采集和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)則更難以實(shí)現(xiàn)。隨著網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)的進(jìn)步，采用網(wǎng)絡(luò)布線形式的實(shí)時(shí)監(jiān)控在一定程度上解決了實(shí)時(shí)監(jiān)控和遙測(cè)難題，但網(wǎng) 線布線監(jiān)測(cè)的布線難和易損問(wèn)題以及初期成本和維護(hù)成本問(wèn)題突出，制約了其進(jìn)一步的應(yīng) 用。近年來(lái)GPRS和CDMA技術(shù)逐漸應(yīng)用于監(jiān)測(cè)工作，初步實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸。 但目前無(wú)線監(jiān)控技術(shù)采用的GPRS和CDMA技術(shù)存在明顯的帶寬不足缺陷，數(shù)據(jù)傳輸速率僅 幾Kbps到十幾Kbps，視頻傳輸每秒只有幾幀甚至無(wú)法傳送，尤其在距離基站較遠(yuǎn)的偏僻地 段，信號(hào)微弱，接通和傳輸速率顯著降低，容易出現(xiàn)斷點(diǎn)和無(wú)線接收死角。無(wú)線遙測(cè)即便實(shí) 現(xiàn)，效果則難以令人滿(mǎn)意。新型無(wú)線通訊技術(shù)如WLAN、Wi-Fi、Wimax和微波通訊等雖在傳輸 帶寬和架設(shè)難度、維護(hù)成本等方面均具備很大的優(yōu)勢(shì)，但基于新型無(wú)線通訊技術(shù)的巖土工 程高速遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)測(cè)很少甚至才剛剛起步，市場(chǎng)前景和容量十分可觀。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就在于克服了現(xiàn)有無(wú)線監(jiān)控技術(shù)中GPRS和CDMA技術(shù)帶寬不 足、基站依賴(lài)性大、尤其在距離基站較遠(yuǎn)的偏僻地段信號(hào)微弱，接通率和傳輸速率低等缺 點(diǎn)，提供一種巖土工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸裝置及其方法。裝置耐候性佳、具備超高 傳送速率和超遠(yuǎn)傳輸距離；同時(shí)組網(wǎng)靈活、擴(kuò)展性強(qiáng)、安裝快捷且維護(hù)方便，解決了巖土工 程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境惡劣、條件艱苦地方的巖土工程遠(yuǎn)程高 速無(wú)線遙測(cè)。 本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。 通過(guò)傳輸控制器、整合無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的全天候無(wú)線網(wǎng)橋 /接入點(diǎn)和中繼網(wǎng)橋之間的無(wú)線高速連接；或者通過(guò)傳輸控制器與基于WLAN無(wú)線接入?yún)f(xié)議 的無(wú)線接入點(diǎn)、無(wú)線網(wǎng)橋和中繼網(wǎng)橋之間的無(wú)線高速連接，將巖土工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集 儀存儲(chǔ)的大量監(jiān)測(cè)資料，以高傳輸速率遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸至交換機(jī)和控制端計(jì)算機(jī)，從而遠(yuǎn) 程高速獲取現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)資料，知悉、判斷監(jiān)測(cè)物安全性狀的變化，為安全管理和決策部門(mén)提 供實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和判斷依據(jù)；并將控制端計(jì)算機(jī)的控制指令高速返回現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)采 集儀，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集儀的初始設(shè)定、采樣設(shè)置和實(shí)時(shí)采樣等操作。本裝置克服了現(xiàn)有無(wú)線監(jiān) 控技術(shù)中GPRS和CDMA技術(shù)帶寬不足、基站依賴(lài)性大、尤其在距離基站較遠(yuǎn)的偏僻地段信號(hào) 微弱，接通率和傳輸速率低等缺點(diǎn)；裝置耐候性佳、具備超高傳送速率和超遠(yuǎn)傳輸距離；同 時(shí)組網(wǎng)靈活、擴(kuò)展性強(qiáng)、安裝快捷且維護(hù)方便，解決了巖土工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳 輸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境惡劣、條件艱苦地方的巖土工程遠(yuǎn)程高速無(wú)線遙測(cè)。 —、巖土工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸裝置(簡(jiǎn)稱(chēng)裝置) 本裝置包括前后依次連接的數(shù)據(jù)采集和傳輸控制模塊、高速率遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸模塊 和數(shù)據(jù)傳輸接收控制模塊； 所述的數(shù)據(jù)采集和傳輸控制模塊由前后連接的數(shù)據(jù)采集儀和傳輸控制器組成，主 要完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和傳輸?shù)却蝿?wù)； 所述的高速率遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸模塊由前后無(wú)線連通的無(wú)線接入點(diǎn)、無(wú)線網(wǎng)橋和中繼 網(wǎng)橋組成，也可采用整合無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的全天候無(wú)線網(wǎng)橋/接入 點(diǎn)和中繼網(wǎng)橋之間的無(wú)線高速連接，完成高速無(wú)線連接和監(jiān)測(cè)資料的遠(yuǎn)程高速無(wú)線傳輸； 所述的數(shù)據(jù)傳輸接收控制模塊由前后連接的交換機(jī)和控制端計(jì)算機(jī)組成，控制端 計(jì)算機(jī)由遠(yuǎn)程傳輸控制軟件控制，主要完成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)資料的接收、處理，并通過(guò)控制指令的 高速遠(yuǎn)程傳輸實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的高速率遠(yuǎn)程無(wú)線控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程高速無(wú)線遙測(cè)。 本裝置的工作原理是 數(shù)據(jù)采集儀獲取各測(cè)點(diǎn)數(shù)碼傳感器變形值，予以數(shù)碼顯示或存儲(chǔ)，并與基于IEEE 802. lla無(wú)線傳輸協(xié)議和Wi-Fi無(wú)線接入技術(shù)的數(shù)據(jù)高速無(wú)線接入的傳輸控制器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) 的RJ45網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)線連接，接受數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)傳送等指令管理和控制； 基于IEEE 802. lla無(wú)線傳輸協(xié)議和Wi-Fi無(wú)線接入技術(shù)的無(wú)線接入點(diǎn)與傳輸控 制器通過(guò)IEEE 802. lla無(wú)線傳輸協(xié)議和Wi-Fi無(wú)線接入實(shí)現(xiàn)高速無(wú)線連接，無(wú)線接入點(diǎn)再 與無(wú)線網(wǎng)橋通過(guò)Wi-Fi無(wú)線接入技術(shù)連接，無(wú)線網(wǎng)橋與中繼網(wǎng)橋通過(guò)微波通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)高 速無(wú)線連接，組成監(jiān)測(cè)資料的高速遠(yuǎn)程無(wú)線連接和通訊模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集儀監(jiān)測(cè)資料的 高速遠(yuǎn)程無(wú)線接入和數(shù)據(jù)傳輸；[0016] 交換機(jī)通過(guò)IEEE 802. 11a無(wú)線傳輸協(xié)議和Wi_Fi無(wú)線接入與中繼網(wǎng)橋建立高速 無(wú)線連接，再通過(guò)通過(guò)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)線與控制端計(jì)算機(jī)連接，控制端計(jì)算機(jī)通過(guò)安裝 遠(yuǎn)程傳輸控制軟件，高速無(wú)線遠(yuǎn)程接收數(shù)據(jù)采集儀傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)資料，并將控制端計(jì)算機(jī)的 指令轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)采集儀，完成數(shù)據(jù)采集儀采樣設(shè)置、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)裙ぷ?，從?實(shí)現(xiàn)巖土工程監(jiān)測(cè)的高速無(wú)線控制和資料的高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸。 本裝置技術(shù)指標(biāo)和主要優(yōu)勢(shì)
1) 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)
2) 工作頻段
3) 鏈路速率
4) 靈活組網(wǎng)
5) 網(wǎng)絡(luò)功能
6) 傳輸距離
7) 安全機(jī)制
8) 基站依附
9) 工作環(huán)境
10) 工作電源
11) 輸出功率
6 18Mbps :20dBm ; 24 36Mbps :19dBm 48 54Mbps :18dBm
12) 接收靈敏度 6Mbps廣88dBm ; 12Mbps廣86dBm 24Mbps廣81dBm 36Mbps :-76dBm 48Mbps廣72dBm 54Mbps廣68dBm
IEEE 802. 11a標(biāo)準(zhǔn)；
WLAN無(wú)線技術(shù)，Super G技術(shù)，5. 8G頻段； 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線鏈路速率可達(dá)54Mbps，最高達(dá)108Mbps ; 支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)工作模式，組網(wǎng)靈活，擴(kuò)展性強(qiáng)； 生成樹(shù)協(xié)議，DHCP客戶(hù)端； 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸達(dá)30km，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)達(dá)5km ; 電信級(jí)無(wú)線網(wǎng)橋，國(guó)際最高無(wú)線數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)AES/TKIP ; 獨(dú)立組網(wǎng)，無(wú)需基站，更無(wú)需GPRS、 CDMA基站支持； -40°C +65°C ; P0E，48V DC，60W ;
13) 抗干擾能力
內(nèi)建防雷保護(hù)電路，達(dá)國(guó)家III類(lèi)耐沖擊過(guò)電壓標(biāo)準(zhǔn)，可承受瞬間電壓4000V ;
14) 防塵防水
國(guó)際最高防塵防水標(biāo)準(zhǔn)IP68，能在各種潮濕、沙塵等惡劣環(huán)境中正常工作。 二、巖土工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸方法(簡(jiǎn)稱(chēng)方法) 本方法包括下列步驟
① 將數(shù)據(jù)采集儀連接各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的傳感器；
② 通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀采集、顯示和存儲(chǔ)各測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
③ 連接傳輸控制器和數(shù)據(jù)采集儀；
④ 安裝具備無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的無(wú)線接入點(diǎn)、無(wú)線網(wǎng)橋及其配套的電源控制器， 并根據(jù)傳輸距離和通視條件決定是否增設(shè)1臺(tái)或多臺(tái)中繼網(wǎng)橋及電源控制器；或者安裝具 備無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)和無(wú)線傳輸雙功能的全天候無(wú)線網(wǎng)橋/接入點(diǎn)及其配套的電源控制器；同樣根據(jù)傳輸距離和通視條件決定是否增設(shè)1臺(tái)或多臺(tái)中繼網(wǎng)橋及電源控制器； ⑤在控制端計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝遠(yuǎn)程傳輸控制軟件，連接控制端計(jì)算機(jī)和交換機(jī)； ⑥通過(guò)傳輸控制器與無(wú)線接入點(diǎn)建立無(wú)線連接，無(wú)線接入點(diǎn)再與全天候戶(hù)外無(wú)線 網(wǎng)橋無(wú)線和中繼網(wǎng)橋無(wú)線連接，或者傳輸控制器直接與同時(shí)具備無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)和無(wú)線 傳輸雙功能的全天候無(wú)線網(wǎng)橋/接入點(diǎn)以及中繼網(wǎng)橋無(wú)線連接；中繼網(wǎng)橋與交換機(jī)建立無(wú) 線網(wǎng)絡(luò)連接，從而完成從交換機(jī)、無(wú)線網(wǎng)橋到傳輸控制器之間的高速無(wú)線連接，實(shí)現(xiàn)控制端 計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)采集儀之間的微波無(wú)線通信； ⑦通過(guò)控制端計(jì)算機(jī)和配套的遠(yuǎn)程傳輸控制軟件，使控制端計(jì)算機(jī)接收數(shù)據(jù)采集 儀遠(yuǎn)程高速無(wú)線傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)資料，并將控制端計(jì)算機(jī)的指令轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)采集儀，完成數(shù)據(jù) 采集儀采樣設(shè)置、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)裙ぷ?，從而?shí)現(xiàn)巖土工程監(jiān)測(cè)的高速無(wú)線控 制和資料傳輸。 遠(yuǎn)程傳輸控制軟件包括網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)模塊、數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置控制模塊和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸 模塊。 本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果 1、超高傳送速率和超遠(yuǎn)傳輸距離 IEEE 802. lla無(wú)線傳輸協(xié)議，Super G技術(shù)的高速無(wú)線接入，高達(dá)54Mbp或 108Mbps的傳輸帶寬，最遠(yuǎn)傳送距離可達(dá)30公里。超高傳送速率和超遠(yuǎn)傳輸距離是GPRS和 CDMA無(wú)線傳輸所不能比擬的，而且完全克服了 GPRS和CDMA技術(shù)帶寬不足、基站依賴(lài)性大、 尤其在距離基站較遠(yuǎn)的偏僻地段信號(hào)微弱，接通率和傳輸速率低等缺點(diǎn)。 2、組網(wǎng)靈活，擴(kuò)展性強(qiáng) 采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的接入方式，組網(wǎng)靈活、擴(kuò)展性強(qiáng)，安裝快捷且維護(hù)方便，無(wú)
需基站支持可隨意隨時(shí)組網(wǎng)，部件可拆卸重復(fù)利用，降低成本。 3、適應(yīng)能力強(qiáng) 采用軍工級(jí)無(wú)線網(wǎng)橋，適用環(huán)境溫度可達(dá)-4(TC +651:，高防震、防塵防水等級(jí)，
尤其適用于惡劣環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間遠(yuǎn)程高速實(shí)時(shí)無(wú)線遙測(cè)。 4、數(shù)據(jù)安全度高 數(shù)據(jù)安全支持資料加密達(dá)國(guó)際最高標(biāo)準(zhǔn)AES/TKIP，擁有良好的加密功能，保證 數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?5、解決了巖土工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)高速無(wú)線傳輸難題，實(shí)現(xiàn)了惡劣環(huán)境下巖土 工程構(gòu)筑物變形的實(shí)時(shí)高速遙測(cè)。

圖1是本裝置結(jié)構(gòu)方框圖； 圖2. 1是傳輸控制器結(jié)構(gòu)方框圖； 圖2. 2是傳輸控制器前面板圖； 圖2. 3是傳輸控制器后面板圖； 圖3是遠(yuǎn)程傳輸控制軟件的工作流程圖。 其中 10-數(shù)據(jù)采集和傳輸控制模塊，[0070] ll-數(shù)據(jù)采集儀； 12-傳輸控制器， 12. 1-RJ45網(wǎng)絡(luò)接口 ， 12. 2_電源接口 ， 12. 3_電源適配器， 12.4-無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊，12. 5-天線，12.6_內(nèi)部集成電路板， 12. 7-狀態(tài)指示燈，12. 8-電源指示燈； 20-高速率遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸模塊， 21-無(wú)線接入點(diǎn)， 22-無(wú)線網(wǎng)橋， 23-中繼網(wǎng)橋； 30-數(shù)據(jù)傳輸接收控制模塊， 31-交換機(jī)， 32-控制端計(jì)算機(jī)， 33-遠(yuǎn)程傳輸控制軟件， A-網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)模塊， B-數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置控制模塊， C-數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊。 英譯漢 GPRS :通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)(General Packet Radio Service)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種 以全球手機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。它通過(guò)利用全球手機(jī)網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信道， 提供中速的數(shù)據(jù)傳遞，理論傳輸速率為56kbps至114kbps。 CDMA :是碼分多址的英文縮寫(xiě)(Code Division Multiple Access)，是在數(shù)字技術(shù) 的分支一擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的一種嶄新而成熟的無(wú)線通信技術(shù)。其技術(shù)原理是基于 擴(kuò)頻技術(shù)，將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽 隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全 相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào) 即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。其傳輸速率略高于GPRS。 WLAN :無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的英文縮寫(xiě)(Wireless Local Area Networks)，利用射頻技 術(shù)，取代舊式的雙絞銅線所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，使得無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)能利用簡(jiǎn)單的存取架構(gòu)讓 用戶(hù)透過(guò)它，達(dá)到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的功能，為高速、突發(fā)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供相當(dāng)便利的數(shù)據(jù)無(wú)線 傳輸服務(wù)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施示例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明 —、裝置 1、總體 如圖l，本裝置包括前后依次連接的數(shù)據(jù)采集和傳輸控制模塊10、高速率遠(yuǎn)程無(wú) 線傳輸模塊20和數(shù)據(jù)傳輸接收控制模塊30 ; 所述的數(shù)據(jù)采集和傳輸控制部10由前后連接的數(shù)據(jù)采集儀11和傳輸控制器12 組成；[0095] 所述的高速率遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸模塊20由前后無(wú)線連通的無(wú)線接入點(diǎn)21、無(wú)線網(wǎng)橋 22和中繼網(wǎng)橋23組成；也可采用前后無(wú)線連通的整合無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸 功能的全天候無(wú)線網(wǎng)橋/接入點(diǎn)和中繼網(wǎng)橋23組成； 所述的數(shù)據(jù)傳輸接收控制模塊30由前后連接的交換機(jī)31、控制端計(jì)算機(jī)32和遠(yuǎn) 程傳輸控制軟件33組成。 2、各功能部件 l)數(shù)據(jù)采集儀ll 數(shù)據(jù)采集儀11是一種常用的數(shù)字式數(shù)據(jù)采集儀；具備監(jiān)測(cè)功能設(shè)置與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
存儲(chǔ)功能；本實(shí)用新型選用一種具有以太網(wǎng)數(shù)據(jù)輸出接口的網(wǎng)口數(shù)據(jù)采集儀。 2)傳輸控制器12 如圖2. l，傳輸控制器12是一種基于802. lla無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)的無(wú)線連接和通訊裝置，包括RJ45網(wǎng)絡(luò)接口 12. 1、電源接口 12. 2、電源適配器12. 3、無(wú)線 網(wǎng)絡(luò)模塊12. 4、天線12. 5和內(nèi)部集成電路板12. 6 ; 電源適配器12. 3和電源接口 12. 2前后連接，電源接口 12. 2分別與RJ45網(wǎng)絡(luò)接 口 12. 1、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊12.4和內(nèi)部集成電路板12.6連接； RJ45網(wǎng)絡(luò)接口 12. 1、內(nèi)部集成電路板12. 6、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊12. 4和天線12. 5前后
依次連接。 電源適配器12. 3將市電220V轉(zhuǎn)換為穩(wěn)壓直流5V，通過(guò)電源接口 12. 2分別為RJ45 網(wǎng)絡(luò)接口 12. 1、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊12.4和內(nèi)部集成電路板12.6供電； 傳輸控制器12通過(guò)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口 12. 1和TCP/IP協(xié)議連接數(shù)據(jù)采集儀11，獲取 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；并在內(nèi)部集成電路板12. 6的基礎(chǔ)上，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊12. 4和天線12. 5與無(wú) 線接入點(diǎn)21無(wú)線連接，高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)傳輸接收控制模塊30。 如圖2. 2，傳輸控制器12的前面板包括網(wǎng)絡(luò)連接的狀態(tài)指示燈(綠燈為在線狀態(tài)， 紅燈為離線狀態(tài))12. 7和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊的外置天線12. 5。 如圖2. 3，傳輸控制器12的后面板包括RJ45網(wǎng)絡(luò)接口 12. 1、電源指示燈(綠燈為 在線狀態(tài)、紅燈為離線狀態(tài))12.8和電源接口 12.2。 3)無(wú)線接入點(diǎn)21 無(wú)線接入點(diǎn)21是一種常用的基于IEEE 802. lla無(wú)線傳輸協(xié)議和WLAN無(wú)線接入 技術(shù)的高速無(wú)線接入裝置；為傳輸控制器12和無(wú)線網(wǎng)橋22提供無(wú)線接入服務(wù)。 4)無(wú)線網(wǎng)橋22 無(wú)線網(wǎng)橋22是一種常用的基于IEEE 802. lla無(wú)線傳輸協(xié)議和微波通訊技術(shù)的高 速無(wú)線傳輸裝置，采用Super G技術(shù)，5.8G頻段的電信級(jí)0rinda戶(hù)外無(wú)線接入和傳輸設(shè)備。 5)中繼網(wǎng)橋23 中繼網(wǎng)橋23是一種常用的基于IEEE 802. lla無(wú)線傳輸協(xié)議和微波通訊技術(shù)的高 速無(wú)線傳輸裝置；是在無(wú)線網(wǎng)橋22和交換機(jī)31之間，或者無(wú)線網(wǎng)橋/接入點(diǎn)與交換機(jī)31 之間因傳輸距離太遠(yuǎn)或通視條件不佳情況下增設(shè)的與無(wú)線網(wǎng)橋22和交換機(jī)31之間均無(wú)障 礙的數(shù)據(jù)高速無(wú)線傳輸中轉(zhuǎn)點(diǎn)，與無(wú)線網(wǎng)橋22技術(shù)參數(shù)完全一致，目的是增設(shè)以延長(zhǎng)傳輸 距離或繞避阻擋物。采用Super G技術(shù)，5.8G頻段的電信級(jí)0rinda戶(hù)外無(wú)線接入和傳輸設(shè) 備。[0114] 6)無(wú)線網(wǎng)橋/接入點(diǎn) 無(wú)線網(wǎng)橋/接入點(diǎn)是一種常用的基于IEEE 802. lla無(wú)線傳輸協(xié)議和微波通訊技 術(shù)的，采用Super G技術(shù)，5. 8G頻段，同時(shí)具備無(wú)線接入和高速無(wú)線傳輸?shù)腛rinda戶(hù)外無(wú)線
接入和傳輸雙功能的裝置。 7)交換機(jī)31 交換機(jī)31是一種常用的基于IEEE 802. lla無(wú)線傳輸協(xié)議和WLAN無(wú)線接入技術(shù) 的無(wú)線接入裝置；用以接收和存儲(chǔ)中繼網(wǎng)橋23高速無(wú)線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通過(guò)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口和 網(wǎng)線傳輸至控制端計(jì)算機(jī)32，并將控制端計(jì)算機(jī)32的控制指令分發(fā)至中繼網(wǎng)橋23并高速 率遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸至現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集儀11。 8)控制端計(jì)算機(jī)32 控制端計(jì)算機(jī)32為一種常用的具備RJ45網(wǎng)絡(luò)接口的工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)(PC)或便攜
計(jì)算機(jī)(筆記本電腦)。 9)遠(yuǎn)程傳輸控制軟件33 遠(yuǎn)程傳輸控制軟件33是由C++語(yǔ)言編制，用以安裝在控制端計(jì)算機(jī)32內(nèi)，完成接 收、處理交換機(jī)31傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，并分發(fā)控制端計(jì)算機(jī)32對(duì)數(shù)據(jù)采集儀11進(jìn)行采樣設(shè)置、 數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)等指令的軟件；主要包括網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)模塊A、數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置控制模塊B和數(shù) 據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊C。 如圖6，遠(yuǎn)程傳輸控制軟件33的工作流程是 1、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)模塊A 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)模塊A完成控制端計(jì)算機(jī)32向數(shù)據(jù)采集儀11通過(guò)高速率遠(yuǎn)距離無(wú)線傳
輸部分20之間的聯(lián)機(jī)請(qǐng)求，在連接成功后可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置控制以及數(shù)據(jù)傳輸工作。
如果聯(lián)機(jī)不成功，則重新初始化網(wǎng)絡(luò)，再次發(fā)送聯(lián)機(jī)請(qǐng)求，直至連接成功。 其工作流程是 程序開(kāi)始a; ①系統(tǒng)初始化b; ②網(wǎng)絡(luò)初始化c; ③是否聯(lián)機(jī)請(qǐng)求d，是則進(jìn)入數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置控制模塊B ;否則轉(zhuǎn)跳到步驟②網(wǎng)絡(luò) 初始化c。 2、數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置控制模塊B 數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置控制模塊B是在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)模塊A完成控制端計(jì)算機(jī)32與數(shù)據(jù)采
集儀11的高速連接后，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集儀11的設(shè)置和控制工作，包括數(shù)據(jù)采集儀11日期、時(shí)
間設(shè)定，采樣間隔，即時(shí)采樣等數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置控制指令；執(zhí)行數(shù)據(jù)采集儀節(jié)電休眠、故障
斷電和加電重啟指令。 其工作流程是 ①數(shù)據(jù)采集儀11初始化e ; ②數(shù)據(jù)采集儀ll管理f ; ③數(shù)據(jù)采集儀11設(shè)置g，日期、時(shí)間設(shè)置h，采樣設(shè)置i，電源管理j，節(jié)電休眠k和 故障重啟1。 3、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊C[0137] 數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊C可以在數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置控制模塊B執(zhí)行完數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置和
電源管理后，也可直接在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)模塊A完成控制端計(jì)算機(jī)32與數(shù)據(jù)采集儀11的高速連
接后，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集儀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸任務(wù)，并對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和初
步整理，為監(jiān)測(cè)工作后期分析提供數(shù)據(jù)。 其工作流程是 ①數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸m; ②數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程獲取n; ③數(shù)據(jù)存儲(chǔ)整理o; 程序結(jié)束p。
權(quán)利要求一種巖土工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸裝置，其特征在于本裝置包括前后依次連接的數(shù)據(jù)采集和傳輸控制模塊(10)、高速率遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸模塊(20)和數(shù)據(jù)傳輸接收控制模塊(30)；所述的數(shù)據(jù)采集和傳輸控制模塊(10)由前后連接的數(shù)據(jù)采集儀(11)和傳輸控制器(12)組成，主要完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和傳輸?shù)却蝿?wù)；所述的高速率遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸模塊(20)由前后無(wú)線連通的無(wú)線接入點(diǎn)(21)、無(wú)線網(wǎng)橋(22)和中繼網(wǎng)橋(23)組成，完成高速無(wú)線連接和監(jiān)測(cè)資料的遠(yuǎn)程高速無(wú)線傳輸；所述的數(shù)據(jù)傳輸接收控制模塊(30)由前后連接的交換機(jī)(31)、控制端計(jì)算機(jī)(32)和安裝于控制端計(jì)算機(jī)(32)內(nèi)的遠(yuǎn)程傳輸控制軟件(33)組成，主要完成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)資料的接收、處理，并通過(guò)控制指令的遠(yuǎn)程高速傳輸實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集儀(11)的高速率遠(yuǎn)程無(wú)線控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程高速無(wú)線遙測(cè)。
2. 按權(quán)利要求1所述的一種巖土工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸裝置，其特征在于 傳輸控制器(12)是一種基于802. lla無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無(wú)線連接和通訊裝置；電源適配器(12. 3)和電源接口 (12. 2)前后連接，電源接口 (12. 2)分別與RJ45網(wǎng)絡(luò) 接口 (12. 1)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊(12.4)和內(nèi)部集成電路板(12.6)連接，提供電源；RJ45網(wǎng)絡(luò)接口 12. 1、內(nèi)部集成電路板12. 6、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊12. 4和天線12. 5前后依次 連接；通過(guò)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口 12. 1和TCP/IP協(xié)議連接數(shù)據(jù)采集儀ll，獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；與無(wú)線 接入點(diǎn)21無(wú)線連接，高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
3. 按權(quán)利要求1所述的一種巖土工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸裝置，其特征在于 遠(yuǎn)程傳輸控制軟件(33)是由0++語(yǔ)言編制，用以安裝在控制瑞計(jì)算機(jī)(32)內(nèi)，完成接收、處理交換機(jī)(31)傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，并分發(fā)控制端計(jì)算機(jī)(32)對(duì)數(shù)據(jù)采集儀(11)進(jìn)行采 樣設(shè)置、數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)等指令的軟件；主要包括網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)模塊(A)、數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置控制 模塊(B)和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊(C)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種巖土工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸裝置，涉及一種高速遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸技術(shù)。本裝置包括前后依次連接的數(shù)據(jù)采集和傳輸控制模塊(10)、高速率遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸模塊(20)和數(shù)據(jù)傳輸接收控制模塊(30)；上述三個(gè)功能塊分別為由前后連接的數(shù)據(jù)采集儀(11)和傳輸控制器(12)，無(wú)線接入點(diǎn)(21)、無(wú)線網(wǎng)橋(22)和中繼網(wǎng)橋(23)，交換機(jī)(31)、控制端計(jì)算機(jī)(32)和遠(yuǎn)程傳輸控制軟件(33)組成。本實(shí)用新型超高傳送速率和超遠(yuǎn)傳輸距離；組網(wǎng)靈活，擴(kuò)展性強(qiáng)；適應(yīng)能力強(qiáng)；數(shù)據(jù)安全度高；解決了巖土工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)高速無(wú)線傳輸難題，實(shí)現(xiàn)了惡劣環(huán)境下巖土工程構(gòu)筑物變形的實(shí)時(shí)高速遙測(cè)。
文檔編號(hào)G08C17/02GK201438332SQ20092022746
公開(kāi)日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者馮俊德, 孟慶山, 李建國(guó), 汪稔, 胡明鑒, 陳中學(xué) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所;中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司