本实用新型涉及煤炭自动化开采技术领域，具体地，涉及一种基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统。
背景技术：
超大采高工作面中所应用的超大采高采煤机的采高范围为5.6米至8.8米，具有记忆截割、自动调高、三维定位、工作面导航、远程监控等功能，适用于煤层相对稳定、煤质硬度大、特厚煤层储量丰富的矿区，对提升特大型煤矿的开采效率及资源回收率效果显著。
随着煤矿开采的智能化绿色化的发展，煤矿井下通讯传输尤其是采煤机工作面的数据高速可靠传输是亟待解决的问题。由于工作面工况条件及其恶劣，井下通讯电缆经常因采煤或操作等原因而砸断造成通讯系统瘫痪。传统的电缆通讯方式维护工作量大，排查问题困难，不能满足恶劣工况条件下采煤机远程通讯传输的需求。
为解决上述问题，在现有的综采工作面中会建立wlan通讯网络，将工作面中的智能化采煤设备均链接到wlan通讯网络中。但是传统的wlan采用点对点的无线通讯，而在超大采高工作面中，智能化设备相比于普通综采工作面来说更多更复杂，需要的中间节点也会更多，一旦某一中间节点损坏会导致整个通讯网络瘫痪，因此，亟需一种适用于超大采高综采工作面中的高速稳定易维护的远程通讯系统。
技术实现要素：
本实用新型实施例旨在提供一种基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，以解决现有技术中wlan通讯网络在中间节点过多时容易出现某一节点故障导致整个网络系统瘫痪的问题。
为此，本实用新型提供一种基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，包括第一mesh交换机、第二mesh交换机和第三mesh交换机：
所述第一mesh交换机设置于采煤机机身上，其与所述采煤机的控制器通讯连接，接收所述采煤机的控制器发送的采煤机工作信息并转发至所述第二mesh交换机或所述第三mesh交换机；
所述第二mesh交换机包括多台，不同所述第二mesh交换机设置于不同液压支架的顶梁下部；每一所述第二mesh交换机与所述液压支架的控制器通讯连接，所述第二mesh交换机接收所述液压支架控制器发送的液压支架工作信息并转发至所述第一mesh交换机或所述第三mesh交换机或其他的第二mesh交换机；任意两台所述第二mesh交换机之间的距离在设定距离范围内；
第三mesh交换机，设置于巷道内且与所述超大采高综采工作面的入口之间的距离小于设定距离；其接收所述第一mesh交换机和/或所述第二mesh交换机转发的数据并将其转发至位于井下监控中心的上位机。
可选地，上述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统中，还包括：
第四mesh交换机，其与所述第三mesh交换机及所述上位机通讯连接；所述第四mesh交换机接收所述第三mesh交换机发送的数据后转发至所述上位机。
可选地，上述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统中，所述第四mesh交换机与所述第三mesh交换机通过rj45接头以及网线连接；
所述第四mesh交换机与所述上位机通过光纤接头及光纤连接。
可选地，上述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统中，还包括：
隔爆兼本安型电源，其输出端与所述第四mesh交换机的电源端连接。
可选地，上述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统中，所述第四mesh交换机为本安型mesh交换机。
可选地，上述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统中，所述第一mesh交换机与所述第二mesh交换机采用无线通讯连接；所述第一mesh交换机与所述第三mesh交换机采用无线通讯连接；所述第二mesh交换机与所述第三mesh交换机采用无线通讯连接；任意两台所述第二mesh交换机采用无线通讯连接。
可选地，上述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统中，所述第一mesh交换机、所述第二mesh交换机及所述第三mesh交换机均为隔爆兼本安型mesh交换机。
可选地，上述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统中，所述第一mesh交换机与所述采煤机的控制器通过rj45接头以及网线连接；
所述第二mesh交换机与所述液压支架机的控制器通过rj45接头以及网线连接。
可选地，上述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统中，所述第一mesh交换机的电源端与所述采煤机的电源输出端电连接；
所述第二mesh交换机的电源端与所述液压支架的电源输出端电连接。
可选地，上述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统中，任意两台第二mesh交换机之间的距离为70米。
本实用新型提供的以上技术方案，与现有技术相比，至少具有以下有益效果：
本实用新型提供的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，通过多台mesh交换机形成无线通讯网络，mesh交换机分别安装在采煤机机身上、液压支架上以及巷道中，采用安装在采煤机机身上的mesh交换机获取采煤机运行数据，采用安装在液压支架上的mesh交换机获取液压支架的运行数据，所有的mesh交换机之间均可以实现两两通讯，因此如果其中一台mesh交换机出现故障，其他mesh交换机依然可以实现数据的转发，不会影响到整个通讯网络的稳定性。并且，由于每一台mesh交换机都可以作为通讯网络中的节点实现通讯数据的转发，可以避免所有的mesh交换机都依靠单一节点实现数据转发时出现的数据阻塞情况，有效地提高煤矿井下通讯网络的数据传输速率。基于上述分析，本实用新型的以上技术方案，结构简单，提供高速可靠的无线网状通讯网，且通讯速率高，安装便捷，网络维护简单、灵活，符合煤矿安全要求，确保煤矿井下工作面到远程集控中心采煤机通讯传输稳定可靠，满足采煤机视频传输、远程监控的需求。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例所述基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统的结构示意图；
图2为本实用新型另一个实施例所述基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
另外，本实用新型以下实施例中的各个方案只要不彼此冲突，则可以根据实际需要进行组合。
本实施例提供一种基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，如图1所示，包括第一mesh交换机101、第二mesh交换机102和第三mesh交换机103。其中：
所述第一mesh交换机101设置于采煤机100的机身上，其与所述采煤机101的控制器器通讯连接，接收所述采煤机的控制器发送的采煤机工作信息并转发至所述第二mesh交换机102或所述第三mesh交换机103。采煤机在未采区200执行采煤操作的过程中，采煤机的控制器能够获取采煤机的运行数据，这些数据是设置在采煤机上的监控传感器采集得到的，本方案中并不对如何采集采煤机工作信息进行限定，其可以通过现有方案实现即可。
所述第二mesh交换机102包括多台，不同所述第二mesh交换机102设置于不同液压支架的顶梁下部；每一所述第二mesh交换机102与所述液压支架的控制器通讯连接，所述第二mesh交换机102接收所述液压支架控制器发送的液压支架工作信息并转发至所述第一mesh交换机101或所述第三mesh交换机103或其他的第二mesh交换机102；任意两台所述第二mesh交换机102之间的距离在设定距离范围内(以300米工作面为例，每隔70米安装一台第二mesh交换机102)。液压支架的工作信息可以由设置在液压支架上的各类传感器采集得到，本方案中不在详细描述。
第三mesh交换机103，设置于巷道内且与所述超大采高综采工作面的入口之间的距离小于设定距离；其接收所述第一mesh交换机101和/或所述第二mesh交换机102转发的数据并将其转发至位于井下监控中心的上位机104。
也就是说，以上方案中的煤矿井下超大采高工作面中，任意的所述第一mesh交换机101和所述第二mesh交换机102均可以进行数据的接收与发送，即每一台mesh交换机都可以作为通讯网络中的节点实现通讯数据的转发，可以避免所有的mesh交换机都依靠单一节点实现数据转发时出现的数据阻塞情况，有效地提高煤矿井下通讯网络的数据传输速率。
无线mesh网为多跳网络，任何无线设备节点都可以作为ap，网络中每个节点都可以发送接收信号。每个点都可以与多个节点通讯。常规无线网络中，如果几个设备同时访问网络，可能产生通讯堵塞，而mesh网络中，设备可以通过不同节点连接，不会导致系统性能降低。mesh网络提供更大冗余机制和通讯负载平衡功能，mesh网络能够减少使用无线网络的响铃用户的互相干扰，大大提高信道利用效率。mesh网络通过多个短跳来传输数据降获得更高网络带宽，不仅适用于普通数据报文的传输，更能传输高清视频信号。基于上述分析，本实用新型的以上技术方案，结构简单，提供高速可靠的无线网状通讯网，且通讯速率高，安装便捷，网络维护简单、灵活，符合煤矿安全要求，确保煤矿井下工作面到远程集控中心采煤机通讯传输稳定可靠，满足采煤机视频传输、远程监控的需求。进一步地，如图2所示，以上方案中的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，还包括第四mesh交换机105，其与所述第三mesh交换机103及所述上位机104通讯连接；所述第四mesh交换机105接收所述第三mesh交换机103发送的数据后转发至所述上位机104。其中，通过第四mesh交换机105能够避免第三mesh交换机103与上位机104之间的传输距离过长对信号失真产生的影响。
优选地，所述第一mesh交换机101与所述第二mesh交换机102采用无线通讯连接；所述第一mesh交换机101与所述第三mesh交换机103采用无线通讯连接；所述第二mesh交换机102与所述第三mesh交换机103采用无线通讯连接；任意两台所述第二mesh交换机102采用无线通讯连接。所述第四mesh交换机105与所述第三mesh交换机103通过rj45接头以及网线连接；所述第四mesh交换机105与所述上位机104通过光纤接头及光纤连接。其中，所述第一mesh交换机101与所述采煤机的控制器通过rj45接头以及网线连接；所述第二mesh交换机102与所述液压支架机的控制器通过rj45接头以及网线连接。mesh交换机通过rj45通讯网络获取采煤机和液压支架的工作信息，之后通过无线网络进行传输，最终通过rj45通讯网络和光纤通讯方式将上述数据传输至上位机，由此可实现把采煤机100和液压支架的工作信息从无线网络无缝对接到有限网络中，使得数据传输更加准确、更加可靠。
另外，以上方案中，所述第一mesh交换机101的电源端与所述采煤机100的电源输出端电连接；所述第二mesh交换机102的电源端与所述液压支架的电源输出端电连接。也即，所述第一mesh交换机101通过采煤机机身127v电源供电。所述第二mesh交换机102由工作面液压支架引出127v供电电源进行供电。如图2所示，以上系统还包括隔爆兼本安型电源106，其输出端与所述第四mesh交换机105的电源端连接，通过隔爆兼本安型电源106为所述第四mesh交换机105供电。
另外，为了满足矿井下对于安全防爆的要求，以上方案中，所述第四mesh交换机105为本安型mesh交换机，所述第一mesh交换机101、所述第二mesh交换机102及所述第三mesh交换机103均为隔爆兼本安型mesh交换机。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，其特征在于，包括第一mesh交换机、第二mesh交换机和第三mesh交换机：
所述第一mesh交换机设置于采煤机机身上，其与所述采煤机的控制器通讯连接，接收所述采煤机控制器发送的采煤机工作信息并转发至所述第二mesh交换机或所述第三mesh交换机；
所述第二mesh交换机包括多台，不同所述第二mesh交换机设置于不同液压支架的顶梁下部；每一所述第二mesh交换机与所述液压支架的控制器通讯连接，所述第二mesh交换机接收所述液压支架的控制器发送的液压支架工作信息并转发至所述第一mesh交换机或所述第三mesh交换机或不同的第二mesh交换机；任意两台所述第二mesh交换机之间的距离在设定距离范围内；
第三mesh交换机，设置于巷道内且与所述超大采高综采工作面的入口之间的距离小于设定距离；其接收所述第一mesh交换机和/或所述第二mesh交换机转发的数据并将其转发至位于井下监控中心的上位机。
2.根据权利要求1所述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，其特征在于，还包括：
第四mesh交换机，其与所述第三mesh交换机及所述上位机通讯连接；所述第四mesh交换机接收所述第三mesh交换机发送的数据后转发至所述上位机。
3.根据权利要求2所述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，其特征在于：
所述第四mesh交换机与所述第三mesh交换机通过rj45接头以及网线连接；
所述第四mesh交换机与所述上位机通过光纤接头及光纤连接。
4.根据权利要求3所述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，其特征在于，还包括：
隔爆兼本安型电源，其输出端与所述第四mesh交换机的电源端连接。
5.根据权利要求4所述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，其特征在于：
所述第四mesh交换机为本安型mesh交换机。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，其特征在于：
所述第一mesh交换机与所述第二mesh交换机采用无线通讯连接；所述第一mesh交换机与所述第三mesh交换机采用无线通讯连接；所述第二mesh交换机与所述第三mesh交换机采用无线通讯连接；任意两台所述第二mesh交换机采用无线通讯连接。
7.根据权利要求6所述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，其特征在于：
所述第一mesh交换机、所述第二mesh交换机及所述第三mesh交换机均为隔爆兼本安型mesh交换机。
8.根据权利要求7所述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，其特征在于：
所述第一mesh交换机与所述采煤机的控制器通过rj45接头以及网线连接；
所述第二mesh交换机与所述液压支架机的控制器通过rj45接头以及网线连接。
9.根据权利要求8所述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，其特征在于：
所述第一mesh交换机的电源端与所述采煤机的电源输出端电连接；
所述第二mesh交换机的电源端与所述液压支架的电源输出端电连接。
10.根据权利要求9所述的基于无线网状网的超大采高综采工作面通讯系统，其特征在于：
任意两台第二mesh交换机之间的距离为70米。
技术总结