一种基于网桥的远程操控系统及工程设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于网桥的远程操控系统及工程机械，属于工程设备技术领域。


背景技术：

2.对于隧道掘进机、采矿设备、塔吊、履带起重机等工程设备，由于施工环境恶劣、设备体积外形庞大、控制逻辑复杂等原因，对现场操作人员有很高的技能要求，操作稍有不当就会引起较大的安全事故。所以降低人员操作强度、提高安全性、实现远距离智能化操控成为必然趋势。工程设备对操作的可靠性要求极高，远程操控时信号的传输需要具有很强的抗干扰能力和极低的通信时延。
3.目前工程设备应用比较广泛的远程操控方式是工业无线遥控器，其由手持式或腰挂式的发射器和固定安装于设备上的接收装置组成，操作者通过发射器的操作面板将操作者的操作指令输入发射器，发射器把指令进行数字化编码，利用国家开放的v频段，采用无线的方式传输给远方的接收系统，接收系统经过解码转换后再将控制指令还原，一般能够在有效半径200米范围内操作设备。对于工作环境较好的小型设备来说，能够满足现场远距离无线操控的需求。但对于场地环境恶劣大型设备来说，由于控制的复杂性，需要显示控制的参数较多，且安全距离要求远大于200米，超过其有效工作半径，无法满足现场控制要求。
4.此外，随着无线通信技术的成熟，基于gprs、5g的无线通信形式也广泛应用于远程操控，只要网络信号良好，传输距离几乎不受限制。其本质也是将操控端信号转换为网络信号，依靠电信运营商的5g基站信号，发送到设备端进行转换接收。但是在环境比较恶劣、设备流动性大的地方，基站覆盖率低且不适宜架设通信线缆，受限于设备工作环境周围信号不稳定、通讯费用、开发成本等原因，成本较高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于网桥的远程操控系统及工程设备，抗干扰能力强、成本低、数据传输稳定性好，能够提高过程设备操作的安全距离。为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：
6.第一方面，本实用新型提供了一种基于网桥的远程操控系统，包括设备端、设备端交换机、设备端网桥主机、远端、远端交换机、远端网桥主机；
7.所述设备端包括设备端转换模块和视频转换模块，所述设备端转换模块通过设备端交换机连接所述设备端网桥主机，用于将设备端控制信号转换为适合无线传输的tcp/ip协议信号；所述视频转换模块通过设备端交换机连接所述设备端网桥主机，用于将视频信号转换为适合无线传输的tcp/ip协议信号；
8.所述远端包括远端转换模块，所述远端转换模块通过远端交换机连接所述远端网桥主机，用于远端控制信号和tcp/ip协议信号之间的转换；
9.所述设备端网桥主机和所述远端网桥主机通过点对点无线连接。
10.结合第一方面，进一步地，所述设备端包括控制器和显示器，控制器和显示器通过can 总线传输信号、采用基于rs232串口进行程序代码的远程更新。
11.结合第一方面，进一步地，所述远端包括显示屏，显示屏通过can 总线传输信号、采用基于rs232串口进行程序代码的远程更新。
12.结合第一方面，进一步地，所述设备端转换模块和远端转换模块均包括用于转换can信号的can-tcp/ip模块和用于转换rs232串口的rs232-tcp/ip模块。
13.结合第一方面，进一步地，所述设备端还包括操作终端，与所述控制器连接。
14.结合第一方面，进一步地，所述远端还包括io模块，所述io模块连接有开关和指示灯，采用can-io模块进行can信号和io信号的转换，采用can-tcp/ip模块进行can信号和tcp/ip协议信号的转换。
15.结合第一方面，进一步地，所述设备端还包括与所述视频转换模块连接的网络摄像头组。
16.结合第一方面，进一步地，所述远端还包括通过远端交换机与所述远端网桥主机连接的控制终端、与所述远端转换模块连接的远端操作终端。
17.结合第一方面，优选地，所述远端操作终端的操作方式、显示内容与设备端的操作终端一致。
18.结合第一方面，进一步地，所述设备端网桥主机和所述远端网桥主机采用5.8ghz频段的无线网进行通讯。
19.结合第一方面，优选地，将以太网信号通过点对点无线连接进行无线远距离传输，有效通信距离最远为10km。
20.第二方面，本实用新型提供了一种工程设备，包括第一方面任一项所述的基于网桥的远程操控系统。
21.与现有技术相比，本实用新型实施例所提供的一种基于网桥的远程操控系统及工程设备所达到的有益效果包括：
22.本实用新型包括设备端、设备端交换机、设备端网桥主机、远端、远端交换机、远端网桥主机；设备端包括设备端转换模块和视频转换模块，设备端转换模块通过设备端交换机连接设备端网桥主机，用于将设备端控制信号转换为适合无线传输的tcp/ip协议信号；视频转换模块通过设备端交换机连接设备端网桥主机，用于将视频信号转换为适合无线传输的tcp/ip协议信号；远端包括远端转换模块，所述远端转换模块通过远端交换机连接所述远端网桥主机，用于远端控制信号和tcp/ip协议信号之间的转换；本实用新型将设备端和远程端的信号都转换为无线网桥支持的tcp/ip协议信号；
23.本实用新型设备端网桥主机和远端网桥主机通过点对点无线连接，以太网的通过有效通信距离最远为10km，能够提高过程设备操作的安全距离；能够满足现场控制需要；数据传输稳定性好，抗干扰能力强，能够适应环境比较恶劣、设备流动性大、基站覆盖率低、不适宜架设通信线缆的工作环境，通讯费用低廉，开发成本低，运行成本较低。
附图说明
24.图1是本实用新型实施例1中提供的一种基于网桥的远程操控系统的通信连接示意图；
25.图2是本实用新型实施例1中提供的一种基于网桥的远程操控系统的无线网桥通信架构。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
27.如图1所示，一种基于网桥的远程操控系统，包括设备端、设备端交换机、设备端网桥主机、远端、远端交换机、远端网桥主机。
28.如图1所示，设备端包括多个控制器、多个显示器、操作终端、网络摄像头组、设备端转换模块、视频转换模块、设备端交换机和设备端网桥主机。
29.操作终端为驾驶人员用于操作设备的各类装置，如手柄、遥控器和脚踏板等，操作终端连接控制器。控制器和显示器的控制信号通过can 总线传输信号、采用基于rs232串口进行程序代码的远程更新。设备端转换模块转换设备端信号和tcp/ip协议信号，具体包括can-tcp/ip模块和rs232-tcp/ip模块，can-tcp/ip模块用于转换can信号和tcp/ip协议信号，rs232-tcp/ip模块用于转换rs232串口。设备端转换模块通过设备端交换机连接设备端网桥主机，将tcp/ip协议信号之间换传输至设备端网桥主机。
30.网络摄像头组有多个网络摄像头，分别设于设备的各重要位置，网络摄像头组连接视频转换模块，由视频转换模块将视频信号转换成tcp/ip协议信号，视频转换模块通过设备端交换机连接设备端网桥主机，将tcp/ip协议信号之间换传输至设备端网桥主机，实现远端视频监控。
31.如图1所示，远端包括多个显示屏、io模块、can-io模块、远端转换模块、控制终端、远端操作终端、远端交换机和远端网桥主机。
32.显示屏的信号通过can 总线传输信号、采用基于rs232串口进行程序代码的远程更新。远端转换模块包括can-tcp/ip模块和rs232-tcp/ip模块，can-tcp/ip模块用于转换can信号和tcp/ip协议信号，rs232-tcp/ip模块用于转换rs232串口。io模块连接有开关和指示灯，采用can-io模块进行can信号和io信号的转换，采用远端转换模块的can-tcp/ip模块进行can信号和tcp/ip协议信号的转换。远端转换模块通过远端交换机连接远端网桥主机，将tcp/ip协议信号之间换传输至远端网桥主机。
33.控制终端为电脑、平板等设备，通过远端交换机与远端网桥主机连接，用于远程操控、读取系统状态、存储运行数据。远端操作终端与远端转换模块连接，远端操作终端的操作方式、显示内容与设备端的操作终端一致，能够便于驾驶人员操作。控制终端和远端操作终端使系统既能在驾驶室内操作，又能够远程操控。
34.设备端网桥主机和远端网桥主机通过点对点无线连接，具体采用采用5.8ghz频段的无线网进行通讯。有效通信距离最远为10km，能够提高过程设备操作的安全距离；能够满足现场控制需要；数据传输稳定性好，抗干扰能力强，能够适应环境比较恶劣、设备流动性大、基站覆盖率低、不适宜架设通信线缆的工作环境，通讯费用低廉，开发成本低，运行成本较低。
35.本技术还提供了一种工程设备，包括上述实施例中的一种基于网桥的远程操控系统。如图2所示，通过交换机、网桥实现设备端和远端的相互交互，实现将设备端和远程端的
不同的信号类型都转换无线网桥支持的标准以太网信号进行无线传输。
36.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。