专利名称：盾构机远程控制系统及远程控制方法
技术领域：
本发明涉及无线通信及远程控制技术领域，尤其涉及一种实现对盾构机的远程控制系统以及控制方法。
背景技术：
盾构隧道掘进机或盾构掘进机，简称盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。盾构机涉及到地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。 盾构机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘，该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面的功能。挖掘、排土、衬砌等作业均是在护盾的掩护下进行。目前，国际通用盾构机的数据存储和控制系统都位于盾构机中的工控机里，而盾构机本身在地下或隧道中进行掘进工作，因其工作环境的特殊性，此种设计要做到实施数据处理及监控管理难度非常大，因为工控机里的存储也是有时限性的，因为无法长期存储各个工程的工作数据，造成控制系统进行实时控制得不到执行，因为无法长期存储各个工程的工作数据；无法进行有针对性的分析；无法在远程控制中心实时显示掘进状况并进行远程控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盾构机远程控制系统以及方法。该方法可以实现长期存储各个工程的工作数据，进行有针对性的分析，并在远程控制中心实时显示掘进状况并对盾构机进行远程控制。本发明的的目的还在于提供一种实现上述方法的远程控制系统， 将盾构机的工控机设置物联网芯片，通过加密无线信号与位于洞口的无线基站相连，并建立远程数据库系统。为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的本发明公开了一种远程控制系统远程控制盾构机的方法，该方法应用于远程控制系统中，在该系统中设置无线基站、北斗卫星加密传输系统和控制管理中心单元，所述控制管理中心单元设置有远程工控机和中央数据库，所述北斗卫星加密传输系统无线导通连接所述无线基站和中央数据库，所述盾构机体内设置有一工控机，该工控机内装有物联网芯片，所述方法具体包括以下步骤(1)所述远程控制系统启动或停止所述盾构机；(2)所述远程工控机指令控制所述盾构机中的所述工控机采集信息数据；并通过所述物联网芯片转换无线信号并传输；
(3)所述无线基站接收并触发所述无线信号；所述北斗卫星加密传输系统加密所述无线信号，并将其传输至所述控制管理中心单元；(4)所述控制管理中心单元处理并存储上述数据信息； (5)并由所述远程工控机调用上述数据信息，进行数据分析处理后，实时显示并远程控制所述盾构机工作。其中，所述盾构机内还设置有精确导航定位装置，其与所述北斗卫星加密传输系统同步操控实现所述盾构机的精确定位。其中，所述远程工控机还设置有数据处理模块和I/O模块，分别与所述中央数据库连接。其中，所述物联网芯片处理并传输无线信号的同时可自动实现加密处理，所述无线基站接收加密后的无线信号并传输至北斗卫星加密传输系统，或者由所述北斗卫星加密传输系统提供加密信号传输通道直接接收所述无线基站中转的业务数据，然后实现加密传输过程。其中，所述中央数据库建有多张二维表，接收并存储所述盾构机产生的实时数据。本发明还公开了一种盾构机远程控制系统，该远程控制系统包括盾构机，所述盾构机内设置有一工控机，所述工控机内还设置有物联网芯片，用于采集所述盾构机的工作信息数据；无线基站，接收并触发所述工控机传输的无线信号；北斗卫星加密传输系统，无线导通连接所述无线基站和所述控制管理中心单元， 所述北斗卫星加密传输系统加密所述无线信号，并将其传输至所述控制管理中心单元；控制管理中心单元，所述控制管理中心单元还包括有一远程工控机和中央数据库，所述远程工控机调用数据信息从而实现对所述盾构机的远程实时控制。其中，所述盾构机中还包括精确导航定位装置，所述精确导航定位装置为全站仪或惯导系统。其中，所述远程工控机中还包括数据处理模块和I/O模块，分别与所述中央数据库相互连接。其中，中央数据库包括数据存储模块、格式转换模块和多个数据缓存存储器。其中，所述中央数据库建有多张二维表，接收并存储所述盾构机产生的实时数据。本发明的有益效果本发明由于采用远程控制及无限信号传输方法，实现了能够长期存储各个工程的工作数据，进行有针对性的分析，并在在远程控制中心实时显示掘进状况和进行远程控制。同时，通过远程控制系统将盾构机的工控机设置物联网芯片，通过加密无线信号和位于洞口的无线基站相连，并建立远程数据库系统，数据同时存储在中央控制中心的数据库中，并可以实时地显示在中央控制中心的屏幕上，可对远程的盾构机进行实时控制。
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。图1为本发明所述盾构机远程控制系统结构框图；图2为本发明所述中央数据库组成模块示意图3为本发明所述盾构机远程控制和信息存储的方法流程图。
具体实施例方式本发明提供一种盾构机远程控制系统以及方法。在该实施例中应用北斗卫星加密系统作为连通无线信号传输的基体。图1为本发明所述盾构机远程控制系统结构框图， 如图1所示，该盾构机远程控制系统，本发明还公开了一种盾构机远程控制系统，该远程控制系统包括盾构机，所述盾构机内设置有一工控机，所述工控机内还设置有物联网芯片， 用于采集所述盾构机的工作信息数据；无线基站，接收并触发所述工控机传输的无线信号； 北斗卫星加密传输系统，无线导通连接所述无线基站和所述控制管理中心单元，所述北斗卫星加密传输系统加密所述无线信号，并将其传输至所述控制管理中心单元；控制管理中心单元，所述控制管理中心单元还包括有一远程工控机和中央数据库，所述远程工控机调用数据信息从而实现对所述盾构机的远程实时控制。其中，所述盾构机中还包括精确导航定位装置，所述精确导航定位装置为全站仪或惯导系统；所述远程工控机中还包括数据处理模块和I/O模块，分别与所述中央数据库相互连接；中央数据库，如图2所示，包括有数据存储模块、格式转换模块和多个数据缓存存储器。图3为本发明所述盾构机远程控制和信息存储的方法流程图，如图3所示，在该远程控制系统的所述盾构机体内设置一装有物联网芯片的工控机，该远程控制系统还设置有无线基站及控制管理中心单元，所述控制管理中心单元包括远程工控机和中央数据库，北斗卫星加密系统无线导通连接所述无线基站和中央数据库。本发明所述盾构机远程控制和信息存储的方法，包括如下步骤系统启动盾构机启动；所述远程工控机指令控制所述盾构机工作；盾构机内置的工控机采集信息数据并解读机器工作数据；然后通过工控机中的所述物联网芯片转换数据信号并实现无限信号传输，该信号通过所述无线基站接收并触发该信号；所述北斗卫星加密系统中转所述无线传输信号，无线信号被加密并传输至所述中央数据库，中央数据库转换数据格式后进行存储，所述远程工控机调用该数据，进行数据分析处理，然后显示输出。在本实施例中，所述盾构机内置工控机通过内置物联网芯片导通连接所述无线基站，所述北斗卫星加密系统分别与所述无限基站可控制管理中心单元实现数据交互通讯， 所述盾构机内还包括精确导航定位装置，与所述北斗卫星加密系统同步操控实现所述盾构机精确定位，所述远程工控机还设置数据处理模块及I/O模块，分别与所述中央数据库相互连接。在本实施例中，所述物联网芯片处理并传输无限信号的同时可自动实现加密过程，所述无限基站接收加密后的无线信号并传输至卫星加密传输系统，或者由所述卫星加密传输系统提供加密信号传输通道，直接接收所述无线基站中转的业务数据后，实现加密传输过程。在本实施例中，所述中央数据库建有多张二维表，接收并存储所述盾构机产生的实时数据，所述远程工控机读取所述中央数据库的数据信息，并实时输出显示在所述远程工控机的显示装置上，并全程实时对所述盾构机工作状态进行远程控制。本发明的实现盾构机远程控制的方法及远程控制系统，与传统的盾构机控制技术相比，由于采用了远程控制及无线信号传输方法，实现长期存储各个工程的工作数据，可以进行有针对性的分析，在远程控制中心实时显示掘进状况和进行远程控制；远程控制系统通过将盾构机的工控机设置物联网芯片，通过加密无线信号和位于洞口的无线基站相连， 并建立远程数据库系统，数据同步存储在中央控制中心的数据库中，可以将掘进状况实时地显示在中央控制中心的屏幕上，可对远程的盾构机进行控制。
本发明并不限于上述实施方式，凡采用与本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有实施方式均在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种远程控制系统远程控制盾构机的方法，其特征在于该远程控制系统中设置无线基站、北斗卫星加密传输系统和控制管理中心单元，所述控制管理中心单元设置有远程工控机和中央数据库，所述北斗卫星加密传输系统无线导通连接所述无线基站和中央数据库，所述盾构机体内设置有一工控机，该工控机内装有物联网芯片，所述方法具体包括以下步骤(1)所述远程控制系统启动或停止所述盾构机；(2)所述远程工控机指令控制所述盾构机中的所述工控机采集信息数据；并通过所述物联网芯片转换无线信号并传输；(3)所述无线基站接收并触发所述无线信号；所述北斗卫星加密传输系统加密所述无线信号，并将其传输至所述控制管理中心单元；(4)所述控制管理中心单元处理并存储上述数据信息；(5)并由所述远程工控机调用上述数据信息，进行数据分析处理后，实时显示并远程控制所述盾构机工作。
2.根据权利要求1所述的远程控制系统远程控制盾构机的方法，其特征在于所述盾构机内还设置有精确导航定位装置，其与所述北斗卫星加密传输系统同步操控实现所述盾构机的精确定位。
3.根据权利要求1或2所述的远程控制系统远程控制盾构机的方法，其特征在于所述远程工控机还设置有数据处理模块和I/O模块，分别与所述中央数据库连接。
4.根据权利要求1至3之一所述的远程控制系统远程控制盾构机的方法，其特征在于 所述物联网芯片处理并传输无线信号的同时可自动实现加密处理，所述无线基站接收加密后的无线信号并传输至北斗卫星加密传输系统，或者由所述北斗卫星加密传输系统提供加密信号传输通道直接接收所述无线基站中转的业务数据，然后实现加密传输过程。
5.根据权利要求1至4之一所述的远程控制系统远程控制盾构机的方法，其特征在于 所述中央数据库建有多张二维表，接收并存储所述盾构机产生的实时数据。
6.一种盾构机远程控制系统，其特征在于该远程控制系统包括盾构机，所述盾构机内设置有一工控机，所述工控机内还设置有物联网芯片，用于采集所述盾构机的工作信息数据；无线基站，接收并触发所述工控机传输的无线信号；北斗卫星加密传输系统，无线导通连接所述无线基站和所述控制管理中心单元，所述北斗卫星加密传输系统加密所述无线信号，并将其传输至所述控制管理中心单元；控制管理中心单元，所述控制管理中心单元还包括有一远程工控机和中央数据库，所述远程工控机调用数据信息从而实现对所述盾构机的远程实时控制。
7.根据权利要求6所述的远程控制系统，其特征在于，所述盾构机中还包括精确导航定位装置，所述精确导航定位装置为全站仪或惯导系统。
8.根据权利要求6或7所述的远程控制系统，其特征在于，所述远程工控机中还包括数据处理模块和I/O模块，分别与所述中央数据库相互连接。
9.根据权利要求6至8之一所述的远程控制系统，其特征在于，中央数据库包括数据存储模块、格式转换模块和多个数据缓存存储器。
10.根据权利要求6至9之一所述的远程控制系统，其特征在于所述中央数据库建有多张二维表，接收并存储所述盾构机产生的实时数据。
全文摘要
本发明公开一种盾构机远程控制系统及远程控制方法，该系统和方法包括在盾构机体内设置一装有物联网芯片的工控机，该系统还设置无线基站及控制管理中心单元，所述控制管理中心单元设置远程工控机及中央数据库，设置卫星加密传输系统无线导通连接所述无线基站及中央数据库；所述远程工控机指令控制所述盾构机内置的工控机采集并解读盾构机工作数据，通过所述物联网芯片转换数据信号并实现无线信号传输，通过所述无线基站接收并触发该信号；所述卫星加密传输系统中转所述无线传输信号，并传输至所述中央数据库，中央数据库转换数据格式后保存，所述远程工控机调用该数据，进行数据分析处理后，实现全程实时对所述盾构机工作状态进行远程显示和控制。
文档编号G05B19/418GK102331766SQ201110232468
公开日2012年1月25日 申请日期2011年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者王茂 申请人:王茂