一种基于无人化天车5G工业Wifi网络智能切换系统的制作方法

一种基于无人化天车5g工业wifi网络智能切换系统
技术领域
1.本实用新型涉及无人化天车信号传输技术领域，尤其是一种基于无人化天车5g工业wifi网络智能切换系统。


背景技术：

2.无人化天车工作流程与通用起重机相同，相较于通用起重机具有一定的智能性，在代替人的体力劳动基础上，代替或辅助人的脑力劳动。即通过将传感器与智能决策软件与起重机集成，实现感知、分析、推理、决策和控制功能，实现人机、物的交互、融合。即天车执行一系列移动、抓料、放料等动作，全过程自动完成，无人工操作干预。
3.无人化天车适用于粉尘、震动等恶劣的作业环境。网络通讯是无人化天车系统密不可分的一部分，当前的无人化天车的网络通讯系统一般采用一种无线通讯手段进行通讯，然而，无人化天车一般工作在粉尘、震动等恶劣作业环境中，因此，其无线通讯易受到影响，进而影响数据通讯的实时性和稳定性。


技术实现要素：

4.本实用新型针对上述问题而提出了一种基于无人化天车5g工业wifi网络智能切换系统。
5.本实用新型采用的技术手段如下：
6.一种基于无人化天车5g工业wifi网络智能切换系统，包括：天车信号采集传输系统和地面信号采集传输系统；
7.所述天车信号采集传输系统包括用于采集天车内信息并对天车进行控制的天车信息采集与控制模块、与所述天车信息采集与控制模块连接用于将采集的信息进行无线wifi传输的天车wifi模块组以及与所述天车信息采集与控制模块连接用于将采集的信息进行5g传输的天车5g模块；
8.所述地面信号采集传输系统包括用于与所述天车wifi模块组进行信息传输的地面wifi模块组、用于与所述天车5g模块进行信息传输的地面5g模块、与所述地面wifi模块组和所述地面5g模块连接用于进行wifi信号和5g信号切换的信号切换模块以及与所述信号切换模块连接用于将地面信号采集传输系统获得的信号向外传输的地面信号输出模块。
9.进一步地，所述天车信息采集与控制模块包括用于对天车进行控制的天车控制器模块和用于采集天车内图像信息的天车摄像头；
10.所述天车摄像头通过天车交换机模块组与5g路由器模块连接，所述天车控制器模块通过天车交换机模块组与5g路由器模块连接，所述5g路由器模块与所述天车wifi模块组和所述天车5g模块连接。
11.进一步地，所述天车交换机模块组包括第一交换机和第二交换机；所述5g路由器模块包括第一5g路由器和第二5g路由器；所述天车wifi模块组包括第一天车wifi模块和第二天车wifi模块；
12.所述天车摄像头通过所述第一交换机与所述第一5g路由器连接；
13.所述天车控制器模块通过所述第二交换机与所述第二5g路由器连接；
14.所述第一5g路由器与所述第二5g路由器连接；
15.所述第一5g路由器与所述第一天车wifi模块连接；
16.所述第二5g路由器与所述第二wifi模块和所述天车5g模块连接。
17.进一步地，所述地面wifi模块组包括第一地面wifi模块和第二地面wifi模块；
18.所述第一地面wifi模块通过第一地面交换机与所述信号切换模块连接；
19.所述第二地面wifi模块通过第二地面交换机与所述信号切换模块连接。
20.进一步地，所述第一地面交换机还连接有地面摄像头。
21.进一步地，所述第二地面交换机还连接有地面控制器模块。
22.进一步地，所述地面信号采集传输系统还包括指示灯模块。
23.进一步地，所述信号切换模块为5g千兆网关。
24.进一步地，所述地面信号输出模块为第三地面交换机。
25.与现有技术比较，本实用新型公开的基于无人化天车5g工业wifi网络智能切换系统具有以下有益效果：本技术公开的基于无人化天车5g工业wifi网络智能切换系统由于具有5g通信模块、wifi通信模块以及用于进行5g信号与wifi信号切换的信号切换模块，可以实现5g网络信号和wifi网络信号的自动切换，保证了天车与集控中心的信息传输的稳定性和实时性。
附图说明
26.图1为本实用新型公开的基于无人化天车5g工业wifi网络智能切换系统的示意图；
27.图2为本实用新型公开的基于无人化天车5g工业wifi网络智能切换系统的结构图；
28.图3为本实用新型公开的信号切换模块的结构示意图；
29.图4为本实用新型公开的指示灯模块的结构电路图；
30.图5为本实用新型公开的信号切换模块的工作流程图。
31.图中：1、天车信号采集传输系统，10、天车信息采集与控制模块，100、天车控制器模块，101、天车摄像头，11、天车wifi模块组，110、第一天车wifi模块，111、第二天车wifi模块，12、天车5g模块，13、天车交换机模块组，130、第一交换机，131、第二交换机，14、5g路由器模块，140、第一5g路由器，141、第二5g路由器，2、地面信号采集传输系统，20、地面wifi模块组，200、第一地面wifi模块，201、第二地面wifi模块，21、地面5g模块，22、信号切换模块，23、地面信号输出模块，24、第一地面交换机，25、第二地面交换机，26、地面摄像头，27、地面控制器模块，300、5g状态输出端口，301、wifi状态输出端口，31、集控中心交换机，40、第一继电器，41、第二继电器，44、第一指示灯，45、第二指示灯。
具体实施方式
32.如图1和图2所示为本实用新型公开的基于无人化天车5g工业wifi网络智能切换系统，包括：天车信号采集传输系统1和地面信号采集传输系统2；
33.所述天车信号采集传输系统1包括用于采集天车内信息的天车信息采集与控制模块、与所述天车信息采集与控制模块连接用于将采集的信息进行无线wifi传输的天车wifi模块组11以及与所述天车信息采集与控制模块连接用于将采集的信息进行5g传输的天车5g模块12；
34.所述地面信号采集传输系统2包括用于与所述天车wifi模块组11进行信息传输的地面wifi模块组20、用于与所述天车5g模块12进行信息传输的地面5g模块21、与所述地面wifi模块组20和所述地面5g模块21连接用于进行wifi信号和5g信号切换的信号切换模块22以及与所述信号切换模块22连接用于将地面信号采集传输系统获得的信号向外传输的地面信号输出模块23。
35.在本实施例中，所述信号切换模块22为5g千兆网关，其集合了gprs、4g、5g网络、广域网、局域网、wifi、nb-iot等多种通信方式，可以将超稳定、高安全、超高速的千兆无线运用于工业领域中，高效稳定运行，实现光纤与5g千兆的连接与传递，同时，其具有信号强度检测与自动切换功能，能够使得一种信号出现异常时，自动切换至另一种信号，如图2所示为5g千兆网关的一种结构示意图，包括多个lan接口和多个wan接口，图3中为2个lan接口和1个wan接口，接口的数量根据实际需要可以选择，lan接口分别通过信号线与光纤收发器和集控中心交换机连接，wan接口通过信号线与第二光纤收发器连接，本技术由于采用5g无线传输和无线wifi两种无线传输方式进行信号传输以对天车进行检测和控制，同时5g信号和wifi能够能够自动切换，保证了天车信息传输的通畅，进而保证了天车运行的安全性能。
36.具体地，所述天车信息采集与控制模块10包括用于对天车进行控制的天车控制器模块100和用于采集天车内图像信息的天车摄像头101，在本实施例中，天车控制器模块为plc处理器，用于对接收天车控制指令并控制天车运行；
37.所述天车摄像头101通过天车交换机模块组13与5g路由器模块14连接，天车摄像头用于采集天车内的视频信息，并通过天车交换机将视频信息发送至5g路由器模块，所述天车控制器模块100通过天车交换机模块组13与5g路由器模块14连接，天车控制器模块还可以采集天车的监控信息并发送由天车交换机组发送至5g路由器模块，所述5g路由器模块14与所述天车wifi模块组11和所述天车5g模块12连接，5g路由器模块接收到的视频信息和数据信息可通过天车wifi模块或天车5g模块发送至地面信号采集传输系统。
38.在本实施例中，所述天车交换机模块组13包括第一交换机130和第二交换机131；所述5g路由器模块14包括第一5g路由器140和第二5g路由器141；所述天车wifi模块组11包括第一天车wifi模块110和第二天车wifi模块111；
39.所述天车摄像头101通过所述第一交换机130与所述第一5g路由器140连接；所述第一5g路由器140与所述第一天车wifi模块110连接；由天车摄像头采集的天车内视频信息通过第一交换机传输至第一5g路由器，并可以由与第一5g路由器连接的第一天车wifi模块进行无线wifi传输；
40.所述天车控制器模块100通过所述第二交换机131与所述第二5g路由器141连接；所述第二5g路由器141与所述第二天车wifi模块111连接，用于天车控制器模块的控制数据可以通过第二交换机、第二5g路由器以及第二天车wifi模块进行传输；
41.所述第二5g路由器141和所述天车5g模块12连接，所述第一5g路由器140与所述第二5g路由器141连接，由于第一5g路由器和第二5g路由器连接，且第二5g路由器上连接有天
车5g模块，使得天车摄像头采集的视频数据信息可以通过第一交换机、第一5g路由器和第二5g路由器以及天车5g模块进行5g传输，天车控制器模块的控制信息也可以通过第二交换机、第二5g路由器以及天车5g模块进行5g传输；
42.在本实施例中，使得控制信息数据和视频信息数据通过两条线路进行传输，避免了控制信息数据和视频信息数据通过一条线路传输数据量过大造成的数据传输的慢的问题，同时也能够保证一路传输线路出现故障，另一路线路仍可以正常工作，保证了天车安全，同时由于具有5g传输和wifi传输两种传输线路，使得一个网络出现异常，另一个网络仍能正常工作，保证了天车的工作的可靠性和安全性。
43.相应的，所述地面wifi模块组20包括第一地面wifi模块200和第二地面wifi模块201；
44.所述第一地面wifi模块200通过第一地面交换机24与信号切换模块22连接；
45.所述第二地面wifi模块201通过第二地面交换机25与信号切换模块22连接；
46.第一地面wifi模块用于与第一天车wifi模块进行无线wifi传输，第一地面wifi模块通过第一地面交换机24与信号切换模块22连接以用于进行数据传输；
47.第二地面wifi模块用于与第二天车wifi模块进行无线wifi传输，第二地面wifi模块通过第二地面交换机24与信号切换模块22连接以用于进行数据传输；
48.在本实施例中，地面信号输出模块23为第三地面交换机，第三地面交换机获得信号切换模块输出的信息并通过网线或光纤向集控中心传输信号，以便于操作人员及时获得相关信息。
49.进一步地，所述第一地面交换机24还连接有地面摄像头26，以用于采集地面的视频数据并发送至集控中心。
50.进一步地，所述第二地面交换机25还连接有地面控制器模块27，以用于控制地面的相应设备，本实施例中，地面控制器模块为plc。
51.进一步地，所述地面信号采集传输系统2还包括指示灯模块，具体地，如图4所示，5g千兆网关还包括5g状态输出端口300和wifi状态输出端口301，5g状态输出端口与第一继电器40连接，wifi状态输出端口与第二继电器41连接，第一继电器的辅助触点42与地面控制器模块27的第一输入引脚连接，第二继电器的辅助触点43与地面控制器模块27的第二输入引脚连接，地面控制器模块的第一输出引脚连接有第一指示灯44，地面控制器模块的第二输出引脚连接有第二指示灯45，当5g千兆网关进行5g信号传输时，5g状态输出端口输出状态信号，当5g千兆网关进行wifi信号传输时，wifi状态输出端口输出状态信号，当5g状态输出端口输出状态信号时，第一继电器动作，第一继电器的辅助触点闭合，进而地面控制器模块控制第一指示灯亮，当wifi状态输出端口输出状态信号时，第二继电器动作，第二继电器的辅助触点闭合，进而地面控制器模块控制第二指示灯亮，从而以便于工作人员了解当前的通信网络。
52.本技术采用了当前主流信号传输方式5g网络与工业wifi，以确保天车网络通讯稳定性和实时性，同时，通过设置信号切换模块(5g千兆网关)，使得采用5g网络和工业wifi不仅成为相互冗余备份的方案，同时，主用网络异常后能够迅速切换到备用网络，保证了天车控制和运行的可靠性。
53.本技术的信号切换模块的工作过程如图5所示：
54.所述天车移动端部署5g、工业wifi网络发射端，同时采集天车数据，设备均处于通电状态；
55.所述5g网络通过厂房内部署的网络基站将天车数据传输至公网，最终进入地面数据中心机房，工业wifi通过地面固定安装的接收器获取天车数据，通过光纤网络进入地面数据中心机房；
56.所述地面数据中心机房汇总5g、工业wifi等网络数据，经过决信号切换模块(5g千兆网关)进行网络选择；
57.当两种网络信号均正常时，优先5g网络通讯；
58.当5g网络异常，系统自动切换至工业wifi；
59.当工业wifi网络异常，同理切换至5g网络；
60.当5g网络和工业wifi网络同时出现异常时，信号切换模块(5g千兆网关)的网络状态指示灯会作出相应报警，提示，此时不再进行网络切换直至其中一种网络状态恢复正常后再切换到对应的网络；
61.所述网络切换过程，无需人为干预，全部由信号切换模块(5g千兆网关)内部完成。不影响系统正常工作，且不会引起环网、网络风暴等问题。
62.所述地面数据中心配置相应的指示灯，提示当前使用何种网络。
63.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。