[实用新型]用于隧道施工监测数据传输的基站

说明书

本实用新型公开了一种用于隧道施工监测数据传输的基站，包括：中央处理控制器；通信模块，其与中央处理控制器通信连接，通信模块包括4G模块、WIFI模块、以太网模块、ZIGBEE模块和串口模块，通信模块采用无线和无线相结合的传输方式通过多种通信网络接口进行隧道施工监测数据的传输；供电模块，其采用110～220V交流电源和锂电池的双电源供电模式，供电模块分别与中央处理控制器和通信模块电连接，用于为中央处理控制器和通信模块供电；以及状态指示模块，其与中央处理控制器电连接。本实用新型通过有线和无线相结合的方式能够及时可靠地传输隧道施工的各类监测数据。

技术领域

本发明是关于数据传输设备，特别是关于一种用于隧道施工监测数据传输的基站。

背景技术

隧道有线传输技术已经相当成熟，而无线传输技术则相对滞后。由于隧道工程的结构特点，隧道封闭的空间内各个面相距很近，隧道壁等对电磁波有强列的吸收、衰减作用，许多的无线技术受到限制。近年来，BlueTooth（蓝牙技术）、IrDA（红外）技术、Wi-Fi技术、 UWB（超宽带）技术和ZIGBEE（紫蜂）技术等短距离无线通信技术在隧道施工监测中有不同的程度应用。其中，BlueTooth的工作频率为2.4GHz，有效范围大约在10m半径内，通信速率达1Mb/s；IrDA利用红外线进行点对点通信，无需专门申请特定频率的使用执照，具有成本低、体积小、功率低、最高数据传输速率可达16Mb/s等优点；Wi-Fi主要提供WLAN接入，速率最高可达11Mb/s，覆盖范围可达100m左右；UWB通过基带脉冲作用于天线的方式发送数据，在3.1~10.6GHz的波段内工作，主要应用在小范围、高分辨率、能够穿透墙壁、地面和身体的雷达和图像系统中；ZIGBEE是使用2.4GHz波段，采用跳频技术，与蓝牙相比更简单、速率更慢、功率及费用也更低，基本速率是250kb/s。ZIGBEE适用于非常低的任务周期、低能耗、低花费的静态及动态的具有很多活跃节点的无线传感器网络。ZIGBEE从最初设计时就着重考虑了降低功耗。由于工作周期很短，收发信息功耗较低，并且采用了休眠模式，ZIGBEE技术可以确保两节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间（休眠模式下）。ZIGBEE技术低功耗、低成本的特点，恰好适用于地下隧道工程空间封闭、电源供电限制严格、数据传输速率要求不高以及低成本的需求。在隧道施工监测中，结合有线通信和ZIGBEE技术进行数据传输的方法具有很好的应用前景。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于隧道施工监测数据传输的基站，其通过有线和无线相结合的方式能够及时可靠地传输隧道施工的各类监测数据。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于隧道施工监测数据传输的基站，包括：中央处理控制器，其用于控制基站数据的接收和发送、数据的打包和解包及工作状态和通信状态的指示；通信模块，其与中央处理控制器通信连接，通信模块包括4G模块、WIFI模块、以太网模块、ZIGBEE模块和串口模块，通信模块采用无线和无线相结合的传输方式通过多种通信网络接口进行隧道施工监测数据的传输；供电模块，其采用110～220V交流电源和锂电池的双电源供电模式，供电模块分别与中央处理控制器和通信模块电连接，用于为中央处理控制器和通信模块供电；以及状态指示模块，其与中央处理控制器电连接，状态指示模块由中央处理控制器根据工作状态和通信情况控制相应的LED指示灯进行状态指示。

在本发明的一实施方式中，中央处理控制器采用STM32F103ZET6微控制芯片。

在本发明的一实施方式中，供电模块包括AC-DC电源转换及电池充电管理电路和电池电源-DC3.3V转换电路；其中，AC-DC电源转换及电池充电管理电路用于将110～220V交流电转换为24V直流稳压电源，并对锂电池进行充电和放电管理，电池电源-DC3.3V转换电路用于将电池供电电压转换为直流3.3V系统工作电压。