巷道超前支护控制系统及编号方法

摘要

本发明实施例公开了一种巷道超前支护控制系统及编号方法。所述系统包括：一个手持无线控制装置，一个无线收发装置，以及至少两个支架控制器；所述手持无线控制装置作为控制系统的指令输入设备，与所述无线收发装置无线连接；所述无线收发装置与至少两个所述支架控制器中的一个支架控制器保持通讯连接；至少两个所述支架控制器分别设置于其对应的超前支护支架上，用于对支架控制器进行编号，以在故障发生时，定位发生故障的支架控制器。本发明实施例提供的巷道超前支护控制系统及编号方法能够明显的降低系统的硬件成本，提高巷道作业的安全性及高效性。

权利要求

1.一种巷道超前支护控制系统，其特征在于，包括：一个手持无线控制装置，一个无线收发装置，以及至少两个支架控制器；

所述手持无线控制装置作为控制系统的指令输入设备，与所述无线收发装置无线连接；

所述无线收发装置与至少两个所述支架控制器中的一个支架控制器保持通讯连接；

至少两个所述支架控制器分别设置于其对应的超前支护支架上，所述支架控制器同与之相邻的超前支护支架上的相邻支架控制器之间保持点对点连接，至少两个所述支架控制器中的一个支架控制器与所述无线收发装置保持通讯连接，并且与所述无线收发装置保持无线通讯连接的支架控制器被选定为主支架控制器，用于对所述支架控制器进行编号，以便在故障发生时，定位发生故障的支架控制器；

其中，所述主支架控制器还用于分别向其左侧及右侧的相邻支架控制器发送数量统计请求，并根据统计得到的支架控制器的数量，为各个支架控制器编号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在对支架控制器进行编号时，所述主支架控制器按照各个支架控制器空间上的设置位置，从右至左对各个支架控制器顺次进行编号。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在对支架控制器进行编号时，所述主支架控制器按照各个支架控制器空间上的设置位置，从左至右对各个支架控制器顺次进行编号。

4.一种巷道超前支护控制系统编号方法，其特征在于，包括：主支架控制器分别向其左侧及右侧的相邻支架控制器发送数量统计请求，其中，所述主支架控制器发送的数量统计请求中包含的统计数量值为0；

所述相邻支架控制器接收所述数量统计请求，向所述主支架控制器反馈响应，将所述数量统计请求中的统计数量值加1；

所述相邻支架控制器将统计数量值改变以后的数量统计请求发送至下一个相邻支架控制器，直至下一个相邻支架控制器不再存在；

当下一个相邻支架控制器不再存在时，所述相邻支架控制器将所述统计数量值反馈至所述主支架控制器；

所述主支架控制器根据所述相邻支架控制器反馈的统计数量值统计支架控制器的数量；

所述主支架控制器根据统计得到的支架控制器的数量，为各个支架控制器编号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述相邻支架控制器根据是否能够收到响应为依据，判定下一个相邻支架控制器是否存在。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述主支架控制器根据统计得到的支架控制器的数量，为各个支架控制器编号包括：所述主支架控制器按照由左至右递增的次序，计算各个支架控制器的编号；

所述主支架控制器以编号分配请求的形式，向各个支架控制器下发其对应的编号。

7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述主支架控制器根据统计得到的支架控制器的数量，为各个支架控制器编号包括：所述主支架控制器按照由右至左的次序，计算各个支架控制器的编号；

所述主支架控制器以编号分配请求的形式，向各个支架控制器下发其对应的编号。

8.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，还包括：在所述主支架控制器根据统计得到的支架控制器的数量，为各个支架控制器编号之后，所述主支架控制器通过请求各个支架控制器的编号，判断是否出现故障，并定位出现故障的支架控制器。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述主支架控制器通过请求各个支架控制器的编号，判断是否出现故障，并定位出现故障的支架控制器包括：所述主支架控制器以请求消息，请求各个支架控制器上传其编号；

所述主支架控制器统计上传的消息数量；

若上传的消息数量之和加一小于分配编号时采集的统计数量值，所述主支架控制器判定已经出现故障；

所述主支架控制器通过识别各个支架控制器上传的编号，定位出现故障的支架控制器。

10.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，还包括：在主支架控制器其左侧及右侧的相邻支架控制器发送数量统计请求之前，各个支架控制器通过辨认自身是否连接有无线收发装置，判定自身是否主支架控制器。

说明书

巷道超前支护控制系统及编号方法

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及煤矿设备技术领域，尤其涉及一种巷道超前支护控制系统及编号方法。

背景技术

[0002] 目前的矿山开采，尤其是煤矿的井工开采中，巷道的掘进作业是所有其他作业的先决条件。条件较好的矿山或煤矿巷道掘进作业虽然已由从前人工临时支护方式逐渐采用超前液压支架支护的方式进行替代，但尚未引入电液控制系统，巷道掘进作业的安全性及高效性仍然不足。一方面，现有综采工作面上的电液控制系统一般必须有一台专用支架服务器，主导完成系统的编码工作，其通常必须安装在端头或端尾支架控制器，且没有公开其编码方法；另一方面，基于巷道超前支护的特殊性，所需配套超前液压支架的电液控制支架控制器数量一般不多，相比综采工作面的电液控制系统而言，配备专用支架服务器不但会明显增加系统的硬件成本，还要保证后期的维护工作。

发明内容

[0003] 针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种巷道超前支护控制系统及编号方法，以提高巷道作业的安全性及高效性，避免因在控制系统中设置支架服务器而造成系统硬件成本上不必要的浪费。

[0004] 一方面，本发明实施例提供了一种巷道超前支护控制系统，所述系统包括：一个手持无线控制装置，一个无线收发装置，以及至少两个支架控制器；

[0005] 所述手持无线控制装置作为控制系统的指令输入设备，与所述无线收发装置无线连接；

[0006] 所述无线收发装置与至少两个所述支架控制器中的一个支架控制器保持通讯连接；

[0007] 至少两个所述支架控制器分别设置于其对应的超前支护支架上，所述支架控制器同与之相邻的超前支护支架上的相邻支架控制器之间保持点对点连接，至少两个所述支架控制器中的一个支架控制器与所述无线收发装置保持通讯连接，并且与所述无线收发装置保持无线通讯连接的支架控制器被选定为主支架控制器，用于对其他支架控制器进行编号，以便在故障发生时，定位发生故障的支架控制器。

[0008] 另一方面，本发明实施例还提供了一种巷道超前支护控制系统编号方法，所述方法包括：

[0009] 主支架控制器分别向其左侧及右侧的相邻支架控制器发送数量统计请求，其中，所述主支架控制器发送的数量统计请求中包含的统计数量值为0；

[0010] 所述相邻支架控制器接收所述数量统计请求，向所述主支架控制器反馈响应，将所述数量统计请求中的统计数量值加1；

[0011] 所述相邻支架控制器将统计数量值改变以后的数量统计请求发送至下一个相邻支架控制器，直至下一个相邻支架控制器不再存在；

[0012] 当下一个相邻支架控制器不再存在时，所述相邻支架控制器将所述统计数量值反馈至所述主支架控制器；

[0013] 所述主支架控制器根据所述相邻支架控制器反馈的统计数量值统计支架控制器的数量；

[0014] 所述主支架控制器根据统计得到的支架控制器的数量，为各个支架控制器编号。

[0015] 本发明实施例提供的巷道超前支护控制系统及编号方法，通过能够接收手持控制装置发送的控制指令的无线收发装置，并在多个支架控制器中选择一个作为主支架控制器，避免了在巷道超前支护控制系统中单独设置服务器的必要，从而显著降低了系统的硬件成本。

附图说明

[0016] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

[0017] 图1是本发明第一实施例提供的巷道超前支护控制系统的结构图；

[0018] 图2是本发明第二实施例提供的巷道超前支护控制系统编号方法的流程图；

[0019] 图3是本发明第二实施例提供的巷道超前支护控制系统编号方法中数量统计过程的原理示意图；

[0020] 图4是本发明第二实施例提供的巷道超前支护控制系统编号方法中故障判断及定位操作的流程图。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

[0022] 第一实施例

[0023] 本实施例提供了巷道超前支护控制系统的一种技术方案。在该技术方案中，所述巷道超前支护控制系统包括：设置在一个超前支护支架上，并且与该支架上的支架控制器保持通讯连接的无线收发装置11，以及设置在各个超前支护支架上的支架控制器12。

[0024] 所述无线收发装置11设置在多个超前支护支架中的一个超前支护支架上。所述无线收发装置11与用户手持的手持无线控制装置10之间可以进行无线信号的交互。所述手持无线控制装置10又被称为“遥控器”，用户通过对所述手持无线控制装置10的操作，可以向所述无线收发装置11发送对于整个巷道超前支护系统的控制指令。

[0025] 另外，所述无线收发装置11众多支架控制器12中的一个保持无线通讯连接。原则上，所述无线收发装置11可以与任意一个支架控制器12保持通讯连接。然而，实际中，为了使得无线收发装置11与所述支架控制器之间的接线的更为便捷，优选的将所述无线收发装置11与同它设置在同一个超前支护支架上的一个支架控制器12连接起来。

[0026] 通过与众多支架控制器12中的一个支架控制器12之间的通讯连接，所述无线收发装置11能够完成对支架控制器12的数量统计、编号，以及故障判定及定位，从而免去了再在控制系统中单独设置服务器的必要，大大节约了控制系统的硬件成本。

[0027] 在所述支架控制器12中，除了其中一个与所述无线收发装置11之间保持通讯连接，其他均与所述无线收发装置11之间不存在直接的通讯连接。这些支架控制器12要想从所述无线收发装置11那里获得用户发出的控制指令，完成相应的支架控制操作，需要借助于与所述无线收发装置11之间保持着通讯连接的一个支架控制器12进行中转。

[0028] 为了能够完成上述指令的中转，每个支架控制器12都同设置在它旁边的一个超前支护支架上的相邻支架控制器之间保持的点对点连接。借助于上述点对点连接，所述无线收发装置11发送的操作指令可以在不同的支架控制器之间传输，最终完成对于整个系统的控制。

[0029] 由于其他的支架控制器12需要获取操作指令，都需要经过与所述无线收发装置11之间保持着通讯连接的一个支架控制器12的中转，所以这个与所述无线收发装置11之间保持着通讯连接的支架控制器12被称为主支架控制器，而其他的支架控制器被称为相邻支架控制器。

[0030] 在种类繁多的操作指令中，有一种指令被称为数量统计请求。这种指令在所述支架控制器之间相互传输，用于指示支架控制器12完成对系统中存在的支架控制器的数量进行统计的操作。

[0031] 另外还有一种指令，被称为编号指令。这种指令用于对所述巷道超前支护控制系统中存在的支架控制器赋予对应的编号。之所以对系统中的支架控制器进行编号，目的是为了给系统各个支架控制器建立各自标识，以便对其进行控制操作。一旦每个支架控制器都有其对应的编号，一旦系统出现故障，对故障来源设备的排查将会相对的容易。示例性的，命令系统中的各个支架控制器上传其编号，并检查上传得到的编号序列中缺失的编号，就能够初步的确定出现故障的支架控制器。

[0032] 在本系统的一种优选实施方式下，在对支架控制器进行编号时，所述主支架控制器按照各个支架控制器空间上的设置位置，从右至左对各个支架控制器顺次进行编号。在本系统的另一种优选实施方式下，在对支架控制器进行编号时，所述主支架控制器按照各个支架控制器空间上的设置位置，从左至右对各个支架控制器顺次进行编号。

[0033] 本实施例通过在众多的支架控制器中选择一个作为主支架控制器，与无线收发装置之间保持通讯连接，在接收到无线收发装置发送的操作指令之后通过与其他支架控制器之间的点对点连接，执行相应的作为，使得在巷道超前支护控制系统中不再需要单独设置服务器，大大节约了系统的硬件成本。

[0034] 第二实施例

[0035] 本实施例提供了巷道超前支护控制系统编号方法的一种技术方案。在该技术方案中，所述巷道超前支护控制系统编号方法包括：主支架控制器分别向其左侧及右侧的相邻支架控制器发送数量统计请求，其中，所述主支架控制器发送的数量统计请求中包含的统计数量值为0；所述相邻支架控制器接收所述数量统计请求，向所述主支架控制器反馈响应，将所述数量统计请求中的统计数量值加1；所述相邻支架控制器将统计数量值改变以后的数量统计请求发送至下一个相邻支架控制器，直至下一个相邻支架控制器不再存在；当下一个相邻支架控制器不再存在时，所述相邻支架控制器将所述统计数量值反馈至所述主支架控制器；所述主支架控制器根据所述相邻支架控制器反馈的统计数量值统计支架控制器的数量；所述主支架控制器根据统计得到的支架控制器的数量，为各个支架控制器编号。

[0036] 参见图2，所述巷道超前支护控制系统编号方法包括：

[0037] S21，各个支架控制器通过辨认自身是否连接有无线收发装置，判定自身是否主支架控制器。

[0038] 在本实施例中，只有自身与所述无线收发装置之间保持有通讯连接的一个支架控制器，也就是连接至所述无线收发装置的一个支架控制器，才是主支架控制器。因此，在所述巷道超前支护控制系统编号方法运行之初，可以通过判定自身是否与所述无线收发装置连接，判定当前的一个支架控制器是否主支架控制器。

[0039] 需要注意的是，在同一个巷道超前支护控制系统中，至多只能有一个主控制器。如果在S21的识别判定过程中，判定结果中出现了等于或者大于两个的支架控制器，则可以提醒用户检查系统的接线，以保证系统中只有一个支架控制器被选定为主支架控制器。

[0040] S22，主支架控制器分别向其左侧及右侧的相邻支架控制器发送数量统计请求，其中，所述主支架控制器发送的数量统计请求中包含的统计数量值为0。

[0041] 完成主支架控制器的判定之后，被选定的主支架控制器开始向其他的支架控制器发送数量统计请求。

[0042] 由于各个超前支护支架在巷道中左右相邻设置，并且仅在相邻的两个支架上设置的支架控制器之间有点对点的连接，而在非相邻的两个支架上设置的支架控制器之间没有无线连接，因此由所述主支架控制器发送的所述数量统计请求以逐跳的方式在不同的支架控制器之间传输。换言之，所述数量统计请求首先被传输至于所述主支架控制器紧密相邻的一个支架控制器，再由这个支架控制器将其传输至与它紧密相邻的另一个支架控制器。

[0043] 所述数量统计请求中包含着这样一个字段，这个字段专门用来记录已经对所述数量统计请求进行过相应的支架控制器的数量。这个字段被称为统计数量值。在主支架控制器向其左侧及右侧的支架控制器发送所述数量统计请求时，所述统计数量值的取值是0。

[0044] S23，所述相邻支架控制器接收所述数量统计请求，向所述主支架控制器反馈响应，将所述数量统计请求中的统计数量值加1。

[0045] 在接收到所述数量统计请求之后，所述相邻支架控制器的首要动作是想直接发送器接收到的数量统计请求的来源支架控制器反馈响应。一旦反馈响应，来源的支架控制器就可以确定自己的下一个相邻支架控制器已经接收到了所述数量统计请求。更进一步的，在本实施例中，来源支架控制器还会根据是否能够接收到响应，判断对于自己而言，还是否存在下一个相邻支架控制器。

[0046] 在接收到所述数量统计请求之后，所述相邻支架控制器的另一个动作是，将所述数量统计请求中包含的统计数量值加1。这意味着本支架控制器也参与到了数量统计当中。

[0047] S24，所述相邻支架控制器将统计数量值改变以后的数量统计请求发送至下一个相邻支架控制器，直至下一个相邻支架控制器不再存在。

[0048] 需要说明的是，所述相邻支架控制器向它的下一个相邻支架控制器所发送的数量统计请求，与在S23操作中其接收到的数量统计请求是不同的。最为根本的不同之处在于，其发送的数量统计请求中统计数量值与其接收的数量统计请求中的统计数量值相比，其取值发生了改变。更为具体的说，其取值相较于原来，增大了1。

[0049] 每个支架控制其在接收到数量统计请求之后，都需要执行S23及S24所描述的操作，直至接收到上述数量统计请求的一个支架控制器不再有下一个相邻支架控制器。

[0050] 图3示出了上述数量统计的过程。参见图3，每个支架控制器12在接收到源自所述无线收发装置11的数量统计请求之后，都向所述数量统计请求的直接原来节点反馈响应，再将所述数量统计请求中的统计数量值加1，并将完成统计数量值更新后的数量统计请求反馈至下一个相邻的支架控制器。

[0051] S25，当下一个相邻支架控制器不再存在时，所述相邻支架控制器将所述统计数量值反馈至所述主支架控制器。

[0052] 当所述一个支架控制器的下一个相邻支架控制器不再存在时，说明这个支架控制器是在空间位置上处于边缘位置的超前支护支架上设置的支架控制器。也就是说，所述主支架控制器对于一侧的支架控制器的数量统计工作已经完成。因此，这个支架控制器将其运算得到的统计数量值反馈至所述主支架控制器，结束对这一侧的支架控制器的数量统计工作。

[0053] S26，所述主支架控制器根据所述相邻支架控制器反馈的统计数量值统计支架控制器的数量。

[0054] 所述主支架控制器依据如下公式对支架控制器的数量进行统计：

[0055] N＝NR+NL+1

[0056] 其中，N表示支架控制器的总数，NR表示位置处于所述主支架控制器右侧的支架控制器的数目，NL表示位置处于所述主支架控制器左侧的支架控制器的数量。

[0057] S27，所述主支架控制器根据统计得到的支架控制器的数量，为各个支架控制器编号。

[0058] 在一种实施方式下，优选的，上述的编号过程包括：所述主支架控制器按照由左至右递增的次序，计算各个支架控制器的编号；所述主支架控制器以编号分配请求的形式，向各个支架控制器下发其对应的编号。

[0059] 具体的，当NL＝0,NR＞0时，连接有无线收发装置的支架控制器ID号设为1，其右侧支架控制器依次ID号设为2、3、……、NR、(NR+1)；当NL＞0,NR＝0时，连接有无线收发装置的支架控制器ID号设为(NL+1)，其左侧支架控制器依次ID号设为NL、(NL-1)、……、2、1；当NL＞0,NR＞0时，连接有无线收发器的支架控制器ID设为(NL+1)其左侧支架控制器ID号依次设为NL、(NL-1)、……、2、1，其右侧支架控制器ID依次设为(NL+2)、(NL+3)、……、(NL+NR)、(NL+NR+
1)。

[0060] 在另一种实施方式下，优选的，上述编号过程包括：所述主支架控制器按照由右至左的次序，计算各个支架控制器的编号；所述主支架控制器以编号分配请求的形式，向各个支架控制器下发其对应的编号。

[0061] 具体的，当NL＝0,NR＞0时，连接有无线收发装置的支架控制器ID号设为(NR+1)，其右侧支架控制器依次ID号设为NR、(NR-1)、……、2、1；当NL＞0,NR＝0时，连接有无线收发装置的支架控制器ID号设为1，其左侧支架控制器依次ID号设为2、3、……、(NL)、(NL+1)；当NL＞0,NR＞0时，连接有无线收发器的支架控制器ID设为(NR+1)，其左侧支架控制器ID号依次设为(NR+2)、(NR+3)、……、(NR+NL)、(NR+NL+1)，其右侧支架控制器ID依次设为(NR)、(NR-1)、……、2、1。

[0062] S28，所述主支架控制器通过请求各个支架控制器的编号，判断是否出现故障，并定位出现故障的支架控制器。

[0063] 具体而言，参见图4，所述主支架控制器通过请求各个支架控制器的编号，判断是否出现故障，并定位出现故障的支架控制器包括：

[0064] S41，所述主支架控制器以请求消息，请求各个支架控制器上传其编号。

[0065] S42，所述主支架控制器统计上传的消息数量。

[0066] S43，若上传的消息数量之和加一小于分配编号时采集的统计数量值，所述主支架控制器判定已经出现故障。

[0067] 一旦消息数量之和再加一的结果与之前统计的支架控制器的数量不符，可以判定，系统中已经出现了故障。

[0068] S44，所述主支架控制器通过识别各个支架控制器上传的编号，定位出现故障的支架控制器。

[0069] 在上述编号识别的过程中，若发现一个编号的缺失，则可以断定，缺失编号的支架控制器出现了故障。

[0070] 本实施例通过连接有无线收发装置的一个支架控制器对系统中支架控制器的数量进行统计，并根据统计的总数对系统中的各个支架控制器进行编号，不仅使得后续的故障排查更为方便，而且无需在系统中添加独立的服务器，节省了系统的硬件成本。

[0071] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。