一种多通信式液压支架控制器和液压支架控制系统的制作方法

本发明涉及煤矿采集，尤其涉及一种多通信式液压支架控制器和液压支架控制系统。

背景技术：

1、液压支架控制系统是煤矿企业开采智能化的重要技术，其中液压支架控制器是煤矿综采工作面的重要组成部分，是整个综采工作面智能、安全、高效采掘作业的基础。

2、而在传统的液压支架使用过程中，往往需要通信线缆用于保持液压支架控制器和外部终端的实时通信，信号经过长距离传输可靠性往往难以保证，而在外部终端进行信号传输时，往往仅采用rs485或光纤网络的传输方式，传输方式单一，抗风险能力弱。此外，通信线缆在井下使用过程中常常出现破损断裂等情况，直接导致通信中断，从而使采煤工作面液压支架控制中断，造成安全事故。而且，井下复杂的环境对于普通的低功率无线技术存在很大的干扰和影响。

3、因此，亟需一种多通信式液压支架控制器，为确保井下液压支架控制器与液压支架以及外部设备的通信稳定与安全。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种多通信式液压支架控制器和液压支架控制系统，其解决了现有技术中，单一通信方式易受井下复杂环境影响，导致通信中断的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、第一方面，本发明实施例提供一种多通信式液压支架控制器，包括：壳体和位于壳体内部的电路主板；

6、其中，所述电路主板包括：板体、主处理器、网口组件、接口组件和无线通信组件；

7、所述主处理器、网口组件、接口组件和无线通信组件均设置在所述板体的第一面，且所述网口组件、接口组件和无线通信组件均与所述主处理器电性连接；

8、所述网口组件用于，有线连接交换机后接入环网，以实现液压支架控制器与调度中心的有线数据传输；

9、所述接口组件用于，连接液压支架，实现液压支架控制器与液压支架的数据传输；

10、所述无线通信组件用于，无线连接无线基站后接入环网，以实现液压支架控制器与调度中心的无线数据传输。

11、可选地，所述网口组件包括：用于通过光纤连接交换机以接入环网的光口和用于通过lan线缆连接交换机以接入环网的网口；

12、所述接口组件包括：用于液压支架控制器间连接的第一can总线接口和用于液压支架控制器与液压支架连接的第二can总线接口；

13、所述无线通信组件包括：5g通信器和板载双频wifi/蓝牙；

14、其中，所述光口、网口、第一can总线接口、第二can总线接口和板载wifi/蓝牙均设置在所述板体的第一面，5g通信器通过板体第一面上预先设置的mini-pcie接口插接在所述板体上；

15、且所述光口、网口、第一can总线接口、第二can总线接口、板载wifi/蓝牙和5g通信器均与所述主处理器电性连接。

16、第二方面，本实施例提供一种基于多通信式液压支架控制器的液压支架控制系统包括：调度中心、环网、交换机、无线基站、至少一个液压支架控制器，以及每一液压支架控制器对应控制的液压支架；

17、调度中心、无线基站和交换机均通过线缆接入环网；所有液压支架控制器均同时通过无线基站和交换机接入环网，其中，任一液压支架控制器均分别通过无线通信组件无线连接无线基站，通过网口组件有线连接交换机；任一液压支架控制器和其对应控制的液压支架之间均通过接口组件连接；

18、任一液压支架控制器均用于，当通过接口组件接收该液压支架控制器对应控制的液压支架发送的相关数据时，将所述相关数据同时通过网口组件和无线通信组件上传至调度中心，以及当通过无线通信组件和/或网口组件接收到的第一控制指令时，通过接口组件控制该液压支架控制器对应控制的液压支架进行动作。

19、可选地，所述系统还包括：与液压支架一一对应的图像采集装置；

20、任一所述图像采集装置用于液压支架进行动作过程中实时测量目标位置的深度图像和彩色图像，并发送至该图像采集器对应的液压支架控制器；所述目标位置包括该液压支架对应的液压支架底座和液压支架底座上预先设置的标记点；

21、则任一所述液压支架控制器还用于，将所述深度图像和彩色图像基于预先设置的公式一进行坐标对齐；所述公式一为：

22、

23、x＝a1x+a2y+a3-a7xx-a8yx

24、y＝a4x+a5y+a6-a7xy-a8yy；

25、其中，表示彩色图像中将相机坐标系下的深度值归一化时的彩色图像像素，x、y分别表示横坐标、纵坐标的深度值，表示深度图像中将相机坐标系下的深度值归一化时的深度图像像素，其中x、y表示深度图像的横坐标、纵坐标，表示彩色图像的像素到深度图像像素值的变换矩阵，获得第一过程图像和第一过程图像的深度值；所述第一过程图像为经坐标对齐后的具有深度信息的彩色图像；

26、采用预先设置的中值滤波对坐标对齐后的第一过程图像进行降噪处理后，根据预先设置的分割算法获得液压支架与其他物体分割后的第二过程图像；

27、根据所述第二过程图像中液压支架底座上预先设置的标记点的像素坐标，结合第二过程图像的深度值，以及液压支架未进行动作时标记点的初始空间坐标，获得该液压支架的支撑高度。

28、可选地，所述液压支架控制器，根据所述第二过程图像中液压支架底座上预先设置的标记点的像素坐标，结合第二过程图像的深度值，以及液压支架未进行动作时标记点的初始空间坐标，获得该液压支架的支撑高度，包括：

29、所述液压支架控制器根据预先设置的公式二，结合第二过程图像中液压支架底座上预先设置的标记点的像素坐标、第二过程图像的深度值和液压支架未进行动作时标记点的初始空间坐标，获得该液压支架的支撑高度；所述公式二为：

30、

31、

32、其中，为第二过程图像中标记点的像素坐标，k为深度值，c1、c2、f1、f2均为预先标定的相机标定参数，为液压支架未进行动作时标记点的初始空间坐标，α、β、γ分别为第二过程图像中液压支架底座绕空间坐标系三条坐标轴旋转时的欧拉夹角，δm、δk、δn分别为液压支架底座绕空间坐标系三条坐标轴上的位移；

33、根据液压支架未进行动作时图像采集装置与支架底座的初始距离、液压支架未进行动作时图像采集装置与顶梁距离、第二过程图像中液压支架底座在空间坐标系z轴上的位移δn，以及预先设置的公式三，获得第二过程图像中液压支架的支撑高度；所述公式三为：

34、h＝h0+h1+δn；

35、其中h为第二过程图像中液压支架的支撑高度，h0为液压支架未进行动作时图像采集装置与支架底座的初始距离，h1为液压支架未进行动作时图像采集装置与顶梁距离。

36、可选地，所述液压支架控制器还用于，根据预先设置的液压支架未进行动作时液压支架顶梁倾角，第二过程图像中液压支架底座在空间坐标系中x周旋转的欧拉夹角，以及预先设置的公式四，获得第二过程图像中的顶梁倾角；所述公式四为：

37、θ＝θ0+α；

38、其中，θ为第二过程图像中的顶梁倾角，θ0为液压支架未进行动作时液压支架顶梁倾角，α为第二过程图像中液压支架底座在空间坐标系中x周旋转的欧拉夹角。

39、可选地，任一所述液压支架控制器还用于，实时同时通过无线通信组件和网口组件将第二过程图像中的顶梁倾角和第二过程图像中液压支架的支撑高度发送至调度中心；

40、并实时根据第二过程图像中的顶梁倾角和第二过程图像中液压支架的支撑高度判断该液压支架控制器对应控制的液压支架的动作是否正常；

41、若不正常，则控制液压支架紧急急停，并发出报警，同时生成第一报警信息并同时通过无线通信组件和网口组件将所述报警信息发送至调度中心。

42、可选地，所述系统还包括：移动终端；

43、所述移动终端通过预先设置的蓝牙协议连接任一液压支架控制器后，用于实时接收该液压发送的液压支架数据，并发送第二控制指令至该液压支架控制器；

44、所述液压支架控制器还用于，基于预先设置的蓝牙协议连接所述移动终端，并判断所述移动终端身份认证是否通过；

45、当通过时，则作为接入点为所述移动终端提供无线信号，并基于接收到的移动终端发送的第二控制指令，控制该液压支架控制器对应控制的液压支架进行动作，以及将实时监测到的该液压支架控制器对应控制的液压支架数据发送至所述移动终端。

46、可选地，所述系统还包括：无线遥控器；

47、则任一液压支架还包括红外线发射器；

48、无线遥控器用于，与任一液压支架的红外线发射器进行连接，控制该液压支架进行动作。

49、可选地，所述系统还包括：每一液压支架上对应设置的人体红外热释传感器，所述人体红外热释传感器用于监测是否有人进入危险区域；

50、当有人进入危险区域时，该液压支架紧急急停，并发送第二报警信息至其对应的液压支架控制器；

51、任一所述液压支架控制器还用于，当接收到液压支架发送的第二报警信息时，基于所述第二报警信息进行报警，并将所述第二报警信息同时通过无线通信组件和网口组件发送至调度中心。

52、(三)有益效果

53、本发明的有益效果是：本发明的一种多通信式液压支架控制器和液压支架控制系统，由于同时采用无线通信组件和网口组件，相对于现有技术而言，其可以同时通过无线传输方式和有线传输方式与调度中心进行数据交互，以确保井下液压支架控制器与液压支架以及外部设备的通信稳定与安全。