面向煤矿井下的多协议融合网关设计

赵小虎^1,2，王宽^1,2，沈雪茹^1,2，田浩^1,2，有鹏^2,3

1. 中国矿业大学信息与控制工程学院2. 矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室3. 中国矿业大学徐海学院

摘 要：针对现有煤矿安全监测系统中信息传输可靠性差、异构数据融合度低的问题,设计了一款面向煤矿井下的多协议融合网关。该网关可同时接入不同协议类型的传感器,将多源数据以以太网协议数据的形式传输到远程服务器进行信息融合。在该网关中,物理层通过不同协议(RS232、RS485、CAN、ZigBee)传输介质和接口接收终端的数据信息;协议层对不同的数据格式进行解封,得到终端用户原始数据;系统层通过任务管理和通信调度完成多类型设备的接入;应用层设计用户函数和调用内核空间的网络层协议进行数据封装,得到以太网协议格式的数据后不需处理就可传送到上级节点,完成网关多类型协议数据到以太网协议数据的转换传输。测试结果表明,该网关可以实现RS232、RS485、CAN、ZigBee等协议数据转以太网协议数据的透明传输,且传输时延集中在15ms以内,传输数据丢包率低,具有很强的通信可靠性。

关键词：煤矿安全监测;传感器;异构数据;数据融合;多协议融合网关;透明传输;协议转换;