【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于巖石力學試驗設備領域，具體涉及一種用于巖石力學試驗系統的遠程通信系統及通信方法。
技術介紹
1、巖石力學試驗是地質工程、采礦、地下建筑和巖土工程等領域的重要組成部分。這些試驗通常涉及對巖石樣本的物理性質進行測量和分析，以評估其強度、變形和穩定性等參數。目前，巖石力學試驗裝置的數據采集和通信通常依賴于傳統的方式，例如直接將傳感器連接到監測設備或使用中間設備進行數據傳輸。這些方法主要存在如下缺點：(1)設備之間相互獨立：各種巖石力學試驗設備通常相互獨立，之間沒有統一的終端進行操作，安裝在不同的區域，產生的數據也存儲在對應的設備，統計交流不易。(2)設備計算功能單一：巖石力學試驗設備通常不具備高級計算能力，無法進行復雜的數據分析或模擬。(3)數據存儲量較小：這些設備的數據存儲容量通常受限，無法滿足長期的數據記錄需求。(4)硬件設備較為落后：部分巖石力學試驗設備可能是老舊的硬件，難以升級。(5)計算時間較慢：由于計算速度較慢，需要較長時間才能處理大量數據。(6)數據延遲：由于數據采集和傳輸通常依賴于有限的通信通道，導致數據延遲，可能無法實時監測和應對變化。(7)有限的擴展性：傳統方法在增加傳感器數量或修改實驗配置時存在擴展性問題，難以滿足復雜的試驗需求。
2、上述不足均會影響數據的準確性和傳輸速率。采用適用于巖石力學試驗裝置的遠程通信技術和相應的算法，則可解決上述問題。遠程通信可以將數據傳輸到更強大的計算資源，以進行高級數據處理和分析；可以將數據傳輸到更大的存儲系統，以確保不會丟失任何重要的試驗數據；可以通過將
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種用于巖石力學試驗系統的遠程通信系統及通信方法，該系統能夠實現高效、穩定的數據傳輸和處理。基于transformer模型的算法能夠有效處理多種巖石力學數據，并通過智能濾波算法提升數據的準確性和穩定性。
2、本專利技術采取的技術方案是：
3、一種用于巖石力學試驗系統的遠程通信系統，其特征在于，包括多個試驗設備、多個終端服務器、多個邊緣計算節點，所述試驗設備與邊緣計算節點通過專用的高速接口(如usb?3.0、pcie等)直接連接，以確保數據采集的低延遲和高帶寬。邊緣計算節點再通過高速以太網線纜(如cat?6或cat?7網線)連接至光纖交換機的數據通信端口a，終端服務器的數據端口連接至光纖交換機的數據通信端口b；光纖交換機的喚醒控制端口通過控制信號線連接至終端服務器的喚醒端口；當需要喚醒終端服務器進行數據處理時，喚醒模塊發送控制信號至光纖交換機，光纖交換機再通過喚醒控制端口將信號傳輸至終端服務器，激活終端服務器。
4、邊緣計算節點部署在試驗設備附近，用于本地數據預處理和初步分析，減少數據傳輸量和提升響應速度；同時，利用邊緣計算節點的強大計算能力，進行初步的數據過濾、清洗和分析，減少數據傳輸量，提高處理效率。
5、光纖交換機型號為xyz系列，支持高帶寬和低延遲的數據傳輸。
6、一種巖石力學試驗系統的遠程通信方法，包括以下步驟：
7、步驟一：創建vlan和端口分配
8、s101：交換機初始化
9、在進行vlan和端口分配之前，首先對交換機進行初始化，并且獲得對交換機管理界面的訪問權限；
10、s102：創建vlan
11、a.登錄到交換機的管理界面，獲得授權的管理員憑據；
12、b.對vlan進行配置。創建所需數量的vlan，為每個vlan分配一個唯一的vlanid(通常是一個整數)，以便將其區分開；
13、c.對每個vlan進行命名，以便識別各自的用途或配置；
14、s103：端口分配到vlan
15、選擇要分配到特定vlan的交換機端口，配置每個端口的pvid(port?vlan?id)，以將其分配到所選的vlan，確保所有傳感器和設備連接到相應vlan；
16、步驟二：網絡拓撲管理
17、在巖石力學試驗系統中，數據傳輸和通信的有效性和可靠性的關鍵步驟是對其進行網絡拓撲管理。
18、s201：動態vlan管理
19、為了滿足不同試驗配置的需求和變化，網絡拓撲應具備動態性和靈活性。
20、a.vlan創建和修改：登錄到交換機的管理界面，并使用管理員憑據導航到vlan配置部分，為每個vlan分配唯一的vlanid，并為其命名以反映其用途；在需要時，可以動態地創建新的vlan或修改現有vlan的配置。
21、b.端口重新分配：根據試驗計劃需求，通過更改端口的pvid，隨時重新分配端口到不同的vlan；靈活性使系統能夠適應不同試驗配置的變化，而無需物理重新布線。
22、c.刪除不再需要的vlan：在試驗結束后，刪除不再需要的vlan，以釋放資源并簡化網絡拓撲；這有助于保持網絡的清晰性和效率。
23、s202：拓撲監控和分析
24、a.使用網絡管理工具：配置網絡管理工具，以監控vlan的性能和活動；這些工具可以提供實時的拓撲圖和性能指標，以幫助識別潛在問題。
25、b.自動化拓撲發現：利用自動化拓撲發現工具，自動檢測新設備的加入或設備的移動，并相應地進行vlan分配和配置；
26、s203：故障排除和恢復
27、在出現網絡故障或問題時，需要有快速的故障排除和恢復機制。
28、a.故障檢測：使用網絡管理工具來檢測和報告任何網絡故障或異常；包括vlan間的通信問題。
29、b.自動恢復：配置自動恢復策略，以便在檢測到故障時自動重新分配端口或vlan，以最小化停機時間；
30、通過有效的網絡拓撲管理，巖石力學試驗系統能夠實現動態的網絡配置，確保不同試驗配置的網絡需求得到滿足，并提供了快速的故障排除和恢復機制，以確保網絡的可靠性和穩定性。
31、步驟三：數據加密與傳輸速度優化
32、為了保護數據在傳輸過程中的機密性，對其采用了數據加密措施。在數據發送和接收時進行加密，以防止未經授權的訪問。
33、通過利用ssl/tls協議，使用安全套接字層(ssl)或傳輸層安全性(tls)協議來加密數據傳輸。
34、為了有效地進行加密和解密，采用了密鑰管理策略。密鑰是加密和解密數據的關鍵。密鑰必須得到妥善保管，并定期更換以增強安全性。使用安全的密鑰交換協議來確保密鑰的安全分發和更新。
35、在巖石力學試驗系統中，為了確保高效的數據傳輸和管理，引入了一系列數據流優化策略，以提高數據的傳輸速度、可靠性和性能。
36、s301：數據壓縮本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于巖石力學試驗系統的遠程通信系統，其特征在于，包括多個試驗設備、多個終端服務器、多個邊緣計算節點，所述試驗設備與邊緣計算節點通過專用的高速接口直接連接，邊緣計算節點再通過高速以太網線纜連接至光纖交換機的數據通信端口A，終端服務器的數據端口連接至光纖交換機的數據通信端口B；光纖交換機的喚醒控制端口通過控制信號線連接至終端服務器的喚醒端口；當需要喚醒終端服務器進行數據處理時，喚醒模塊發送控制信號至光纖交換機，光纖交換機再通過喚醒控制端口將信號傳輸至終端服務器，激活終端服務器。
2.一種巖石力學試驗系統的遠程通信方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.如權利要求2所述的一種巖石力學試驗系統的遠程通信方法，其特征在于，在數據采集單元，構建多種巖石力學試驗數據的壓縮與濾波算法，包括以下步驟：
4.如權利要求3所述的一種巖石力學試驗系統的遠程通信方法，其特征在于，所述巖石力學試驗數據的壓縮與濾波算法，包括以下步驟：
5.如權利要求3所述的一種巖石力學試驗系統的遠程通信方法，其特征在于，所述多種巖石力學試驗數據包括抗壓強度、抗拉強度、剪切
...【技術特征摘要】
1.一種用于巖石力學試驗系統的遠程通信系統，其特征在于，包括多個試驗設備、多個終端服務器、多個邊緣計算節點，所述試驗設備與邊緣計算節點通過專用的高速接口直接連接，邊緣計算節點再通過高速以太網線纜連接至光纖交換機的數據通信端口a，終端服務器的數據端口連接至光纖交換機的數據通信端口b；光纖交換機的喚醒控制端口通過控制信號線連接至終端服務器的喚醒端口；當需要喚醒終端服務器進行數據處理時，喚醒模塊發送控制信號至光纖交換機，光纖交換機再通過喚醒控制端口將信號傳輸至終端服務器，激活終端服務器。
2.一種巖石力學試驗系統的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹建濤，辛飛龍，辛暢，張文，徐李臻，李炳岐，雷彤，
申請(專利權)人：西安科技大學，
類型：發明
國別省市：
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