針對采煤工作面區(qū)域空間狹小，煤機(jī)設(shè)備位置移動導(dǎo)致無線通訊質(zhì)量不穩(wěn)定的難題，采用基于天線波束自動跟蹤的裝置及配套軟件，根據(jù)采煤機(jī)的位置坐標(biāo)和運(yùn)行方向，對天線波束方向進(jìn)行跟蹤調(diào)整，使采煤機(jī)的前后方無線信號相互動態(tài)補(bǔ)償，減少煤機(jī)裝備對覆蓋區(qū)域電磁波的影響。

天線方向調(diào)控裝置，該裝置由定向天線、總線舵機(jī)、DTU數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備以及隔爆外殼組成。獲取采煤機(jī)的位置以及動態(tài)控制調(diào)控裝置，數(shù)據(jù)采集控制上位機(jī)軟件，該軟件主要功能為采煤機(jī)位置獲取和發(fā)送天線調(diào)控指令。

整個系統(tǒng)組成框圖如圖1所示：

主要工作原理：無線支架控制器通過紅外線裝置獲取到采煤機(jī)位置后，通過5g終端1將采煤機(jī)位置上傳到5g環(huán)網(wǎng)，數(shù)據(jù)采集控制上位機(jī)從5g環(huán)網(wǎng)獲取到該信息，根據(jù)軟件設(shè)定的煤機(jī)位置與天線角度邏輯產(chǎn)生對應(yīng)的角度控制指令并通過5g PRRU下發(fā)到DTU數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，DTU將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇偩€舵機(jī)，舵機(jī)驅(qū)動5g PRRU天線做出對應(yīng)的角度調(diào)節(jié)，從而使采煤機(jī)5g終端2的天線能時刻接收到信號。

數(shù)據(jù)采集控制上位機(jī)軟件，軟件界面如圖2所示。該軟件主要功能為采煤機(jī)位置獲取和發(fā)送天線調(diào)控指令，軟件采用TCP協(xié)議，通過5G環(huán)網(wǎng)與天線方向調(diào)控裝置的DTU數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、支架無線控制器的5G終端1建立點(diǎn)對點(diǎn)通信。軟件可顯示采煤機(jī)所在支架的實(shí)時位置，天線控制角度與煤機(jī)位置對應(yīng)邏輯可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況實(shí)時修改以應(yīng)對不同的現(xiàn)場環(huán)境。