利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021105390916
申请人: 北部湾大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种用于大范围覆盖的无线异构网融合系统,其特征在于,包括监测端(1)、监控端(2)、IoT核心网(3)、光载无线交换机(4)、管理端(8)及数据处理平台(9),所述监测端(1)包括传感器及GPS定位器,所述传感器用于牧场环境量数据的采集,所述GPS定位器设置在牧场的畜牧中,以获取畜牧的位置数据,所述监测端(1)通过NB‑IOT基站(31)与所述IoT核心网(3)连接,以使所述监测端(1)所采集的数据以NB‑IOT的方式传输;

所述IoT核心网(3)与所述管理端(8)连接,以使所述管理端(8)对牧场的环境量及畜牧进行监测;

所述监控端(2)包括监控摄像头,所述监控摄像头设置在牧场中,以获取牧场的视频数据;所述监控端(2)通过所述光载无线交换机(4)与所述管理端(8)连接,以使所述管理端(2)对牧场的环境视频进行监控;

所述数据处理平台(9)包括数据采集控制模块(91)、WiFi控制模块(92)、故障处理模块(93)及GPS纠错模块(94),

所述数据采集控制模块(91)用于通过STM32微控制器对所述监测端(1)的传感器数据采集进行控制,且所述数据采集控制模块(91)通过配合外围时钟选通,以在待机模式下,所述STM32微控制器的所有时钟停止,在唤醒后,经过延迟时间,所述数据采集控制模块(91)控制所述过STM32微控制器的RCC时钟源切换到外部高速时钟;

所述WiFi控制模块(92)通过ESP8266模块的串口与所述STM32微控制器连接,且所述WiFi控制模块(92)通过所述光载无线交换机(4)为所述管理端(8)提供网络;

所述故障处理模块(93)通过预设检测时间控制所述STM32微控制器的IWDG模块,以使所述故障处理模块(93)定时检测故障;

所述GPS纠错模块(94)通过计算所述GPS定位器的过程滞后运动过程,且所述GPS纠错模块(94)在经过所述GPS定位器的定位点检验后将有效点加入距离计算过程,以获得GPS数据。

2.根据权利要求1所述的一种用于大范围覆盖的无线异构网融合系统,其特征在于:所述光载无线交换机(4)包括近端单元(41)、远端单元(42)及AP点(40)所述监控端(2)通过光纤(43)与所述AP点(40)连接,所述AP点(40)与所述近端单元(41)通信连接,所述近端单元(41)通过光纤(43)与所述管理端(8)连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于大范围覆盖的无线异构网融合系统,其特征在于:所述近端单元(41)还包括矩阵开关(411)及光电转换单元(412),所述矩阵开关(411)分别与所述AP点(40)及所述光电转换单元(412)连接,所述光电转换单元(412)与所述远端单元(42)连接,以使所述近端单元(41)的上行链路及下行链路单独开断;

所述光电转换单元(412)包括射频开关模块(5),所述射频开关模块(5)包括开关器件(5)、检波器(51)、比较器(52)及反相器(53),所述开关器件(5)通过光电探测器(501)将所述上行链路的光信号转为电信号,且所述开关器件(5)通过激光器(502)将所述下行链路的电信号转为光信号;所述开关器件(5)分别与所述矩阵开关(411)及所述检波器(51)连接,所述检波器(51)与所述比较器(52)电连接,所述反相器(53)分别与所述开关器件(5)及所述比较器(52)电连接,以通过耦合信号控制所述近端单元(41)的上行链路下行链路的单独开断。

4.根据权利要求3所述的一种用于大范围覆盖的无线异构网融合系统,其特征在于:所述光电转换单元还设有功率稳定器,且所述功率稳定器分别与所述开关器件(5)及所述激光器(502)电连接。

5.根据权利要求3所述的一种用于大范围覆盖的无线异构网融合系统,其特征在于:所述光电转换单元(412)还包括指示灯电模块,所述指示灯电模块包括LC滤波电路(61)及指示灯(62),所述光电探测器(501)的输出端与所述LC滤波电路(61)电连接,所述指示灯(62)通过三极管(63)与所述指示灯(62)电连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于大范围覆盖的无线异构网融合系统,其特征在于:所述LC滤波电路(61)包括电感(611)及电容(612),所述电感(611)一端与所述光电探测器(501)的输出端并联,另一端与所述电容(612)串联,所述三极管(63)的b端与所述电感(611)及所述电容(612)并联,且所述三极管(63)的c端与所述指示灯(62)串联。

7.根据权利要求1所述的一种用于大范围覆盖的无线异构网融合系统,其特征在于:所述远端单元(42)包括远端射频模块(421)及远端数字模块(422),所述远端射频模块(421)及所述远端数字模块(422)均通过波分复用单元(423)与所述近端单元(41)连接,所述远端射频模块(421)设有远端信号放大模块,所述信号放大模块包括SPF5043Z放大器(71)、TQ9369182放大器(72)、ADL5324放大器(73)、第一远端射频开关(74)、第二远端射频开关(75)、第三远端射频开关(76)及第四远端射频开关(77),所述第一远端射频开关(74)、所述SPF5043Z放大器(71)、所述TQ9369182放大器(72)、所述第二远端射频开关(75)、所述ADL5324放大器(73)、第三远端射频开关(76)依次连接,以对所述远端单元(42)下行链接的信号进行放大;

所述第三远端射频开关(76)、第四远端射频开关(77)、所述第一远端射频开关(74)、所述SPF5043Z放大器(71)、所述TQ9369182放大器(72)、所述第二远端射频开关(75)依次连接,以对所述远端单元(42)上行链路的信号进行放大。

8.根据权利要求7所述的一种用于大范围覆盖的无线异构网融合系统,其特征在于:所述第一远端射频开关(74)的VC引脚与所述第四远端射频开关(77)的VC引脚电连接,所述第三远端射频开关(76)的VC引脚及所述第三远端射频开关(76)的VC引脚分别与所述远端数字模块(422)连接,并通过Vctrl信号控制各个远端射频开断,以所述远端单元(42)的上行链路或下行链接的关断。

9.根据权利要求1所述的一种用于大范围覆盖的无线异构网融合系统,其特征在于:所述GPS纠错模块(94)的纠正步骤为:S1:将所述GPS定位器首个轨迹点选为首个权重点;

S2:根据前一权重点与本次轨迹点的权重值获得权重点;

S3:当所述GPS定位器的速度小于1m/s时,根据所述GPS定位器的定位点与权重点的时间差,并计算获得所述GPS定位器的定位点与权重点的偏移距离,在所述偏移距离大于最大偏移距离时,权重点为有效权重点,将所述有效权重点加入至有效轨迹点中;在所述偏移距离小于最大偏移距离时,所述GPS定位器的定位点为有效轨迹点;

S4:当所述GPS定位器的速度大于1m/s时,根据所述GPS定位器的当前定位点与权重点的时间差,并计算获得所述GPS定位器的定位点与权重点的偏移距离,在所述偏移距离大于最大偏移距离时,权重点为有效权重点,将所述有效权重点加入至有效轨迹点中;在所述偏移距离小于最大偏移距离时,依次计算后续的五次权重点,当该五次权重点与对应GPS定位器的定位点的偏移距离均小于最大偏移距离时,所述GPS定位器的当前定位点为有效轨迹点;当该五次权重点中某一权重点与对应GPS定位器的定位点的偏移距离大于最大偏移距离时,该权重点为偏移点,对所述偏移点进行去除,且其余的权重点为有效权重点,将所述有效权重点加入至有效轨迹点中。

10.根据权利要求9所述的一种用于大范围覆盖的无线异构网融合系统,其特征在于:当首个权重点与后续权重点的偏移距离大于不可接受偏移距离,将该首个权重点去除,并将第二个权重点作为新的首个权重点。