一種基於物聯網通信基站、網關的通信網絡及通信方法與流程
2023-07-27 08:12:12 3
本發明涉及一種通信網絡，具體涉及一種基於物聯網通信基站、網關的通信網絡及通信方法。
背景技術：
當前，物聯網應用發展的如火如荼，但在沙漠、戈壁、礦區、草原和森林等地區，由於地廣人稀，現有的移動運營商基於利潤考慮，沒有在這些地區部署行動網路，同時衛星通信又存在費用昂貴的問題，但這些地區的石油天然氣管線、電力傳輸設備、礦場、牧場、地質環境的監控數據也需要傳輸到雲平臺，因此急需成本低廉，傳輸距離遠的基站來為數據傳輸提供條件。
技術實現要素：
針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種基於物聯網通信基站、網關的通信網絡及通信方法，解決在沙漠、戈壁、礦區、草原和森林等無公用行動網路覆蓋地區的物聯網設備接入物聯網系統的問題。
為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是：一種基於物聯網通信基站、網關的通信網絡，包括物聯網基站、物聯網網關，兩個物聯網基站之間、物聯網基站與物聯網網關之間的距離均不大於100KM，物聯網網關在公用行動網路信號覆蓋下；物聯網網關由射頻天線、4G天線、射頻信號處理電路、4G基帶電路，電源管理電路、CPU、LPDRAM、NandFlash和電源組成，射頻天線與射頻信號處理電路連接，4G天線與4G基帶電路連接，射頻信號處理電路、4G基帶電路、LPDRAM、NandFlash與CPU連接，電源與電源管理電路連接。
進一步的，所述的電源由太陽能方體、蓄電池組和控制器組成，太陽能方體、蓄電池組與控制器連接。
進一步的，所述的物聯網基站、物聯網網關均採用433M無線頻段通信。
一種基於物聯網通信基站、網關通信網絡的通信方法，包括以下步驟：
a. 物聯網網關檢測數據包是否來自鄰近物聯網基站；
b. 如果檢測數據包是來自鄰近物聯網基站，則物聯網網關將該數據包指定的地址轉換成IP網絡地址並轉發至行動網路，至此通信結束；
c. 如果檢測數據包不是來自鄰近物聯網基站，則繼續檢測是否有來自公用行動網路的數據；
d. 如果有來自公用行動網路的數據，則發送至鄰近物聯網基站，至此通信結束；
e. 如果沒有來自公用行動網路的數據，則通信結束。
與現有技術相比本發明物聯網網關採用無線的方式與鄰近的物聯網基站及公用行動網路進行數據交互，免去了通信電/光纜的鋪設；物聯網網關功耗較低，因此採用太陽能加蓄電池的組合進行供電，免去了市電設施的建設。
附圖說明
圖1為本發明網絡構成示意圖；
圖2為本發明物聯網基站框圖；
圖3為本發明通信流程圖；
圖中：1、物聯網網關，11、射頻天線，12、4G天線，13、太陽能方體，2、物聯網基站，3、物聯網設備。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
如圖1所示，一種基於物聯網通信基站、網關的通信網絡，包括物聯網基站2、物聯網網關1，物聯網基站2、物聯網網關1均採用433M無線頻段通信，兩個物聯網基站2之間、物聯網基站2與物聯網網關1之間的距離均不大於100KM，物聯網網關1在公用行動網路信號覆蓋下；如圖2所示，物聯網網關1由射頻天線11、4G天線12、射頻信號處理電路、4G基帶電路，電源管理電路、CPU、LPDRAM、NandFlash和電源組成，射頻天線11與射頻信號處理電路連接，4G天線12與4G基帶電路連接，射頻信號處理電路、4G基帶電路、LPDRAM、NandFlash與CPU連接，電源與電源管理電路連接。物聯網設備3在距離物聯網基站2或者物聯網網關1不超過100KM的範圍內可以實現數據通信，電源由太陽能方體13、蓄電池組和控制器組成，太陽能方體13、蓄電池組與控制器連接，物聯網網關1和物聯網基站2功耗較低，無需市電供電。
物聯網網關1負責公用行動網路與物聯網系統的轉換；物聯網網關1與物聯網基站2通信採用433M低頻段電磁載波作為數據傳輸的載體，與公用行動網路的通信採用現有的4G移動制式（TD-LTE/FDD-LTE），物聯網網關1與物聯網基站2之間的無線通信距離可高達100km，物聯網網關2安裝於公用行動網路能穩定覆蓋到的最邊緣。
物聯網網關1通過無線信號與鄰近的物聯網基站2進行數據交互，無線信號經射頻天線11接入，經過接收靈敏度低至-130dBm的射頻信號處理電路進行放大、濾波、解調和解碼後，交給CPU進行緩存和處理；物聯網網關1還通過4G基帶電路與4G網絡保持連接，將接收到的433M頻段的數據轉發到4G網絡,也將接收到的4G網絡數據通過433M射頻電路發送至物聯網系統，具體處理的流程如下：如圖3所示，a. 物聯網網關1檢測數據包是否來自鄰近物聯網基站2；b. 如果檢測數據包是來自鄰近物聯網基站2，則物聯網網關1將該數據包指定的地址轉換成IP網絡地址並轉發至行動網路，至此通信結束；c. 如果檢測數據包不是來自鄰近物聯網基站2，則繼續檢測是否有來自公用行動網路的數據；d. 如果有來自公用行動網路的數據，則發送至鄰近物聯網基站2，至此通信結束；e. 如果沒有來自公用行動網路的數據，則通信結束。
對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其它的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同替換和改進，均應包含在本發明技術方案的保護範圍之內。