CN106790673A - 一种基于物联网通信基站、网关的通信网络及通信方法 - Google Patents

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郭辉
张启亮
宫坤
刘新峰
张弛
江侃
李凤善
魏玉
张涛
王雷
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网通信基站、网关的通信网络，包括物联网基站、物联网网关，物联网基站之间、物联网基站与物联网网关之间的距离均不大于100KM；通信方法：物联网网关检测数据包是否来自邻近物联网基站；如果检测数据包是来自邻近物联网基站，则物联网网关将该数据包指定的地址转换成IP网络地址并转发至移动网络；如果检测数据包不是来自邻近物联网基站，则继续检测是否有来自公用移动网络的数据；如果有来自公用移动网络的数据，则发送至邻近物联网基站；如果没有来自公用移动网络的数据。本发明物联网网关采用无线的方式与邻近的物联网基站及公用移动网络进行数据交互，免去电/光缆的铺设；物联网网关功耗较低，免去了市电设施的建设。

Description

一种基于物联网通信基站、网关的通信网络及通信方法
技术领域
本发明涉及一种通信网络，具体涉及一种基于物联网通信基站、网关的通信网络及通信方法。
背景技术
当前，物联网应用发展的如火如荼，但在沙漠、戈壁、矿区、草原和森林等地区，由于地广人稀，现有的移动运营商基于利润考虑，没有在这些地区部署移动网络，同时卫星通信又存在费用昂贵的问题，但这些地区的石油天然气管线、电力传输设备、矿场、牧场、地质环境的监控数据也需要传输到云平台，因此急需成本低廉，传输距离远的基站来为数据传输提供条件。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于物联网通信基站、网关的通信网络及通信方法，解决在沙漠、戈壁、矿区、草原和森林等无公用移动网络覆盖地区的物联网设备接入物联网系统的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于物联网通信基站、网关的通信网络，包括物联网基站、物联网网关，两个物联网基站之间、物联网基站与物联网网关之间的距离均不大于100KM，物联网网关在公用移动网络信号覆盖下；物联网网关由射频天线、4G天线、射频信号处理电路、4G基带电路，电源管理电路、CPU、LPDRAM、NandFlash和电源组成，射频天线与射频信号处理电路连接，4G天线与4G基带电路连接，射频信号处理电路、4G基带电路、LPDRAM、NandFlash与CPU连接，电源与电源管理电路连接。
进一步的，所述的电源由太阳能方体、蓄电池组和控制器组成，太阳能方体、蓄电池组与控制器连接。
进一步的，所述的物联网基站、物联网网关均采用433M无线频段通信。
一种基于物联网通信基站、网关通信网络的通信方法，包括以下步骤：
a. 物联网网关检测数据包是否来自邻近物联网基站；
b. 如果检测数据包是来自邻近物联网基站，则物联网网关将该数据包指定的地址转换成IP网络地址并转发至移动网络，至此通信结束；
c. 如果检测数据包不是来自邻近物联网基站，则继续检测是否有来自公用移动网络的数据；
d. 如果有来自公用移动网络的数据，则发送至邻近物联网基站，至此通信结束；
e. 如果没有来自公用移动网络的数据，则通信结束。
与现有技术相比本发明物联网网关采用无线的方式与邻近的物联网基站及公用移动网络进行数据交互，免去了通信电/光缆的铺设；物联网网关功耗较低，因此采用太阳能加蓄电池的组合进行供电，免去了市电设施的建设。
附图说明
图1为本发明网络构成示意图；
图2为本发明物联网基站框图；
图3为本发明通信流程图；
图中：1、物联网网关，11、射频天线，12、4G天线，13、太阳能方体，2、物联网基站，3、物联网设备。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于物联网通信基站、网关的通信网络，包括物联网基站2、物联网网关1，物联网基站2、物联网网关1均采用433M无线频段通信，两个物联网基站2之间、物联网基站2与物联网网关1之间的距离均不大于100KM，物联网网关1在公用移动网络信号覆盖下；如图2所示，物联网网关1由射频天线11、4G天线12、射频信号处理电路、4G基带电路，电源管理电路、CPU、LPDRAM、NandFlash和电源组成，射频天线11与射频信号处理电路连接，4G天线12与4G基带电路连接，射频信号处理电路、4G基带电路、LPDRAM、NandFlash与CPU连接，电源与电源管理电路连接。物联网设备3在距离物联网基站2或者物联网网关1不超过100KM的范围内可以实现数据通信，电源由太阳能方体13、蓄电池组和控制器组成，太阳能方体13、蓄电池组与控制器连接，物联网网关1和物联网基站2功耗较低，无需市电供电。
物联网网关1负责公用移动网络与物联网系统的转换；物联网网关1与物联网基站2通信采用433M低频段电磁载波作为数据传输的载体，与公用移动网络的通信采用现有的4G移动制式（TD-LTE/FDD-LTE），物联网网关1与物联网基站2之间的无线通信距离可高达100km，物联网网关2安装于公用移动网络能稳定覆盖到的最边缘。
物联网网关1通过无线信号与邻近的物联网基站2进行数据交互，无线信号经射频天线11接入，经过接收灵敏度低至-130dBm的射频信号处理电路进行放大、滤波、解调和译码后，交给CPU进行缓存和处理；物联网网关1还通过4G基带电路与4G网络保持连接，将接收到的433M频段的数据转发到4G网络,也将接收到的4G网络数据通过433M射频电路发送至物联网系统，具体处理的流程如下：如图3所示，a. 物联网网关1检测数据包是否来自邻近物联网基站2；b. 如果检测数据包是来自邻近物联网基站2，则物联网网关1将该数据包指定的地址转换成IP网络地址并转发至移动网络，至此通信结束；c. 如果检测数据包不是来自邻近物联网基站2，则继续检测是否有来自公用移动网络的数据；d. 如果有来自公用移动网络的数据，则发送至邻近物联网基站2，至此通信结束；e. 如果没有来自公用移动网络的数据，则通信结束。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于物联网通信基站、网关的通信网络，其特征在于，包括物联网基站（2）、物联网网关（1），两个物联网基站（2）之间、物联网基站（2）与物联网网关（1）之间的距离均不大于100KM，物联网网关（1）在公用移动网络信号覆盖下；物联网网关（1）由射频天线（11）、4G天线（12）、射频信号处理电路、4G基带电路，电源管理电路、CPU、LPDRAM、NandFlash和电源组成，射频天线（11）与射频信号处理电路连接，4G天线（12）与4G基带电路连接，射频信号处理电路、4G基带电路、LPDRAM、NandFlash与CPU连接，电源与电源管理电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网通信基站、网关的通信网络，其特征在于，所述的电源由太阳能方体（13）、蓄电池组和控制器组成，太阳能方体（13）、蓄电池组与控制器连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网通信基站、网关的通信网络，其特征在于，所述的物联网基站（2）、物联网网关（1）均采用433M无线频段通信。
4.一种基于物联网通信基站、网关通信网络的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
a. 物联网网关（1）检测数据包是否来自邻近物联网基站（2）；
b. 如果检测数据包是来自邻近物联网基站（2），则物联网网关（1）将该数据包指定的地址转换成IP网络地址并转发至移动网络，至此通信结束；
c. 如果检测数据包不是来自邻近物联网基站（2），则继续检测是否有来自公用移动网络的数据；
d. 如果有来自公用移动网络的数据，则发送至邻近物联网基站（2），至此通信结束；
e. 如果没有来自公用移动网络的数据，则通信结束。
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